KR101509340B1 - Antenna for supporting radiation pattern modulation - Google Patents

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KR101509340B1
KR101509340B1 KR20130115509A KR20130115509A KR101509340B1 KR 101509340 B1 KR101509340 B1 KR 101509340B1 KR 20130115509 A KR20130115509 A KR 20130115509A KR 20130115509 A KR20130115509 A KR 20130115509A KR 101509340 B1 KR101509340 B1 KR 101509340B1
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최일도
이정언
이주용
조동호
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한국과학기술원
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Abstract

The present invention is related to an antenna device which supports radiation pattern modulation. The invention includes: a substrate; a grounding plane combined to the bottom of the substrate with peripheries scattered with multiple slots; a first radiator located in the middle of the top part of the substrate that is connected with grounding plane through the via hole; multiple second radiators scatteredly located on top of the substrate around the peripheries of the first radiator that are connected with the slots on the grounding plane through the via hole.

Description

방사 패턴 변조를 지원하는 안테나 장치{Antenna for supporting radiation pattern modulation}[0001] The present invention relates to an antenna for supporting radiation pattern modulation,

본 발명은 안테나 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단일 RF 회로만으로도 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 수준의 기능을 수행할 수 있도록 하는 안테나 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna device, and more particularly, to an antenna device capable of performing a multiple input multiple output (MIMO) level function using only a single RF circuit.

최근 무선통신 기술은 이동 통신용 휴대 단말기를 통해 음성 통신 서비스와 더불어 고품질의 멀티미디어 서비스가 제공됨에 따라 LTE(Long Term Evolution)와 같은 차세대 무선 통신 서비스와의 융합이 많은 관심을 받고 있다.Recently, wireless communication technology has attracted much attention because it is providing high quality multimedia service along with voice communication service through a portable terminal for mobile communication, so that it is converged with a next generation wireless communication service such as LTE (Long Term Evolution).

일반적으로 음성통신 서비스를 기반으로 하는 통신시스템은 한정된 주파수 영역 안에서 협대역 채널 특성 위주로 단일 안테나 소자만 사용하는 SISO(Single Input Single Output) 시스템을 많이 사용되고 있다. 그러나, 단일 안테나를 사용하는 SISO 시스템으로는 협대역 채널 안에서 대용량의 데이터를 고속으로 전송하기에는 많은 어려움이 존재하므로 보다 진보된 기술을 필요로 한다.Generally, a communication system based on voice communication service is mainly used in a single input single output (SISO) system which uses only a single antenna element in a narrow frequency band in a limited frequency domain. However, the SISO system using a single antenna requires more advanced technology because there are many difficulties to transmit a large amount of data at a high speed within a narrowband channel.

이에 다수의 안테나를 이용하여 각각의 안테나를 독립적으로 구동하게 하여 데이터 송/수신율을 더 빨리 더 낮은 오류 확률로 전송할 수 있는 차세대 무선 전송 기술인 MIMO 기술이 요구되었다. Therefore, there is a demand for MIMO technology, which is a next generation wireless transmission technology that can drive data transmission / reception rate faster and with lower error probability by independently driving each antenna using a plurality of antennas.

이와 같은 MIMO 시스템은 송/수신단에서 다중 안테나를 이용함으로써, 전체 시스템이 사용하는 주파수 할당을 더 증가시키지 않고도 고속의 데이터 전송을 가능하도록 하여 한정된 주파수 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 한다. By using multiple antennas at the transmitter / receiver, the MIMO system enables high-speed data transmission without further increasing the frequency allocation used by the entire system, thereby enabling efficient use of limited frequency resources.

그러나 종래의 MIMO 시스템은 다중 비트를 송수신하기 위한 다수의 안테나 이외에 다수의 안테나 각각을 제어하기 위한 다수의 RF 회로를 추가적으로 구비해야 하는 단점을 가진다. 즉, 종래의 MIMO 시스템의 경우, 다중 입출력 기능을 지원하기 위해서는 안테나 이외에 많은 수의 RF 회로를 추가적으로 구비해야 하므로, 시스템 구현 비용과 크기가 상대적으로 증가되는 단점을 가진다.However, the conventional MIMO system has a disadvantage in addition to a plurality of antennas for transmitting and receiving multiple bits, and a plurality of RF circuits for controlling each of a plurality of antennas. That is, in the conventional MIMO system, in order to support the multi-input / output function, a large number of RF circuits must be additionally provided in addition to the antennas, so that the system implementation cost and size are relatively increased.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 상관관계가 적은 방사 패턴을 제한된 공간내에서 다양하게 확보할 수 있도록 함으로써, 단일 RF 회로만으로도 MIMO 수준의 기능을 수행할 수 있도록 하는 안테나 장치에 관한 것이다.
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an antenna device capable of performing a MIMO level function with only a single RF circuit by variously securing a radiation pattern with a small correlation within a limited space .

