KR101297335B1 - 비대칭 접지면을 가지는 마이크로스트립 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로스트립 안테나에 관한 것으로, 본 발명의 일면에 따른 마이크로스트립 안테나는 각기 다른 3개의 주파수 대역의 신호들을 수신하기 위한 표면 전류 경로를 제공하되, 도전성 라인으로 패턴 형성되는 안테나 선체부 및 안테나 선체부를 접지하되, 안테나 선체부의 길이방향을 따라 소정의 간격이 이격되어 양측에 비대칭의 돌출부가 형성되고, 돌출부와 안테나 선체부 사이의 이격된 간격에 따라 슬릿이 형성되는 접지부를 포함한다.

Description

비대칭 접지면을 가지는 마이크로스트립 안테나{MICROSTRIP ANTENNA HAVING ASYMMETRY GROUND PLANE}

본 발명은 마이크로스트립 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, WLAN 및 WiMAX의 주파수 대역의 신호를 수신하기 위한 3중 밴드를 지원하며, 고주파 신호의 수신 특성이 우수한 마이크로스트립 안테나에 관한 것이다.

마이크로스트립 안테나는 휴대전화용 안테나, 위성통신의 송수신용 안테나 등에 이용된다.

일반적으로 무선 랜(Wireless Locan Area Network, WLAN)은 무선접속장치(AP)가 설치된 곳의 일정 거리 안에서 초고속 인터넷을 할 수 있는 근거리통신망으로서 표준화된 주파수는 2.4GHz 부터 6GHz까지의 대역을 가진다. 구체적으로, WLAN 표준에 있어서 IEEE 802.11a/b/g 시스템의 경우는 주파수 대역으로 2.4GHz 내지 2.484GHz의 대역인 ISM 밴드를 이용하며, HIPERLAN 시스템의 경우는 5.15GHz 내지 5.35GHz의 주파수 대역과, 5.470GHz 내지 5.725GHz의 주파수 대역과, 5.725GHz 내지 5.925GHz의 주파수 대역을 가진다. 또한 IEEE 802.11a는 5.15GHz 내지 5.35GHz의 주파수 대역과 5.725GHz 내지 5.825GHz의 주파수 대역을 갖는다.

한편, 와이맥스(Worldwide Interperability for Microwave Access, WiMAX)는 반경 48 Km이내 지역에 광대역(70Mbsp이상) 인터넷을 공급할 수 있는 무선통신기술이며 WiMAX의 경우는 2.5GHz 내지 2.69GHz 와, 3.4GHz 내지 3.69GHz 와, 5.25GHz 내지 5.85GHz의 주파수 대역을 할당하고 있다.

이처럼, WLAN과 와이맥스는 할당된 주파수 대역이 유사하며 광대역 고속전송이 가능하여 근래의 각광받는 이동통신단말기의 통신방식이다.

따라서, 현재 광범위하게 구축되어 있는 WLAN 시스템과 향후 광대역 고속 전송을 위한 와이맥스 시스템은 상호 보완적으로 함께 사용될 가능성이 크므로 이들 두 시스템의 주파수 대역을 동시에 커버할 수 있으면서도 소형화된 안테나 모듈의 개발이 필요하다.

하지만, 종래 기술에 따라서는 상기의 주파수 대역을 모두 커버할 수 없거나, 다중의 주파수 대역의 신호를 수신하더라도 고주파 신호의 수신 특성이 좋지 않아 실질적으로 WLAN 시스템과 와이맥스 시스템에 동시에 사용할 수 있는 단말기에는 사용하지 못한다는 단점이 있었다.

한편, 이러한 종래 기술에 대해서는 대한민국 공개특허공보 2001-0009202에 개시된 '마이크로스트립 안테나'등에 구체적으로 개시되어있다.

본 발명은 종래 기술의 단점을 극복하기 위한 마이크로스트립 안테나에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은 무선 랜 및 와이맥스 대역에서 모두 동작 가능한 3중 대역의 신호를 수신할 수 있는 마이크로스트립 안테나를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 비대칭의 접지 특성과 접지 슬릿을 가지는 고주파 신호의 송수신 특성이 우수한 마이크로스트립 안테나를 제공하는 데 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 마이크로스트립 안테나는, 각기 다른 3개의 주파수 대역의 신호들을 수신하기 위한 표면 전류 경로를 제공하되, 도전성 라인으로 패턴 형성되는 안테나 선체부와, 안테나 선체부를 접지하되 안테나 선체부의 길이방향을 따라 소정의 간격이 이격되어 양측에 비대칭의 돌출부가 형성되고, 돌출부와 안테나 선체부 사이의 이격된 간격에 따라 슬릿이 형성되는 접지부를 포함한다.

