KR101416931B1 - Operating Line MIMO Antenna - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주동작 안테나의 동작에 대응하여 동작선로를 통해 보조동작 안테나를 동작시킴으로써 고효율 및 광대역을 실현하는 동작선로 MIMO 안테나에 관한 것이다.
The present invention relates to an antenna, and more particularly, to an operation line MIMO antenna that realizes high efficiency and wide band by operating an auxiliary operation antenna through an operation line in response to operation of a main operation antenna.
현재 우리나라는 세계 최고의 모바일 단말 설계 및 생산기술을 보유하고 있으며, CDMA 모바일 단말에서부터 유럽의 TDMA방식인 GSM 모바일 단말은 물론, PCS, DCS용 시스템 및 단말기를 생산할 수 있을 뿐 아니라, IMT2000의 일종인 WCDMA와 휴대 인터넷인 WiBro 및 이동 멀티미디어 단말기 등 수없이 많은 제품들을 생산할 수 있다.Currently, Korea has the world's best mobile terminal design and production technology, and it can produce not only GSM mobile terminal of CDMA mobile terminal, European TDMA system, PCS, DCS system and terminal, but also WCDMA Mobile WiBro, mobile multimedia terminal, and so on.
이러한 기술의 밑바탕에는, 제품을 구성하는 여러 부품들을 자체 개발 생산하는 국산화에 있다고 할 수 있다. 특히, 단말기 부품 중 안테나는 단독의 아이템으로 단말기 성능을 결정짓는 매우 중요한 부품이다.
The basis of these technologies lies in the localization of various parts of the product that are self-developed and produced. Particularly, among the terminal parts, the antenna is a very important part that determines the performance of the terminal as a single item.
이 안테나는 신호인 전류를 전자파로 상호 변환시켜주는 장치이다. 종래 가장 널리 사용되는 안테나로는, 소형 헤리컬(helical)로 이루어진 스터비(stubby) 안테나와, 헤리컬 및 모노폴 구조가 함께 적용되어 있는 리트렉터블(retractable) 안테나가 있으며, 리트렉터블 안테나는 이득이 크고 임피던스가 높기 때문에 가장 많이 사용되고 있다.This antenna is a device that converts a signal current into an electromagnetic wave. The most widely used antenna is a stubby antenna made of a small helical and a retractable antenna having a combination of a helical antenna and a monopole antenna. It is the most widely used because of its large gain and high impedance.
그러나, 이러한 기존 안테나들은 길이가 길기 때문에 모바일 단말 디자인에 적용하기 어렵다는 문제가 있다.However, since the conventional antennas have a long length, it is difficult to apply them to a mobile terminal design.
그리고, 모바일 단말 내부에 장착되는 인테나(intenna)도 있으나, 이 인테나는 이득이 작을 뿐 아니라 대역특성도 외장형 안테나에 비해 좋지 못하다. 따라서 이 분야에 대한 연구가 더 진행되어야 하며, 한창 진행중에 있다. 인테나의 종류로는 PIFA(Plate Inverted F Antenna), IFA(Inverted F Antenna), 접힌 모노폴(Folded Monopole), 다이폴(Dipole), 루프(Loop), 슬롯(Slot) 및 유전체 칩(Chip) 안테나 등이 있다. PIFA는 성능이 좋은 반면 부피가 큰 단점이 있고, 접힌 모노폴은 설계가 무척 어렵다. 다이폴 및 루프 인테나는 이득이 떨어지는 단점이 있으며, 유전체 칩 안테나는 대역특성이 좁고 인체에 대한 변화가 심하여 사용상 난점을 지니고 있다.
In addition, although there is an intenna mounted in a mobile terminal, not only the gain of the intenna is small but also the band characteristic is also inferior to that of an external antenna. Therefore, further research on this field should be conducted, and it is in full swing. Types of intenna include Plate Inverted F Antenna (PIFA), Inverted F Antenna (IFA), Folded Monopole, Dipole, Loop, Slot and Dielectric Chip Antenna have. While PIFA has good performance, it has a bulky disadvantage, and folded monopole is very difficult to design. Dipole and loop intenna have a disadvantage of low gain, and dielectric chip antenna has difficulty in using due to narrow band characteristic and severe change to human body.
