KR101128432B1 - Antenna using zeroth order resonator and communication apparatus comprising the same - Google Patents
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Abstract
0차 공진기를 이용한 안테나 및 이를 포함하는 통신장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 0차 공진기를 이용한 안테나는 기판; 상기 기판 상부에서 안테나의 동작 주파수 대역에서 공진하도록 특정 패턴으로 구현되어 안테나 방사체로서 역할을 하는 방사패치; 상기 기판 상부에 형성되어 상기 방사패치의 일단과 연결되어 상기 방사패치로 전력을 공급하는 급전패드; 및 상기 급전패드와 대응되도록 상기 기판 하부에 형성되어 CRLH-TL 구조 특성을 나타내도록 형성되는 0차 공진기;를 포함한다. 따라서 특정대역에서의 안테나 효율을 감소시켜 전자파흡수율(SAR)을 절감할 수 있다.An antenna using a zero-order resonator and a communication device including the same are disclosed. An antenna using a zero-order resonator according to an embodiment of the present invention includes a substrate; A radiation patch implemented in a specific pattern to resonate in an operating frequency band of the antenna on the substrate and serving as an antenna radiator; A feeding pad formed on the substrate and connected to one end of the radiation patch to supply power to the radiation patch; And a zero-order resonator formed below the substrate to correspond to the feeding pad and formed to exhibit CRLH-TL structure characteristics. Therefore, by reducing the antenna efficiency in a specific band it is possible to reduce the SAR.
Description
본 발명의 실시예들은 0차 공진기를 이용하여 특정 주파수 대역에서의 안테나 효율을 감소시켜 전자파흡수율(SAR)을 절감할 수 있도록 하는 안테나 및 이를 포함하는 통신장치 기술에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to an antenna and a communication device technology including the same to reduce the antenna absorption rate (SAR) by using a zero-order resonator to reduce the antenna efficiency in a specific frequency band.
전자산업의 진보와 더불어 통신기술, 특히 무선 통신기술이 발달함에 따라 언제, 어디서나, 누구와도 음성 및 데이터 통신을 수행할 수 있는 다양한 무선통신 단말기가 개발되어 보편화되고 있다.With the advance of the electronics industry, communication technologies, in particular, wireless communication technologies have been developed, and various wireless communication terminals capable of performing voice and data communication with anyone, anytime, anywhere, have been developed and are becoming common.
또한, 무선통신 단말기의 휴대성을 향상시키기 위하여 무선통신 단말기의 소형화를 위한 다양한 기술, 예를 들어 고밀도 집적회로 소자의 개발, 전자 회로보드의 소형화 방법 등이 연구되고 있으며, 무선통신 단말기를 사용하고자 하는 목적 또한 다양해짐에 따라 내비게이션용 단말기, 인터넷용 단말기 등 다양한 기능을 수행하는 단말기들이 개발되고 있다.In addition, in order to improve the portability of the wireless communication terminal, various technologies for miniaturizing the wireless communication terminal, for example, the development of a high density integrated circuit device and the miniaturization method of the electronic circuit board have been studied. As the purpose is also diversified, terminals for performing various functions such as navigation terminals and terminals for the Internet are being developed.
한편, 무선 통신기술에서 중요한 기술 중 하나는 안테나에 관한 기술이며, 현재 동축 안테나, 로드 안테나, 루프 안테나, 빔 안테나, 슈퍼게인 안테나 등 다양한 기법에 의한 안테나들이 사용되고 있다.Meanwhile, one of the important technologies in the wireless communication technology is an antenna technology, and antennas by various techniques such as a coaxial antenna, a rod antenna, a loop antenna, a beam antenna, and a super gain antenna are currently used.
