KR101484749B1

KR101484749B1 - 안테나장치

Info

Publication number: KR101484749B1
Application number: KR20080081019A
Authority: KR
Inventors: 박세현; 윤병태; 김동진; 박성욱; 레쉬드 에이. 바티; 비에트 안 뉴엔; 최민구
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-08-19
Filing date: 2008-08-19
Publication date: 2015-01-21
Also published as: KR20100022374A; US8502745B2; US20100045557A1; EP2157660A1

Abstract

다양한 환경에 대응할 수 있는 안테나장치가 개시된다. 개시된 본 발명에 의한 안테나장치는, 서로 다른 방향으로 주 방사패턴을 형성시키는 복수의 방사체를 구비하여, 선택적으로 전방향 정보 송수신이 가능한 방사유닛 및, 이 복수의 방사체를 선택적으로 가동하는 스위치유닛을 포함한다. 이와 같은 구성에 의하면, 다양한 환경에 대응하여 방사패턴을 재구성할 수 있어, 정보의 송수신 효율을 향상시킬 수 있다.

안테나, MIMO, 슬롯, 방사패턴, 재구성, 스위칭, 비대칭, 대칭,

Description

안테나장치{AN ANTENNA APPARATUS}

본 발명은 안테나장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 다양한 환경에 대응하여 방사패턴을 재구성할 수 있는 안테나장치에 관한 것이다.

최근 무선 이동통신 기술을 이용한 고품질의 멀티미디어 서비스의 요구가 급증하고 있으며, 이에 따라 보다 적은 오류를 가지고 보다 빠르게 정보를 송수신하기 위한 무선전송기술이 요구되고 있다. 이러한 무선전송기술에 부합하여 제안된 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 안테나는 복수개의 안테나소자를 특수한 구조로 배열하여 다중 입출력동작을 수행하는 안테나이다.

상기와 같은 MIMO 안테나는 특정 범위에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나 특정 데이터 전송속도에 대해 시스템 범위를 증가시킬 수 있는 이점을 가진다. 그로 인해, 상기 MIMO 안테나는 다양한 무선기기들에 광범위하게 채용되며, 특히 휴대가 용이한 이동통신 단말기에 주로 채용된다. 따라서, 근래에는 보다 용이한 휴대를 위한 컴팩트한 MIMO 안테나가 선호되는 추세이다.

또한, 상기 MIMO 안테나를 구성하는 복수의 안테나소자로부터 각기 방사되는 방사패턴은 MIMO 안테나의 시스템 통신 성능에 밀접한 영향을 미친다. 그러므로 다 양한 장애물이 존재하는 다양한 환경에 대응될 수 있는 방사패턴을 가지는 MIMO 안테나에 대한 지속적인 연구 및 개발이 요구된다.

본 발명은 복수의 방사체로부터 방사되는 방사패턴의 주 방사패턴을 제어할 수 있어, 다양한 환경에서도 높은 통신 성능을 구현할 수 있는 안테나장치가 개시된다.

개시된 본 발명에 의한 안테나장치는, 서로 다른 방향으로 주 방사패턴을 형성시키는 복수의 방사체를 구비하여, 선택적으로 전방향 정보 송수신이 가능한 방사유닛 및, 상기 복수의 방사체를 선택적으로 가동시키는 스위치유닛을 포함한다.

본 발명에 의하면, 상기 복수의 방사체들은 서로 수직하는 임의의 X축 및 Y축에 대해 상호 비대칭으로 형성되어, 복수의 방사체들 각각이 X축과 Y축 성분의 모든 정보를 송수신한다.

또한, 본 발명에 의하면, 상기 스위치유닛이 패턴 형성되는 피딩층, 피딩층에 적층되는 유전체층 및 상기 유전체층에 적층되어 상기 방사유닛이 형성되는 그라운드층을 포함하는 기판을 포함하며, 상기 복수의 방사체들은 상기 그라운드층이 일부 제거되어 슬롯 형태로 패터닝되어 형성된다.