한편, 최근 모바일 단말은 데이터통신을 기초로 하는 3G 이상의 모바일 단말이 주로 생산되고 있다. 데이터통신은 기존의 음성통신과는 달리, 다이버시티(diversity)에 의한 데이터 손실을 줄여야 한다. 이는 음성에서는 데이터가 삭제되거나, 오류가 발생하여도 통화에 지장을 주지 않을 수 있지만, 데이터에서는 큰 문제가 발생하기 때문이다. 일반적으로 송신기와 수신기에서 안테나를 각각 1개씩 사용하는 SISO(Single Input Single Output)을 사용하였으나, 다이버시티를 극복하기 위해 2개 이상의 안테나를 설치하여 신호를 전송하는 기술인 MIMO(Multiple Input Multiple Output)를 사용하고 있다.Meanwhile, in recent years, mobile terminals based on data communication have been mainly produced for mobile terminals over 3G. Unlike conventional voice communication, data communication must reduce data loss due to diversity. This is because, in voice, data may be deleted or an error may not interfere with the call, but a large problem occurs in the data. Generally, a single input single output (SISO) is used in each of a transmitter and a receiver. However, in order to overcome diversity, a multiple input multiple output (MIMO) technique of transmitting signals by installing two or more antennas I am using it.
MIMO 안테나는 모바일 단말 상단 및 하단에 각각의 안테나를 두는 방식이 대부분이다. 이러한 방식은 좁은 대역의 1 ~ 2개 채널만 MIMO에 적용하는 경우에 유리하다. 그러나 5 ~ 6중 대역의 광대역특성을 가져야 하는 시스템의 안테나를 요구할 경우, 모바일 단말의 적용공간이 좁기 때문에 적용하는데 어려움이 많다.
Most of the MIMO antennas have antennas at the top and bottom of the mobile terminal. This scheme is advantageous when only one to two channels in a narrow band are applied to MIMO. However, when an antenna of a system having a broadband characteristic of 5 to 6 bands is required, it is difficult to apply the antenna because the application space of the mobile terminal is narrow.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 하이브리드 안테나로 이루어지며 동작선로를 통해 상호연결된 한쌍의 안테나를 구성하여 일측 안테나의 주동작에 대응하여 동작선로를 통해 타측 안테나를 보조동작시킴으로써 고효율 및 광대역을 실현하는 동작선로 MIMO 안테나를 제공하는데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a pair of antennas which are composed of a hybrid antenna and are connected to each other through a transmission line, To provide a high-efficiency and wide-band antenna by auxiliary operation of the other antenna through the antenna.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 동작선로 MIMO 안테나는, 제1급전단자에 접속되는 제1안테나; 상기 제1안테나와 커플링되어 급전되고, 일단에서 제1접속단자에 접속되고, 타단에서 제1접지단자에 접속되는 제2안테나; 제2급전단자에 접속되는 제3안테나; 상기 제3안테나와 커플링되어 급전되고, 일단에서 제2접속단자에 접속되고, 타단에서 제2접지단자에 접속되는 제4안테나; 및 상기 제1접속단자와 상기 제2접속단자를 연결하는 동작선로를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a line MIMO antenna including: a first antenna connected to a first feed terminal; A second antenna coupled to the first antenna and being fed, connected to the first connection terminal at one end and connected to the first ground terminal at the other end; A third antenna connected to the second feed terminal; A fourth antenna coupled to the third antenna to be fed, connected to the second connection terminal at one end, and connected to the second ground terminal at the other end; And an operation line connecting the first connection terminal and the second connection terminal.
상기 제1안테나 및 상기 제3안테나는 모노폴 안테나이며, 상기 제2안테나 및 상기 제4안테나는 IFA(Inverted F Antenna)일 수 있다.The first antenna and the third antenna may be monopole antennas, and the second antenna and the fourth antenna may be IFA (Inverted F Antenna).