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 실시 예에 따른 포함하는 방사 패턴 변조를 지원하는 안테나 장치는 기판; 상기 기판의 하부면에 결합되는 외곽 영역을 구비하는 접지면; 상기 기판의 상부면 중앙부에 형성되며, 비아홀을 통해 상기 접지면에 연결되는 제1 방사체; 및 상기 제1 방사체의 외곽 주변부에 위치하도록 상기 기판의 상부면에 분산 형성되며, 비아홀을 통해 상기 접지면에 각각 연결되는 다수의 제2 방사체를 포함하며, 상기 제1 방사체와 상기 다수의 제2 방사체를 조합하여 수직 방향의 방사 패턴을 조정하고, 상기 다수의 제2 방사체를 조합하여 방위각 방향의 방사 패턴을 조정할 수 있다. An antenna device for supporting the included radiation pattern modulation according to an embodiment of the present invention includes: a substrate; A ground plane having an outer region coupled to a lower surface of the substrate; A first radiator formed at a central portion of an upper surface of the substrate and connected to the ground surface through a via hole; And a plurality of second radiators dispersedly formed on an upper surface of the substrate so as to be positioned at the outer periphery of the first radiator and connected to the ground plane through via holes, It is possible to adjust the radiation pattern in the vertical direction by combining the radiators, and to adjust the radiation pattern in the azimuth angle direction by combining the plurality of second radiators.

상기 안테나 장치는 상기 제1 방사체와 상기 다수의 제2 방사체를 조합하여 수직 방향의 방사 패턴을 조정하고, 상기 다수의 제2 방사체를 조합하여 방위각 방향의 방사 패턴을 조정할 수 있다. The antenna device may adjust the radiation pattern in the vertical direction by combining the first radiator and the plurality of second radiators, and adjust the radiation pattern in the azimuth angle direction by combining the plurality of second radiators.

상기 제1 방사체는 원형의 마이크로 패치 안테나로 구현되는 것을 특징으로 한다.And the first radiator is implemented as a circular micro patch antenna.

상기 다수의 제2 방사체 각각은"L"형의 슬롯 안테나로 구현되는 것을 특징으로 한다.And each of the plurality of second radiators is implemented as an "L" -type slot antenna.

상기 접지면은 다수의 모서리 영역 각각에 형성된 다수의 슬롯을 구비하는 것을 특징으로 하며, 이러한 경우에 상기 다수의 제2 방사체 각각의 일단은 상기 제1 방사체에 인접되고, 타단은 상기 접지면에 형성된 슬롯 위에 위치되는 것을 특징으로 한다. Wherein the ground plane has a plurality of slots formed in each of the plurality of corner regions, wherein one end of each of the plurality of second radiators is adjacent to the first radiator, and the other end is formed on the ground plane And is positioned above the slot.

또한 상기 다수의 제2 방사체 각각은 상기 제1 방사체에 대해 등간격 배치되는 것을 특징으로 한다.
And each of the plurality of second radiators is equally spaced with respect to the first radiator.

