KR101629105B1 - Sar을 저감하는 ebg 구조를 포함하는 루프 안테나 - Google Patents

Sar을 저감하는 ebg 구조를 포함하는 루프 안테나 Download PDF

Info

Publication number
KR101629105B1
KR101629105B1 KR1020140180792A KR20140180792A KR101629105B1 KR 101629105 B1 KR101629105 B1 KR 101629105B1 KR 1020140180792 A KR1020140180792 A KR 1020140180792A KR 20140180792 A KR20140180792 A KR 20140180792A KR 101629105 B1 KR101629105 B1 KR 101629105B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
loop antenna
patch
substrate
ebg
ebg structure
Prior art date
Application number
KR1020140180792A
Other languages
English (en)
Inventor
유형석
Original Assignee
울산대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 울산대학교 산학협력단 filed Critical 울산대학교 산학협력단
Priority to KR1020140180792A priority Critical patent/KR101629105B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101629105B1 publication Critical patent/KR101629105B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q17/00—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H01Q7/005—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop with variable reactance for tuning the antenna

Landscapes

  • Support Of Aerials (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)
  • Telephone Set Structure (AREA)

Abstract

본 발명은 EBG 구조를 포함하는 전자파 저감 루프 안테나에 있어서, 본 발명에 따른 EBG 구조를 포함하는 루프 안테나 장치는 휴대용 무선 통신기기의 케이스와 일체형이거나 케이스에 부착 가능하여 인체에 유해한 특정 주파수에 대한 전자파를 저감시키기는 효과를 제공한다.