특히, 최근 무선통신 단말기의 휴대화 또는 소형화 추세가 더욱 높아짐에 따라 안테나를 소형화하는 기술적 필요성이 더욱 커지고 있으며, 이에 따라 안테나의 도선이 헬릭스(helix)형태나 미앤더라인(meander line)형태 등으로 구성되는 안테나가 제안되고 있다.In particular, as the trend of miniaturization and miniaturization of wireless communication terminals increases, the technical necessity of miniaturizing antennas is increasing. Accordingly, the conductors of the antennas are in the form of helix or meander line. An antenna constructed is proposed.
그러나, 무선 통신기술의 발달과 함께 무선통신 단말기는 인체의 두부에 밀착하여 사용할 뿐만 아니라 사용시간도 길고 특정계층이 아닌 일반인이 광범위하게 일상생활 속에서 사용하고 있다. 무선통신 단말기로부터 복사되는 전자파는 일부가 인체에 흡수되기 때문에 단말기에서 발생되는 전자파로 인해 인체나 환경에 해로운 영향을 미치고 있다는 연구결과가 나오고 있는 실정이다. 이에, 전자파흡수율(SAR : Specific Absorption Rate)을 최소한으로 하는 방안에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. However, with the development of wireless communication technology, wireless communication terminals are not only used in close contact with the head of the human body, but also have a long time and are widely used by the general public in everyday life. Since some of the electromagnetic waves radiated from the wireless communication terminal are absorbed by the human body, research results indicate that the electromagnetic waves generated from the terminal have a detrimental effect on the human body or the environment. Accordingly, various studies on minimizing the Specific Absorption Rate (SAR) have been conducted.
특히, 최근 4G MIMO 안테나에서 각광 받는 LTE 서비스 대역이 기존의 CDMA와 같은 서비스 대역에서 사용되었을 때, LTE 주파수 대역(746-794 MHz)과 DCN 주파수 대역(824-849 MHz)에서 각 주파수 대역의 중간에 위치한 LTE Tx(송신) 주파수 대역(777-787 MHz)과 DCN Tx(송신) 주파수 대역(824-849 MHz)이 전자파흡수율(SAR)을 높이는 중요한 요인으로 작용하고 있다는 것으로 판단하여 회로단에 대역저지필터와 같은 능동소자를 구현하여 LTE 및 DCN의 Tx(송신) 주파수 대역을 비매칭(miss matching) 시킴으로써 전자파흡수율(SAR)을 절감시키는 방법이 있지만, 별도의 대역저지필터를 구현하여야 하므로 회로가 복잡해지고 제작비용도 증가하는 문제점이 있다.In particular, when the LTE service band, recently spotlighted by the 4G MIMO antenna, is used in the same service band as the existing CDMA, the middle of each frequency band in the LTE frequency band (746-794 MHz) and DCN frequency band (824-849 MHz) The LTE Tx (transmission) frequency band (777-787 MHz) and DCN Tx (transmission) frequency band (824-849 MHz) located at are determined to act as important factors to increase the SAR. There is a method of reducing electromagnetic absorption rate (SAR) by mismatching the Tx (transmission) frequency bands of LTE and DCN by implementing an active element such as a stop filter, but the circuit must be implemented because a separate band stop filter must be implemented. There is a problem that the complexity and production cost increases.
본 발명의 실시예들은 CRLH-TL 특성을 가지는 0차 공진기를 이용하여 특정대역에서의 안테나 효율을 감소시켜 전자파흡수율(SAR)을 절감할 수 있도록 하는 기술을 제공하자 한다.Embodiments of the present invention are to provide a technique that can reduce the electromagnetic absorption rate (SAR) by reducing the antenna efficiency in a specific band using a zero-order resonator having a CRLH-TL characteristic.
본 발명의 실시예들에 의한 다른 기술적 해결 과제는 하기의 설명에 의해 이해될 수 있으며, 이는 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있다.Other technical problems by the embodiments of the present invention can be understood by the following description, which can be realized by the means and combinations thereof shown in the claims.