본 발명에서는 안테나 조합을 통해 방사 패턴을 가변하는 새로운 방식을 채택하여 다수의 방사 패턴을 단일 RF 회로로 제어할 수 있도록 한다. 그 결과, 본 발명의 안테나 장치에 구비되어야 하는 RF 회로의 수가 획기적으로 감소되고, 이에 따라 장치 크기도 획기적으로 감소되는 효과를 제공할 수 있다.
In the present invention, a new method of varying a radiation pattern through combination of antennas is adopted, so that a plurality of radiation patterns can be controlled by a single RF circuit. As a result, the number of RF circuits to be provided in the antenna device of the present invention is drastically reduced, and the device size can be remarkably reduced.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사 패턴 변조를 지원하는 안테나 장치의 배면을 도시한 도면이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사 패턴 변조를 지원하는 안테나 장치의 전면을 도시한 도면이다.
도3는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사 패턴 변조를 지원하는 안테나 장치의 측면을 도시한 도면이다.
도4은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사 패턴 변조를 지원하는 안테나 장치의 제2 방사체를 이용하여 획득 가능한 방사 패턴들을 도시한 도면이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사 패턴 변조를 지원하는 안테나 장치의 제1 방사체와 다수의 제2 방사체를 이용하여 획득 가능한 방사 패턴들을 나타낸다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사 패턴 변조를 지원하는 안테나 장치의 S-파라메타를 나타낸 도면이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사 패턴 변조를 지원하는 안테나 장치의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다. FIG. 1 is a rear view of an antenna device supporting a radiation pattern modulation according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIG. 2 is a front view of an antenna device supporting a radiation pattern modulation according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
3 is a side view of an antenna device for supporting a radiation pattern modulation according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating radiation patterns obtainable using a second radiator of an antenna device that supports radiation pattern modulation according to an embodiment of the present invention.
5 illustrates radiation patterns obtainable using a first radiator and a plurality of second radiators of an antenna device that supports radiation pattern modulation according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating an S-parameter of an antenna apparatus for supporting a radiation pattern modulation according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a simulation result of an antenna device supporting a radiation pattern modulation according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and these may be changed according to the intention of the user, the operator, or the like.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. These embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art to which the present invention pertains. Only. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

도1 내지 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사 패턴 변조를 지원하는 안테나 장치를 도시한 도면으로, 도1은 장치 배면을 도시한 도면이고, 도2는 장치 전면을 도시한 도면이고, 도3은 장치 측면을 도시한 도면이다. 1 to 3 are views showing an antenna apparatus for supporting a radiation pattern modulation according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a diagram showing a back surface of the apparatus, FIG. 2 is a front view of the apparatus, Figure 3 is a side view of the device.

도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 안테나 장치(100)는 기판(20), 접지면(10), 제1 방사체(30), 및 다수의 제2 방사체(41~44)를 포함하며, 접지면(10), 기판(20), 및 제1 방사체(30)와 다수의 제2 방사체(41~44)를 순차적으로 적층한 3층 레이어 구조를 가진다. 즉, 평면형 구조를 가진다.
1 to 3, the antenna device 100 of the present invention includes a substrate 20, a ground plane 10, a first radiator 30, and a plurality of second radiators 41 to 44 And has a three-layer structure in which a ground plane 10, a substrate 20, and a first radiator 30 and a plurality of second radiators 41 to 44 are sequentially stacked. That is, it has a planar structure.

이하에서는 설명의 편이를 위해 제2 방사체(41~44)의 수가 4개인 경우에 대해서만 설명하기로 하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 안테나 장치(100)를 통해 송수신하고자 하는 데이터 비트수에 따라 임의 조정 가능함은 당업자에게 있어 자명할 것이다.
Hereinafter, the number of the second radiators 41 to 44 will be described for convenience of explanation. However, the number of the second radiators 41 to 44 is not limited to four, and the number of data bits to be transmitted / received through the antenna device 100 It will be apparent to those skilled in the art that arbitrary adjustments are possible.

기판(20)은 안테나의 바디로서의 기능을 하며 유전체 재질로 이루어진다. 일례로, 두께 0.8mm이고 유전율이 4.4인 FR4 기판이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The substrate 20 functions as a body of the antenna and is made of a dielectric material. For example, an FR4 substrate having a thickness of 0.8 mm and a dielectric constant of 4.4 may be used, but is not limited thereto.

본 발명에서는 직사각형 형태의 기판을 일례로 들어 설명하나, 기판의 형태가 이에 한정되는 것은 아니며, 안테나의 수용 공간에 따라 다양한 형태의 유전체 구조물이 기판을 대신할 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various types of dielectric structures may be substituted for the substrate depending on the receiving space of the antenna. .

기판(20)의 사이즈는 사용 주파수에 따라 적응적으로 조정될 수 있으나,"0.5λ ㅧ 0.5λ" 의 사이즈를 가지는 가장 바람직할 것이다.
The size of the substrate 20 may be adaptively adjusted according to the frequency of use, but it is most preferable to have a size of "0.5? 0.5 ?.