Description

SAR을 저감하는 EBG 구조를 포함하는 루프 안테나{Loop Antenna With EBG Structure For Reducing the SAR}
본 발명은 EBG 구조를 포함하는 전자파 저감 루프 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자기기에 발생하는 SAR(전자파흡수율, Specific Absorption Rate)을 저감시키는 EBG(Electromagnetic Bandg Gap) 구조체의 셀을 포함하고, 전자기기의 케이스와 일체형이거나 상기 케이스에 부착 가능한 루프 안테나 장치에 관한 것이다.
본 명세서에 개시된 발명은 안테나를 필요로 하는 휴대기기뿐만 아니라, 모든 무선 통신을 사용하는 전자기기에 적용할 수 있는 것이다. 예컨대, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터 또는 스마트 패드 등과 같이 인체와 밀접하게 사용하는 휴대용 무선 통신 기기 등과 같은 다양한 전자기기에 적용할 수 있는 것이다.
세계적으로 무선 통신기기인 전자기기는 현대인의 일상생활에 필수품이 되었으며, 특히, 안테나의 대역폭과 효율을 증가시킨 모바일폰(mobile phone)의 사용이 증가하였다. 그러나 스마트폰과 같은 인체 밀접용 기기가 늘어남에 따라 기기에서 발생하는 전자기파가 인체에 미치는 영향에 대한 관심이 증대되고 있다.
현재 연구 결과에 따르면 이러한 기기로부터 발생하는 전자파가 인체에 미치는 영향에 대한 연관성이 역학 연구뿐 아니라 동물 실험 등을 통해서 명확하게 밝혀지지는 않았으나, 2011년 5월 세계보건기구(WHO)산하 연구 기관인 국제 암 연구소(IARC)는 휴대 전화 사용과 뇌종양 발생 관련성에 대한 역학 조사를 근거로 휴대전화에서 발생하는 전자파를 암 유발 물질인 2B등급으로 분류하였다. 또한 뇌종양뿐만 아니라 백혈병, 두통, 시력저하, 남성 생식기능 파괴 등 각종 질병에 영향을 미칠 가능성이 있다고 보고되고 있는 실정이다. 따라서 이러한 기기에서 발생하는 전자파를 차단 혹은 줄여 인체에 미치는 악영향을 예방하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다.
사용되는 태블릿 컴퓨터, 스마트 패드 등과 같이 통신 기능뿐만 아니라 무선 랜, 3G 데이터 및 4G LTE 서비스를 사용함으로써 인체와 밀접하여 사용하는 시간이 증가하게 되었다. 따라서 단기 노출뿐만 아니라 장기간의 노출 및 다양한 서비스에서 발생하는 전자파에 대한 저감 기술의 개발이 요구되고 있다.
특정 주파수의 전자파에 의해 발생되는 발열 효과(thermal effect)는 인체에 유해한 요소 중에 하나이다. 그러나 발열량을 측정하는 것은 쉽지 않으므로 생체 조직에서의 전자파 에너지의 흡수율을 뜻하는 SAR(specific absorption rate)을 측정한다. IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)은 SAR이 기준치를 넘지 못하도록 규제하고 있다.
SAR을 저감하기 위한 종래 기술에는 무선 통신기기에 보조 안테나를 추가하는 것, 페라이트(ferrite)를 부착하는 것 또는 EBG 구조를 이용하는 것을 이용하여 SAR을 감소시키는 것이 있다.
EGB 구조는 특정 주파수 대역에서 높은 임피던스 특성을 갖게 되어 표면에 흐르는 전류에 대한 광대역 저지 특성을 갖는다. 그러므로 이를 이용하는 기술은 유전체 등으로 이루어진 기판에 인공적으로 주기적인 금속 패턴을 구현하여 금속 본래의 전자기적 특성을 변화시키는 것이다. 즉, EBG 구조 표면의 고 임피던스로 인해 특정 대역에서 밴드갭(bandgap)이 발생하고, 발생한 밴드갭은 표면전류를 감소시켜, 표면파(surface wave)의 발생을 억제시킨다. 또한, EBG 구조의 패치 크기나 갭(gap) 크기를 조절하면서, 인덕터(inductor) 및 캐패시터(capacitor)에 대응되는 전자기의 특성을 모델링(modeling)한다.
한편 종래의 전자파 기술의 경우 설계 단계에 적용되어 진단기기 내부에서 고정된 위치에서 적용되어야 하므로, 이미 완성되어 제품화된 IT 기기에 전자파 저감 효과를 적용시키고자 할 때는 이를 적용하기 힘든 문제점이 있었다.
한국 공개 특허 10-2013-0134285 한국 공개 특허 10-2013-0067580
따라서 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 휴대용 무선 통신기기의 케이스와 일체형이거나 케이스에 부착하여 인체에 대한 SAR을 저감하는 EBG 구조를 포함하는 안테나 루프 장치를 제공하는 것이다.
또한, 휴대용 무선 통신기기 내부에 설치된 안테나의 위치에 맞춰 무선 통신기기 케이스에 부착하는 EBG 구조의 전자파 차폐 필름을 제공하는 것이다. 이로써 무선 통신기기에서 발생하는 인체에 유해한 전자파를 저감시키는 기능을 수행할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 기판과; 상기 기판 상부에 형성된 루프(loop) 안테나; 및 상기 기판 하부에 복수의 단위셀이 주기적인 패턴(pattern)으로 형성된 EBG(energy band gap) 구조체;를 포함하고, 상기 단위셀은 가장자리를 형성하는 제1 패치(patch); 상기 제1 패치의 내측으로 연장 형성되는 복수 개의 제2 패치; 및 상기 제2 패치를 연결하는 제3 패치를 포함하는 전자파 저감 루프 안테나 장치를 제공한다.
상기 EBG 구조체의 상기 단위셀 간의 간격 및 상기 제1 내지 제3 패치(patch) 크기를 조절하여 동작 주파수 대역을 결정한다.