본 발명의 일 실시예에 따른 0차 공진기를 이용한 안테나는, 기판; 상기 기판 상부에서 안테나의 동작 주파수 대역에서 공진하도록 특정 패턴으로 구현되어 안테나 방사체로서 역할을 하는 방사패치; 상기 기판 상부에 형성되어 상기 방사패치의 일단과 연결되어 상기 방사패치로 전력을 공급하는 급전패드; 및 상기 급전패드와 대응되도록 상기 기판 하부에 형성되어 CRLH-TL 구조 특성을 나타내도록 형성되는 0차 공진기;를 포함한다.An antenna using a zero-order resonator according to an embodiment of the present invention, a substrate; A radiation patch implemented in a specific pattern to resonate in an operating frequency band of the antenna on the substrate and serving as an antenna radiator; A feeding pad formed on the substrate and connected to one end of the radiation patch to supply power to the radiation patch; And a zero-order resonator formed below the substrate to correspond to the feeding pad and formed to exhibit CRLH-TL structure characteristics.
여기서, 상기 0차 공진기는, 상기 급전패드와 대응되는 상기 기판 하부에 일정 길이와 폭을 가지는 스트립 라인; 및 상기 스트립 라인과 접지면 사이에 연결되는 인덕터;를 포함하여 구성된다.The zero-order resonator may include: a strip line having a predetermined length and width under the substrate corresponding to the feeding pad; And an inductor connected between the strip line and the ground plane.
또한, 상기 0차 공진기는, 상기 급전패드와 상기 스트립 라인 사이 간격에 의해 형성되는 직렬 커패시턴스 및 상기 인덕터에 의해 형성되는 병렬 인덕턴스에 의한 CRLH-TL의 LH 특성 및 상기 스트립 라인의 길이 방향으로 형성되는 직렬 인덕턴스 및 상기 스트립 라인과 접지면 사이의 간격에 의해 형성되는 병렬 커패시턴스에 의한 CRLH-TL의 RH 특성을 가진다.In addition, the zero-order resonator is formed in the longitudinal direction of the strip line and LH characteristics of the CRLH-TL by the series capacitance formed by the gap between the feed pad and the strip line and the parallel inductance formed by the inductor. RH characteristic of CRLH-TL due to the parallel inductance formed by the series inductance and the gap between the strip line and the ground plane.
나아가, 상기 0차 공진기의 상기 스트립 라인의 길이 또는 폭과 상기 인덕터의 크기 값 중 어느 하나를 조절하여 안테나 방사 효율을 변화시킨다.Further, the antenna radiation efficiency is changed by adjusting any one of the length or width of the strip line of the zero-order resonator and the magnitude value of the inductor.
본 발명의 실시예들에 의하면, CRLH-TL 특성을 가지는 0차 공진기를 이용하여 특정대역에서의 안테나 효율을 감소시켜 전자파흡수율(SAR)을 절감할 수 있다.According to embodiments of the present invention, by using the zero-order resonator having the CRLH-TL characteristic, the antenna efficiency in a specific band may be reduced to reduce the SAR.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 메타머티리얼 특성을 갖는 CRLH-TL 구조의 일반적인 등가회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 0차 공진기 안테나를 구현한 평면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 0차 공진기 안테나를 구현한 저면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 0차 공진기가 위치한 기판의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 0차 공진기 안테나의 특정 주파수대역에서의 방사효율을 나타낸 그래프이다.1 is a general equivalent circuit diagram of a CRLH-TL structure having metamaterial properties according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan perspective view of a zero-order resonator antenna according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a bottom perspective view of a zero-order resonator antenna according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a substrate on which a zero-order resonator is located according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing radiation efficiency in a specific frequency band of a zero-order resonator antenna according to an exemplary embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시적 실시예에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention. However, this is only an exemplary embodiment and the present invention is not limited thereto.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다. 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intention or custom of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification. The technical spirit of the present invention is determined by the claims, and the following embodiments are merely means for effectively explaining the technical spirit of the present invention to those skilled in the art to which the present invention pertains. Certain shapes, structures, and characteristics described herein may be embodied in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention with respect to one embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description, therefore, is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is defined only by the appended claims, along with the full range of equivalents to which such claims are entitled. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions throughout the several aspects.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 메타머티리얼 특성을 갖는 CRLH-TL 구조의 일반적인 등가회로도이다. 1 is a general equivalent circuit diagram of a CRLH-TL structure having metamaterial properties according to an embodiment of the present invention.
