KR101392704B1 - Lte mimo lte mimo antenna with high isolation and brodband - Google Patents
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Abstract
LTE 주파수 720-820MHZ 대역에서 100MHZ 이상 공진하는 광대역 특성과 -10dB 이상의 격리도 특성을 갖는 MIMO 안테나로써,
MIMO 안테나 장치는 기판에 형성되며
상기 기판의 일면에 형성되는 그라운드(3)
상기 기판의 일면에 형성되고 상기 그라운드와 전기적으로 연결되어 720MHZ-820MHZ에서 100MHZ 이상의 대역폭에서 공진하며 -10dB의 이상의 격리도 특성을 만족하는 메인안테나(1)및 서브안테나(2)
상기 그라운드와 전기적으로 연결되고 상기 그라운드의 일단에 형성되는 T형 스터브(4)로 구성된다LTE frequency MIMO antenna with broadband characteristic resonating more than 100MHZ in 720-820MHZ band and isolation characteristic more than -10dB,
A MIMO antenna device is formed on a substrate
A ground (3) formed on one surface of the substrate,
A main antenna 1 and a sub antenna 2 which are formed on one surface of the substrate and are electrically connected to the ground and resonate at a bandwidth of 100 MHZ or more in 720 MHZ-820 MHZ and have an isolation characteristic of -10 dB or more,
And a T-shaped stub 4 electrically connected to the ground and formed at one end of the ground
Description
본 발명은 평면형 소형 MIMO 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 넓은 대역폭과 높은 격리도 특성을 가진 모바일기기용 소형 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 안테나에 관한 것이다. The present invention relates to a planar miniature MIMO antenna, and more particularly, to a miniaturized multiple input multiple output (MIMO) antenna for a mobile device having a wide bandwidth and a high isolation characteristic.
LTE 서비스를 제공받는 사용자가 많아짐에 따라 점점 더 빠른 통신속도를 위한 MIMO기법과 광대역 요구되고 있다. 이에 따라 통신사업자에게도 최근 아날로그TV 방송을 종료하며 생긴 700MHZ(720-820MHZ) 대역의 약100MHZ 연속하는 유휴 주파수를 할당하려는 노력이 있지만 기존의 통신 사업자들은 700MHZ 대역 LTE 시스템에서는 사업자 당 20MHZ 대역폭을 안밖으로 사용해왔기 때문에 720-820MHZ(100MHZ)넓은 대역의 공진하는 단말기 대해서는 연구 실적이 전무하여 700MHZ 대역에서 100MHZ를 모두 LTE 주파수로 할당받더라도 이를 구현할 수 없는 문제점이 있었다. 연속하는 주파수가 아니라면 CA(carrier Aggregation)방식을 사용하여 해결할 수 있으나, 특정한 720-820MHZ 대역으로 도입하기 위해서는 단말기 자체가 720-820MHZ에서 공진특성을 가져야 한다. 그러나 소형화된 단말기에서 저주파수(720-820MHZ)를 공진하기 위해선 기본적으로 긴 파장을 갖는 안테나를 구비해야하므로 스파이럴 또는 미앤마인더 등 과 같은 금속체를 사용하게 되고 이런 기법이 마이모에 적용될 경우 격리도가 급격하게 떨어지게 되는 문제점이 있으며 저주파수 대역(720-820MHZ)의 MIMO에서는 격리도와 대역폭은 Trade off의 관계에 있기 어느 한쪽을 만족시키면 다른 한쪽의 성능이 나빠져 양쪽의 성능을 모두 만족하는 것은 안테나 분야에서 핵심의 연구 대상이었다. 따라서 높은 격리도 특성과 저주파수(720-820MHZ) 대역에서 넓은 대역폭(100MHZ)을 갖는 단말기가 필요한 실정이다.
As the number of users receiving LTE service increases, MIMO technique and broadband are required for increasingly faster communication speed. As a result, there is an attempt to allocate a continuous idle frequency of about 100MHZ in the 700MHZ band (720-820MHZ), which is caused by the recent termination of analog TV broadcasting, to telecommunication service providers. However, in the 700MHZ band LTE system, , There is no research result for a resonant terminal having a wide band of 720-820 MHz (100 MHz), so that even if all of 100 MHz is allocated to an LTE frequency in a 700 MHz band, there is a problem that it can not be realized. If the frequency is not consecutive, it can be solved by CA (Carrier Aggregation) method. However, to be introduced into a specific 720-820 MHz band, the terminal itself must have a resonance characteristic at 720-820 MHZ. However, in order to resonate a low frequency (720-820 MHz) in a miniaturized terminal, a metal body such as a spiral or a meander must be used basically because an antenna having a long wavelength should be provided. When such a technique is applied to a microwave oven, (720-820MHZ). In case of MIMO of low frequency band (720-820MHZ), isolation and bandwidth are in trade off relationship. If one of them is satisfied, performance of the other side is degraded. Respectively. Therefore, a high isolation characteristic and a terminal having a wide bandwidth (100 MHz) in a low frequency band (720-820 MHz) are required.