상기 루프 안테나의 비아(via) 및 갭(gap) 크기를 조절하여 동작 주파수 대역을 결정한다.
상기 루프 안테나 및 상기 EBG 구조체의 패턴을 형성하는 금속은 Cu, Al, Ag, Ni로 이루어진 군에서 선택된 금속을 포함한다.
상기 기판은 방열 인쇄 회로 기판(PCB)을 사용한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 유전체 필름과; 상기 유전체 필름 상부에 복수의 단위셀이 주기적인 패턴(pattern)으로 형성된 EBG(energy band gap) 구조체;를 포함하고, 상기 단위셀은 가장자리를 형성하는 제1 패치(patch); 상기 제1 패치의 내측으로 연장 형성되는 복수 개의 제2 패치; 및 상기 제2 패치를 연결하는 제3 패치를 포함하는 전자파 차폐 필름을 제공한다.
상기 유전체 필름은 PET(Poly Ethylene Terephthalate) 또는 우레탄(urethane)으로 형성된다.
상기 EBG 구조체의 패턴은 투명 전극 소재인 산화인듐주석(ITO) 또는 탄소나노튜브(CNT)로 형성된다.
전자파를 발생시키는 인체에 접촉되는 휴대용 전자기기의 안테나 영역 또는 무선 웨어러블 디바이스(Wearable device)의 접촉면에 탈부착 가능하다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 휴대용 통신기기 케이스에 있어서, 루프 안테나 기판 장치를 감싸고 있는 통신기기 케이스; 상기 통신기기 케이스 내부에 위치하는 기판과; 상기 기판 상부에 형성된 루프 안테나; 및 상기 기판 하부에 복수의 단위셀이 주기적인 패턴(pattern)으로 형성된 EBG(energy band gap) 구조체;를 포함하고, 상기 단위셀은 가장자리를 형성하는 제1 패치(patch); 상기 제1 패치의 내측으로 연장 형성되는 복수 개의 제2 패치; 및 상기 제2 패치를 연결하는 제3 패치를 포함하는 전자파 저감 휴대용 통신기기 케이스를 제공한다.
상기 루프 안테나의 비아(via) 및 갭(gap) 크기를 조절하여 동작 주파수 대역을 결정한다.
상기 상기 EBG 구조체의 상기 단위셀 간의 간격 및 제1 내지 제3 패치(patch) 크기를 조절하여 동작 주파수 대역을 결정한다.
상기 기판은 방열 인쇄 회로 기판(PCB)을 사용한다.
상기 루프 안테나 및 상기 EBG 구조체의 패턴을 형성하는 금속은 Cu, Al, Ag, Ni로 이루어진 군에서 선택된 금속을 포함한다.
상기 통신기기 케이스는 폴리에스터(Polyester) 또는 폴리카보네이트(Polycarbonate)중 선택된 어느 하나의 재질로 형성된다.
이와 같은 본 발명에 따른 EBG 구조를 포함하는 루프 안테나는 휴대용 무선 통신기기의 케이스와 일체형이거나 케이스에 부착 가능하여 인체에 유해한 특정 주파수에 대한 전자파를 저감시키기는 효과가 있다.
본 발명은 휴대용 무선 통신기기의 케이스뿐만 아니라, 안테나를 필요로 하는 다른 전자기기에도 충분히 적용할 수 있는 기대가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 EBG 구조를 포함하는 루프 안테나 장치를 개략적으로 도시한 평면도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 루프 안테나의 구조 및 EBG 구조 단위셀의 구조를 도시한 평면도,
도 3은 본 발명과 비교하기 위해 제공된 종래 기술의 EBG 구조 단위셀의 실사도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 루프 안테나의 구조 및 EBG 구조체의 실사도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 루프 안테나 반사 손실 특성 그래프,
도 6는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공간의 각 평면에서의 루프 안테나 방사 패턴 그래프,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공간의 각 평면에 따른 루프 안테나 SAR 분포도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
그리고 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 상술한 바와 같이 휴대용 무선 통신기기 즉, 모바일 폰(mobile phone)으로 예를 들기로 한다. 즉, 본 발명의 실시예는 안테나를 필요로 하는 무선 통신을 사용하는 전자기기의 전자파를 저감시키는 기능을 증명하고자 하는 것이고, 따라서 본 발명의 루프 안테나 장치는 전자파를 방출하는 어떠한 전자기기에도 적용할 수 있음을 의미한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 EBG 구조를 포함하는 루프 안테나 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다. 도(a)는 루프 안테나(200)를 형성한 기판의 상부(101), 도(b)는 EGB 구조체를 형성한 기판의 하부(102)를 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 우리가 주로 사용하는 휴대용 통신기기의 주파수 대역 PCS 1990 (1850 - 1910 MHz)에서 사용되도록 설계된 루프 안테나 장치를 도시하고 있다. 루프 안테나(200) 및 EBG 구조체(300)가 형성되는 기판(100)의 크기는 세로 98mm, 가로 50mm, 두께 1mm이고, 기판 상부(101)에 형성된 루프 안테나(200)의 크기는 세로 13mm, 가로 50mm이며, 기판 하부(102)에 형성된 EBG 구조체(300)는 복수의 단위셀이 주기적인 패턴으로 형성되어 있다. 구체적으로, 상기 단위셀은 가장자리를 형성하는 제1 패치(patch), 상기 제1 패치의 내측으로 연장 형성되는 복수 개의 제2 패치 및 상기 제2 패치를 연결하는 제3 패치로 형성되어 있다.