이러한 방사유닛은, 상기 방사유닛은, 송수신전파의 1/4 파장 길이를 가지고 직선으로 연장되어, 제 1 주 방사패턴을 형성시키는 제 1 방사체, 상기 제 1 방사체와 수직인 방향으로 상기 송수신전파의 1/4 파장 길이를 가지고 직선으로 연장되어, 상기 제 1 주 방사패턴과 수직인 제 2 주 방사패턴을 형성하는 제 2 방사체, 상기 송수신전파의 1/2 파장 길이를 가지고 'ㄷ'자 형태로 절곡되되, 상기 'ㄷ'자 형태의 개방부가 상기 제 2 방사체의 형성방향에 대해 수직하도록 배치되며, 상기 제 2 주 방사패턴과 수직인 제 3 주 방사패턴을 형성하는 제 3 방사체, 그리고, 상기 송수신전파의 1/2 파장 길이를 가지고 'ㄷ'자 형태로 절곡되되, 상기 'ㄷ'자 형태의 개방부가 상기 제 1 방사체의 형성방향에 대해 수직하도록 배치되며, 상기 제 3 주 방사패턴과 수직인 제 4 주 방사패턴을 형성하는 제 4 방사체를 포함한다.

상기 스위치유닛은, 메인 피딩라인, 상기 메인 피딩라인과 상기 제 1 내지 제 4 방사체를 각각 연결시키는 제 1 내지 제 4 서브 피딩라인, 그리고, 상기 메인 피딩라인과 상기 제 1 내지 제 4 서브 피딩라인 사이에 각각 마련되어, 상기 메인 피딩라인과 상기 제 1 내지 제 4 서브 피딩라인의 연결을 선택적으로 온 또는 오프시키는 제 1 내지 제 4 스위치를 포함한다.

또한, 상기 스위치유닛은, 상기 메인 피딩라인에 마련되어, 상기 제 1 및 제 2 스위치로의 신호전달을 선택적으로 온 또는 오프시키는 제 5 스위치를 더 포함할 수도 있다.

여기서, 상기 제 1 내지 제 4 서브 피딩라인은, 상기 제 1 내지 제 4 스위치와 각각 연결되는 제 1 내지 제 4 연결부 및, 상기 제 1 내지 제 4 연결부로부터 각각 연장되어, 상기 제 1 내지 제 4 방사체와 직교하는 제 1 내지 제 4 연장부를 각각 포함한다.

상기와 같은 상기 방사유닛과 스위치유닛은 상기 기판상에 상호 이격되어 복수개 마련된다.

본 발명의 다른 측면에 의한 안테나장치는, 송수신 전파의 1/4 파장 길이를 가지는 제 1 및 제 2 방사체와 상기 송수신 전파의 1/2 파장 길이를 가지는 제 3 및 제 4 방사체를 포함하여 선택적으로 전방향 정보 송수신이 가능한 방사유닛 및, 상기 제 1 내지 제 4 방사체를 선택적으로 온 또는 오프하는 스위치유닛을 포함한다.

여기서, 상기 제 1 내지 제 4 방사체로부터 방사되는 방사패턴의 주 방사패턴은 인접한 방사체의 주 방사패턴과 상호 수직하여, 전방향으로 정보를 송수신한다.

본 발명의 또 다른 측면에 의한 안테나장치는, 기판, 상기 기판에 상호 이격되도록 형성되어, 전방향으로 주 방사패턴을 형성시키는 복수의 방사체를 각각 구비하는 복수의 방사유닛 및, 상기 복수의 방사유닛의 주 방사패턴을 각각 제어하는 복수의 스위치유닛을 포함한다.

여기서, 상기 복수의 방사유닛은, 상기 기판의 평면상에 상호 직교하는 임의의 X축과 Y축에 대해 상호 비대칭되도록 마련되는 제 1 내지 제 4 방사체를 포함하며, 상기 제 1 내지 제 4 방사체로부터 방사되는 방사패턴의 주 방사패턴은 인접한 방사체의 주 방사패턴과 상호 수직하도록 형성된다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 방사체는, 송수신 전파의 1/4 파장 길이를 가지고 직선으로 연장되며, 상기 제 3 및 제 4 방사체는, 상기 송수신 전파의 1/2 파장 길이를 가지고 'ㄷ'자 형태로 절곡되어 형성됨으로써, 컴팩트한 안테나장치를 구현한다.

한편, 상기 기판은 사각 플레이트 형상을 가지며, 상기 복수의 방사유닛과 스위치유닛은 상기 기판의 코너에 상호 이격되도록 마련된다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 안테나장치(1)는, 기판(10), 방사유닛(20) 및 스위치유닛(30)을 포함한다.