두번째로 720-820MHZ 대역 MIMO에서 격리도와 대역폭을 향상시키기 위해 SRR(Splite Ring Resonator), AMC(Artificial Magnetic Conductor), EBG(Electromagnetic Band Gab) 또는 Slot 및 Stub 등을 추가하는 기법이 쓰이지만, 다양한 금속체의 배치 상태와 길이에 따라 단말기의 두 안테나 사이의 Radiaton Pattern 및 격리도, 대역폭, 이득의 네가지 요소가 민감하게 변화하므로 상기 요구조건을 만족시킬 수 있는 파라미터가 존재하지 않아 설계에 어려움이 있었다.
Second, in order to improve isolation and bandwidth in 720-820 MHz band MIMO, techniques such as Split Ring Resonator (SRR), Artificial Magnetic Conductor (AMC), Electromagnetic Band Gab (EBG), Slot and Stub are added. Since the four elements of radiation pattern, isolation, bandwidth, and gain between the two antennas of the terminal are sensitively changed depending on the arrangement state and length of the sieve, there is no parameter that can satisfy the requirement, which makes it difficult to design.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 첫번째로는 단일대역 MIMO에서 720MHZ-820MHZ(100MHZ) 대역폭 이상을 공진하며 -10dB 격리도 특성을 만족하는 안테나를 설계하고, 두번째로 이를 설계 가능하도록 각 안테나 구성요소의 배치,두께,길이에 관한 파라미터를 제공하는 것이다
In order to solve the above problem, first, an antenna that resonates at a bandwidth of 720 MHz - 820 MHz (100 MHz) in a single band MIMO and satisfies the isolation characteristic of -10 dB is designed, and secondly, , Thickness, and length
기판에 형성되는 MIMO 안테나 장치에 있어서,In a MIMO antenna device formed on a substrate,
상기 기판의 일면에 형성되는 그라운드(3);A ground (3) formed on one surface of the substrate;
상기 기판의 일면에 형성되고 상기 그라운드와 전기적으로 연결되어 720MHZ-820MHZ에서 100MHZ 이상의 대역폭에서 공진하며 -10dB의 이상의 격리도 특성을 만족하는 메인안테나(1)및 서브안테나(2);A
상기 그라운드와 전기적으로 연결되고 상기 그라운드의 일단에 형성되는 T형 스터브(4);A T-
상기 메인 안테나(1)는 공간좌표계(X,Y,Z)를 따라 직선형태 형상을 갖는 제1형상부(L2); 상기 제1형상부를 따라 +Z축으로 직각 꺽임형상을 제2 형상부(H1); 상기 제2 형상부를 따라 +Y축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제3 형상부(L1); 상기 제3 형상부를 따라 +X축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제4형상부(L3); 상기 제4 형상부를 따라 +Y축으로 직각꺽임 형상을 갖는 제5 형상부(L6); 상기 제5 형상부를 따라 +X축으로 직각꺽임 형상을 갖는 제 6 형상부(L8);상기 제6 형상부를 따라 -Y축으로 직각꺽임 형상을 갖는 제7형상부(L'1); 상기 제6 형상부를 따라 +X축으로 직직하는 형상을 갖는 제8 형상부(L'5); 상기 제7 형상부를 따라 -Z축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제9 형상부(H'1); 상기 제9 형상부를 따라 +X축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제10 형상부(L'2); 상기 제10 형상부를 따라 +Z축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제11 형상부(H'2); 상기 제11 형상부를 따라 +Y축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제12 형상부(L'4); 상기 제12 형상부를 따라 +X축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제13 형상부(L'8); 상기 제13 형상부를 따라 -Y축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제14 형상부(L'9); 상기 제14 형상부를 따라 -Z축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제15 형상부(H'3); 상기 제15 형상부를 따라 +Y축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제16 형상부(L'10); 상기 제8 형상부를 따라 -Y축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제17 형상부(L'11); 상기 제17 형상부를 따라 -Z축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제18 형상부(H'3); 상기 제18 형상부를 따라 +Y축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제19 형상부(L'12);로 구성되고 The