물론, 상기한 바와 같이 각 구조의 선폭이 반드시 이처럼 형성되지 않아도 된다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 루프 안테나의 구조 및 EBG 구조 단위셀의 구조를 도시한 평면도이다.
도 2를 참조하면, 도(a)는 루프 안테나(200)의 구조를 나타낸 평면도이며, 인덕터(inductor) 기능을 하는 루프 안테나 비아(via, 201)의 반경은 0.5mm 이며, 캐패시터(capacitor)의 기능을 하는 루프 안테나의 EBG 구조 갭(gap, 202)은 0.5mm이다.
또한, 도(b)는 EBG 구조체(300) 단위셀의 구조를 나타낸 평면도이며, EBG 구조체의 단위셀의 크기는 가로, 세로 모두 12.5mm, 두께 1mm로 제작되었으며, 사각 내부에 王 형상의 패턴으로 형성되어 있다. 구체적으로 가장자리를 형성하는 제1 패치(patch), 상기 제1 패치의 내측으로 연장 형성되는 복수 개의 제2 패치 및 상기 제2 패치를 연결하는 제3 패치로 형성되어 있다.
상기한 바와 같이 각 구조의 선폭이 반드시 이처럼 형성되지 않아도 되며, 휴대용 통신기기의 주파수 대역에 따라 수치가 달라질 수 있다.
또한, EBG 구조체(300)의 상기 단위셀 간의 간격 및 패치(patch)의 크기를 조절하여 동작 주파수의 대역을 결정할 수 있으며, 루프 안테나의 비아(via) 및 갭(gap) 크기를 조절하여 동작 주파수의 대역을 결정할 수 있다.
도 3은 본 발명과 비교하기 위해 제공된 종래 기술의 EBG 구조 단위셀의 실사도이다. 도 2-(b)와 비교해보면 EBG 구조체의 단위셀(301)의 형태와는 다름을 알 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 루프 안테나의 구조 및 EBG 구조체의 실사도이다. 도(a)는 루프 안테나(200)를 형성한 기판 상부(101)의 실사도이고, 도(b)는 EBG 구조체(300)의 실사도이다.
도 4를 참조하면, 주파수 대역이 PCS 1990 (1850 - 1910 MHz)인 루프 안테나 장치를 제작하기 위해 FR4 PCB(prineted circuit board) 기판 상하부(100)에 1 온스(ounce) 두께의 구리선으로 루프 안테나(200) 및 EBG 구조체(300)의 패턴을 형성하였다. FR4 PCB 기판(100)의 유전율은 εr = 4.4 이고, tanδ= 0.02이며, 크기는 세로 98mm, 가로 50mm, 두께 1mm이다. FR4 PCB 기판 상부(101)에 형성된 루프 안테나(200)의 크기는 세로 13mm, 가로 50mm 이고, FR4 PCB 기판 하부(102)에 형성된 EBG 구조체(300)는 복수의 단위셀(301)이 주기적인 패턴으로 형성되어 있다.
본 발명의 상기 기판(100)은 방열 인쇄 회로 기판의 어떠한 종류라도 사용 가능하며, 루프 안테나(200) 및 EBG 구조체(300)의 패턴을 형성하는 금속은 구리(Cu)뿐만 아니라, 알루미늄(Al), 은(Ag), 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기와 같이 제작된 루프 안테나 장치는 휴대용 무선 통신기기의 케이스 내부에 루프 안테나(200) 및 EBG 구조체(300)의 패턴이 형성된 기판(100)을 설치함으로써, 휴대용 무선 통신기기의 전자파를 저감시키는 안테나 케이스로 사용될 수 있다.
다음에는 전자파 저감 루프 안테나 장치의 성능 및 그 결과를 일련의 실험을 통해 확인하기로 한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 루프 안테나 반사 손실(return loss) 특성 그래프이다.
도 5를 참조하면, 도 3에 도시한 종래 기술의(reference) EBG 구조체를 부착한 루프 안테나, 본 발명의(modified) EBG 구조체를 부착한 루프 안테나 및 EBG 구조체를 부착하지 않은 루프 안테나의 반사 손실 그래프를 나타낸 것이다. 도 5의 그래프에서 루프 안테나의 반사 손실은 실험 측정값(measurement)이 시뮬레이션(simulation) 결과값보다 더 적게 나왔으며, 공명 주파수가 구조 문제로 인한 에러 발생에 의해 위치가 이동되었지만, 주파수 대역 범위인 -6dB인 110 MHz(1850 - 2010 MHz)를 만족시키고 있다. 즉, EBG 구조체의 부착으로 인한 루프 안테나의 반사 손실은 거의 없으며, 상기 루프 안테나의 성능 저하를 일으키지 않는다는 것을 알 수 있다.
표 1은 안테나 이득인 게인(gain) 및 안테나에서부터 공간의 복사 전자계로 방사되는 총전력인 총 복사 전력(total radiated power, TPR)을 비교한 표이다. 더 상세하게는, EBG 구조체를 부착하지 않은 폰 케이스(phone case), 종래 기술(reference)의 EBG 구조체를 부착한 폰 케이스(phone case) 및 본 발명(modified)의 EBG 구조체를 부착한 폰 케이스(phone case)의 게인과 TPR을 비교한 표이다. 표 1의 값을 비교한 결과, EBG 구조체의 부착으로 인한 상기 루프 안테나의 성능 저하는 보이지 않는다.
Frequency Condition Gain[dBi] TRP[dBi]


