KR101169932B1 - 다중 대역 ｍｉｍｏ안테나 - Google Patents

Abstract

다중 대역 MIMO 안테나가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 대역 MIMO 안테나는, 기판의 전면에 다중 대역의 신호를 송수신하는 제1 안테나가 형성되고, 기판의 배면에 제1 안테나와 급전 방향이 서로 수직이 되며, 다중 대역의 신호를 송수신하는 제2 안테나가 형성된다.

Description

다중 대역 ＭＩＭＯ안테나{MULTI BAND MIMO ANTENNA}

본 발명의 실시예는 MIMO(Multi-In Multi-Out) 안테나에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 편파 다이버시티를 이용한 다중 대역 MIMO 안테나 기술에 관한 것이다.

최근 무선통신 기술의 급격한 발전에 따라 그에 적합한 이동통신 단말기의 안테나에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 특히 이동통신 단말기의 안테나 성능 향상을 위해 MIMO(Multi Input Multi Output) 안테나 시스템이 주목받고 있으며, 4세대 이동 통신에서는 통신 속도의 향상과 데이터의 용량 증대 등의 목적으로 MIMO 안테나 시스템 기술을 채택하였다.

MIMO 안테나 시스템은 다수의 안테나를 구비하여 서로 다른 신호를 수신함으로써 고속의 데이터 전송을 가능하게 한다. 즉, MIMO 안테나 시스템에서는 복수 개의 안테나를 배열(Array)하여 데이터의 양과 신뢰도를 높일 수 있다.

그러나, 이동통신 단말기에서 MIMO 안테나 시스템을 사용하면, 이동통신 단말기라는 공간적인 제약 때문에 안테나들 간에 상호 간섭(Mutual Coupling)이 발생하여 격리도(Isolation)가 저하되며, 그로 인해 안테나 성능이 저하되는 문제점이 있다.

즉, MIMO 안테나 시스템에서 안테나 상호 간의 성능 저하를 막기 위해서는 0.5λ 이상의 이격된 공간이 필요한데, 이동통신 단말기에서는 공간적 제약으로 인해 안테나들 간에 상호 간섭이 발생하여 격리도가 저하되고, MIMO 안테나 시스템의 용량 효율이 감소하는 문제가 발생한다.

이러한 안테나 상호 간의 간섭을 최소화하기 위해, 접지면에 슬릿이나 스터브를 이용하여 격리도를 개선하는 방법에 관한 연구 또는 두 안테나 사이의 거리가 아주 가까운 경우에 사용되는 디커플링(Decoupling)에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 이러한 방법은 단일 대역에만 적용이 되고 다중 대역에는 적용하기 어렵다는 문제점이 있다.

따라서, 이동통신 단말기라는 작은 공간 내에서 다중 대역의 MIMO 안테나를 구현하면서, 안테나들 상호 간의 간섭을 최소화하기 위한 방안이 요구된다.

본 발명의 실시예는 다중 대역 안테나들 상호 간의 간섭을 최소화하는 다중 대역 MIMO 안테나를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 대역 MIMO 안테나는, 기판; 상기 기판의 전면에 형성되고 다중 대역의 신호를 송수신하는 제1 안테나; 및 상기 기판의 배면에 형성되고 다중 대역의 신호를 송수신하며, 상기 제1 안테나와 급전 방향이 서로 수직이 되는 제2 안테나를 포함한다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 기판의 전면에 제1 안테나를 형성하고, 기판의 후면에 제1 안테나와 급전 방향이 서로 수직이 되도록 제2 안테나를 형성하여 편파 다이버시티를 구성함으로써, 다중 주파수 대역의 신호를 송수신하는 제1 안테나 및 제2 안테나 상호 간의 간섭을 최소화하여 격리도(Isolation)를 향상시킬 수 있게 된다.