상기 제1안테나와 상기 제3안테나가 대칭으로 형성되고, 상기 제2안테나 및 상기 제4안테나가 대칭으로 형성되는 것이 바람직하다.Preferably, the first antenna and the third antenna are formed symmetrically, and the second antenna and the fourth antenna are formed symmetrically.
상기 제1안테나, 상기 제2안테나, 상기 제3안테나, 상기 제4안테나 및 상기 동작선로는 동일면상에 형성되는 것이 바람직하다.The first antenna, the second antenna, the third antenna, the fourth antenna, and the operation line are preferably formed on the same plane.
안테나 이득(G)은 아래 수식으로 정의된다.The antenna gain (G) is defined by the following equation.
(여기서, A는 안테나 면적이고, 
(Where A is the antenna area,
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 동작선로 MIMO 안테나에 따르면, 모바일 단말 내부의 여유 공간을 이용하여 주동작 안테나와 보조동작 안테나를 연결함으로써 주동작 안테나만으로 실현 불가능한 고효율 및 광대역을 실현할 수 있다.As described above, according to the operating line MIMO antenna of the present invention, by connecting the main operation antenna and the auxiliary operation antenna using the free space inside the mobile terminal, it is possible to realize a high efficiency and a wide band that can not be realized with only the main operation antenna.
또한, 본 발명에 따르면, 주동작 안테나와 보조동작 안테나의 연결을 통해 5중 대역 이상의 광대역 실현이 가능하므로 DMB 혹은 GPS용 서브 안테나 등이 필요없게 된다. 이에 기타의 서브 안테나가 필요 없으므로 모바일 단말 내부의 안테나 제작 공간을 더욱 효율적으로 사용할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to realize a broadband over a 5-band through the connection of the main operation antenna and the auxiliary operation antenna, so that a DMB or GPS sub-antenna is not required. Thus, since no other sub-antennas are required, the antenna manufacturing space inside the mobile terminal can be used more efficiently.
그리고, 본 발명에 따르면, 안테나를 캐리어(carrier) 등과 같은 별도의 지지물 없이 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)에 패턴으로 구현할 수 있다.
In addition, according to the present invention, the antenna can be implemented as a pattern on a printed circuit board (PCB) without a separate support such as a carrier or the like.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 동작선로 MIMO 안테나의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 동작선로 MIMO 안테나의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 동작선로 MIMO 안테나의 반사계수 시뮬레이션 그래프이다.
도 4는 본 발명의 동작선로 MIMO 안테나의 시제품 사진이다.
도 5는 본 발명의 동작선로 MIMO 안테나의 실측 반사계수 그래프이다.
도 6은 본 발명의 700 ~ 2170 MHz 대역에서의 측정 방사특성을 나타낸 표이다.1 is a conceptual diagram of a line-of-sight MIMO antenna according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a line MIMO antenna according to an embodiment of the present invention.
3 is a reflection coefficient simulation graph of the MIMO antenna of the operating line according to the present invention.
4 is a photograph of a prototype MIMO antenna of the present invention.
5 is a graph of actual reflection coefficient of the MIMO antenna of the operating line according to the present invention.
6 is a table showing measured radiation characteristics in the band 700 to 2170 MHz of the present invention.