1880 MHz
 Phone case 4.47 29.01
Phone case with reference EBG structure
4.66
28.91
Phone case with modified EBG structure
4.65
28.85
EBG 구조체를 부착하지 않은 폰 케이스의 안테나 게인의 최대값은 4.47 dBi 이고, TRP는 29.01dBm인데, 종래 기술 및 본 발명의 EBG 구조체를 부착한 폰 케이스의 안테나 게인의 최대값 및 TRP는 거의 차이가 없음을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공간의 각 평면에서의 루프 안테나의 방사 패턴(radiation patterns) 그래프이고, 도(a) 내지 (d)는 시뮬레이션 방사 패턴을, 도(e) 내지 (h)는 실험 측정 방사 패턴을 도시하고 있다. 도(a)는 시뮬레이션 |E|xz 평면, 도(b)는 시물레이션 |H|xz 평면, 도(c)는 시뮬레이션 팬텀 |E|yz 평면, 도(d)는 시물레이션 팬텀 |H|yz 평면, 도(e)는 실험 측정 |E|xz 평면, 도(f)는 실험 측정 |H|xz 평면, 도(g)는 실험 측정 팬텀 |E|yz 평면, 도(h)는 실험 측정 팬텀 |H|yz 평면 그래프이다.
도 6을 참조하면, 도(c) 및 (d), 도(f) 및 도(g) 각각 SAM(System Advisor Model) 프로그램의 팬텀(phantom)에 의한 시뮬레이션 및 실험 측정의 방사 패턴 그래프를 나타낸 것이며, 각각 E 와 H 평면을 나누어 실험 측정 결과와 시뮬레이션을 비교하였다. 여기에서, 상기 E 평면은 0에서 90까지의 면적으로 나타낸 인체의 머리에 대한 면적이다. 따라서 인체의 머리에서 루프 안테나 방사 패턴을 보여주는 각각의 그래프는 본 발명의 EBG 구조체를 부착한 루프 안테나의 방사 패턴이 EBG 구조체를 부착하지 않은 방사 패턴에 비해 감소했음을 보여준다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공간의 각 평면에 따른 루프 안테나 SAR 분포도이다.
도 7을 참조하면, 시뮬레이션에서 폰의 위치가 인체의 오른쪽 귀에 위치해 있고, SAR(전자파흡수율, specific absorption rate)값이 1g일 경우의 SAM 팬텀의 분포 단면도이다. 입력 전력 1W에 대한 SAR의 강도 및 분포도에서 xy 평면은 오른쪽 귀로부터 34mm 떨어진 지점을 나타내고, yz 평면은 루프 안테나 SAR의 깊이를 나타낸다. 상기 루프 안테나 SAR 분포도는 SAR의 피크(peak)에서 정규화(normalization)된다.
표 2는 EBG 구조체를 부착하지 않은 폰 케이스(phone case), 종래 기술(reference)의 EBG 구조체를 부착한 폰 케이스(phone case) 및 본 발명(modified)의 EBG 구조체를 부착한 폰 케이스(phone case)의 SAR과 비율을 비교한 표이다.
Frequency Condition SAR[W/kg] RATE[%]


