KR101607396B1 - Antenna Device for Improving Isolation - Google Patents

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KR101607396B1
KR101607396B1 KR1020140139950A KR20140139950A KR101607396B1 KR 101607396 B1 KR101607396 B1 KR 101607396B1 KR 1020140139950 A KR1020140139950 A KR 1020140139950A KR 20140139950 A KR20140139950 A KR 20140139950A KR 101607396 B1 KR101607396 B1 KR 101607396B1
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radiator
resonator
ground plane
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present
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김형동
김민기
문성진
곡용약
이정훈
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한양대학교 산학협력단
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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Abstract

Disclosed is an antenna device for the improving isolation. The disclosed antenna device includes: a ground surface; a radiator formed on the ground surface or combined with a predetermine spot of the ground surface; and a resonator formed on the ground surface and having a slot shape. A noise source is electromagnetically connected with the predetermined spot of the ground surface, and a distance between the resonator and the combination spot of the ground surface and the noise source is shorter than a distance between the resonator and the radiator. The disclosed antenna device is capable of improving isolation from an antenna, connected to the ground surface, with a simple structure.

Description

격리도 향상을 위한 안테나 장치{Antenna Device for Improving Isolation}Antenna Device for Improving Isolation Level [

본 발명은 안테나 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 격리도 향상을 위한 안테나 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an antenna device, and more particularly, to an antenna device for improving isolation.

근래에 들어 무선통신 기술은 급속히 발전하고 있으며, 통신을 이용하여 음성 통화뿐만 아니라 다양한 데이터 처리가 가능한 스마트폰의 보급은 급속히 증가하고 있다. Recently, wireless communication technology is rapidly developing, and the spread of smart phones capable of processing various data as well as voice communication using communication is rapidly increasing.

스마트폰은 통상적인 음성 통화뿐만 아니라 데이터 서비스, Wi-fi, GPS, 블루투스와 같은 다양한 서비스를 제공하고 있으며, 각 서비스의 사용 주파수 대역이 다르기에 다양한 종류의 안테나가 스마트폰에 장착되고 있다. The smartphone provides various services such as data service, Wi-fi, GPS and Bluetooth as well as a normal voice call, and various types of antennas are mounted on the smartphone because the frequency bands to be used are different.

이러한 안테나들은 각각 다른 주파수로 급전을 받고 있으며, 특히 접지면과 연결되어 있을 경우 다양한 종류의 노이즈가 안테나의 방사에 영향을 미칠 수 있게 된다. These antennas are fed at different frequencies, and various types of noise can affect the radiation of the antenna, especially when connected to the ground plane.

특정 안테나의 방사에 영향을 미칠 수 있는 노이즈 소스는 RF 신호를 제공하는 칩일 수도 있으며, 다른 대역에서 사용하는 안테나일 수도 있다. A noise source that may affect the radiation of a particular antenna may be a chip that provides an RF signal, or it may be an antenna for use in another band.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래에는 이동통신 단말기용 안테나를 캐리어 타입으로 설계하거나 안테나의 편파와 방향성을 조절하여 감도를 일부 향상시키는 방법이 이용되기도 하였다. In order to solve such a problem, conventionally, there has been used a method of designing the antenna for a mobile communication terminal as a carrier type or improving the sensitivity by adjusting the polarization and directionality of the antenna.

그러나, 이러한 방법으로는 개선 가능한 폭이 매우 좁고 일반화된 모델이 될 수도 없어 각 케이스마다 설계가 별도로 이루어져야 하는 문제점이 있었다.
However, such a method has a problem that the width of the improvement can not be a very narrow and generalized model, and the design has to be separately made in each case.

본 발명은 접지면과 연결되는 안테나에서 단순한 구조로 격리도를 향상시킬 수 있는 안테나 장치를 제공한다. The present invention provides an antenna device connected to a ground plane to improve the isolation degree with a simple structure.