이하, 본 발명의 동작선로 MIMO 안테나에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the MIMO antenna of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 동작선로 MIMO 안테나의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a line-of-sight MIMO antenna according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 동작선로 MIMO 안테나는, 제1급전단자(P1)에 접속되는 제1안테나(1)와, 제1안테나(1)와 커플링되어 급전되고, 일단에서 제1접속단자(P2)에 접속되고, 타단에서 제1접지단자(E1)에 접속되는 제2안테나(2)와, 제2급전단자(P2)에 접속되는 제3안테나(1)와, 제3안테나(1)와 커플링되어 급전되고, 일단에서 제2접속단자(P3)에 접속되고, 타단에서 제2접지단자(E2)에 접속되는 제4안테나(2)와, 제1접속단자(P2)와 제2접속단자(P3)를 연결하는 동작선로(5)를 포함한다.1, the MIMO antenna of the present invention includes a
여기서, 제1안테나(1)와 제2안테나(2)가 주동작 안테나로서 동작할 때, 제3안테나(3)와 제4안테나(4)가 보조동작 안테나로서 동작한다. 이는 급전되는 위치에 따라 주동작 안테나 기능과 보조동작 안테나의 기능이 상호 전환된다. 이와 같이, 본 발명은 주동작 안테나와 보조동작 안테나가 대칭되는 한쌍의 안테나로 구성하고, 동작선로(5)를 통해 상호 동작하는 안테나 구조를 가지고 있다.Here, when the
제1안테나(1) 및 제3안테나(3)는 모노폴 안테나일 수 있으며, 제2안테나(2) 및 제4안테나(4)는 IFA(Inverted F Antenna)를 이용할 수 있다. 이와 같이, 주동작 안테나 및 보조동작 안테나 각각은 하이브리드 안테나 구조를 가질 수 있다.The
한편, 동작선로(5)로는 동축선, 마이크로스트립선로, 스트립선로 및 CPW(Co Planer Waveguide) 중 적어도 어느 하나를 이용할 수 있다.On the other hand, the
그리고, 주동작 안테나 및 보조동작 안테나는 모바일 단말의 내부에 자유롭게 위치 변경이 가능하도록 설계될 수 있다.
And, the main operation antenna and the auxiliary operation antenna can be designed to be freely changeable within the mobile terminal.
이와 같이 구성된 본 발명의 동작선로 MIMO 안테나는, 모바일 단말의 안테나 제작공간이 협소한 것을 고려하고 또한, DMB 혹은 GPS용 보조동작 안테나와 같은 다른 각각의 보조동작 안테나가 불필요한 것을 고려하여, 모바일 단말의 내부 공간을 이용하여 주동작 안테나와 보조동작 안테나를 대칭으로 형성시키고, 주동작 안테나와 보조동작 안테나를 동작선로(5)를 통해 연결함으로써 고효율 및 광대역을 실현한다.The operating line MIMO antenna according to the present invention having such a configuration as described above can be applied to a mobile terminal in consideration of the fact that the antenna manufacturing space of the mobile terminal is narrow and other respective auxiliary operation antennas such as DMB or GPS auxiliary operation antennas are unnecessary. The main operation antenna and the auxiliary operation antenna are symmetrically formed by using the internal space and the main operation antenna and the auxiliary operation antenna are connected through the
상기한 본 발명의 동작선로 MIMO 안테나 구성에서와 같이, 주동작 안테나와 보조동작 안테나는 각각의 급전을 가지며 동작선로(5)를 통해 상호 동작하도록 하고 있다. 이에, 주동작 안테나가 동작할 때 동작선로(5)에 의해 보조동작 안테나가 동작하여 주동작 안테나를 도움으로서 대역이 넓어지며, 방사이득과 효율 및 성능이 향상되는 것이다. 또한, 모바일 단말 시스템의 구조를 단순화시킴과 아울러 선로 간의 간섭으로 인하여 발생하는 손실을 억제함으로써 모바일 단말 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.As in the operating line MIMO antenna configuration of the present invention, the main operation antenna and the auxiliary operation antenna have respective power feeds and are operable through the
이와 같이, 본 발명의 동작선로 MIMO 안테나는, 주동작 안테나와 보조동작 안테나를 동일면 상에 배치시키고, 어느 하나의 안테나(주동작 안테나 또는 보조동작 안테나)가 동작할 때 이웃한 다른 안테나(보조동작 안테나 또는 주동작 안테나)가 동작하도록 동작선로를 설치한 안테나에 관한 것이다.