접지면(10)는 전기적으로 접지 상태를 유지하며, 기판(10)의 하부면에 결합된다. 본 발명의 접지면(10)의 사이즈 또한 사용 주파수에 따라 적응적으로 조정될 수 있으나, 기판(20) 보다는 작은 사이즈를 가지는 것이 바람직하다.The ground plane 10 remains electrically grounded and is coupled to the bottom surface of the substrate 10. The size of the ground plane 10 of the present invention may also be adaptively adjusted according to the frequency of use, but it is preferable that the size of the ground plane 10 is smaller than that of the substrate 20. [

또한 접지면(10)의 각 모서리 영역에는 "L"형태로 구현된 개방부(11~14)가 형성되며, 이에 따라 접지면(20)은 각 모서리 영역에 분산 형성된 다수의 슬롯(15~18)을 구비하게 된다.
The openings 11 to 14 are formed in the corners of the ground plane 10 so that the ground plane 20 is divided into a plurality of slots 15 to 18 .

제1 방사체(30)는 기판(10)의 상부면 중앙부에 배치되며 비아홀(21)을 통해 접지면(20)에 연결되고, 다수의 제2 방사체(41~44)는 제1 방사체(30)의 외곽 주변부에 위치하도록 기판(10)의 상부면에 분산 배치되며, 다수의 비아홀(22~25)을 통해 접지면(20)에 연결된다. The first radiator 30 is disposed at the center of the upper surface of the substrate 10 and connected to the ground surface 20 via a via hole 21. A plurality of second radiators 41 to 44 are connected to the first radiator 30, And is connected to the ground plane 20 through a plurality of via holes 22 to 25. The ground plane 20 is formed by a plurality of via holes 22 to 25,

본 발명에서는 제1 방사체(30)를 원형의 마이크로스트립 패치 안테나로 구현하도록 하나, 마이크로스트립 패치 안테나의 형태는 수직(elevation) 방향(또는 Z 방향)으로 신호가 방사될 수 있는 범위 내에서 다양하게 조정될 수 있음은 당연할 것이다. 그리고 제1 방사체(30)와 접지면(10)을 연결하는 비아홀(21)은 제1 방사체(30)의 정 가운데 이외에 위치에 형성되도록 하는 데, 이는 원형 패치 안테나의 정 가운데는 임피던스가 무한인 지점이므로 비아홀을 통해 신호를 줄 수 자체가 없기 때문이다. In the present invention, the first radiator 30 is implemented as a circular microstrip patch antenna. However, the shape of the microstrip patch antenna may be variously varied within a range in which the signal can be radiated in the elevation direction (or the Z direction) It is natural that it can be adjusted. The via hole 21 connecting the first radiator 30 and the ground plane 10 is formed at a position other than the center of the first radiator 30 because the center of the circular patch antenna has an infinite impedance Because it is a branch point, there is no signal itself through the via hole.

그리고 본 발명에서는 다수의 제2 방사체(41~44) 각각을 "L" 형상의 슬롯 안테나로 구현하고, 제2 방사체(41~44) 각각의 일단은 제1 방사체(30)에 인접되고, 타단은 접지면(10)에 형성된 슬롯(15~18) 위에 위치되도록 한다. 또한, 다수의 제2 방사체(41~44)는 제1 방사체(30)에 대해 등간격 배치되는 특징을 가진다.In the present invention, each of the plurality of second radiators 41 to 44 is implemented by an "L" shaped slot antenna, one end of each of the second radiators 41 to 44 is adjacent to the first radiator 30, Are positioned above the slots (15-18) formed in the ground plane (10). In addition, the plurality of second radiators 41 to 44 are equally spaced with respect to the first radiator 30.

제1 방사체(30) 및 다수의 제2 방사체(41~44)는 WLAN(2.4GHz) 대역에서 동작하는 안테나일 수 있으며, 이들의 사이즈 및 형태는 사용 주파수 대역에 따라 조정될 수 있다.
The first radiator 30 and the second radiators 41 to 44 may be antennas operating in the WLAN (2.4 GHz) band, and their sizes and shapes may be adjusted according to the frequency band to be used.

이와 같은 구조를 가지는 본 발명은 제1 방사체(30)를 이용하여 수직(elevation) 방향의 방사 패턴을 다수개 확보하고, 다수의 제2 방사체(41~44)와 이들 조합을 이용하여 방위각(azimuth) 방향의 방사 패턴을 다수개 확보한 후, 이들 방사 패턴이 매우 작은 상관관계를 가지도록 함으로써, 단일 RF 회로만으로도 MIMO 수준의 기능을 수행할 수 있도록 해준다.
In the present invention having such a structure, a plurality of radiation patterns in the vertical direction (elevation direction) are secured by using the first radiator 30, and a plurality of second radiators 41 to 44 and azimuth ) Direction radiation patterns, and these radiation patterns have a very small correlation, so that a single RF circuit alone can perform a MIMO level function.