1880 MHz
 Phone case 7.7 100
Phone case with reference EBG structure
6.82
88
Phone case with modified EBG structure
6.32
80
SAM 팬텀을 안테나 SAR로 해석하였을 때, 표 2는 본 발명의 EBG 구조체를 부착한 폰 케이스의 안테나 SAR이 EBG 구조체를 부착하지 않은 폰 케이스의 안테나 SAR에 비해 20% 감소한 것을 보여준다. 상기 루프 안테나 SAR은 전계(E-field)에 따라 변화되며, 1.88GHz 주파수 대역인 상기 루프 안테나 방사 패턴이 인체의 머리 지점에서 감소를 보이므로 상기 루프 안테나 SAR도 감소하는 것으로 볼 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라 유전체 필름에 복수의 단위셀이 주기적인 패턴(pattern)으로 형성된 EBG(energy band gap) 구조체가 패터닝된 전자파 차폐 필름을 제작할 수 있다. 상기 복수의 단위셀은 장자리를 형성하는 제1 패치(patch), 상기 제1 패치의 내측으로 연장 형성되는 복수 개의 제2 패치 및 상기 제2 패치를 연결하는 제3 패치로 형성되어 있다. 상기 유전체 필름은 PET(Poly Ethylene Terephthalate) 또는 우레탄(urethane)으로 형성될 수 있으며, 상기 EBG 구조체의 패턴은 투명 전극 소재인 산화인듐주석(ITO) 또는 탄소나노튜브(CNT)로 형성된다.
상기 전자파 차폐 필름은 투명 또는 반투명하고, 플렉서블한 재질이므로 전자파를 발생시키는 인체에 접촉되는 휴대용 전자기기의 안테나 영역 또는 무선 웨어러블 디바이스(wearable device)의 접촉면에 탈부착 가능하다.
따라서, 상기 전자파 차폐 필름은 이미 완성되어 제품화된 통신 전자기기에 전자파 저감 효과를 적용시키고자 할 때 사용될 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 도시된 실시 예를 참고하여 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것들에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 요지 및 범위에 벗어나지 않으면서도 다양한 변형, 변경 및 균등한 타 실시 예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적인 사상에 의해정해져야 할 것이다.
100 : 기판 101 : 기판 상부
102 : 기판 하부 200 : 루프 안테나
201 : 루프 안테나의 비아 구조 202 : 루프 안테나의 갭 구조
300 : EBG 구조체 301 : EBG 구조체의 단위셀