그리고, 제1-1 방사 패턴 및 제1-2 방사 패턴의 내부에 제1 슬롯 및 제2 슬롯을 각각 형성하여, 제1-1 방사 패턴 및 상기 제1-2 방사 패턴 내에서 전류 패스를 여러 개 형성함으로써, 해당 주파수 대역에서 공진 주파수 대역폭을 확장시킬 수 있게 된다.

또한, 제2-1 방사 패턴 및 제2-2 방사 패턴을 스파이럴(Spiral) 형상으로 형성함으로써, 제2 방사 패턴의 크기를 최소화 할 수 있음과 동시에 제1 방사 패턴 간의 상호 영향을 최소화 할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 대역 MIMO 안테나를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 대역 MIMO 안테나의 구체적인 설계 파라미터를 나타낸 도면.
도 3은 제1 급전 간격 G1 및 제2 급전 간격 G2에 따른 반사 손실을 나타낸 그래프.
도 4는 제1-1 방사 패턴 및 제1-2 방사 패턴의 폭 W2에 따른 반사 손실을 나타낸 그래프.
도 5는 제3 다이폴 암 및 제6 다이폴 암의 폭 W4에 따른 반사 손실을 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 대역 MIMO 안테나에 있어서, 제1 안테나의 급전 포인트로 급전할 때의 전류 분포 특성을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 대역 MIMO 안테나에 있어서, 제2 안테나의 급전 포인트로 급전할 때의 전류 분포 특성을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 대역 MIMO 안테나의 격리도를 나타낸 그래프.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 대역 MIMO 안테나의 방사빔 패턴을 나타낸 그래프.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 대역 MIMO 안테나의 상관 계수를 나타낸 그래프.

이하, 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 다중 대역 MIMO 안테나의 구체적인 실시예를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시적 실시예에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 대역 MIMO 안테나를 나타낸 도면이다. 여기서, 도 1의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 대역 MIMO 안테나의 전면도이고, 도 1의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 대역 MIMO 안테나의 배면도이다.

도 1을 참조하면, 다중 대역 MIMO 안테나(100)는 기판(102), 제1 안테나(104), 및 제2 안테나(106)를 포함한다. 여기서, 상기 제1 안테나(104)는 상기 기판(102)의 전면에 형성되고, 상기 제2 안테나(106)는 상기 기판(102)의 배면에 형성된다.

이때, 상기 제2 안테나(106)는 상기 기판(102)의 배면에서 상기 제1 안테나(104)와 서로 수직하게 형성되며, 상기 제1 안테나(104)의 형상과 동일한 형상으로 형성된다. 따라서, 이하에서는 상기 제1 안테나(104)의 구성에 대해 설명하며, 상기 제2 안테나(106)의 구성에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 그러나, 상기 제2 안테나(106)는 상기 제1 안테나(104)와 다른 형상으로 형성될 수도 있으며, 이 경우라도 상기 제1 안테나(104)와 급전 방향이 서로 수직이 되도록 한다.

상기 제1 안테나(104)는 제1 주파수 대역의 신호를 송수신하는 제1 방사 패턴(110) 및 제2 주파수 대역의 신호를 송수신하는 제2 방사 패턴(120)을 포함한다. 예를 들어, 상기 제1 방사 패턴(110)은 Mobile WiMAX 대역인 2.5 ~ 2.69 GHz 대역의 신호를 송수신하고, 상기 제2 방사 패턴(120)은 LTE(Long Term Evolution) 대역인 698 ~ 800 MHz 대역의 신호를 송수신한다. 이 경우, 상기 제1 안테나(104)는 서로 다른 주파수 대역의 신호를 송수신하는 다중 대역 안테나로 동작하게 된다.

상기 제1 방사 패턴(110)은 상기 기판(102)의 중앙을 중심으로 일정 간격 이격되며, 상하 대칭하게 형성되는 제1-1 방사 패턴(111) 및 제1-2 방사 패턴(115)을 포함한다. 상기 제1-1 방사 패턴(111)의 하단에는 급전 포인트(Feed Point)(112)가 형성되고, 상기 제1-2 방사 패턴(115)의 상단에는 그라운드 포인트(Ground Point)(116)가 형성된다. 이때, 상기 급전 포인트(112) 및 상기 그라운드 포인트(116)는 제1 동축 케이블(미도시)과 전기적으로 연결되게 된다.