먼저, 메타머티리얼(Metamaterial)이란 자연에서 일반적으로 찾을 수 없는 특수한 전자기적 특성을 갖도록 인공적으로 설계된 물질 또는 전자기적 구조를 의미하는 것으로서, 본 기술 분야에서 일반적으로, 그리고 본 명세서에 있어서 메타머티리얼이라 함은 유전율(permittivity) 또는 투자율(permeability)이 음수인 물질 또는 그러한 전자기적 구조를 의미한다.First, metamaterial means a material or an electromagnetic structure that is artificially designed to have special electromagnetic properties that are not generally found in nature, and are generally referred to in the art and referred to as metamaterials in the present specification. Means a material or such electromagnetic structure that has a negative permittivity or permeability.
이러한 물질(또는 구조)는 두 개의 음수 파라미터를 가진다는 의미에서 더블 네거티브(Double Negative; DGN) 물질이라 불리기도 한다. 또한, 메타머티리얼은 음의 유전율 및 투자율에 의하여 음의 반사계수를 가지며, 그에 따라 NRI(Negative Refractive Index) 물질이라고도 불린다. 메타머티리얼은 1967년 소련의 물리학자 베젤라고(V.Veselago)에 의해 처음 연구되었으나, 그 후 30 여 년이 지난 최근에 구체적 구현 방법이 연구되어 응용이 시도되고 있다.Such materials (or structures) are also called double negative (DGN) materials in the sense of having two negative parameters. In addition, metamaterials have a negative reflection coefficient due to their negative dielectric constant and permeability, and thus are also called NRI (Negative Refractive Index) materials. Metamaterial was first studied by Soviet physicist V.Veselago in 1967, but more than 30 years later, a concrete implementation method has been studied and application has been attempted.
위와 같은 특성에 의하여, 메타머티리얼 내에서 전자기파는 플레밍의 오른손 법칙을 따르지 않고 왼손 법칙에 의해 전달된다. 즉, 전자기파의 위상 전파 방향(위상 속도(phase velocity) 방향)과 에너지 전파 방향(군 속도(group velocity) 방향)이 반대가 되어, 메타머티리얼을 통과하는 신호는 음의 위상 지연을 갖게 된다. 이에 따라, 메타머티리얼을 LHM(Left-handed Material)이라고도 한다. Due to these characteristics, electromagnetic waves in metamaterials are transmitted by the left-hand rule rather than following Fleming's right-hand rule. That is, the phase propagation direction (phase velocity direction) and the energy propagation direction (group velocity direction) of the electromagnetic wave are reversed, and the signal passing through the metamaterial has a negative phase delay. Accordingly, metamaterials are sometimes referred to as left-handed materials (LHMs).
또한, 메타머티리얼에서는 β(위상 상수)와 ω(주파수)의 관계가 비선형일 뿐만 아니라, 그 특성 곡선이 좌표 평면의 좌반면에도 존재하는 특성을 보인다. 이러한 비선형 특성에 의하여 메타머티리얼에서는 주파수에 따른 위상차가 작아 광대역 회로의 구현이 가능하며, 위상 변화가 전송 선로의 길이에 비례하지 않으므로 소형의 회로를 구현할 수 있다.In addition, the relationship between β (phase constant) and ω (frequency) is not linear in the metamaterial, and the characteristic curve is also present in the left half of the coordinate plane. Due to such nonlinear characteristics, the metamaterial has a small phase difference according to frequency, so that a wideband circuit can be realized. Since the phase change is not proportional to the length of the transmission line, a small circuit can be realized.