상기 상기 제1 형상부(L2)의 길이는 13mm, 제2 형상부의 길이는(H1)의 길이는 2.8mm, 제3 형상부(L1)의 길이는 2.5mm, 제4 형상부(L3)의 길이는 18mm, 제 5형상부(L6)의 길이는 5mm, 제 6형상부(L8)의 길이는 22mm 제 7형상부(L'1)의 길이는 5.5mm, 제 8형상부(L'5)의 길이는 19mm, 제 9형상부(H'1)의 길이는 2.8mm, 제 10형상부(L'2)의 길이는 3mm, 제 11형상부(H'2)의 길이는 1.8mm, 제 12형상부(L'4)의 길이는 3.5mm, 제 13형상부(L'8)의 길이는 9mm, 제 14형상부(L'9)의 길이는 2mm, 제 15형상부(H'3)의 길이는 5mm, 제 16형상부(L'10)의 길이는 4mm, 제 17형상부(L'11)의 길이는 5mm, 제 18형상부(H'3)의 길이는 2mm, 제 19형상부(L'12)의 길이는 1.8mm 이고The length of the first shape portion L2 is 13 mm and the length of the second shape portion is 2.8 mm. The length of the third shape portion L1 is 2.5 mm. The length of the fourth shape portion L3 The length of the fifth shape L6 is 5 mm. The length of the sixth shape L8 is 22 mm. The length of the
상기 서브안테나(2)는 상기 메인안테나(1)과 같은 동일한 길이와 형상으로 상기 그라운드(3)를 기준으로 원점대칭 되며The
상기 T형 스터브(4)의 길이는 Y축 118mm X축 2.2mm이며 Ground와 연결되는 도체의 Y축 길이는 1.4mm;The length of the T-
로 이루어져 720MHZ-820MHZ에서 100MHZ 이상의 대역폭에서 공진하며 -10dB의 이상의 격리도 특성을 만족하는 안테나를 구현한다
Which resonates at a bandwidth of more than 100MHZ at 720MHZ-820MHZ and realizes an antenna that satisfies the isolation characteristic of -10dB or more
LTE 주파수 720-820MHZ 대역에서 100MHZ 이상 공진하는 광대역 특성과 -10dB 이상의 격리도 특성을 갖는 MIMO 안테나를 제작함에 따라 기존 LTE 시스템의 전송속도를 크게 향상 시킬 수 있다.
The MIMO antenna with a broadband characteristic resonating more than 100MHZ in the LTE frequency band of 720-820MHZ and an isolation characteristic of more than -10dB can be fabricated to greatly improve the transmission speed of the existing LTE system.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 MIMO 안테나 구조를 나타낸 도면
도 2는 구체적인 반사손실값 및 격리도를 측정한 도표
도 3는 700-800MHZ 대역에서 안테나의 길이조절에 따른 메인,서브 안테나의 이득 및 공진대역폭 변화와 격리도 특성을 HFSS 시뮬레이션 한 측정도
도 4는 단말기 케이스와 그라운드 패널 결착상태를 나타낸 도면
도 5는 700MHZ를 공진하는 안테나와 스터브를 함께 구성되는 개괄적인 도면
도 6는 그라운드판에 전기적으로 연결되는 T형 스터브의 한 예를 나타낸 도면
도 7는 700MHZ를 공진하는 MIAN 안테나의 구체적인 형상을 나타내는 도면
도 8는 700MHZ를 공진하는 SUB 안테나의 구체적인 형상을 나타내는 도면
도 9는 메인안테나의 L5 길이 변화에 따른 서브안테나의 이득변화와 격리도를 나타낸 파라미터 측정값
도 10는 메인안테나의 L6,7 길이 변화에 따른 서브안테나의 이득변화와 격리도를 나타낸 파라미터 측정값
도 11는 메인안테나의 H1 길이 변화에 따른 서브안테나의 이득변화와 격리도를 나타낸 파라미터 측정값
도 12는 750MHZ에서 방사패턴을 시뮬레이션한 측정도1 is a view illustrating a structure of a MIMO antenna according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a graph showing a specific reflection loss value and an isolation diagram
FIG. 3 is a graph illustrating the HFSS simulation of the main and sub antenna gain and resonance bandwidth variations and isolation characteristics in the 700-800 MHz band.
4 is a view showing a state of binding between a terminal case and a ground panel
Fig. 5 is a schematic view showing a configuration in which an antenna for resonating 700 MHZ and a stub are combined together
6 is a view showing an example of a T-shaped stub electrically connected to the ground plate
7 is a view showing a specific shape of a MIAN antenna resonating at 700 MHZ
8 is a view showing a specific shape of a SUB antenna resonating at 700 MHZ
FIG. 9 is a graph showing a gain change of a sub antenna according to a change in L5 length of a main antenna and a parameter measurement value
FIG. 10 is a graph showing a gain change of the sub antenna according to the length change of L6,7 of the main antenna and a parameter measurement value
FIG. 11 is a graph showing a change in gain of a sub antenna according to a change in length H1 of a main antenna and a parameter measurement value
12 is a measurement chart simulating a radiation pattern at 750 MHZ
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. It is to be noted that the detailed description of known functions and constructions related to the present invention is omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily blurred.