도4와 도5는 본 발명의 안테나 장치를 통해 확보 가능한 다수의 방사 패턴들을 도시한 도면으로, 도4는 다수의 제2 방사체를 이용하여 획득 가능한 방사 패턴들을, 도5는 제1 방사체와 다수의 제2 방사체를 이용하여 획득 가능한 방사 패턴들을 각각 나타낸다. 4 and 5 illustrate a plurality of radiation patterns obtainable through the antenna device of the present invention, FIG. 4 illustrates radiation patterns obtainable using a plurality of second radiators, FIG. Respectively. ≪ / RTI >

도4을 참조하면, 본 발명의 안테나 장치는 총 4개의 제2 방사체(41~44)를 조합하여, 방위각 방향의 방사 패턴을 총 8가지로 조정할 수 있음을 알 수 있다. Referring to FIG. 4, it can be seen that the antenna device of the present invention can combine the four second radiators 41 to 44 in total to adjust the radiation pattern in azimuth direction to a total of eight.

즉, 표1에 도시된 바와 같이 본 발명에서는 첫번째 제2 방사체(41)만을 이용하여 0˚도 방향의 방사 패턴을([0,0,0,0,1]), 첫번째 및 두번째 제2 방사체(41,42)만을 이용하여 45˚도 방향의 방사 패턴을([0,0,0,1,1]), 두번째 제2 방사체(42)만을 이용하여 90˚도 방향의 방사 패턴을([0,0,0,1,0]), 두번째 및 세번째 제2 방사체(42,43)만을 이용하여 135˚도 방향의 방사 패턴을([0,0,1,1,0]), 세번째 제2 방사체(43)만을 이용하여 180˚도 방향의 방사 패턴을([0,0, 1,0,0]), 세번째 및 네번째 제2 방사체(43,44)만을 이용하여 225˚도 방향의 방사 패턴을([0,1,1,0,0]), 네번째 제2 방사체(44)만을 이용하여 270˚도 방향의 방사 패턴을([0,1,0,0,0]), 네번째 및 첫번째 제2 방사체(44,41)만을 이용하여 315˚도 방향의 방사 패턴을([0,1,0,0,1])를 각각 생성할 수 있음을 알 수 있다. That is, as shown in Table 1, in the present invention, only the first second radiator 41 is used and a radiation pattern in the 0 degree direction ([0, 0, 0, 0, 1] ([0, 0, 0, 1, 1]) using only the first and second radiators 42 and 42, 0,0,0,1,0]), the second and third second radiators 42 and 43 are used, and a radiation pattern in the direction of 135 degrees ([0, 0, 1, 1, 0] ([0, 0, 1, 0, 0]) in the direction of 180 degrees using only the second radiator 43 and only the second and third radiators 43 and 44 ([0, 1, 0, 0, 0]) in the 270 degree direction using only the fourth second radiator 44, It can be seen that a radiation pattern in the 315 degree direction can be generated using only the first second radiators 44 and 41 ([0,1,0,0,1]).

제1
방사체1st
Emitter 첫번째
제2 방사체first
The second radiator 두번째
제2 방사체second
The second radiator 세번째
제2 방사체third
The second radiator 네번째
제2 방사체fourth
The second radiator 방사 패턴Radiation pattern 00 1One 00 00 00

Figure 112013087995444-pat00001
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 00 00 00 00 1One
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Figure 112013087995444-pat00008
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상기의 설명에서는 4개의 제2 방사체(41~44) 중 최대 2개만을 이용하도록 하는 데, 이는 4개의 제2 방사체(41~44)를 통해 생성 가능한 방사 패턴 각각이 작은 상관관계를 가질 수 있도록 하기 위함이다. In the above description, only a maximum of two of the four second radiators 41 to 44 are used. This is because the radiation patterns that can be generated through the four second radiators 41 to 44 have a small correlation .

또한 도5를 참조하면, 본 발명의 안테나 장치는 제1 방사체(30)를 추가적으로 이용하여 수직 방향의 방사 패턴을 총 5가지로 조정할 수 있음을 알 수 있다. 5, it can be seen that the antenna device of the present invention can additionally use the first radiator 30 to adjust radiation patterns in the vertical direction to five in total.