As described above, in the MIMO antenna of the present invention, the main operation antenna and the auxiliary operation antenna are disposed on the same plane, and when any one of the antennas (main operation antenna or auxiliary operation antenna) The antenna or the main operation antenna) is operated.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 동작선로 MIMO 안테나의 구성도이다.FIG. 2 is a configuration diagram of a line MIMO antenna according to an embodiment of the present invention.
먼저, 설명의 편의를 위해 좌측 안테나를 주동작 안테나라고 하고, 우측 안테나를 보조동작 안테나라고 한다. 물론, 급전 위치에 따라 주동작 안테나와 보조동작 안테나는 상호 기능이 전환된다.First, for convenience of explanation, the left antenna is referred to as the main operation antenna and the right antenna is referred to as the auxiliary operation antenna. Of course, depending on the feeding position, the main operation antenna and the auxiliary operation antenna mutually function.
도 2를 참조하면, 본 발명의 주동작 안테나는, 모바일 단말에 내장되는 주동작 안테나 보드(10)와, 주동작 안테나 보드(10)의 일측면에 형성된 패턴을 포함하며, 제1안테나(1)인 제1패턴은 제1급전단자(P1)에 접속되고, 제2안테나(2)인 제2패턴은 제1접지단자(E1)에 접속되어 있다.2, the main operation antenna of the present invention includes a main
제1패턴은 "ㄷ" 형태와 유사하며, 제2패턴은 일부가 개방된 "ㅁ" 형태와 유사하고, 제1패턴인 "ㄷ" 패턴의 내부 공간에 제2패턴인 "ㅁ" 패턴이 형성되어 있다.The first pattern is similar to the " C "shape, and the second pattern is similar to the" .
여기서, 제1패턴과 제2패턴은 구리(Cu)에 크롬(Cr)을 도금한 금속 재질의 시트를 스탬핑(stamping)한 것이다. 제1패턴과 제2패턴은 이격되어 각각의 안테나 기능을 수행하며, 커플링됨으로써 급전되도록 구성되어 있다.Here, the first pattern and the second pattern are formed by stamping a sheet of a metal material made of copper (Cu) plated with chromium (Cr). The first pattern and the second pattern are separated from each other to perform respective antenna functions, and are configured to be fed by coupling.
제1안테나(1)는 모노폴 안테나를 이용할 수 있으며, 제2안테나(2)는 IFA를 이용할 수 있다.The
이와 같이, 본 발명의 주동작 안테나는 제1안테나(1)(모노폴 안테나)에서 급전을 갖고 있으며, 2개 패턴의 커플링 구조를 통해 제2안테나(2)(IFA)가 동작한다.
As described above, the main operation antenna of the present invention has a power supply from the first antenna 1 (monopole antenna), and the second antenna 2 (IFA) operates through the coupling structure of two patterns.
본 발명의 보조동작 안테나는, 모바일 단말에 내장되는 보조동작 안테나 보드(20)와, 보조동작 안테나 보드(20)에 일측면에 형성된 패턴을 포함하며, 제3안테나(3)인 제3패턴은 제2접속단자(P3)에 접속되고, 제4안테나(4)인 제4패턴은 제2접지단자(E2)에 접속되어 있다.The auxiliary operation antenna of the present invention includes a subsidiary
제3패턴은 "ㄷ" 형태와 유사하며, 제4패턴은 일부가 개방된 "ㅁ" 형태와 유사하고, 제3패턴인 "ㄷ" 패턴의 내부 공간에 제4패턴인 "ㅁ" 패턴이 형성되어 있다.The third pattern is similar to the " c "shape, and the fourth pattern is similar to the " .
여기서, 제3패턴과 제4패턴은 구리(Cu)에 크롬(Cr)을 도금한 금속 재질의 시트를 스탬핑(stamping)한 것이다. 제3패턴과 제4패턴은 이격되어 각각의 안테나 기능을 수행하며, 커플링됨으로써 급전되도록 구성되어 있다.Here, the third pattern and the fourth pattern are obtained by stamping a sheet of metal made of copper (Cu) plated with chromium (Cr). The third pattern and the fourth pattern are separated from each other to perform respective antenna functions, and are configured to be fed by coupling.