상기 기판(10)은 후술할 방사유닛(20) 및 스위치유닛(30)을 제어하는 것으로서, 방사유닛(20)과 스위치유닛(30)이 적어도 하나 이상 마련된다. 이러한 기판(10)은 도 2의 도시와 같이, 상기 스위치유닛(30)이 형성되는 피딩층(11), 이 피딩층(11)에 적층되는 유전체층(12) 및 상기 방사유닛(20)이 형성되는 그라운드층(13)을 포함한다.

참고로, 본 실시예에서는 상기 기판(10)이 대략 사각 플레이트 형상을 가지는 것으로 예시 및 도시하나, 꼭 이를 한정하는 것은 아니며 다각형 또는 원형의 플레이트로 형성될 수 있음은 당연하다.

상기 방사유닛(20)은 상기 기판(10)에 마련되어, 선택적으로 전방향 즉 360°방향 정보 송수신이 가능하다. 이러한 방사유닛(20)은 도 4의 도시와 같이, 각기 다른 방향으로 주 방사패턴(R1)(R2)(R4)(R4)을 각각 형성시키는 제 1 내지 제 4 방사체(21)(22)(23)(24)를 포함한다. 참고로, 상기 주 방사패턴(R1)(R2)(R4)(R4)은 방사유닛(20)의 실질적인 전방향 정보 송수신을 위해, 상호 직교하도록 형성된다.

여기서, 상기 제 1 내지 제 4 방사체(21)(22)(23)(24)들은 도 2의 도시와 같이, 상기 기판(10)의 그라운드층(13)이 소정 패턴으로 제거되어 유전체층(12)이 일 부 노출된 슬롯 형태로 형성된다. 그로 인해, 상기 제 1 내지 제 4 방사체(21)(22)(23)(24)의 제작이 간단하며, 높은 통신 성능을 가지는 소형의 안테나장치(1)를 구현할 수 있다.

또한, 상기 기판(10)을 XY평면으로 보고 기판(10)에 수직한 축을 Z축으로 보면, 상기 제 1 내지 제 4 방사체(21)(22)(23)(24)들은 상기 기판(10)의 평면상에서 상호 직교하는 X축과 Y축에 대해 모두 상호 비대칭으로 형성된다. 그로 인해, 상기 제 1 내지 제 4 방사체(21)(22)(23)(24) 중 어느 하나의 방사체만이 온(ON)되어 작동되어도, 수직 및 수평 성분에 대응되는 정보에 충분한 응답성을 확보할 수 있게 된다.

상기 제 1 방사체(21)는 송수신 전파의 1/4 파장 길이를 가지고 직선으로 연장되어 형성된다. 구체적으로, 상기 제 1 방사체(21)는 도 3의 도시와 같이, 상기 기판(10)의 일 모서리로부터 수직하게 연장되어 형성된다. 이러한 제 1 방사체(21)는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 제 1 주 방사패턴(R1)을 가지는 방사패턴을 형성한다.

상기 제 2 방사체(22)는 상기 제 1 방사체(21)에 대해 수직하도록 송수신 전파의 1/4 파장 길이를 가지고 연장되어 형성된다. 이때, 상기 제 2 방사체(22)는 상기 기판(10)의 상기 일 모서리와 연결된 타 모서리로부터 수직하게 직선으로 연장되어 형성된다. 참고로, 본 실시예에서는 도 1 내지 도 3의 도시와 같이, 상기 제 1 방사체(21)가 기판(10)의 일 모서리로부터 수직한 방향은 상기 Y축 방향에 대응되며, 제 2 방사체(22)가 기판(10)의 타 모서리로부터 수직한 방향은 상기 X축 방향에 대응되는 것으로 도시 및 예시한다.

이러한 제 2 방사체(22)는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같은 방사패턴을 형성하되, 상기 제 1 주 방사패턴(R1)에 대해 대략 수직인 제 2 주 방사패턴(R2)을 형성한다. 여기서, 상기 제 2 주 방사패턴(R2)은 상기 제 1 주 방사패턴(R1)으로부터 반시계방향으로 대략 90도 이격된 위치에 형성된다.