한편, 이러한 메타머티리얼 특성을 이용한 0차 공진기(Zeroth-order resonator)라는 특수한 공진 특성을 이용한 연구가 주목받고 있다. 신호를 전송하는 선로 또는 회로에 직렬 커패시턴스와 병렬 인덕턴스를 추가 구현하여 이 값을 적절하게 조정함으로써 공진 주파수가 전송 선로의 물리적 크기와 무관하게 결정될 수 있도록 구현할 수 있다는 것이다. Meanwhile, research using a special resonance characteristic called a zero-order resonator using such a metamaterial characteristic has attracted attention. By adding serial capacitance and parallel inductance to the line or circuit carrying the signal, the value can be adjusted appropriately so that the resonant frequency can be determined independently of the physical size of the transmission line.
도 1을 참조하면, CRLH-TL 구조의 일반적인 등가회로도는 일반적인 RH(Right-Handed) 구조의 전송선로로서 병렬 커패시터(CR)와 직렬 인덕터(LR) 성분과, LH(Left-Handed) 특성을 나타내는 직렬 커패시터(CL)와 병렬 인덕터(LL) 성분을 포함하는 것으로 등가화될 수 있다.Referring to FIG. 1, a general equivalent circuit diagram of a CRLH-TL structure is a transmission line having a general right-handed structure, a parallel capacitor (C R ) and a series inductor (L R ) component, and left-handed (LH) characteristics. It can be equalized to include a series capacitor (C L ) and a parallel inductor (L L ) component representing.
이와 같은, 상기 CRLH-TL 구조의 0차 공진기를 이용하여 특정 주파수 대역의 안테나 효율을 저하시켜 전자파흡수율(SAR)을 절감시킬 수 있다는 것에 대하여 도 2 내지 도4를 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
As described above, it will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4 that a zero-order resonator having the CRLH-TL structure can reduce the antenna efficiency of a specific frequency band and thereby reduce the SAR.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 0차 공진기 안테나를 구현한 평면 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 0차 공진기 안테나를 구현한 저면 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 0차 공진기가 위치한 기판의 단면도이다.2 is a top perspective view of a zero-order resonator antenna according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a bottom perspective view of a zero-order resonator antenna according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an embodiment of the present invention. Is a cross-sectional view of the substrate on which the zero-order resonator is located.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 0차 공진기 안테나(200)는, 기판(210), 방사패치(220), 급전패드(240) 및 0차 공진기(250)를 포함하여 구성된다.2 to 4, the zero-
방사패치(220)는 입체형상의 캐리어(230) 상에 형성된 전송선로로서, 공진주파수에 따라 특정 패턴으로 구현되며, 소정 주파수 대역에서 공진하여 전파를 송수신하는 역할을 한다. 즉, 방사패치(220)는 안테나의 동작 주파수 대역에서 공진하도록 특정 패턴으로 구현되어 전파를 송수신한다. 또한, 방사패치(220)는 입체형상의 캐리어(230) 상이 아닌기판(210) 상에 형성될 수도 있을 것이다. 상기 기판(210) 또는 캐리어(230)는 소정의 유전율(ρ), 소정의 투자율(μ) 또는 소정의 유전율과 투자율을 모두 갖는 물질일 수 있으며, 일례로서, 유전율이 약 4.5인 FR4(Flame Retardant Type4)가 기판 또는 캐리어로서 이용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 다양한 유전 물질 또는 자성체 등이 이용될 수 있다. The
급전패드(240)는 기판(210)의 상부면에 형성되고, 상기 방사패치(220)의 일단에 연결되어 상기 방사패치(220)로 전력을 공급하여 안테나 방사체로서 기능을 할 수 있도록 하며, 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진다.The