또한, 본 발명은 다양한 서비스 대역을 제공하는 이동통신 단말기에서 접지와 연결되는 방사체의 격리도를 향상시킬 수 있는 안테나 장치를 제공한다.
In addition, the present invention provides an antenna device capable of improving isolation of a radiator connected to a ground in a mobile communication terminal providing various service bands.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따르면, 접지면; 상기 접지면상에 형성되거나 상기 접지면의 소정 지점에 결합되는 방사체; 상기 접지면에 결합되는 공진기를 포함하되, 상기 접지면의 소정 지점에는 노이즈 소스가 전자기적으로 결합되며, 상기 공진기와 상기 노이즈 소스와 상기 접지면의 결합 지점과의 거리는 상기 공진기와 상기 방사체 사이의 거리보다 짧은 향상된 격리도를 가지는 안테나가 제공된다. In order to achieve the above object, according to an embodiment of the present invention, A radiator formed on the ground plane or coupled to a predetermined point on the ground plane; And a resonator coupled to the ground plane, wherein a noise source is electromagnetically coupled to a predetermined point of the ground plane, and a distance between the resonator and the coupling point of the noise source and the ground plane is determined by a distance between the resonator and the radiator An antenna having an improved degree of isolation that is shorter than the distance is provided.

상기 방사체는 상기 접지면에 형성되는 슬롯 방사체를 포함한다.The radiator includes a slot radiator formed on the ground plane.

상기 방사체는 상기 접지면과 전기적으로 연결되는 PIFA 방사체를 포함한다. The radiator includes a PIFA radiator that is electrically connected to the ground plane.

상기 공진기는 상기 접지면에 형성되는 슬롯 형태의 공진기를 포함한다. The resonator includes a slot-shaped resonator formed on the ground plane.

상기 공진기의 슬롯에는 캐패시터 및 인덕터 중 적어도 하나가 결합된다. At least one of a capacitor and an inductor is coupled to a slot of the resonator.

상기 공진기는 상기 노이즈 소스의 결합 지점에서 상기 방사체로의 방향과 반대 방향에 상기 노이즈 소스의 결합 지점을 기초로 위치한다.
The resonator is located based on a coupling point of the noise source in a direction opposite to a direction from the coupling point of the noise source to the radiator.

본 발명의 안테나 장치는 접지면과 연결되는 안테나에서 단순한 구조로 격리도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
The antenna device of the present invention is advantageous in that it can improve the isolation degree with a simple structure in the antenna connected to the ground plane.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 격리도 향상을 위한 안테나 장치의 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 격리도 향상을 위한 안테나 장치에서 노이즈 소스를 특정 방사체로 치환한 구조를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 격리도 향상을 위한 안테나 장치에서 슬롯 공진기의 위치를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 격리도 향상을 공진기가 적용되었을 경우의 S12 파라미터와 공진기가 적용되지 않았을 경우의 S12 파라미터를 도시한 그래프.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view illustrating a structure of an antenna device for improving isolation according to an embodiment of the present invention; FIG.
BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to an antenna device for improving isolation, and more particularly,
3 is a view illustrating a position of a slot resonator in an antenna apparatus for improving isolation according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the S12 parameter when the resonator is applied and the S12 parameter when the resonator is not applied according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 격리도 향상을 위한 안테나 장치의 구조를 도시한 도면이고 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 격리도 향상을 위한 안테나 장치에서 노이즈 소스를 특정 방사체로 치환한 구조를 도시한 도면이다. FIG. 1 is a view illustrating a structure of an antenna device for improving isolation according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of an antenna device for improving isolation in accordance with an embodiment of the present invention. And Fig.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 격리도 향상을 위한 안테나 장치는, 접지면(100), 방사체(110) 및 공진기(120)를 포함한다. Referring to FIGS. 1 and 2, an antenna device for improving isolation according to an embodiment of the present invention includes a ground plane 100, a radiator 110, and a resonator 120.

본 발명의 일 실시예에 따른 안테나는 스마트폰과 같은 단말기에 내장되는 안테나로서, 접지면(100)은 단말기의 회로 기판에 형성되는 접지면일 수도 있으며, 단말기의 회로 기판과는 별개로 형성되는 접지면일 수도 있다. An antenna according to an embodiment of the present invention is an antenna built in a terminal such as a smart phone. The ground plane 100 may be a ground plane formed on a circuit board of a terminal, It may be a side.