한편, 상기 제2 안테나(106)에도 해당 위치에 급전 포인트(132) 및 그라운드 포인트(136)가 형성된다. 상기 급전 포인트(132) 및 상기 그라운드 포인트(136)는 제2 동축 케이블(미도시)과 전기적으로 연결되게 된다. 여기서, 상기 제1 안테나(104)의 급전 포인트(112)를 통한 급전 방향과 상기 제2 안테나(106)의 급전 포인트(132)를 통한 급전 방향은 서로 수직이 된다. 이 경우, 상기 제1 안테나(104)의 방사빔 패턴과 상기 제2 안테나(106)의 방사빔 패턴이 서로 수직하게 나타나기 때문에, 상기 제1 안테나(104)와 상기 제2 안테나(106) 상호 간의 간섭을 최소화 할 수 있게 된다.

상기 제1-1 방사 패턴(111) 및 상기 제1-2 방사 패턴(115)의 내부에는 일정한 폭과 길이를 가지는 제1 슬롯(113) 및 제2 슬롯(117)이 각각 형성된다. 상기 제1 슬롯(113) 및 상기 제2 슬롯(117)은 직사각형 형상으로 형성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 그 이외의 다양한 형상으로 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 제1-1 방사 패턴(111) 및 상기 제1-2 방사 패턴(115) 내에서 각각 전류 패스가 두 개로 나뉘어 형성되는데, 이때 각 전류 패스에서 공진이 발생하기 때문에 해당 주파수 대역에서 공진 주파수 대역폭을 확장시킬 수 있게 된다.

상기 제2 방사 패턴(120)은 상기 제1-1 방사 패턴(111)과 연결되어 형성되는 제2-1 방사 패턴(121) 및 상기 제1-2 방사 패턴(115)과 연결되어 형성되는 제2-2 방사 패턴(125)을 포함한다. 상기 제2-1 방사 패턴(121) 및 상기 제2-2 방사 패턴(125)은 스파이럴(Spiral) 형상으로 이루어질 수 있다.

구체적으로, 상기 제2-1 방사 패턴(121)은 상기 제1-1 방사 패턴(111)의 중앙에서 우측으로 수직하게 형성되는 제1 다이폴 암(Dipole Arm)(122), 상기 제1 다이폴 암(122)의 말단에서 상측으로 수직하게 형성되는 제2 다이폴 암(123), 및 상기 제2 다이폴 암(123)의 말단에서 상기 기판(102)의 상단 가장 자리를 따라 좌측으로 수직하게 형성되는 제3 다이폴 암(124)을 포함하여 형성된다.

상기 제2-2 방사 패턴(125)은 상기 제1-2 방사 패턴(115)의 중앙에서 좌측으로 수직하게 형성되는 제4 다이폴 암(126), 상기 제4 다이폴 암(126)의 말단에서 하측으로 수직하게 형성되는 제5 다이폴 암(127), 및 상기 제5 다이폴 암(127)의 말단에서 상기 기판(102)의 하단 가장 자리를 따라 우측으로 수직하게 형성되는 제6 다이폴 암(128)을 포함하여 형성된다.

이와 같은 형상으로 상기 제2 방사 패턴(120)을 형성하는 경우, 상기 제2 방사 패턴(120)의 크기를 최소화 할 수 있으므로, 다중 대역 MIMO 안테나(100)의 크기를 소형화 할 수 있게 된다. 그리고, 서로 다른 주파수 대역의 신호를 송수신하는 상기 제1 방사 패턴(110) 및 상기 제2 방사 패턴(120) 간의 상호 영향을 최소화 할 수 있게 된다. 이에 대한 구체적인 효과는 도 10에서 자세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 기판(102)의 전면에 제1 안테나(104)를 형성하고, 상기 기판(102)의 후면에 상기 제1 안테나(104)와 동일한 형상으로 상기 제1 안테나(104)와 서로 수직하게 제2 안테나(106)를 형성함으로써, 상기 제1 안테나(104) 및 상기 제2 안테나(106) 상호 간의 간섭을 최소화하여 격리도(Isolation)를 향상시킬 수 있게 된다.