0차 공진기(250)는 도 3에 도시한 바와 같이, 기판(210)의 하부면에 상기 급전패드(240)와 대응되는 영역에 형성된다. 상기 0차 공진기(250)는 일정 길이와 폭을 가지는 스트립 라인(251)과 인덕터(253)로 구성된다. 상기 0차 공진기(250)는 도 1의 CRLH-TL 구조의 특성을 나타내는데, 이는 도 4의 단면도에서 나타낸 바와 같이, LH 특성을 나타내는 직렬 커패시터(CL)는 기판(210)을 사이에 두고 상기 급전패드(240)와 상기 스트립 라인(251) 사이 간격에 의해 형성되는 직렬 커패시턴스에 대응되고, 병렬 인덕터(LL)는 접지면(GND)과 연결된 별도의 인덕터(253)의 길이 방향으로 형성되는 병렬 인덕턴스에 대응된다. 또한 RH 특성을 나타내는 직렬 인덕터(LR)는 스트립 라인(251)의 길이 방향으로 형성되는 인덕턴스 성분에 대응되고, 병렬 커패시터(CR)는 스트립 라인(251)과 접지면(GND) 사이의 간격에 의해 형성되는 커패시턴스 성분에 대응된다.As shown in FIG. 3, the zero-
이와 같이, 본 발명의 실시예에서는 CRLH-TL 구조의 상기 0차 공진기(250)를 상기 급전패드(240)가 위치하는 기판 반대편에 구성하고, 스트립 라인(251)의 길이와 폭을 조절하거나, 인덕터(253) 크기 값을 조절함으로써 공진주파수를 조절 할 수 있을 뿐만 아니라, 특정 주파수 대역 안테나 효율을 저하시킬 수도 있다. As described above, in the embodiment of the present invention, the zero-
이는 방사패치(220)에서 방사되는 전자파의 위상과 CRLH 전송선로의 특성을 가지는 0차 공진기(250)에서 방사되는 전자파의 위상이 위상차를 통해 서로 상쇄되어 특정 주파수 대역의 안테나 효율을 저하시킬 수 있는 것이다. 이는 후술하는 안테나 효율값 그래프에 의하여 증명될 것이다.
This is because the phase of the electromagnetic wave radiated from the
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 0차 공진기 안테나의 특정 주파수대역에서의 방사효율을 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing radiation efficiency in a specific frequency band of a zero-order resonator antenna according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5의 그래프에서는 0차 공진기 안테나의 방사효율 특성을 확인하고자 0차 공진기가 설계되지 않은 안테나와 비교하였으며, 병렬 인덕터(253)의 크기 값의 변화에 따라 방사효율이 어떻게 변화되는지 실험하였다.In the graph of FIG. 5, in order to confirm the radiation efficiency characteristics of the zero-order resonator antenna, the zero-order resonator is compared with an antenna that is not designed.
도 5를 참조하면, 세로축은 방사효율(%)을 나타내며, 가로축은 주파수(MHz)을 나타낸다. LTE Tx(송신) 주파수 대역(777-787 MHz)과 DCN Tx(송신) 주파수 대역(824-849 MHz)에서 0차 공진기가 없는 안테나의 방사효율에 비하여 0차 공진기를 가지는 안테나의 방사효율이 확연히 감소됨을 알 수 있다.Referring to Figure 5, the vertical axis represents the radiation efficiency (%), the horizontal axis represents the frequency (MHz). In the LTE Tx frequency band (777-787 MHz) and DCN Tx frequency band (824-849 MHz), the radiation efficiency of antennas with zero-order resonators is significantly higher than that of antennas without zero-order resonators. It can be seen that the decrease.
또한, 0차 공진기 안테나의 인덕터의 값을 33nH과 37nH을 각각 적용하였을 때 방사효율이 저하되는 주파수 대역이 변함을 알 수 있다. 이를 통해, 0차 공진기 안테나의 인덕터 값과 스트립라인의 길이 또는 폭을 조절 함으로써 원하는 주파수 대역의 안테나 효율을 저하시킬 수있을 것이다.In addition, it can be seen that when the values of the inductor of the 0th resonator antenna are applied to 33nH and 37nH, respectively, the frequency band in which the radiation efficiency decreases changes. Through this, it is possible to reduce the antenna efficiency of the desired frequency band by adjusting the inductor value of the zero-order resonator antenna and the length or width of the stripline.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 0차 공진기를 이용한 안테나를 통해 특정 주파수 대역의 안테나 효율을 저하시킬 수 있으며, 이를 통해 전자파흡수율(SAR)을 절감시킬 수 있다.