Claims (15)

  1. 기판과;
    상기 기판 상부에 형성된 루프(loop) 안테나; 및
    상기 기판 하부에 복수의 단위셀이 주기적인 패턴(pattern)으로 형성된 EBG(energy band gap) 구조체;를 포함하고,
    상기 단위셀은,
    가장자리를 형성하는 제1 패치(patch);
    상기 제1 패치의 내측으로 연장 형성되는 복수 개의 제2 패치; 및
    상기 제2 패치를 연결하는 제3 패치를 포함하여 사각 내부에 王 형상의 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자파 저감 루프 안테나 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 EBG 구조체의 상기 단위셀 간의 간격 및 제1 내지 제3 패치(patch) 크기를 조절하여 동작 주파수 대역을 결정하는 것을 특징으로 하는 전자파 저감 루프 안테나 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 루프 안테나의 비아(via)의 반경은 0.5mm 이고 갭(gap)은 0.5mm인 것을 특징으로 하는 전자파 저감 루프 안테나 장치
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 루프 안테나 및 상기 EBG 구조체의 패턴을 형성하는 금속은 Cu, Al, Ag, Ni로 이루어진 군에서 선택된 금속을 포함하는 전자파 저감 루프 안테나 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 방열 인쇄 회로 기판(PCB)을 사용하는 것을 특징으로 하는 전자파 저감 루프 안테나 장치.
  6. 유전체 필름과;
    상기 유전체 필름 상부에 복수의 단위셀이 주기적인 패턴(pattern)으로 형성된 EBG(energy band gap) 구조체;를 포함하고,
    상기 단위셀은,
    가장자리를 형성하는 제1 패치(patch);
    상기 제1 패치의 내측으로 연장 형성되는 복수 개의 제2 패치; 및
    상기 제2 패치를 연결하는 제3 패치를 포함하여 사각 내부에 王 형상의 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 유전체 필름은 PET(Poly Ethylene Terephthalate) 또는 우레탄(urethane)으로 형성되는 전자파 차폐 필름.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 EBG 구조체의 패턴은 투명 전극 소재인 산화인듐주석(ITO) 또는 탄소나노튜브(CNT)로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름.
  9. 제 7 항에 있어서,
    전자파를 발생시키는 인체에 접촉되는 휴대용 전자기기의 안테나 영역 또는 무선 웨어러블 디바이스(Wearable device)의 접촉면에 탈부착하는 전자파 차폐 필름.
  10. 휴대용 통신기기 케이스(case)에 있어서,
    루프 안테나 기판 장치를 감싸고 있는 통신기기 케이스;
    상기 통신기기 케이스 내부에 위치하는 기판과;
    상기 기판 상부에 형성된 루프 안테나; 및
    상기 기판 하부에 복수의 단위셀이 주기적인 패턴(pattern)으로 형성된 EBG(energy band gap) 구조체;를 포함하고,
    상기 단위셀은,
    가장자리를 형성하는 제1 패치(patch);
    상기 제1 패치의 내측으로 연장 형성되는 복수 개의 제2 패치; 및
    상기 제2 패치를 연결하는 제3 패치를 포함하여 사각 내부에 王 형상의 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자파 저감 휴대용 통신기기 케이스.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 루프 안테나의 비아(via) 의 반경은 0.5mm 이고 갭(gap)은 0.5mm인 것을 특징으로 하는 전자파 저감 휴대용 통신기기 케이스.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 EBG 구조체의 상기 단위셀 간의 간격 및 제1 내지 제3 패치(patch) 크기를 조절하여 동작 주파수 대역을 결정하는 것을 특징으로 하는 전자파 저감 휴대용 통신기기 케이스.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판은 방열 인쇄 회로 기판(PCB)을 사용하는 것을 특징으로 하는 전자파 저감 휴대용 통신기기 케이스.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 루프 안테나 및 상기 EBG 구조체의 패턴을 형성하는 금속은 Cu, Al, Ag, Ni로 이루어진 군에서 선택된 금속을 포함하는 전자파 저감 휴대용 통신기기 케이스.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 통신기기 케이스는 폴리에스터(Polyester) 또는 폴리카보네이트(Polycarbonate)중 선택된 어느 하나의 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자파 저감 휴대용 통신기기 케이스.
KR1020140180792A 2014-12-15 2014-12-15 Sar을 저감하는 ebg 구조를 포함하는 루프 안테나 KR101629105B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140180792A KR101629105B1 (ko) 2014-12-15 2014-12-15 Sar을 저감하는 ebg 구조를 포함하는 루프 안테나

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140180792A KR101629105B1 (ko) 2014-12-15 2014-12-15 Sar을 저감하는 ebg 구조를 포함하는 루프 안테나

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101629105B1 true KR101629105B1 (ko) 2016-06-21

Family

ID=56353938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140180792A KR101629105B1 (ko) 2014-12-15 2014-12-15 Sar을 저감하는 ebg 구조를 포함하는 루프 안테나