상기 제 3 방사체(23)는 상기 송수신 전파의 1/2 파장 길이를 가지고 'ㄷ'자 형태로 절곡되어 형성되되, 상기 'ㄷ'자 형태의 개방부가 제 2 방사체(22)의 형성방향에 수직하도록 배치된다. 구체적으로, 상기 제 3 방사체(23)는 2회 절곡되어 'ㄷ'자 형태로 형성되며, 그 개방부가 직선으로 연장 형성되는 제 2 방사체(22)의 형성방향과 마주하는 것이다. 이러한 제 3 방사체(23)는 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 주 방사패턴(R2)과 대략 수직인 제 3 주 방사패턴(R3)을 가지는 방사패턴을 형성한다. 이때에도, 상기 제 3 방사체(23)의 제 3 주 방사패턴(R3)은 제 2 주 방사패턴(R2)으로부터 반시계방향으로 대략 90도 이격된 위치에 형성된다.

상기 제 4 방사체(24)는 상기 송수신 전파의 1/2 파장 길이를 가지고, 2회 절곡되어 'ㄷ'자 형태로 절곡되어 형성된다. 이 제 4 방사체(24)는 상기 제 3 방사체(23)와 마찬가지로, 'ㄷ'자 형태의 개방부가 제 1 방사체(21)의 형성방향에 수직한 즉, 상기 제 1 방사체(21)의 형성방향과 마주하도록 형성된다. 이러한 제 4 방사체(24)는 도 4의 (d)에 도시된 바와 같은, 상기 제 3 주 방사패턴(R3)과 대략 수직한 제 4 주 방사패턴(R4)을 가지는 방사패턴을 형성한다. 참고로, 상기 제 4 주 방사패턴(R4)은 제 1 및 제 3 주 방사패턴(R1)(R3)의 사이에 마련된다.

이러한 구성을 가지는 상기 방사유닛(20)은 상기 제 1 방사체(21)로부터 방사되는 제 1 주 방사패턴(R1)을 90도 지칭할 경우, 제 2 내지 제 4 주 방사패턴(R2)(R3)(R4)은 각각 대략 180도, 270도 및 360도의 위치에 형성되어, 실질적인 전방향 정보 송수신을 구현할 수 있게 된다.

또한, 상기 방사유닛(20)은 상기 송수신 전파의 1/4 파장 길이를 가지는 직선의 제 1 및 제 2 방사체(21)(22)와 송수신 전파의 1/2 파장 길이를 가지는 절곡된 제 3 및 제 4 방사체(23)(24)를 구비하여 기판(10)에 밀집되어 형성됨으로써, 보다 컴팩트한 구조의 방사유닛(20)이 구현될 수 있게 된다. 이는 결국, 컴팩트한 방사유닛(20)가 채용된 소형의 안테나장치(1)를 구현할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같은 제 1 내지 제 4 방사체(21)(22)(23)(24)를 포함하는 방사유닛(20)은 도 1의 도시와 같이, 보다 많은 양의 정보를 보다 빨리 송수신할 수 있는 MIMO안테나를 구현하기 위해, 상기 기판(10)상에 복수개 마련됨이 좋다. 이때, 상기 복수의 방사유닛(20)은 방사패턴의 간섭을 방지하기 위해, 상기 기판(10) 상에서 충분한 격리(isolation)되어 설치된다. 본 실시예에서는 사각 플레이트 형상을 가지는 기판(10)의 4개의 코너에 각각 방사유닛(20)이 설치되어 4개의 방사유닛(20)을 구비하는 것으로 예시한다. 그러나, 상기 방사유닛(20)의 개수는 도 1의 도시에 한정되지 않음은 당연하다.

이러한 복수의 방사유닛(20)은 도 1에 도시된 상기 기판(10)의 상기 Y축과 X축에 대응되는 가상의 기준선 A 및 B에 대해 각각 상호 대칭되어, 미러 이미지(mirror image)를 형성된다.

상기 스위치유닛(30)은 다양한 환경에 대응하여 원하는 임의의 방향으로 주 방사패턴(R1)(R2)(R3)(R4)을 형성시키기 위해 상기 제 1 내지 제 4 방사체(21)(22)(23)(24)를 선택적으로 온(ON 또는 오프(OFF)하여 가동시킨다. 이를 위해, 상기 스위치유닛(30)은 상기 기판(10)의 피딩층(11)에 패턴 형성되는 메인 피딩라인(31), 제 1 내지 제 4 서브 피딩라인(32)(36)(40)(43), 그리고, 제 1 내지 제 5 스위치(46)(47)(48)(49)(50)를 포함한다.

상기 메인 피딩라인(31)은 미도시된 제어부와 연결되어, 상기 제 1 내지 제 4 방사체(21)(22)(23)(24) 중 적어도 어느 하나를 온 또는 오프하는 신호를 전달한다. 이러한 메인 피딩라인(31)은 상기 제 1 내지 제 4 방사체(21)(22)(23)(24)들 사이의 공간에 상기 X축과 Y축에 대해 교차하는 방향으로 소정 길이를 가지고 형성된다.