본 발명은 LTE 720-820MHZ에서 100MHZ 이상 대역폭으로 공진하며 -10dB이상의 격리도 특성을 갖는 초소형 광대역 MIMO 안테나이다The present invention is an ultra-small wide-band MIMO antenna resonating at a bandwidth of 100 MHZ or more in LTE 720-820 MHZ and having an isolation characteristic of -10 dB or more
먼저 안테나를 설계하는데 있어 상업용으로 출시되는 휴대단말기에 실장할수 있도록 적용되는 크기인 69x140x7.8mm 맞추어 설계하였고 유전체는 비유전율이 4.4인 FR4 epoxy를 사용하였다. 그리고 메인안테나(1), 서브안테나(2), 그라운드(3), T형 스터브(4)를 사용하여 안테나를 구성하였다.First, the antenna was designed to fit 69x140x7.8mm, which is a size that can be mounted on a portable terminal that is commercially available. The FR4 epoxy with a relative dielectric constant of 4.4 was used as the dielectric. Then, the
설계 과정은 첫번째로 메인안테나와 서브안테나를 V=F*ㅅ(V=전파의속도, F=주파수, ㅅ=파장)에 의하여 두 안테나가 720-820MHZ에서 광대역으로 공진할 수 있도록 길이를 조절해 가며 설계한 후 격리도 특성을 개선하기 위해서 슬롯 내지는 스터브를 사용할 수 있는데 본 발명에서는 다음의 원리에 따라 T형 스터브를 사용하였다.The design process first adjusts the length of the main antenna and the sub-antenna so that the two antennas can resonate at a wide band of 720-820 MHZ by V = F * (V = propagation speed, F = frequency, A slot or a stub may be used to improve the isolation characteristic. In the present invention, a T-shaped stub is used according to the following principle.
T형 스터브는 SUB 안테나와 Main 안테나의 신호의 간섭이 해결하기 위한 것으로 같은 Ground를 사용하는 구조의 특성상 Main 안테나와 Sub 안테나의 신호가 만나 서로의 안테나 성능에 영향을 주게 되는 격리도를 향상 시키는 방법이다. 일반적인 통신에서의 신호는 공기중의 전파가 안테나로 수신되면서 전기적으로 그 성질이 변하게 되는데 이 때 도체에서 흐르는 전류의 특성을 이용하여 문제를 해결하게 되는데, The T-type stub is used to solve the interference between the SUB antenna and the main antenna, and it is a method to improve the isolation level that the signals of the main antenna and the sub antenna meet each other due to the structure using the same ground . In a typical communication, a signal is received by an antenna in the air, and its properties are changed electrically. At this time, the problem is solved by using the characteristic of the current flowing in the conductor,
예를 들면 아파트에 설치하는 피뢰침은 전기의 진행방향을 땅속으로 유도하기 위해 만든 것이다. 이처럼 Ground의 옆 쪽에 Stub를 설치하여 전류의 흐름을 바꾸는 것이다. Stub의 모양은 다이폴 안테나와 비슷한게 되는데 도체의 가장자리로 모이는 전류의 특성상 Main 안테나와 Sub 안테나에서 수신된 전파의 신호전류가 Stub로 유도되는 만큼 간섭이 줄어들게 된다 또한 스터브가 안테나로 동작함에 따라서 Stub가 없는 안테나에서는 무지향성의 특징인 8자 모양이었던 전계 방사패턴이 Stub에서 방사되는 에너지에 의해 방사패턴 변화시킬 수 있는 원리다.For example, a lightning rod installed in an apartment is made to guide the direction of electricity to the ground. In this way, a stub is placed on the side of the ground to change the current flow. The shape of the stub is similar to that of the dipole antenna. Due to the characteristics of the current collected at the edge of the conductor, interference is reduced as the signal current of the main antenna and the sub antenna are induced to the stub. In the absence of an antenna, the electric field radiation pattern, which is an eight-figured feature of omni-directional, is a principle that can change the radiation pattern by the energy radiated from the stub.
그리고 700 [Mhz] 대역의 파장이 긴 안테나를 협소한 공간에 설계하기 위해서 역F 안테나의 전기적 길이를 최대한으로 늘리기 위해 입체적으로 만들었다.In order to design an antenna with a long wavelength of 700 [Mhz] in a narrow space, the electric length of the inverted F antenna was made three-dimensionally to maximize it.