제3안테나(3)는 모노폴 안테나를 이용할 수 있으며, 제4안테나(4)는 IFA를 이용할 수 있다.The
한편, 제3패턴은 "ㄷ" 형태와 유사하며, 제4패턴은 "ㄷ" 형태와 유사하고, 제3패턴인 "ㄷ" 패턴의 내부 공간에 제4패턴인 "ㄷ" 패턴이 형성되어 있다. 이때, 제4패턴인 "ㄷ" 패턴의 접지단자(E2)측에는 연장패턴(4a)이 형성될 수 있다.On the other hand, the third pattern is similar to the " C "pattern, the fourth pattern is similar to the " C" pattern, and the "C" pattern is formed in the inner space of the " . At this time, the extension pattern 4a may be formed on the ground terminal E2 side of the "C" pattern as the fourth pattern.
이와 같이, 본 발명의 보조동작 안테나는 동작선로(5)를 통해 제3안테나(3)(모노폴 안테나)로 급전되며, 2개 패턴의 커플링 구조를 통해 제4안테나(4)(IFA)가 동작한다.
As described above, the auxiliary operation antenna of the present invention is fed to the third antenna 3 (monopole antenna) through the
이와 같이 구성된 주동작 안테나와 보조동작 안테나에 있어, 주동작 안테나 보드(10)와 보조동작 안테나 보드(20)가 각각 별개로 마련되거나 일체형으로 마련될 수 있다. 그리고, 주동작 안테나와 보조동작 안테나에서 커플링이 이루어지는 영역측에서 동작선로(5)를 통해 상호 접속되어 있다.In the main operation antenna and the auxiliary operation antenna thus configured, the main
급전은 제1안테나 또는 제3안테나를 통해 이루어지게 되며, 커플링을 통해 제2안테나 및 제4안테나로 급전이 이루어지게 된다. 이에 제2안테나 및 제4안테나로 이용되는 IFA의 낮은 주파수 대역특성과 제1안테나 및 제3안테나로 이용되는 모노폴안테나의 특성이 용량성 커플링에 의해 안테나 커패시턴스(capacitance)가 증가하여, 짧은 길이이면서 작지만, 낮은 주파수 대역을 포함하는 광대역 안테나 동작이 보장되는 것이다.Power is supplied through the first antenna or the third antenna, and power is supplied to the second antenna and the fourth antenna through the coupling. The low frequency band characteristics of the IFA used as the second antenna and the fourth antenna and the monopole antenna used as the first antenna and the third antenna increase the antenna capacitance by the capacitive coupling, However, the operation of a wideband antenna including a low frequency band is assured.
여기에, 본 발명에서는 동작선로를 주동작 안테나와 보조동작 안테나 사이에 배치함으로써, 2개 안테나를 연결하는 모드가 발생하여 제1급전단자에 의해 주동작 안테나가 동작할 때 보조동작 안테나가 주동작 안테나의 일부분으로서 동작하게 된다. 또한, 제2급전단자에 의해 보조동작 안테나(주동작 안테나로서 동작)가 동작할 때 주동작 안테나(보조동작 안테나로서 동작)가 보조동작 안테나의 일부분으로서 동작하게 된다. 따라서 안테나의 동작면적이 증가함에 따라 이득이 증가하게 된다. 이득 G와 면적 A 간의 수식은 다음과 같다.In the present invention, when the operating line is disposed between the main operation antenna and the auxiliary operation antenna, a mode for connecting the two antennas occurs, and when the main operation antenna is operated by the first feed terminal, And operates as a part of the antenna. Further, when the auxiliary antenna (operated as the main antenna) is operated by the second feed terminal, the main antenna (acting as the auxiliary antenna) operates as a part of the auxiliary antenna. Therefore, the gain increases as the operating area of the antenna increases. The equation between gain G and area A is as follows.
위 수식에서 
In the above formula
도 3은 본 발명의 동작선로 MIMO 안테나의 반사계수 시뮬레이션 그래프이다.3 is a reflection coefficient simulation graph of the MIMO antenna of the operating line according to the present invention.