상기 제 1 내지 제 4 서브 피딩라인(32)(36)(40)(43)은 상기 메인 피딩라인(31)과 제 1 내지 제 4 방사체(21)(22)(23)(24)를 각각 연결시킨다. 즉, 상기 제 1 내지 제 4 서브 피딩라인(32)(36)(40)(43)은 메인 피딩라인(31)로부터 상기 제 1 내지 제 4 방사체(21)(22)(23)(24) 측으로 분리된 피딩라인들이다.

상기 제 1 내지 제 5 스위치(46)(47)(48)(49)(50)는 상기 메인 피딩라인(31)과 제 1 내지 제 4 서브 피딩라인(32)(36)(40)(43)의 연결을 선택적으로 온 또는 오프시킨다. 구체적으로, 상기 제 1 내지 제 4 스위치(46)(47)(48)(49)는 각각 메인 피딩라인(31)과 제 1 내지 제 4 서브 피딩라인(32)(36)(40)(43)의 사이에 마련되며, 상기 제 5 스위치(50)는 제 1 및 제 2 스위치(46)(47)로의 신호전달을 온 또 는 오프하도록 메인 피딩라인(31)에 마련된다.

참고로, 상기 제 5 스위치(50)는 상기 제 1 및 제 2 스위치(46)(47)와 제 3 및 제 4 스위치(48)(49)를 구분하여 온 또는 오프 신호를 제어하기 위한 것이므로, 제 5 스위치(50)가 제외되고 제 1 내지 제 4 스위치(46)(47)(48)(49)만을 포함하는 변형예도 본 발명의 범주에 포함된다.

상기와 같은 제 1 내지 제 4 서브 피딩라인(32)(36)(40)(43)들은 도 3의 도시와 같이, 상기 제 1 내지 제 4 스위치(46)(47)(48)(49)와의 연결을 기준으로 제 1 내지 제 4 스위치(46)(47)(48)(49)와 각각 연결되는 제 1 내지 제 4 연결부(33)(37)(41)(44) 및, 제 1 내지 제 4 연결부(33)(37)(41)(44)로부터 각각 연장되어 제 1 내지 제 4 방사체(21)(22)(23)(24)와 직교하도록 교차하는 제 1 내지 제 4 연장부(34)(38)(42)(45)를 포함한다.

여기서, 상기 제 1 및 제 2 연장부(34)(38)는 상기 제 1 및 제 2 방사체(21)(22)를 사이에 두고 양측이 상호 비대칭이며, 상기 제 3 및 제 4 연장부(42)(45)는 상기 제 3 및 제 4 방사체(23)(24)를 사이에 두고 양측이 상호 대칭되도록 형성된다. 보다 구체적으로, 상기 직선형상의 제 1 및 제 2 방사체(21)(22)의 임피던스 매칭(Impedance Matching)을 위해 상기 제 1 및 제 2 연장부(34)(38)는 절곡된 제 1 및 제 2 절곡단(35)(39)을 가짐으로써 양측이 비대칭되는 반면에, 'ㄷ'자 형태로 절곡된 상기 제 3 및 제 4 방사체(23)(24)에 대응되는 제 3 및 제 4 연장부(42)(45)는 일직선으로 형성되어 양측이 상호 대칭된다.

이러한 구성에 의하면, 상기 제 1 방사체(21) 만을 가동시키고자 할 경우에 는 상기 제 1 및 제 5 스위치(46)(50)는 온되고, 제 2 내지 제 4 스위치(47)(48)(49)는 오프된다. 그러면, 상기 메인 피딩라인(31)과 제 1 서브 피딩라인(32)이 상호 전기적으로 연결되어, 상기 제 1 방사체(21)가 제 1 주 방사패턴(R1)을 가지는 방사패턴을 형성하여 정보를 송수신하게 된다.