따라서 메인안테나(1), 서브안테나(2), 그라운드(3), T형 스터브(4)를 사용하여 안테나가 구성된다. 하지만 T형 스터브(4)가 추가되어 격리도가 개선된 이후에는 안테나의 공진 대역폭과 TRADE OFF 관계에 의하여 대역폭 특성이 나빠지게 되므로 이때 부터는 메인안테나 및 서브안테나의 각 형상부의 배치와 길이의 파라미터가 중요해진다.Therefore, the antenna is constituted by using the
격리도를 개선시키는 T자형 스터브를 사용하면서 대역폭을 개선하는 방법은 Stub의 길이가 Main 안테나와 Sub 안테나의 공진주파수에 영향을 주지 않을만큼의 길이여야 하여 Stub의 길이가 과도하게 길어져서 안테나와 가까워지면 Stub와 안테나 사이에 커패시턴스 성분이 발생하여 안테나의 특성에 영향을 미치지 안도록 설계해야 한다. 전류가 흐르는 도체와 도체사이에는 용량성 성분이 발생하게 되는데 그렇게 되면 필요한 주파수 대역에서의 신호의 이득에 영향을 주기 때문이다. 또한 Stub의 폭은 길이보다 중요도가 떨어지지만 너무 두꺼워지면 설계상의 제한이 생기기 때문에 주의해야 된다. A method of improving the bandwidth using a T-shaped stub that improves the isolation is that the length of the stub should be long enough not to affect the resonance frequency of the main antenna and the sub antenna, so that the length of the stub becomes excessively long, It is necessary to design the antenna so that a capacitance component is generated between the stub and the antenna and does not affect the characteristics of the antenna. A capacitive component is generated between the current carrying conductor and the conductor, which in turn affects the gain of the signal in the required frequency band. Also note that the width of the stub is less important than its length, but if it is too thick, there will be design limitations.
즉 Ground에 Stub를 이용하여 Main 안테나와 Sub안테나의 신호전류의 간섭을 줄이면 저주파수 대역의 안테나 성능이 증가하는 방식이다.
That is, if the signal current between the main antenna and the sub antenna is reduced by using a stub on the ground, the antenna performance of the low frequency band is increased.
따라서 상기 원리에 따라 메인안테나 와 서브안테나, T자형 스터브의 각 형상부 배치상태와 길이를 조절해가며 파라미터를 구해보면 도9-도12 와 같은 결과가 얻어진다.Accordingly, when the parameters of the main antenna, the sub-antenna, and the T-shaped stub are adjusted according to the above-mentioned principle, the results shown in FIGS. 9 to 12 are obtained.
도9 에서 보면 메인 안테나(1) L5의 길이가 길어질수록 메인안테나와 서브안테나의 이득 및 격리도과 향상되며 29mm에서 최적 값을 갖는다9, as the length of the
도10 에서는 메인 안테나(1) L6 의 길이가 짧아질수록 메인안테나와 서브안테나의 이득 및 격리도과 향상되며 0.5mm에서 최적 값을 갖는 것을 나타내었다.In FIG. 10, the gain and isolation of the main antenna and the sub antenna are improved as the length of the main antenna 1 L 6 is shortened, and the optimum value is shown at 0.5 mm.
도11 에서는 메인 안테나(1) H1의 길이가 길어질수록 메인안테나와 서브안테나의 이득 및 대역폭이 증가하고 2mm에서 최적 값을 갖는 것을 나타내었다.
In FIG. 11, the gain and bandwidth of the main antenna and the sub antenna increase as the length of the main antenna H1 becomes longer, and the optimum value is obtained at 2 mm.