도 3을 참조하면, 3G, 4G 서비스 LTE700(704~787MHz), CDMA(824~894MHz), GSM(880~960MHz), DCS(1710~1880MHz), PCS(1850~1990MHz), WCDMA(1920~2170MHz) 등, 모든 대역용으로 설계할 수 있는 반사계수 특성을 나타내고 있다.3G, 4G service LTE 700 (704-787 MHz), CDMA (824-894 MHz), GSM (880-960 MHz), DCS (1710-1880 MHz), PCS (1850-1990 MHz), WCDMA ), And so on, which can be designed for all bands.
도 3의 반사계수는 모든 대역에서 VSWR 3:1 지점인 -6dB(녹색점선) 이하로 매우 양호한 결과를 보이고 있으며, 광대역 특성을 갖는다. 이러한 주동작 안테나와 보조동작 안테나 구조를 갖는 하이브리드 안테나는 현재까지 전 세계적으로 유일하다.
The reflection coefficient of FIG. 3 shows very good results below the VSWR 3: 1 point of -6 dB (green dotted line) in all bands, and has broad band characteristics. Such a hybrid antenna having a main operation antenna and an auxiliary operation antenna structure is unique worldwide until now.
도 4는 본 발명의 동작선로 MIMO 안테나의 시제품 사진이다.4 is a photograph of a prototype MIMO antenna of the present invention.
도 4는 모바일 단말에 적용하기 위해 모바일 단말 세트와 동일한 크기의 베어보드에 PEA(PCB Embedded Antenna)로 구현된 시제품이다.4 is a prototype of a PEA (PCB Embedded Antenna) implemented on a bare board having the same size as a mobile terminal set for application to a mobile terminal.
도 4를 참조하면, 본 발명의 동작선로 MIMO 안테나의 시제품은, 좌측에 본 발명의 일실시예로서 제시한 주동작 안테나를 형성시키고, 우측에 본 발명의 일실시예로서 제시한 보조동작 안테나를 형성시키고 있다.Referring to FIG. 4, the prototype of the MIMO antenna of the present invention includes a main operation antenna shown as an embodiment of the present invention on the left side, and an auxiliary operation antenna shown as an embodiment of the present invention on the right side .
주동작 안테나와 보조동작 안테나는 동작선로(5)를 통해 연결된다. 즉, 동작선로(5)를 통해 제1안테나, 제2안테나, 제3안테나 및 제4안테나가 모두 접속되도록 구성되어 있다.
The main operation antenna and the auxiliary operation antenna are connected through the operation line (5). That is, the first antenna, the second antenna, the third antenna, and the fourth antenna are all connected through the
도 5는 본 발명의 동작선로 MIMO 안테나의 실측 반사계수 그래프이다.5 is a graph of actual reflection coefficient of the MIMO antenna of the operating line according to the present invention.
도 5는 시뮬레이션 비교를 토대로 제작하여 네트워크 애널라이저(Network Analyzer)로 측정한 결과이다.FIG. 5 shows a result of measurement made using a network analyzer based on simulation comparison.
도 5에 도시된 시제품 안테나의 결과에 따르면, According to the results of the prototype antenna shown in Fig. 5,
도 3의 시뮬레이션 결과와 동일한 패턴을 갖는다는 것을 확인할 수 있으며, VSWR 특성의 3:1 지점인 -6dB 기준으로 모든 대역에서 시뮬레이션과 유사한 양호한 결과를 얻을 수 있다.
It can be confirmed that it has the same pattern as the simulation result of FIG. 3, and good results similar to simulation can be obtained in all the bands based on the -3 dB point of the VSWR characteristic of -6 dB.
도 6은 본 발명의 700 ~ 2170 MHz 대역에서의 측정 방사특성을 나타낸 안테나 및 표이다.6 is an antenna and a table showing measured radiation characteristics in the band 700 to 2170 MHz of the present invention.