상기 제 2 방사체(22)만을 가동시키고자 할 경우에는, 제 2 및 제 5 스위치(47)(50)는 온되고 제 1, 제 3 및 제 4 스위치(46)(48)(49)는 오픈되어, 상기 메인 피딩라인(31)과 제 2 서브 피딩라인(36)이 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 제 3 방사체(23)만을 가동시키고자 할 경우에는 상기 제 3 스위치(48)는 온되고 제 1, 제 2, 제 4 및 제 5 스위치(46)(47)(49)(50)가 오프되어, 제 3 서브 피딩라인(40)과 메인 피딩라인(31)을 전기적으로 연결시킨다. 마찬가지로, 상기 제 4 방사체(24)만을 가동시키고자 할 경우에는, 상기 제 4 스위치(49)는 온되고 상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 5 스위치(46)(47)(48)(50)는 오프되어, 제 4 서브 피딩라인(43)과 메인 피딩라인(31)을 연결시킨다.

한편, 본 실시예에서는 상기 제 1 내지 제 4 방사체(21)(22)(23)(24) 중 어느 하나의 방사체만을 온시키는 것으로 예시하였으나, 이에 꼭 한정하지 않는다. 예컨대, 상기 제 1, 제 3 및 제 5 스위치(46)(48)(50)가 온되고 제 2 및 제 4 스위치(47)(49)가 오프됨으로써, 상기 제 1 및 제 3 방사체(21)(23)가 가동되는 것과 같이, 적어도 1개 이상의 방사체가 가동될 수 있음은 당연하다. 또한, 상기 제 1 내지 제 5 스위치(46)(47)(48)(49)(50) 모두가 가동되어 제 1 내지 제 4 방사체(21)(22)(23)(24)가 가동될 수도 있음은 당연하다.

이상과 같은 구성에 의하면, 상기 제 1 내지 제 4 방사체(21)(22)(23)(24) 중 어느 하나의 방사체가 제 1 내지 제 5 스위치(46)(47)(48)(49)(50)에 의해 가동되어, 통신 환경에 적합한 주 방사패턴을 가지는 방사패턴을 형성할 수 있게 된다. 구체적으로, 상기 제 1 방사체(21)는 도 4의 (a), 제 2 방사체(22)는 도 4의 (b), 제 3 방사체(23)는 도 4의 (c), 그리고, 제 4 방사체(24)는 도 4의 (d)와 같은 서로 다른 주 방사패턴(R1)(R2)(R3)(R4)을 가지는 방사패턴을 형성하므로, 방사유닛(20)으로부터 방사되는 방사패턴의 주 방사패턴(R1)(R2)(R3)(R4)을 원하는 방향으로 선택할 수 있게 되는 것이다. 그로 인해, 상기 방사유닛(20)의 방사패턴은 통신 환경에 대응한 방사패턴으로 적절히 재구성될 수 있어, 항시 높은 통신 성능을 구현할 수 있게 된다.

도 5는 도 1 내지 도 3에 제 1 내지 제 4 방사체(21)(22)(23)(24)들을 선택적으로 가동시킴에 따른 리턴로스(return loss)를 나타낸 그래프이다. 도 5를 참고하면, 본 발명에 의한 안테나장치(1)는 Wimax 대역을 커버할 수 있도록 3.8GHz에서 작동됨을 알 수 있다. 또한, 상기 복수의 방사유닛(20)들 사이의 간섭이 가장 크게 발생될 때의 리턴로스값은 -12dB값을 가지나, 이는 MIMO 안테나장치(1)에 적용될 수 있는 충분한 값이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 안테나장치를 개략적으로 도시한 평면도,

도 2는 도 1에 도시된 안테나장치 중 일부를 개략적으로 도시한 사시도,

도 3은 도 2의 평면도,

도 4는 제 1 내지 제 4 방사체 각각의 방사패턴을 개략적으로 나타낸 그래프, 그리고,

도 5는 복수의 방사유닛의 리턴로스를 개략적으로 나타낸 그래프이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

1: 안테나장치 10: 기판

20: 방사유닛 21: 제 1 방사체

22: 제 2 방사체 23: 제 3 방사체

24: 제 4 방사체 30: 스위치유닛

31: 메인 피딩라인 32: 제 1 서브 피딩라인

36: 제 2 서브 피딩라인 40: 제 3 서브 피딩라인

43: 제 4 서브 피딩라인 46: 제 1 스위치

47: 제 2 스위치 48: 제 3 스위치

49: 제 4 스위치 50: 제 5 스위치

Claims

서로 다른 방향으로 주 방사패턴을 형성시키는 복수의 방사체를 구비하여, 선택적으로 전방향 정보 송수신이 가능한 방사유닛;