즉, 표2에 도시된 바와 같이 본 발명에서는 제1 방사체(30)를 이용하여 수직 방향(또는 안테나 장치의 X,Y축 모두에 직교되는 Z축 방향)의 방사 패턴을([1,0,0,0,0]), 제1 방사체(30)와 첫번째 제2 방사체(41)을 이용하여 수직 우 방향(또는 안테나 장치의 X,Y축에 대해 90˚ 이하의 각을 이루는 제1 방향)의 방사 패턴을([1,0,0,0,0]), 제1 방사체(30)와 두번째 제2 방사체(42)을 이용하여 수직 상 방향(또는 안테나 장치의 X,Y축에 대해 90˚ 이하의 각을 이루되, 제1 방향이 X,Y축에 평행되는 기준 방향으로 90˚ 회전된 제2 방향)의 방사 패턴을([1,0,0,1,0]), 제1 방사체(30)와 세번째 제2 방사체(43)을 이용하여 수직 좌 방향(또는 안테나 장치의 X,Y축에 대해 90˚ 이하의 각을 이루되, 제2 방향이 상기 기준 방향으로 90˚ 회전된 제3 방향)의 방사 패턴을([1,0, 1,0,0]), 제1 방사체(30)와 네번째 제2 방사체(44)을 이용하여 수직 하 방향(또는 안테나 장치의 X,Y축에 대해 90˚ 이하의 각을 이루되, 제3 방향이 상기 기준 방향으로 90˚ 회전된 제4 방향)의 방사 패턴을([1,1,0,0,0]) 각각 생성할 수 있음을 알 수 있다. That is, as shown in Table 2, in the present invention, the radiation pattern in the vertical direction (or the Z-axis direction orthogonal to both the X and Y axes of the antenna device) (Or a first direction forming an angle of less than or equal to 90 degrees with respect to the X and Y axes of the antenna device) using the first radiator 30 and the first second radiator 41, (Or 90 degrees with respect to the X and Y axes of the antenna device) using the first radiator 30 and the second radiator 42, (The second direction in which the first direction is rotated by 90 占 in the reference direction parallel to the X and Y axes) is expressed as ((1,0,0,1,0)), (Or an angle of 90 degrees or less with respect to the X and Y axes of the antenna device, and the second direction is rotated by 90 degrees in the reference direction) by using the radiator 30 and the third second radiator 43, ([1, 0, 1, 0, 0]), the first radiator 30 and the fourth radiator (Or a fourth direction in which the third direction is rotated by 90 占 with respect to the X and Y axes of the antenna apparatus and the third direction is rotated by 90 占 in the reference direction) by using the second radiator 44 ([1, 1, 0, 0, 0]), respectively.

제1
방사체1st
Emitter 첫번째
제2 방사체first
The second radiator 두번째
제2 방사체second
The second radiator 세번째
제2 방사체third
The second radiator 네번째
제2 방사체fourth
The second radiator 방사 패턴Radiation pattern 1One 00 00 00 00

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1One 1One 00 00 00
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 1One 00 1One 00 00
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 1One 00 00 1One 00
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 1One 00 00 00 1One
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상기의 설명에서는 4개의 제2 방사체(41~44) 중 1개와 제1 방사체(30)만을 이용하도록 하는 데, 이 또한 제1 방사체(30)와 제2 방사체(41~44)를 통해 생성 가능한 방사 패턴 각각이 작은 상관관계를 가질 수 있도록 하기 위함이다.
In the above description, only one of the four second radiators 41 to 44 and the first radiator 30 are used. In addition, the first radiator 30 and the second radiator 41 to 44 So that each radiation pattern can have a small correlation.

도6 및 도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사 패턴 변조를 지원하는 안테나 장치의 성능을 나타낸 것이다. FIGS. 6 and 7 illustrate performance of an antenna device supporting a radiation pattern modulation according to an embodiment of the present invention.

도6을 참고하면, 본 발명의 안테나 장치에 구비되는 방사체 모두는 동일한 주파수(예를 들어, 2.4GHz)에서 공진될 수 있음을 알 수 있다. 이에 본 발명의 안테나 장치는 동일 주파수로 다중 비트를 송신할 수 있게 되는 것이다.Referring to FIG. 6, it can be seen that all of the radiators included in the antenna device of the present invention can be resonated at the same frequency (for example, 2.4 GHz). Accordingly, the antenna apparatus of the present invention can transmit multiple bits at the same frequency.