각 형상부 배치상태와 길이에 따라 민감하게 변화하는 이득 및 격리도를 상기와 같은 파라미터로 최적값을 갖도록 구성하여 보면,If the gain and the degree of isolation that change sensitively according to the arrangement state and the length of each shape are configured to have optimum values with the above parameters,
메인 안테나(1)는 공간좌표계(X,Y,Z)를 따라 직선형태 형상을 갖는 제1형상부(L2); 상기 제1형상부를 따라 +Z축으로 직각 꺽임형상을 제2 형상부(H1); 상기 제2 형상부를 따라 +Y축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제3 형상부(L1); 상기 제3 형상부를 따라 +X축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제4형상부(L3); 상기 제4 형상부를 따라 +Y축으로 직각꺽임 형상을 갖는 제5 형상부(L6); 상기 제5 형상부를 따라 +X축으로 직각꺽임 형상을 갖는 제 6 형상부(L8);상기 제6 형상부를 따라 -Y축으로 직각꺽임 형상을 갖는 제7형상부(L'1); 상기 제6 형상부를 따라 +X축으로 직직하는 형상을 갖는 제8 형상부(L'5); 상기 제7 형상부를 따라 -Z축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제9 형상부(H'1); 상기 제9 형상부를 따라 +X축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제10 형상부(L'2); 상기 제10 형상부를 따라 +Z축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제11 형상부(H'2); 상기 제11 형상부를 따라 +Y축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제12 형상부(L'4); 상기 제12 형상부를 따라 +X축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제13 형상부(L'8); 상기 제13 형상부를 따라 -Y축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제14 형상부(L'9); 상기 제14 형상부를 따라 -Z축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제15 형상부(H'3); 상기 제15 형상부를 따라 +Y축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제16 형상부(L'10); 상기 제8 형상부를 따라 -Y축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제17 형상부(L'11); 상기 제17 형상부를 따라 -Z축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제18 형상부(H'3); 상기 제18 형상부를 따라 +Y축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제19 형상부(L'12);로 구성되고 The main antenna 1 has a first shape L2 having a linear shape along the spatial coordinate system (X, Y, Z); A second shape portion (H1) having a right angle bent in the + Z axis along the first shape portion; A third feature L1 having a right angle bend in the + Y axis along the second feature; A fourth shape L3 having a right angle bend along the third shape along the + X axis; A fifth shape L6 having a right angle bend in the + Y axis along the fourth shape; A sixth feature L8 having a right angle bend in the + X axis along the fifth feature, a seventh feature L'1 having a right angle bend along the sixth feature in the -Y axis; An eighth feature (L'5) having a shape that is orthogonal to the + X axis along the sixth feature; A ninth feature (H'1) having a right angle bend along the -Z axis along the seventh feature; A tenth feature (L'2) having a right angle bend in the + X axis along the ninth feature; An eleventh feature (H'2) having a right angle bend in the + Z axis along the tenth feature; A twelfth feature (L'4) having a right angle bend in the + Y axis along the eleventh feature; A thirteenth feature (L'8) having a right angle bend in the + X axis along the twelfth feature; A fourteenth feature (L'9) having a right angle bend along the -X axis along the thirteenth feature; A fifteenth feature H'3 having a right angle bend along the -Z axis along the fourteenth feature; A sixteenth feature (L'10) having a right angle bend in the + Y axis along the fifteenth feature; A seventeenth feature (L'11) having a right angle bend with respect to the -Y axis along the eighth feature; An eighteenth feature H'3 having a right angle bend along the -Z axis along the seventeenth feature; And a nineteenth shape (L'12) having a right angle bent in the + Y axis along the eighteenth shape
상기 상기 제1 형상부(L2)의 길이는 13mm, 제2 형상부의 길이는(H1)의 길이는 2.8mm, 제3 형상부(L1)의 길이는 2.5mm, 제4 형상부(L3)의 길이는 18mm, 제 5형상부(L6)의 길이는 5mm, 제 6형상부(L8)의 길이는 22mm 제 7형상부(L'1)의 길이는 5.5mm, 제 8형상부(L'5)의 길이는 19mm, 제 9형상부(H'1)의 길이는 2.8mm, 제 10형상부(L'2)의 길이는 3mm, 제 11형상부(H'2)의 길이는 1.8mm, 제 12형상부(L'4)의 길이는 3.5mm, 제 13형상부(L'8)의 길이는 9mm, 제 14형상부(L'9)의 길이는 2mm, 제 15형상부(H'3)의 길이는 5mm, 제 16형상부(L'10)의 길이는 4mm, 제 17형상부(L'11)의 길이는 5mm, 제 18형상부(H'3)의 길이는 2mm, 제 19형상부(L'12)의 길이는 1.8mm 이고The length of the first shape portion L2 is 13 mm and the length of the second shape portion is 2.8 mm. The length of the third shape portion L1 is 2.5 mm. The length of the fourth shape portion L3 The length of the fifth shape L6 is 5 mm. The length of the sixth shape L8 is 22 mm. The length of the
상기 서브안테나(2)는 상기 메인안테나(1)과 같은 동일한 길이와 형상으로 상기 그라운드(3)를 기준으로 원점대칭 되며The
상기 T형 스터브(4)의 길이는 Y축 118mm X축 2.2mm이며 Ground와 연결되는 도체의 Y축 길이는 1.4mm;가 된다.
The length of the T-shaped
다음은 도면에 관한 설명이다.The following describes the drawings.
대표도는 본 발명에 따른 MIMO 안테나 장치로써 미리 설정된 폭(W) 및길이(L)를 갖는 기판에 형성되고 여기서 기판은 이동통신단말기의 기판이 될 수 있으나, 이에 한정되지 아니함은 당업자에게 자명하다.Representative views are formed on a substrate having a predetermined width W and length L as a MIMO antenna apparatus according to the present invention, and the substrate may be a substrate of a mobile communication terminal, but it is obvious to a person skilled in the art .