즉, 상기 제1 안테나(104)와 상기 제2 안테나(106) 사이의 거리는 상기 기판(102)의 두께(예를 들어, 0.8 mm)에 해당하는 짧은 거리임에도 불구하고, 상기 제1 안테나(104)와 상기 제2 안테나(106)의 급전 방향이 서로 수직이 되게 편파 다이버시티를 구성함으로써, 상기 제1 안테나(104) 및 상기 제2 안테나(106) 간의 격리도를 향상시킬 수 있게 된다.

그리고, 제1-1 방사 패턴(111) 및 제1-2 방사 패턴(115)의 내부에 제1 슬롯(113) 및 제2 슬롯(117)을 각각 형성하여, 상기 제1-1 방사 패턴(111) 및 상기 제1-2 방사 패턴(115) 내에서 전류 패스를 여러 개 형성함으로써, 해당 주파수 대역에서 공진 주파수 대역폭을 확장시킬 수 있게 된다.

또한, 제2-1 방사 패턴(121) 및 제2-2 방사 패턴(125)을 스파이럴(Spiral) 형상으로 형성함으로써, 제2 방사 패턴(120)의 크기를 최소화 할 수 있음과 동시에 상기 제1 방사 패턴(110) 간의 상호 영향을 최소화 할 수 있게 된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 대역 MIMO 안테나의 구체적인 설계 파라미터를 나타낸 도면으로, 도 2의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 대역 MIMO 안테나의 전면도이고, 도 2의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 대역 MIMO 안테나의 배면도이다. 여기서, 설계 파라미터들은 제1 방사 패턴(110)의 주파수 대역을 Mobile WiMAX 대역으로, 제2 방사 패턴(120)의 주파수 대역을 LTE 대역으로 하는 경우를 일 실시예로 나타내었다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 기판(102)의 폭 Wg와 길이 Lg는 각각 80 mm로 하였고, 제1 안테나(104)의 급전 포인트(112)와 그라운드 포인트(116) 간의 간격(이하, 제1 급전 간격)인 G1 및 제2 안테나(106)의 급전 포인트(132)와 그라운드 포인트(136) 간의 간격(이하, 제2 급전 간격)인 G2는 각각 2mm로 하였으며, 제3 다이폴 암(124) 및 제6 다이폴 암(128)의 길이 W1 = 54 mm, 제2 다이폴 암(123) 및 제5 다이폴 암(127)의 길이 L1 = 25 mm, 제1 다이폴 암(122) 및 제4 다이폴 암(126)의 길이 W3 = 11.5 mm로 하였다.

그리고, 제3 다이폴 암(124) 및 제6 다이폴 암(128)의 폭 W4 = 3 mm, 제1-1 방사 패턴(111) 및 제1-2 방사 패턴(115)의 길이 L2 = 25 mm, 제1-1 방사 패턴(111) 및 제1-2 방사 패턴(115)의 폭 W2 = 5 mm, 제1-1 방사 패턴(111)의 하단부터 제1 다이폴 암(122) 까지의 거리 및 제1-2 방사 패턴(115)의 상단부터 제4 다이폴 암(126) 까지의 거리 L3 = 14 mm, 제1 슬롯(113) 및 제2 슬롯(117)의 폭 Wslot = 3mm, 제1 슬롯(113) 및 제2 슬롯(117)의 길이 Lslot = 20.5 mm로 하였다.