본 발명에 따르면, 무선 랜 및 와이맥스 대역에서 모두 동작 가능한 3중 대역의 신호를 수신할 수 있으며, 비대칭의 접지 특성과 접지 슬릿을 가지는 고주파 신호의 송수신 특성이 우수한 마이크로스트립 안테나를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립 안테나의 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로스트립 안테나에 있어서, 안테나 선체부의 제1 후크 스트립의 길이(L1)를 10mm, 11mm, 12mm로 각각 변경하였을 때의 주파수별 반사 손실을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로스트립 안테나에 있어서, 안테나 선체부의 제2 후크 스트립의 길이(L2)를 2mm, 3mm, 4mm로 각각 변경하였을 때의 주파수별 반사 손실을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로스트립 안테나에 있어서, 안테나 선체부의 브랜치 스트립의 길이(L3)를 4mm, 5mm, 6mm로 각각 변경하였을 때의 주파수별 반사 손실을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로스트립 안테나의 접지부에 있어서 비대칭의 돌출부에 의한 슬릿이 있는 경우와 없는 경우를 비교한 주파수에 따른 반사 손실의 특성을 나타낸 도면.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로서, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립 안테나를 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립 안테나의 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립 안테나(10)는 기판 상에 형성되는 3중 주파수대역의 신호 수신이 가능한 안테나 선체부(100) 및 비대칭의 돌출부와 슬릿이 형성된 접지부(200)를 포함한다.

여기서, 안테나 선체부(100)는 각기 다른 3개의 주파수 대역의 신호들을 수신하기 위한 표면 전류 경로를 제공하되, 도전성 라인으로 패턴 형성된다.

더욱 상세하게는, 안테나 선체부(100)는 수직으로 연장형성되는 제1 주선로(110)와, 제1 주선로(110)의 일측에 접촉되어 제1 주선로(110)의 길이 방향을 따라 연장되도록 형성되는 제2 주선로(120)와, 일단이 제2 주선로(120)의 끝단 일측에 연결되되, 제2 주선로(120)의 길이방향에 수직하도록 제2 주선로(120)로부터 연장형성되는 수평 선로(121)와, 수평 선로(121)의 길이방향을 따라 수직하며, 제2 주선로(120)와 평행하도록 수평선로(121)의 타단 일측에 연장형성되는 수직 선로(123)와, 수직 선로(123)의 길이방향을 따라 연장 형성되는 브랜치 스트립(131)과, 수직 선로(123)와 제2 주선로(120) 사이에 위치하며, 수직 선로(123)와 제2 주선로(120)와 각각 이격되어 수직 선로(123)의 길이방향을 따라 형성되되 수직 선로(123)와 일측면이 연결되는 제1 후크 스트립(133)과, 제1 주선로(110)와 제2 주선로(120)가 접촉되는 일측에 대향되는 제1 주선로(110)의 타측에 접촉되어 제2 주선로(120)와 소정의 거리가 이격되도록 제2 주선로(120)의 길이방향을 따라 형성되는 제2 후크 스트립(135)을 포함한다.

한편, 안테나 선체부(100)의 제1 후크 스트립(133)의 길이는 제2 후크 스트립(135)의 길이보다 길게 형성될 수 있다.

안테나 선체부(100)는, 제1 주파수 대역으로 2.4 기가 내지 2.875 기가 헤르츠와, 제2 주파수 대역으로 3.0 기가 내지 4.05 기가 헤르츠와, 제3 주파수 대역으로 5.05 기가 내지 5.975 기가 헤르츠의 상기 주파수 대역의 신호들을 수신하며, 제1 주파수 대역, 제2 주파수 대역 및 제3 주파수 대역 중 어느 하나의 주파수 대역에 있어서 수신되는 신호의 이득은 마이너스 10 데시벨 이하일 수 있다.

한편, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로스트립 안테나(10)에 있어서, 제1 후크 스트립(133), 제2 후크 스트립(135) 및 브랜치 스트립(131)의 각각의 길이를 변경하는 경우에 있어서의 신호 송수신 특성을 주파수별 반사손실(Return Loss)에 따라 나타낸 도면이다.

구체적으로, 도 2는 제1 후크 스트립(133)의 길이(L1)를 10mm, 11mm, 12mm로 각각 변경하였을 때의 주파수별 반사 손실을 나타낸 도면이며, 도 3은 제2 후크 스트립(135)의 길이(L2)를 2mm, 3mm, 4mm로 각각 변경하였을 때의 주파수별 반사 손실을 나타낸 도면이고, 도 4는 브랜치 스트립(131)의 길이(L3)를 4mm, 5mm, 6mm로 각각 변경하였을 때의 주파수별 반사 손실을 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 결과는, 제1 후크 스트립(133), 제2 후크 스트립(135) 및 브랜치 스트립(131)의 각각의 길이(L1, L2, L3)를 변경하는 경우에 있어서, 전파의 수신에 따른 주파수 대역별 반사 손실이 변경될 수 있다는 것을 나타낸다.

한편, 안테나 선체부(100)는 WLAN과 와이맥스 통신시에 할당된 주파수 대역들의 신호를 동시에 송수신하기 위하여, 제1 주파수 대역, 제2 주파수 대역 및 제3 주파수 대역 중 어느 하나의 주파수 대역에 있어서 수신되는 신호의 이득은 마이너스 10 데시벨 이하가 되도록 제1 후크 스트립(133), 제2 후크 스트립(135) 및 브랜치 스트립(131)의 각각의 길이(L1, L2, L3)가 설정되는 것이 바람직하다.