그리고 메인안테나(1), 서브안테나(2), 그라운드(3), T형 스터브(4)의 각 형상부에 대한 길이와 구체적인 형상을 도시하였다.The lengths and specific shapes of the
도2 에서는 본발명의 안테나 특성인 100MHZ대역폭과 -10dB격리도 특성을 도시하였다. FIG. 2 shows the 100MHZ bandwidth and the -10 dB isolation characteristic of the antenna of the present invention.
도3 에서는 T형 스터브의 길이 조절에 따라 변화하는 메인,서브 안테나의 격리도 특성과 이득값의 대한 파라미터를 도시하였고 T형 스텁의 가로길이가 102mm에서 최적값을 갖었다In FIG. 3, the isolation characteristics of the main and sub antennas vary according to the length adjustment of the T-stub, and the parameters of the gain value are shown, and the T-stub has an optimum value at a width of 102 mm
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be appreciated by those skilled in the art that numerous changes and modifications may be made without departing from the invention. Accordingly, all such appropriate modifications and changes, and equivalents thereof, should be regarded as within the scope of the present invention.
메인안테나(1) 서브안테나(2)
그라운드(3) T형 스터브(4)
제1형상부(L2) 제2 형상부(L2)
제2 형상부(H1) 제3 형상부(L1)
제4형상부(L3) 제5 형상부(L6)
제 6 형상부(L8) 제7형상부(L'1)
제8 형상부(L'5) 제9 형상부(H'1)
제10 형상부(L'2) 제11 형상부(H'2)
제12 형상부(L'4) 제13 형상부(L'8)
제14 형상부(L'9) 제15 형상부(H'3)
제16 형상부(L'10) 제17 형상부(L'11)
제18 형상부(H'3) 제19 형상부(L'12)Main antenna (1) Sub-antenna (2)
Ground (3) T-shaped stubs (4)
The first shape L2, the second shape L2,
The second shape portion H1, the third shape portion L1,
The fourth shape L3, the fifth shape L6,
Sixth feature L8, seventh feature L'1,
Eighth Configuration (L'5) The ninth configuration (H'1)
Tenth feature (L'2) The eleventh feature (H'2)
12th Configuration (L'4) 13th Configuration (L'8)
Fourteenth Shape (L'9) The fifteenth Shape (H'3)
16th feature (L'10) 17th feature (L'11)
18th Shape (H'3) 19th Shape (L'12)
Claims (1)
상기 기판의 일면에 형성되는 그라운드(3);
상기 기판의 일면에 형성되고 상기 그라운드와 전기적으로 연결되어 720MHZ-820MHZ에서 -10dB의 이상의 이득에서 100MHZ 대역폭으로 공진하며 -10dB의 이상의 격리도 특성을 만족하는 메인안테나(1)및 서브안테나(2);
상기 그라운드와 전기적으로 연결되고 상기 그라운드의 일단에 형성되는 T형 스터브(4);
상기 메인 안테나(1)는 공간좌표계(X,Y,Z)를 따라 직선형태 형상을 갖는 제1형상부(L2); 상기 제1형상부를 따라 +Z축으로 직각 꺽임형상을 제2 형상부(H1); 상기 제2 형상부를 따라 +Y축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제3 형상부(L1); 상기 제3 형상부를 따라 +X축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제4형상부(L3); 상기 제4 형상부를 따라 +Y축으로 직각꺽임 형상을 갖는 제5 형상부(L6); 상기 제5 형상부를 따라 +X축으로 직각꺽임 형상을 갖는 제 6 형상부(L8);상기 제6 형상부를 따라 -Y축으로 직각꺽임 형상을 갖는 제7형상부(L'1); 상기 제6 형상부를 따라 +X축으로 직직하는 형상을 갖는 제8 형상부(L'5); 상기 제7 형상부를 따라 -Z축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제9 형상부(H'1); 상기 제9 형상부를 따라 +X축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제10 형상부(L'2); 상기 제10 형상부를 따라 +Z축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제11 형상부(H'2); 상기 제11 형상부를 따라 +Y축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제12 형상부(L'4); 상기 제12 형상부를 따라 +X축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제13 형상부(L'8); 상기 제13 형상부를 따라 -Y축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제14 형상부(L'9); 상기 제14 형상부를 따라 -Z축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제15 형상부(H'3); 상기 제15 형상부를 따라 +Y축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제16 형상부(L'10); 상기 제8 형상부를 따라 -Y축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제17 형상부(L'11); 상기 제17 형상부를 따라 -Z축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제18 형상부(H'3); 상기 제18 형상부를 따라 +Y축으로 직각 꺽임형상을 갖는 제19 형상부(L'12);로 구성되고
상기 상기 제1 형상부(L2)의 길이는 13mm, 제2 형상부의 길이는(H1)의 길이는 2.8mm, 제3 형상부(L1)의 길이는 2.5mm, 제4 형상부(L3)의 길이는 18mm, 제 5형상부(L6)의 길이는 5mm, 제 6형상부(L8)의 길이는 22mm 제 7형상부(L'1)의 길이는 5.5mm, 제 8형상부(L'5)의 길이는 19mm, 제 9형상부(H'1)의 길이는 2.8mm, 제 10형상부(L'2)의 길이는 3mm, 제 11형상부(H'2)의 길이는 1.8mm, 제 12형상부(L'4)의 길이는 3.5mm, 제 13형상부(L'8)의 길이는 9mm, 제 14형상부(L'9)의 길이는 2mm, 제 15형상부(H'3)의 길이는 5mm, 제 16형상부(L'10)의 길이는 4mm, 제 17형상부(L'11)의 길이는 5mm, 제 18형상부(H'3)의 길이는 2mm, 제 19형상부(L'12)의 길이는 1.8mm 이고