한편, 상기 제1 급전 간격 G1 및 상기 제2 급전 간격 G2, 상기 제1-1 방사 패턴(111) 및 제1-2 방사 패턴(115)의 폭 W2, 및 상기 제3 다이폴 암(124) 및 제6 다이폴 암(128)의 폭 W4를 조절하여 해당 주파수 대역폭 및 임피던스 매칭 특성을 조절할 수 있다. 이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 이에 대해 살펴보기로 한다. 여기서, 제1 방사 패턴(110) 및 제2 방사 패턴(120)의 주파수 대역은 각각 Mobile WiMAX 대역 및 LTE 대역으로 하였다.

도 3은 제1 급전 간격 G1 및 제2 급전 간격 G2에 따른 반사 손실을 나타낸 그래프이다. 여기서, 제1 급전 간격(G1)과 제2 급전 간격(G2)은 동일한 간격으로 하였다. 도 3을 참조하면, 제1 급전 간격(G1) 및 제2 급전 간격(G2)이 커질수록 Mobile WiMAX 대역의 공진 주파수 대역이 낮아지고, 주파수 대역폭이 넓어지는 것을 알 수 있다.

도 4는 제1-1 방사 패턴 및 제1-2 방사 패턴의 폭 W2에 따른 반사 손실을 나타낸 그래프이다. 도 4를 참조하면, 제1-1 방사 패턴 및 제1-2 방사 패턴의 폭(W2)이 커질수록 Mobile WiMAX 대역의 공진 주파수 대역이 높아지고, 주파수 대역폭이 좁아지는 것을 알 수 있다.

도 5는 제3 다이폴 암 및 제6 다이폴 암의 폭 W4에 따른 반사 손실을 나타낸 그래프이다. 도 5를 참조하면, 제3 다이폴 암 및 제6 다이폴 암의 폭(W4)이 커질수록 Mobile WiMAX 대역의 공진 주파수 대역이 높아지고, 주파수 대역폭이 좁아지는 것을 볼 수 있다.

상기 제3 다이폴 암 및 제6 다이폴 암은 LTE 대역을 주파수 대역으로 하는 제2 방사 패턴(120)의 일부이나, 제3 다이폴 암 및 제6 다이폴 암의 폭(W4)을 조절함에 따라 LTE 대역에서는 큰 변화를 보이지 않고, Mobile WiMAX 대역에서 변화를 보이는 것을 볼 수 있는데, 이는 LTE 대역의 체배 주파수에 따른 공진이 Mobile WiMAX 대역에서 발생하기 때문이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 대역 MIMO 안테나에 있어서, 제1 안테나의 급전 포인트로 급전할 때의 전류 분포 특성을 나타낸 도면이다. 도 6의 (a)는 LTE 대역(예를 들어, 0.75 GHz)에서의 전류 분포 특성을 나타낸 것이고, 도 6의 (b)는 Mobile WiMAX 대역(예를 들어, 2.5 GHz)에서의 전류 분포 특성을 나타낸 것이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 대역 MIMO 안테나에 있어서, 제2 안테나의 급전 포인트로 급전할 때의 전류 분포 특성을 나타낸 도면이다. 도 7의 (a)는 LTE 대역(예를 들어, 0.75 GHz)에서의 전류 분포 특성을 나타낸 것이고, 도 7의 (b)는 Mobile WiMAX 대역(예를 들어, 2.5 GHz)에서의 전류 분포 특성을 나타낸 것이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 제1 방사 패턴(110)이 Mobile WiMAX 대역(예를 들어, 2.5 GHz)에서 동작하고, 제2 방사 패턴(120)이 LTE 대역(예를 들어, 0.75 GHz)에서 동작하는 것을 알 수 있다. 한편, 제1-1 방사 패턴(111) 및 제1-2 방사 패턴(115)의 내부에 각각 제1 슬롯(113) 및 제2 슬롯(117)을 형성함에 따라, 상기 제1-1 방사 패턴(111) 및 제1-2 방사 패턴(115)에서 전류가 두 부분으로 나뉘어 흐르는 것을 볼 수 있다. 여기서, 전류 패스가 두 개로 형성될 때, 각 전류 패스에서 공진이 발생하기 때문에 해당 주파수 대역에서 공진 주파수 대역폭을 확장시킬 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 대역 MIMO 안테나의 격리도를 나타낸 그래프이다. 여기서, 제1 방사 패턴(110) 및 제2 방사 패턴(120)의 주파수 대역은 각각 Mobile WiMAX 대역 및 LTE 대역으로 하였다.