접지면(100)은 단말기의 회로 기판에 형성되는 접지면이고, 해당 접지면에 본 발명의 안테나의 방사체(110) 및 공진기(120가 형성되는 것이 바람직할 것이나, 회로 기판에 형성된 접지면이 아닌 별도의 접지면의 본 발명의 안테나의 방사체(110) 및 공진기(120)가 형성될 수도 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다. The ground plane 100 is a ground plane formed on the circuit board of the terminal. It is preferable that the radiator 110 and the resonator 120 of the antenna of the present invention are formed on the ground plane, It will be apparent to those skilled in the art that the radiator 110 and the resonator 120 of the antenna of the present invention having separate ground planes may be formed.

방사체(110)는 RF 신호를 급전받아 외부에 방사하거나 외부로부터 RF 신호를 제공하여 급전점에 제공하는 기능을 한다. 급전점은 급전선(150)과의 결합 부분으로서 방사체의 소정 영역에 형성될 수 있다. 물론, 본 발명의 방사체(110)는 커플링 방식으로 급전 신호를 제공받을 수도 있을 것이다. The radiator 110 emits an RF signal and radiates the RF signal to the outside or provides an RF signal from the outside to the feeding point. The feed point may be formed at a predetermined region of the radiator as a coupling portion with the feed line 150. Of course, the radiator 110 of the present invention may be provided with a feed signal in a coupling manner.

본 발명의 방사체(110)는 접지면(100)에 흐르는 노이즈 전류에 영향을 받는 방사체로서, 예를 들어, 접지면(100)상에 형성되는 슬롯 방사체이거나 접지면과 전기적으로 연결되는 슬롯 방사체가 이에 포함될 수 있다. The radiator 110 of the present invention is a radiator that is affected by a noise current flowing in the ground plane 100, for example, a slot radiator formed on the ground plane 100 or a slot radiator electrically connected to the ground plane And may be included therein.

도 1을 참조하면, 접지면에 소정 영역에 슬롯을 형성하는 슬롯 방사체(110)가 도시되어 있다. 슬롯 방사체(110)의 형태는 요구되는 전기적 길이 및 방사 주파수에 따라 다양하게 설정될 수 있다. Referring to FIG. 1, a slot radiator 110 for forming a slot in a predetermined region on a ground plane is shown. The shape of the slot radiator 110 can be variously set according to the required electrical length and the radiation frequency.

슬롯 방사체(110)의 슬롯에는 슬롯 방사를 위한 급전선(150)이 형성될 수 있으며 급전선(150)을 통해 급전 신호를 제공받아 방사를 수행한다. A feed line 150 for slot emission may be formed in a slot of the slot radiator 110, and a feed signal is supplied through the feed line 150 to perform radiation.

도 1에 도시된 바와 같이 접지면에 형성되는 슬롯 방사체(110)와 접지면과 연결되는 PIFA 방사체 등은 접지면을 통해 노이즈에 의한 전류가 발생할 경우 해당 노이즈의 영향을 받을 수 밖에 없다. As shown in FIG. 1, the slot radiator 110 formed on the ground plane and the PIFA radiator connected to the ground plane are affected by the noise when a current is generated by the noise through the ground plane.

도 1에는 노이즈 소스(200)가 도시되어 있으며 노이즈 소스(200)는 접지면에 노이즈에 의한 전류를 발생시켜 방사체(110)의 방사를 방해하게 된다. 노이즈 소스(200)는 접지면의 소정 지점에 전자기적으로 결합된다. A noise source 200 is shown in FIG. 1 and a noise source 200 generates a current due to noise on a ground plane, thereby interfering with the radiation of the radiator 110. The noise source 200 is electromagnetically coupled to a predetermined point on the ground plane.

근래에 단말기들에는 다양한 형태의 서비스를 위해 다양한 안테나가 설치되며, 이에 따라 RF 회로도 다양한 주파수의 신호를 안테나들에 제공한다. In recent years, various antennas are installed in terminals for various types of services. Accordingly, RF circuits also provide signals of various frequencies to antennas.