상기 서브안테나(2)는 상기 메인안테나(1)과 같은 동일한 길이와 형상으로 상기 그라운드(3)를 기준으로 원점대칭 되며
상기 T형 스터브(4)의 길이는 Y축 118mm X축 2.2mm이며 Ground와 연결되는 도체의 Y축 길이는 1.4mm;
로 이루어져 720MHZ-820MHZ에서 100MHZ 이상의 대역폭에서 공진하며 -10dB의 이상의 격리도 특성을 만족하는 안테나
In a MIMO antenna device formed on a substrate,
A ground (3) formed on one surface of the substrate;
A main antenna 1 and a sub antenna 2 formed on one surface of the substrate and electrically connected to the ground to resonate at a bandwidth of 100 MHz in a gain of -10 dB or more at 720 MHZ-820 MHz, ;
A T-shaped stub 4 electrically connected to the ground and formed at one end of the ground;
The main antenna 1 has a first shape L2 having a linear shape along the spatial coordinate system X, Y, Z; A second shape portion (H1) having a right angle bent in the + Z axis along the first shape portion; A third feature L1 having a right angle bend in the + Y axis along the second feature; A fourth shape L3 having a right angle bend along the third shape along the + X axis; A fifth shape L6 having a right angle bend in the + Y axis along the fourth shape; A sixth feature L8 having a right angle bend in the + X axis along the fifth feature, a seventh feature L'1 having a right angle bend along the sixth feature in the -Y axis; An eighth feature (L'5) having a shape that is orthogonal to the + X axis along the sixth feature; A ninth feature (H'1) having a right angle bend along the -Z axis along the seventh feature; A tenth feature (L'2) having a right angle bend in the + X axis along the ninth feature; An eleventh feature (H'2) having a right angle bend in the + Z axis along the tenth feature; A twelfth feature (L'4) having a right angle bend in the + Y axis along the eleventh feature; A thirteenth feature (L'8) having a right angle bend in the + X axis along the twelfth feature; A fourteenth feature (L'9) having a right angle bend along the -X axis along the thirteenth feature; A fifteenth feature H'3 having a right angle bend along the -Z axis along the fourteenth feature; A sixteenth feature (L'10) having a right angle bend in the + Y axis along the fifteenth feature; A seventeenth feature (L'11) having a right angle bend with respect to the -Y axis along the eighth feature; An eighteenth feature H'3 having a right angle bend along the -Z axis along the seventeenth feature; And a nineteenth shape (L'12) having a right angle bent in the + Y axis along the eighteenth shape
The length of the first shape portion L2 is 13 mm and the length of the second shape portion is 2.8 mm. The length of the third shape portion L1 is 2.5 mm. The length of the fourth shape portion L3 The length of the fifth shape L6 is 5 mm. The length of the sixth shape L8 is 22 mm. The length of the seventh shape L 1 is 5.5 mm. The length of the fifth shape L 5 The length of the ninth feature H'1 is 2.8 mm, the length of the tenth feature L'2 is 3 mm, the length of the eleventh feature H'2 is 1.8 mm, The length of the twelfth shape portion L'4 is 3.5 mm, the length of the 13th shape portion L'8 is 9 mm, the length of the 14th shape portion L'9 is 2 mm, 3) is 5 mm, the length of the 16th configuration (L'10) is 4 mm, the length of the 17th configuration (L'11) is 5 mm, the length of the 18th configuration H'3 is 2 mm, 19 The length of the shaped portion (L'12) was 1.8 mm
The sub-antenna 2 is circularly symmetric with respect to the ground 3 in the same length and shape as the main antenna 1
The length of the T-shaped stub 4 is 118 mm on the Y axis and 2.2 mm on the X axis, and the Y axis length of the conductor connected to the ground is 1.4 mm;
Antenna that resonates at a bandwidth of more than 100MHZ in 720MHZ-820MHZ and satisfies the isolation characteristic of more than -10dB
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