도7는 본 발명의 안테나 장치를 CST(안테나 설계 시뮬레이션) 프로그램을 시뮬레이션한 결과를 나타낸 것으로, 이를 참고하면 제2방사체들간 상관 관계는 최대 "0.12"정도의 값을 가지고, 제1 방사체와 제2 방사체간 상관관계는 "0.05"의 정도의 값을 가짐을 알 수 있다. 7 shows a simulation result of a CST (Antenna Design Simulation) program of the antenna device of the present invention. The correlation between the second radiators has a maximum value of about 0.12, And the correlation between the emitters has a value of "0.05".

즉, 서로 동일한 구조를 가지는 제2 방사체들뿐 만 아니라 서로 상이한 구조를 가지는 제1 방사체와 제2 방사체들을 조합해서도 상관관계가 매우 작은 방사 패턴을 다수개 획득할 수 있음을 알 수 있다. That is, it can be seen that not only the second radiators having the same structure but also a combination of the first radiator and the second radiator having different structures can acquire a plurality of radiation patterns having very small correlation.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

Claims (6)

기판;
상기 기판의 하부면에 결합되는 외곽 영역을 구비하는 접지면;
상기 기판의 상부면 중앙부에 형성되며, 상기 접지면에 연결되는 제1 비아홀을 통해 송신 신호가 전달되는 제1 방사체; 및
상기 제1 방사체의 외곽 주변부에 위치하도록 상기 기판의 상부면에 분산 형성되며, 상기 접지면에 연결되는 다수의 제2 비아홀을 통해 상기 송신 신호 각각이 전달되는 제2 방사체를 포함하며,
상기 제1 방사체와 상기 다수의 제2 방사체 중 적어도 하나에 대한 이용 여부를 결정하여 상기 송신 신호에 대한 수직 방향의 방사 패턴을 조정하고, 상기 다수의 제2 방사체 중 적어도 하나에 대한 이용 여부를 결정하여 상기 송신 신호에 대한 방위각 방향의 방사 패턴을 조정하는 방사 패턴 변조를 지원하며,
상기 다수의 제2 방사체 각각은
"L"형의 슬롯 안테나로 구현되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
Board;
A ground plane having an outer region coupled to a lower surface of the substrate;
A first radiator formed at a central portion of an upper surface of the substrate and transmitting a transmission signal through a first via hole connected to the ground plane; And
And a second radiator dispersed on an upper surface of the substrate so as to be positioned at a periphery of the first radiator and each of the transmission signals being transmitted through a plurality of second via holes connected to the ground plane,
Determining whether or not to use at least one of the first radiator and the plurality of second radiators to adjust a radiation pattern in a vertical direction with respect to the transmission signal and determining whether to use at least one of the plurality of second radiators To support a radiation pattern modulation to adjust the radiation pattern in azimuth direction with respect to the transmission signal,
Each of the plurality of second radiators
And is implemented as an "L" -type slot antenna.
제1항에 있어서, 상기 제1 방사체는
원형의 마이크로 패치 안테나로 구현되는 것을 특징으로 하는 방사 패턴 변조를 지원하는 안테나 장치.
2. The method of claim 1, wherein the first radiator
Wherein the antenna pattern is implemented by a circular micro patch antenna.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 접지면은
다수의 모서리 영역 각각에 형성된 다수의 슬롯을 구비하는 것을 특징으로 하는 방사 패턴 변조를 지원하는 안테나 장치.
2. The connector according to claim 1, wherein the ground plane
And a plurality of slots formed in each of the plurality of corner areas.
제4항에 있어서,
상기 다수의 제2 방사체 각각의 일단은 상기 제1 방사체에 인접되고, 타단은 상기 접지면에 형성된 슬롯 위에 위치되는 것을 특징으로 하는 방사 패턴 변조를 지원하는 안테나 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein one end of each of the plurality of second radiators is adjacent to the first radiator and the other end is located on a slot formed on the ground plane.
제1항에 있어서, 상기 다수의 제2 방사체 각각은
상기 제1 방사체에 대해 등간격 배치되는 것을 특징으로 하는 방사 패턴 변조를 지원하는 안테나 장치.2. The method of claim 1, wherein each of the plurality of second radiators
Wherein the first and second radiators are equally spaced with respect to the first radiator.
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