단말기들에 설치되는 RF 회로 및 안테나들은 접지면에 노이즈에 의한 전류를 발생시킬 수 있으며, 이러한 노이즈에 의한 전류를 방사체(110)의 방사 성능을 저하시키는 요인으로 작용할 수 있다. The RF circuit and the antennas installed in the terminals can generate a current due to noise on the ground plane and the current due to such noise can act as a factor for lowering the radiation performance of the radiator 110. [

본 발명에서는 이와 같이 노이즈 소스(200)에 의해 발생하는 노이즈에 의한 영향이 방사체에 가해지는 것을 최소화하기 위해 접지면에 공진기(120)를 형성한다. In the present invention, the resonator 120 is formed on the ground plane in order to minimize the influence of the noise generated by the noise source 200 on the radiator.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 공진기(120)는 슬롯 형태로 형성된다. 공진기(120)는 슬롯(121) 및 캐패시터(122)를 포함한다. 슬롯(121)의 형태는 한정되지 않으며, 도 1과 같이 'ㄱ'자 형태를 가질 수도 있으며 일자 형태를 가질 수도 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the resonator 120 is formed in a slot shape. The resonator 120 includes a slot 121 and a capacitor 122. The shape of the slot 121 is not limited, and it may have the letter 'A' shape as shown in FIG. 1 or may have a letter shape.

슬롯(121)에는 캐패시터(122)가 결합되며, 캐패시터(122)는 슬롯의 상하를 연결하도록 결합될 수 있다. A capacitor 122 is coupled to the slot 121 and a capacitor 122 is coupled to connect the top and bottom of the slot.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 캐패시터(122)는 가변 캐패시터일 수 있으며 캐패시터의 캐패시턴스는 방사체(110)가 요구되는 격리도 특성을 가질 수 있도록 조절될 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the capacitor 122 may be a variable capacitor and the capacitance of the capacitor may be adjusted so that the radiator 110 has the desired isolation characteristic.

도 1에는 도시되어 있지 않으나, 캐패시터가 아닌 인턱터가 슬롯 사이에 연결될 수도 있으며, 인덕터와 캐패시터가 함께 슬롯 사이에 연결되어 공진기가 구성될 수도 있을 것이다. Although not shown in FIG. 1, an inductor, which is not a capacitor, may be connected between the slots, and an inductor and a capacitor may be connected together between the slots so that a resonator may be formed.

도 2를 참조하면, 노이즈 소스(200)가 노이즈를 제공하는 방사체(250)의 형태로 치환되어 있다. Referring to FIG. 2, the noise source 200 is replaced by a form of a radiator 250 providing noise.

도 2에 도시된 바와 같이, 노이즈 소스(200)는 방사체(110)의 노이즈 신호를 제공하는 또 다른 방사체(250)로 작용할 수 있다. 따라서, 방사체(250)에서 방사되는 신호 및 이에 의해 접지면(100)에 발생하는 전류는 방사체(100)에 영향을 주게 되며, 이러한 노이즈로부터 격리도를 확보하기 위해 본 발명의 공진기(120)가 접지면상에 형성된다. As shown in FIG. 2, the noise source 200 may act as another radiator 250 providing a noise signal of the radiator 110. Therefore, the signal radiated from the radiator 250 and the current generated in the ground plane 100 thereby affect the radiator 100. In order to secure an isolation from the noise, the resonator 120 of the present invention is grounded Is formed on the surface.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 공진기(120)는 노이즈 소스(200)로부터는 근접하여 형성되고 방사체(110)로부터는 멀리 형성되는 것이 바람직하다. According to a preferred embodiment of the present invention, the resonator 120 is preferably formed proximate to the noise source 200 and away from the radiator 110.

예를 들어, 도 1과 같이 방사체(110)가 접지면(100)의 오른편에 형성되고 노이즈 소스(200)가 접지면(100)의 왼편에 형성될 경우, 공진기(120)는 노이즈 소스(200)의 좌측에 형성되는 것이 바람직하다. For example, when the radiator 110 is formed on the right side of the ground plane 100 and the noise source 200 is formed on the left side of the ground plane 100 as shown in FIG. 1, the resonator 120 includes a noise source 200 As shown in Fig.

공진기(120)는 노이즈 소스(200)에 의해 발생하는 노이즈에 의한 전류가 공진기(120) 방향으로 집중되도록 하며 따라서 노이즈에 의한 전류가 방사체에 미치는 영향은 최소화될 수 있다. The resonator 120 causes the current due to the noise generated by the noise source 200 to be concentrated in the direction of the resonator 120, so that the influence of the noise due to the noise on the radiator can be minimized.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 격리도 향상을 위한 안테나 장치에서 슬롯 공진기의 위치를 도시한 도면이다. 3 is a view showing a position of a slot resonator in an antenna device for improving isolation according to an embodiment of the present invention.