접지부(200)는 안테나 선체부(100)를 접지하되, 안테나 선체부(100)의 길이방향을 따라 소정의 간격이 이격되어 양측에 비대칭의 돌출부(210)가 형성되고, 돌출부와 안테나 선체부(100) 사이의 이격된 간격에 따라 슬릿(220)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

이 때, 접지부(200)에서의 슬릿(220)의 폭 및 길이 중 어느 하나를 변경하여, 전파의 수신에 따른 반사 손실을 변경하는 것일 수 있다.

한편, 도 5는 접지부(200)에 있어서 비대칭의 돌출부(210)에 의한 슬릿(220)이 있는 경우와 없는 경우를 비교한 주파수에 따른 반사 손실의 특성을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 슬릿(220)이 있는 경우에 있어서, 제1 주파수 대역으로 2.4 기가 내지 2.875 기가 헤르츠와, 제2 주파수 대역으로 3.0 기가 내지 4.05 기가 헤르츠와, 제3 주파수 대역으로 5.05 기가 내지 5.975 기가 헤르츠에 있어서의 반사 손실이 -10dB 이하의 값을 가지며, 상기 주파수 대역들에 있어서의 신호 송수신 특성이 우수하다는 것을 알 수 있다.

반면, 슬릿(220)이 없는 경우는, 전술한 제1 주파수 대역 내지 제3 주파수 대역에 있어서의 반사 손실이 대체적으로 -10dB를 초과하는 값을 가지므로, 슬릿(220)이 있는 경우에 비해 해당 주파수 대역의 신호 송수신 특성이 미약하다는 것을 알 수 있다.

전술한 바에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로스트립 안테나(10)는 무선 랜 및 와이맥스 대역에서 모두 동작 가능하도록 3중 대역의 신호를 수신할 수 있으며, 비대칭의 접지 특성과 접지 슬릿을 가져 우수한 고주파 신호의 송수신 특성을 나타낼 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 안테나 선체부
110: 제1 주선로, 120: 제2 주선로
121: 수평 선로, 123: 수직 선로
131: 브랜치 스트립, 133: 제1 후크 스트립
135: 제2 후크 스트립
200: 접지부
210: 비대칭 돌출부, 220: 슬릿

Claims (6)

1. 각기 다른 3개의 주파수 대역의 신호들을 수신하기 위한 표면 전류 경로를 제공하되, 도전성 라인으로 패턴 형성되는 안테나 선체부; 및
   상기 안테나 선체부를 접지하되, 상기 안테나 선체부의 길이방향을 따라 소정의 간격이 이격되어 양측에 비대칭의 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부와 상기 안테나 선체부 사이의 이격된 상기 간격에 따라 슬릿이 형성되는 접지부;를 포함하되,
   상기 안테나 선체부는,
   제1 주파수 대역으로 2.4 기가 내지 2.875 기가 헤르츠와, 제2 주파수 대역으로 3.0 기가 내지 4.05 기가 헤르츠와, 제3 주파수 대역으로 5.05 기가 내지 5.975 기가 헤르츠의 상기 주파수 대역의 신호들을 수신하는 것
   인 마이크로스트립 안테나.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 안테나 선체부는,
   수직으로 연장형성되는 제1 주선로와, 상기 제1 주선로의 일측에 접촉되어 상기 제1 주선로의 길이 방향을 따라 연장되도록 형성되는 제2 주선로와, 일단이 상기 제2 주선로의 끝단 일측에 연결되되, 상기 제2 주선로의 길이방향에 수직하도록 상기 제2 주선로로부터 연장형성되는 수평 선로와, 상기 수평 선로의 길이방향을 따라 수직하며, 상기 제2 주선로와 평행하도록 상기 수평선로의 타단 일측에 연장형성되는 수직 선로와, 상기 수직 선로의 길이방향을 따라 연장 형성되는 브랜치 스트립과, 상기 수직 선로와 상기 제2 주선로 사이에 위치하며, 상기 수직 선로와 상기 제2 주선로와 각각 이격되어 상기 수직 선로의 길이방향을 따라 형성되되 상기 수직 선로와 일측면이 연결되는 제1 후크 스트립과, 상기 제1 주선로와 상기 제2 주선로가 접촉되는 일측에 대향되는 상기 제1 주선로의 타측에 접촉되어 상기 제2 주선로와 소정의 거리가 이격되도록 상기 제2 주선로의 길이방향을 따라 형성되는 제2 후크 스트립을 포함하는 것
   인 마이크로스트립 안테나.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 안테나 선체부의 상기 제1 후크 스트립의 길이는 상기 제2 후크 스트립의 길이보다 긴 것
   인 마이크로스트립 안테나.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 주파수 대역, 상기 제2 주파수 대역 및 상기 제3 주파수 대역 중 어느 하나의 주파수 대역에 있어서 수신되는 신호의 이득은 마이너스 10 데시벨 이하
   인 마이크로스트립 안테나.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 접지부에서의
   상기 슬릿의 폭 및 길이 중 어느 하나를 변경하여, 전파의 수신에 따른 반사 손실을 변경하는 것
   인 마이크로스트립 안테나.

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