도 8을 참조하면, LTE 대역인 698 ~ 800 MHz 대역에서 약 50 dB의 격리도를 나타내고, Mobile WiMAX 대역인 2.5 ~ 2.69 GHz 대역에서 약 30 dB의 격리도를 나타내는 것을 볼 수 있다. 일반적으로 LTE 대역에서 15dB의 격리도를 나타내고, Mobile WiMAX 대역에서 20 dB의 격리도를 나타내면 정상적인 안테나 성능을 갖는 것으로 판단하는데, 본 발명의 실시예들은 이러한 기준을 뛰어넘는 것으로 우수한 격리도 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예는 제1 안테나(104)와 제2 안테나(106)의 거리가 상당히 가까운데도 불구하고 편파 다이버시티를 이용하여 격리도 특성이 우수하게 나타나는 것을 볼 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 대역 MIMO 안테나의 방사빔 패턴을 나타낸 그래프이다. 도 9의 (a)는 제1 안테나의 방사빔 패턴을 나타낸 그래프이고, 도 9의 (b)는 제2 안테나의 방사빔 패턴을 나타낸 그래프이다. 여기서, 제1 방사 패턴(110) 및 제2 방사 패턴(120)의 주파수 대역은 각각 0.75 GHz 및 2.5 GHz 로 하였다.

도 9를 참조하면, 0.75 GHz의 주파수 대역에서 제1 안테나(104)와 제2 안테나(106)의 방사빔 패턴이 서로 수직하는 것을 볼 수 있다. 즉, 제1 안테나(104)의 방사빔 패턴의 주빔이 약 20°에서 나타나고, 제2 안테나(104)의 방사빔 패턴의 주빔이 약 110°에서 나타나는 것을 볼 수 있다. 이와 마찬가지로, 2.5 GHz의 주파수 대역에서 제1 안테나(104)와 제2 안테나(106)의 방사빔 패턴이 서로 수직하는 것을 볼 수 있다.

이와 같이, 제1 안테나(104)와 제2 안테나(106)의 방사빔 패턴이 서로 수직하게 나타나는 것은, 제1 안테나(104)와 제2 안테나(106)의 급전 방향이 서로 수직이 되도록 구성하였기 때문이다. 이 경우, 편파 다이버시티 특성을 갖기 때문에 상기 제1 안테나(104)와 제2 안테나(106) 상호 간의 간섭을 최소화 할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 대역 MIMO 안테나의 상관 계수를 나타낸 그래프이다. 도 10의 (a)는 LTE 대역에서 제1 안테나와 제2 안테나 간의 상관 계수를 나타낸 그래프이고, 도 10의 (b)는 Mobile WiMAX 대역에서 제1 안테나와 제2 안테나 간의 상관 계수를 나타낸 그래프이다.

도 10을 참조하면, LTE 대역(760 ~ 780 GHz)에서 제1 안테나(104)와 제2 안테나(106) 간의 상관 계수가 0.07 ~ 0.04인 것을 알 수 있고, Mobile WiMAX 대역(2.49 ~ 2.51 GHz)에서 제1 안테나(104)와 제2 안테나(106) 간의 상관 계수가 0.03 ~ 0.01인 것을 알 수 있다.