상기 복수의 방사체를 가동시키는 스위치유닛; 및

상기 스위치유닛이 패턴 형성되는 피딩층, 상기 피딩층에 적층되는 유전체층 및 상기 유전체층에 적층되어 상기 방사유닛이 형성되는 그라운드층을 포함하는 기판을 포함하며,

상기 복수의 방사체들은 상기 그라운드층이 일부 제거되어 슬롯 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나장치.
제 1 항에 있어서,

상기 복수의 방사체들은 평면 상에서 서로 수직하는 임의의 X축 및 Y축에 대해 상호 비대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나장치.
제 1 항에 있어서,

상기 방사유닛은,

송수신전파의 1/4 파장 길이를 가지고 직선으로 연장되어, 제 1 주 방사패턴을 형성시키는 제 1 방사체;

상기 제 1 방사체와 수직인 방향으로 상기 송수신전파의 1/4 파장 길이를 가지고 직선으로 연장되어, 상기 제 1 주 방사패턴과 수직인 제 2 주 방사패턴을 형성하는 제 2 방사체;

상기 송수신전파의 1/2 파장 길이를 가지고 'ㄷ'자 형태로 절곡되되, 상기 'ㄷ'자 형태의 개방부가 상기 제 2 방사체의 형성방향에 대해 수직하도록 배치되며, 상기 제 2 주 방사패턴과 수직인 제 3 주 방사패턴을 형성하는 제 3 방사체; 및

상기 송수신전파의 1/2 파장 길이를 가지고 'ㄷ'자 형태로 절곡되되, 상기 'ㄷ'자 형태의 개방부가 상기 제 1 방사체의 형성방향에 대해 수직하도록 배치되며, 상기 제 3 주 방사패턴과 수직인 제 4 주 방사패턴을 형성하는 제 4 방사체;

를 포함하는 안테나장치.
서로 다른 방향으로 주 방사패턴을 형성시키는 복수의 방사체를 구비하여, 선택적으로 전방향 정보 송수신이 가능한 방사유닛; 및

상기 복수의 방사체를 가동시키는 스위치유닛을 포함하고,

상기 스위치유닛은,

메인 피딩라인;

상기 메인 피딩라인과 상기 복수의 방사체를 각각 연결시키는 복수의 서브 피딩라인; 및

상기 메인 피딩라인과 상기 복수의 서브 피딩라인 사이에 각각 마련되어, 상기 메인 피딩라인과 상기 복수의 서브 피딩라인의 연결을 선택적으로 온 또는 오프시키는 복수의 스위치;

를 포함하는 안테나장치.
제 4 항에 있어서,

상기 복수의 방사체는,

제 1 주 방사패턴을 형성시키는 제 1 방사체;

상기 제 1 주 방사패턴과 수직인 제 2 주 방사패턴을 형성하는 제 2 방사체;

상기 제 2 주 방사패턴과 수직인 제 3 주 방사패턴을 형성하는 제 3 방사체; 및

상기 제 1 방사체의 형성방향에 대해 수직하도록 배치되며, 상기 제 3 주 방사패턴과 수직인 제 4 주 방사패턴을 형성하는 제 4 방사체;

를 포함하고,

상기 복수의 서브 피딩라인은, 상기 메인 피딩라인과 상기 제 1 내지 제 4 방사체를 각각 연결시키는 제 1 내지 제 4 서브 피딩라인을 포함하고,

상기 복수의 스위치는, 상기 메인 피딩라인과 상기 제 1 내지 제 4 서브 피딩라인 사이에 각각 마련되어, 상기 메인 피딩라인과 상기 제 1 내지 제 4 서브 피딩라인의 연결을 선택적으로 온 또는 오프시키는 제 1 내지 제 4 스위치를 포함하는 안테나장치.
제 5 항에 있어서,

상기 스위치유닛은,

상기 메인 피딩라인에 마련되어, 상기 제 1 및 제 2 스위치로의 신호전달을 선택적으로 온 또는 오프시키는 제 5 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나장치.
제 5 항에 있어서,

상기 제 1 내지 제 4 서브 피딩라인은,

상기 제 1 내지 제 4 스위치와 각각 연결되는 제 1 내지 제 4 연결부; 및

상기 제 1 내지 제 4 연결부로부터 각각 연장되어, 상기 제 1 내지 제 4 방사체와 직교하는 제 1 내지 제 4 연장부;