도 6은 본 발명의 안테나 무반사실에서 측정한 전 대역(LTE/CDMA/GSM/DCS/PCS/WCDMA)에서의 방사특성(주파수별 이득 및 효율)을 나타낸 것이다.6 shows the radiation characteristics (gain and efficiency for each frequency) in the full band (LTE / CDMA / GSM / DCS / PCS / WCDMA) measured in the antenna anechoic chamber of the present invention.
도 6의 상부의 표는 주동작 안테나이고, 하부의 표는 보조동작 안테나이다.The upper table in FIG. 6 is the main operation antenna, and the lower table is the auxiliary operation antenna.
도 6을 참조하면, 700 ~ 2170 MHz 대역에서의 측정 방사특성을 나타낸 것으로서, 안테나 평균이득 및 효율이 LTE/CDMA/GSM과 같은 낮은 주파수 대역에서 평균 평균이득 -3.9dBi 및 효율 40%를 나타내고 있음을 확인할 수 있다. 또한, DCS/PCS/WCDMA의 높은 주파수 대역에서는 평균 평균이득 -4.5dBi 및 효율 35% 특성을 나타내고 있음을 확인할 수 있다.
Referring to FIG. 6, the average measured gain and efficiency of the antenna in the band 700 to 2170 MHz are -3.9 dBi and 40% in the low frequency band such as LTE / CDMA / GSM. can confirm. Also, it can be seen that the average average gain is -4.5 dBi and the efficiency is 35% in the high frequency band of DCS / PCS / WCDMA.
이상에서 몇 가지 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.
1 : 제1안테나
2 : 제2안테나
3 : 제3안테나
4 : 제4안테나
5 : 동작선로1: first antenna
2: Second antenna
3: Third antenna
4: fourth antenna
5: Operation line
Claims (5)
상기 제1안테나와 커플링되어 급전되고, 일단에서 제1접속단자에 접속되고, 타단에서 제1접지단자에 접속되는 제2안테나;
제2급전단자에 접속되는 제3안테나;
상기 제3안테나와 커플링되어 급전되고, 일단에서 제2접속단자에 접속되고, 타단에서 제2접지단자에 접속되는 제4안테나; 및
상기 제1접속단자와 상기 제2접속단자를 연결하는 동작선로를 포함하는 동작선로 MIMO 안테나.
A first antenna connected to the first feed terminal;
A second antenna coupled to the first antenna and being fed, connected to the first connection terminal at one end and connected to the first ground terminal at the other end;
A third antenna connected to the second feed terminal;
A fourth antenna coupled to the third antenna to be fed, connected to the second connection terminal at one end, and connected to the second ground terminal at the other end; And
And an operation line connecting the first connection terminal and the second connection terminal.
상기 제1안테나 및 상기 제3안테나는 모노폴 안테나이며, 상기 제2안테나 및 상기 제4안테나는 IFA(Inverted F Antenna)인 동작선로 MIMO 안테나.
The method according to claim 1,
Wherein the first antenna and the third antenna are monopole antennas, and the second antenna and the fourth antenna are IFA (Inverted F Antenna).
상기 제1안테나와 상기 제3안테나가 대칭으로 형성되고, 상기 제2안테나 및 상기 제4안테나가 대칭으로 형성된 동작선로 MIMO 안테나.
The method according to claim 1,
Wherein the first antenna and the third antenna are formed symmetrically, and the second antenna and the fourth antenna are formed symmetrically.
상기 제1안테나, 상기 제2안테나, 상기 제3안테나, 상기 제4안테나 및 상기 동작선로는 동일면상에 형성된 동작선로 MIMO 안테나.
The method according to claim 1 or 3,
Wherein the first antenna, the second antenna, the third antenna, the fourth antenna, and the operating line are formed on the same plane.
안테나 이득(G)은 아래 수식으로 정의되는 동작선로 MIMO 안테나.
여기서, A는 안테나 면적이고,
An antenna gain (G) is defined by the following equation: MIMO antenna.
Where A is the antenna area,
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