일반적으로, 두 안테나 간의 상관 계수는 0.5 이하가 되었을 때 우수한 다이버시티 성능을 갖는 것으로 판단하는데, 본 발명의 실시예에 의하면 LTE 대역(760 ~ 780 GHz)과 Mobile WiMAX 대역(2.49 ~ 2.51 GHz)에서 모두 0.1 이하인 것을 확인할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 실시예에 의하면 제1 안테나(104)와 제2 안테나(106) 상호 간의 영향이 최소화되기 때문에, MIMO 안테나로서 우수한 성능을 나타낼 수 있다.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.

그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

102 : 기판 104 : 제1 안테나
106 : 제2 안테나 110 : 제1 방사 패턴
111 : 제1-1 방사 패턴 112 : 급전 포인트
113 : 제1 슬롯 115 : 제1-2 방사 패턴
116 : 그라운드 포인트 117 : 제2 슬롯
120 : 제2 방사 패턴 121 : 제2-1 방사 패턴
122 : 제1 다이폴 암 123 : 제2 다이폴 암
124 : 제3 다이폴 암 125 : 제2-2 방사 패턴
126 : 제4 다이폴 암 127 : 제5 다이폴 암
128 : 제6 다이폴 암 132 : 급전 포인트
136 : 그라운드 포인트

Claims (10)

1. 기판;
   상기 기판의 전면에 형성되고 다중 대역의 신호를 송수신하는 제1 안테나; 및
   상기 기판의 배면에 형성되고 다중 대역의 신호를 송수신하며, 상기 제1 안테나와 급전 방향이 서로 수직이 되는 제2 안테나를 포함하며,
   상기 제1 안테나는,
   제1 주파수 대역의 신호를 송수신하고, 상기 기판의 중앙을 중심으로 일정 간격 이격되며, 상하 대칭하게 형성되는 제1-1 방사 패턴 및 제1-2 방사 패턴을 포함하는 제1 방사 패턴; 및
   상기 제1 방사 패턴의 양측에 연결되고 서로 대각선 방향으로 대칭되게 형성되는 패턴들을 포함하며, 상기 제1 주파수 대역과는 다른 주파수 대역인 제2 주파수 대역의 신호를 송수신하는 제2 방사 패턴을 포함하며,
   상기 제1 방사 패턴은, 상기 제1-1 방사 패턴의 내부에 형성되는 제1 슬롯; 및 상기 제1-2 방사 패턴의 내부에 형성되는 제2 슬롯을 포함하는, 다중 대역 MIMO 안테나.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 안테나는,
   상기 제1 안테나와 동일한 형상으로 이루어지며, 상기 제1 안테나와 서로 수직하게 형성되는, 다중 대역 MIMO 안테나.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 안테나는,
   상기 제1-1 방사 패턴의 하단에 형성되는 급전 포인트; 및
   상기 제1-2 방사 패턴의 상단에 형성되는 그라운드 포인트를 더 포함하는, 다중 대역 MIMO 안테나.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2 방사 패턴은,
   상기 제1-1 방사 패턴과 연결되어 형성되는 제2-1 방사 패턴; 및
   상기 제1-2 방사 패턴과 연결되어 형성되며, 상기 제2-1 방사 패턴과 대각선 대칭으로 형성되는 제2-2 방사 패턴을 포함하는, 다중 대역 MIMO 안테나.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 제2-1 방사 패턴 및 상기 제2-2 방사 패턴은,
   스파이럴(Spiral) 형상으로 이루어지는, 다중 대역 MIMO 안테나.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 제2-1 방사 패턴은,
   상기 제1-1 방사 패턴의 중앙에서 우측으로 수직하게 형성되는 제1 다이폴 암;
   상기 제1 다이폴 암의 말단에서 상측으로 수직하게 형성되는 제2 다이폴 암; 및
   상기 제2 다이폴 암의 말단에서 상기 기판의 상단 가장자리를 따라 우측으로 형성되는 제3 다이폴 암을 포함하는, 다중 대역 MIMO 안테나.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 각각은,
    LTE(Long Term Evolution) 대역 및 Mobile WiMAX 대역의 신호를 모두 송수신하는, 다중 대역 MIMO 안테나.
    
    
    
    
    
    

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