As described above, an antenna using a zero-order resonator according to an embodiment of the present invention may reduce antenna efficiency of a specific frequency band, thereby reducing SAR.
이상에서 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. Although the present invention has been described in detail with reference to exemplary embodiments above, those skilled in the art to which the present invention pertains can make various modifications without departing from the scope of the present invention. I will understand. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.
200 : 0차 공진기 안테나 210 : 기판
220 : 방사패치 230 : 캐리어
240 : 급전패드 250 : 0차 공진기
251 : 스트립 라인 253 : 인덕터200: 0th resonator antenna 210: substrate
220: radiation patch 230: carrier
240: feeding pad 250: 0th resonator
251: strip line 253: inductor
Claims (5)
상기 기판 상부에서 안테나의 동작 주파수 대역에서 공진하도록 특정 패턴으로 구현되어 안테나 방사체로서 역할을 하는 방사패치;
상기 기판 상부에 형성되어 상기 방사패치의 일단과 연결되어 상기 방사패치로 전력을 공급하는 급전패드; 및
상기 급전패드와 대응되도록 상기 기판 하부에 형성되어 CRLH-TL 구조 특성을 나타내도록 형성되는 0차 공진기;를 포함하는, 0차 공진기를 이용한 안테나.
Board;
A radiation patch implemented in a specific pattern to resonate in an operating frequency band of the antenna on the substrate and serving as an antenna radiator;
A feeding pad formed on the substrate and connected to one end of the radiation patch to supply power to the radiation patch; And
And a zero-order resonator formed below the substrate to correspond to the feeding pad and formed to exhibit CRLH-TL structure characteristics.
상기 0차 공진기는,
상기 급전패드와 대응되는 상기 기판 하부에 일정 길이와 폭을 가지는 스트립 라인; 및
상기 스트립 라인과 접지면 사이에 연결되는 인덕터;를 포함하여 구성되는, 0차 공진기를 이용한 안테나.
The method of claim 1,
The zero-order resonator,
A strip line having a predetermined length and width under the substrate corresponding to the feeding pad; And
And an inductor connected between the strip line and the ground plane.
상기 0차 공진기는,
상기 급전패드와 상기 스트립 라인 사이 간격에 의해 형성되는 직렬 커패시턴스 및 상기 인덕터의 길이 방향에 의해 형성되는 병렬 인덕턴스에 의한 CRLH-TL의 LH 특성, 및
상기 스트립 라인의 길이 방향으로 형성되는 직렬 인덕턴스 및 상기 스트립 라인과 접지면 사이의 간격에 의해 형성되는 병렬 커패시턴스에 의한 CRLH-TL의 RH 특성을 가지는, 0차 공진기를 이용한 안테나.
The method of claim 2,
The zero-order resonator,
LH characteristics of CRLH-TL due to series capacitance formed by the gap between the feed pad and the strip line and parallel inductance formed by the longitudinal direction of the inductor, and
And an RH characteristic of the CRLH-TL due to the parallel capacitance formed by the series inductance formed in the longitudinal direction of the strip line and the gap between the strip line and the ground plane.
상기 0차 공진기의 상기 스트립 라인의 길이 또는 폭과 상기 인덕터의 크기 값 중 어느 하나를 조절하여 안테나 방사 효율을 변화시키는, 0차 공진기를 이용한 안테나.
The method of claim 2,
And adjusting any one of a length or width of the strip line of the zeroth order resonator and a magnitude value of the inductor to change antenna radiation efficiency.
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