도 3의 (a)와 같이 방사체(300)가 접지면의 상부에 있고, 노이즈 소스(302)가 방사체(304)의 하부에 위치할 경우 공진기(304)는 노이즈 소스(302)의 하부에 위치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 공진기(304)를 위치시키는 것에 의해 노이즈 소스(302)로부터 방사체(300) 방향으로 형성되는 전류의 흐름을 최소화할 수 있다. When the radiator 300 is on the top of the ground plane and the noise source 302 is located below the radiator 304 as shown in Figure 3 (a), the resonator 304 is positioned below the noise source 302 . By positioning the resonator 304 in this manner, the flow of current formed in the direction from the noise source 302 to the radiator 300 can be minimized.

도 3의 (b)와 같이 방사체(310)가 접지면의 오른편에 위치하고 노이즈 소(312)가 기판의 왼편에 위치한 경우 공진기(314)는 노이즈 소스(312)의 우측에 위치하는 것이 바람직하다. It is preferable that the resonator 314 is located on the right side of the noise source 312 when the radiator 310 is positioned on the right side of the ground plane and the noise counterpart 312 is positioned on the left side of the substrate as shown in FIG.

도 3의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 공진기와 노이즈 소스 사이의 거리는 공진기와 방사체 사이의 거리보다 짧다. 또한, 공진기의 위치는 노이즈 소스로부터 방사체로의 방향과 반대 방향에 위치하는 것이 바람직하다. 3 (a) and 3 (b), the distance between the resonator and the noise source is shorter than the distance between the resonator and the radiator. It is also preferable that the position of the resonator is located in a direction opposite to the direction from the noise source to the radiator.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 격리도 향상을 공진기가 적용되었을 경우의 S12 파라미터와 공진기가 적용되지 않았을 경우의 S12 파라미터를 도시한 그래프이다. 4 is a graph showing S12 parameters when the resonator is applied and S12 parameters when the resonator is not applied according to an embodiment of the present invention.

도 4에서, 점선의 보라색 라인이 공진기가 적용되지 않았을 경우의 S12 파라미터이며, 실선의 보라색 라인이 공진기가 적용되었을 경우의 S12 파라미터이다. In Fig. 4, the purple line of the dotted line is the S12 parameter when the resonator is not applied, and the purple line of the solid line is the S12 parameter when the resonator is applied.

도 4로부터 확인되는 바와 같이, 공진기가 적용되었을 경우 더 좋은 격리도가 확보된다. As can be seen from Fig. 4, a better isolation is ensured when a resonator is applied.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and specific embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- And various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

Claims (6)

접지면;
상기 접지면상에 형성되거나 상기 접지면의 소정 지점에 결합되는 방사체;
상기 접지면에 형성되는 슬롯 형태의 공진기를 포함하되,
상기 공진기의 슬롯에는 인덕터 및 캐패시터 중 적어도 하나가 결합되고,
상기 접지면의 소정 지점에는 노이즈 소스가 전자기적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 향상된 격리도를 가지는 안테나.
Ground plane;
A radiator formed on the ground plane or coupled to a predetermined point on the ground plane;
And a slot-type resonator formed on the ground plane,
Wherein at least one of an inductor and a capacitor is coupled to a slot of the resonator,
And a noise source is electromagnetically coupled to a predetermined point of the ground plane.
제1항에 있어서,
상기 방사체는 상기 접지면에 형성되는 슬롯 방사체를 포함하는 것을 특징으로 하는 향상된 격리도를 가지는 안테나.
The method according to claim 1,
Wherein the radiator includes a slot radiator formed on the ground plane.
제1항에 있어서,
상기 방사체는 상기 접지면과 전기적으로 연결되는 PIFA 방사체를 포함하는 것을 특징으로 하는 향상된 격리도를 가지는 안테나.
The method according to claim 1,
Wherein the radiator comprises a PIFA radiator electrically connected to the ground plane.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 공진기는 상기 노이즈 소스의 결합 지점에서 상기 방사체로의 방향과 반대 방향에 상기 노이즈 소스의 결합 지점을 기초로 위치하는 것을 특징으로 하는 향상된 격리도를 가지는 안테나.


The method according to claim 1,
Wherein the resonator is located based on a coupling point of the noise source in a direction opposite the direction from the coupling point of the noise source to the radiator.


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