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101629105B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018088634A1 (ko) * 2016-11-14 2018-05-17 삼성전자 주식회사 하이브리드 안테나
WO2019147068A1 (ko) * 2018-01-26 2019-08-01 삼성전자 주식회사 안테나 장치 및 안테나 장치를 포함하는 전자 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110037262A (ko) * 2009-10-06 2011-04-13 전자부품연구원 주파수 선택표면 단위 셀 및 이를 이용한 표면파 억제장치
KR20130067580A (ko) 2011-12-14 2013-06-25 한국전자통신연구원 전자파 저감 장치 및 그 제조 방법
KR20130113222A (ko) * 2012-04-05 2013-10-15 엘지전자 주식회사 안테나 및 이를 구비한 이동 단말기
KR20130134285A (ko) 2012-05-30 2013-12-10 엘에스산전 주식회사 태그 노드를 이용한 위치 측정 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110037262A (ko) * 2009-10-06 2011-04-13 전자부품연구원 주파수 선택표면 단위 셀 및 이를 이용한 표면파 억제장치
KR20130067580A (ko) 2011-12-14 2013-06-25 한국전자통신연구원 전자파 저감 장치 및 그 제조 방법
KR20130113222A (ko) * 2012-04-05 2013-10-15 엘지전자 주식회사 안테나 및 이를 구비한 이동 단말기
KR20130134285A (ko) 2012-05-30 2013-12-10 엘에스산전 주식회사 태그 노드를 이용한 위치 측정 시스템

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018088634A1 (ko) * 2016-11-14 2018-05-17 삼성전자 주식회사 하이브리드 안테나
US11056787B2 (en) 2016-11-14 2021-07-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Hybrid antenna
WO2019147068A1 (ko) * 2018-01-26 2019-08-01 삼성전자 주식회사 안테나 장치 및 안테나 장치를 포함하는 전자 장치
US11324112B2 (en) 2018-01-26 2022-05-03 Samsung Electronics Co., Ltd Antenna device and electronic device comprising antenna device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ali et al. Design and comparative analysis of conventional and metamaterial‐based textile antennas for wearable applications
il Kwak et al. Design of optimized multilayer PIFA with the EBG structure for SAR reduction in mobile applications
EP2512036B1 (en) Wireless terminal and implementation method for reducing peak value of specific absorption rate (sar)
TW201308758A (zh) 多頻帶狹槽迴路天線設備和方法
Rano et al. Extremely compact EBG‐backed antenna for smartwatch applications in medical body area network
El Halaoui et al. Multiband planar inverted‐F antenna with independent operating bands control for mobile handset applications
Kaschel et al. Design of rectangular microstrip patch antenna for 2.4 GHz applied a WBAN
Samsuri et al. Compact meander line telemetry antenna for implantable pacemaker applications
Casula et al. A robust printed antenna for UHF wearable applications
US20100156739A1 (en) Apparatus for reducing electromagnetic waves and method thereof
Atanasov et al. A wearable, low-profile, fractal monopole antenna integrated with a reflector for enhancing antenna performance and SAR reduction
Jabbar et al. A photopaper‐based low‐cost, wideband wearable antenna for wireless body area network applications
US20090237323A1 (en) Apparatus and method for reducing electromagnetic waves
Memarzadeh-Tehran et al. A cavity-backed antenna loaded with complimentary split ring resonators
KR101629105B1 (ko) Sar을 저감하는 ebg 구조를 포함하는 루프 안테나
TWI706594B (zh) 具有重複單位格之平面射頻天線
Sankaralingam et al. Performance of electro-textile wearable circular patch antennas in the vicinity of human body at 2.45 GHz
US20120075157A1 (en) Apparatus for protecting human body from electromagnetic waves
Abolade et al. Compact bio‐inspired dual‐band uniplanar electromagnetic bandgap‐backed antenna for wearable applications
Zhang et al. A compact dual-band wearable button antenna design for WBAN applications
Kwon et al. Design of a dual-band antenna for wearable wireless body area network repeater systems
Kwon et al. Antennas for wireless body area network applications
Saravanya A miniaturized wearable button antenna for WiGig applications
KR20180071052A (ko) 인체 영향에 둔감한 안테나
CN105261831A (zh) 一种应用于体域网通信可集成于衣物的双频纽扣天线

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190508

Year of fee payment: 4