를 각각 포함하는 안테나장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 방사유닛과 스위치유닛은 상기 기판 상에 복수개가 상호 이격되어 마련되는 것을 특징으로 하는 안테나장치.
송수신 전파의 1/4 파장 길이를 가지는 제 1 및 제 2 방사체와 상기 송수신 전파의 1/2 파장 길이를 가지는 제 3 및 제 4 방사체를 포함하여, 선택적으로 정보 송수신이 가능한 방사유닛; 및

상기 제 1 내지 제 4 방사체를 선택적으로 온 또는 오프하는 스위치유닛;

을 포함하는 안테나장치.
제 9 항에 있어서,

상기 제 1 내지 제 4 방사체로부터 방사되는 방사패턴의 주 방사패턴은 인접한 방사체의 주 방사패턴과 상호 수직한 것을 특징으로 하는 안테나장치.
제 10 항에 있어서,

상기 스위치유닛은,

메인 피딩라인;

상기 메인 피딩라인과 상기 제 1 내지 제 4 방사체를 각각 연결시키며, 상기 제 1 내지 제 4 방사체와 각각 수직 교차하는 제 1 내지 제 4 서브 피딩라인; 및

상기 메인 피딩라인과 상기 제 1 내지 제 4 서브 피딩라인 사이에 각각 마련되어, 상기 메인 피딩라인과 상기 제 1 내지 제 4 서브 피딩라인의 연결을 선택적으로 온 또는 오프시키는 제 1 내지 제 4 스위치;

를 포함하는 안테나장치.
제 11 항에 있어서,

상기 스위치유닛은,

상기 메인 피딩라인에 마련되어, 상기 제 1 및 제 2 스위치로의 신호전달을 선택적으로 온 또는 오프시키는 제 5 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나장치.
기판;

상기 기판에 상호 이격되도록 형성되어, 전방향으로 주 방사패턴을 형성시키는 복수의 방사체를 각각 구비하는 복수의 방사유닛; 및

상기 복수의 방사유닛의 주 방사패턴을 각각 제어하는 복수의 스위치유닛;

을 포함하고,

상기 복수의 방사유닛은, 상기 기판의 평면상에 마련되는 제 1 내지 제 4 방사체를 포함하며,

상기 제 1 및 제 2 방사체는, 직선으로 연장되며,

상기 제 3 및 제 4 방사체는, 'ㄷ'자 형태로 절곡되어 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나장치.
제 13 항에 있어서,

상기 제 1 내지 제 4 방사체는, 상기 기판의 평면상에 상호 직교하는 임의의 X축과 Y축에 대해 상호 비대칭되도록 마련되고,

상기 제 1 내지 제 4 방사체로부터 방사되는 방사패턴의 주 방사패턴은 인접한 방사체의 주 방사패턴과 상호 수직한 것을 특징으로 하는 안테나장치.
제 14 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 방사체는, 송수신 전파의 1/4 파장 길이를 가지고,

상기 제 3 및 제 4 방사체는, 상기 송수신 전파의 1/2 파장 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 안테나장치.
제 15 항에 있어서,

상기 스위치유닛은,

메인 피딩라인;

상기 메인 피딩라인과 상기 제 1 내지 제 4 방사체를 각각 연결시키는 제 1 내지 제 4 서브 피딩라인; 및

상기 메인 피딩라인과 상기 제 1 내지 제 4 서브 피딩라인 사이에 각각 마련되어, 상기 메인 피딩라인과 상기 제 1 내지 제 4 서브 피딩라인의 연결을 선택적으로 온 또는 오프시키는 제 1 내지 제 4 스위치;

를 포함하는 안테나장치.
제 16 항에 있어서,

상기 스위치유닛은,

상기 메인 피딩라인에 마련되어, 상기 제 1 및 제 2 스위치로의 신호전달을 선택적으로 온 또는 오프시키는 제 5 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나장치.
제 16 항에 있어서,

상기 제 1 내지 제 4 서브 피딩라인은,

상기 제 1 내지 제 4 스위치와 각각 연결되는 제 1 내지 제 4 연결부; 및

상기 제 1 내지 제 2 연결부로부터 상기 제 1 내지 제 4 방사체의 길이방향에 대해 수직 교차하도록 각각 연장되는 제 1 내지 제 4 연장부;

를 각각 포함하는 안테나장치.
제 13 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기판은 사각 플레이트 형상을 가지며,

상기 복수의 방사유닛과 스위치유닛은 상기 기판의 코너에 상호 이격되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 안테나장치.