KR101776263B1 - Metamaterial antenna - Google Patents

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KR101776263B1
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류병훈
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주식회사 이엠따블유
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    • H01Q5/335—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors at the feed, e.g. for impedance matching

Abstract

메타머티리얼 안테나가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나는, 병렬 인덕터 가변 회로가 베이스 부재 상에 형성된 방사체와 연결되어 형성된다. 병렬 인덕터 가변 회로는 스위칭 제어 신호에 따라 병렬 인덕턴스 값을 가변시킨다.A metamaterial antenna is disclosed. A metamaterial antenna according to an embodiment of the present invention is formed by connecting a parallel inductor variable circuit to a radiator formed on a base member. The parallel inductor variable circuit varies the parallel inductance value according to the switching control signal.

Description

메타머티리얼 안테나{METAMATERIAL ANTENNA}[0001] METAMATERIAL ANTENNA [

본 발명의 실시예는 메타머티리얼 안테나에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공진 주파수의 조정이 가능한 메타머티리얼 안테나에 관한 것이다.
An embodiment of the present invention relates to a metamaterial antenna, and more particularly, to a metamaterial antenna capable of adjusting a resonance frequency.

일반적으로 안테나는 도 1에 도시한 바와 같이, 등가적으로 직렬 인덕터(LR) 및 병렬 커패시터(CR)로 나타낼 수 있다. 여기서, 직렬 인덕터(LR)는 안테나의 자체 길이에 따른 인덕터 성분이고, 병렬 커패시터(CR)는 안테나 및 그라운드(미도시) 간의 간격에 의한 커패시터 성분이다. 이때, 안테나를 통해 송수신되는 전자기파는 플레밍의 오른손 법칙을 따르는 RH(Right Handed) 특성을 가지며, 이 경우 안테나는 양(+)의 차수의 공진 모드만을 가지게 된다. 이와 같이 안테나가 양의 차수의 공진 모드만을 갖는 경우, 안테나의 전기적 길이가 공진 주파수에 의존하여 결정되므로, 안테나의 크기가 공진 주파수에 따라 변화되며, 공진 주파수가 낮아질수록 안테나의 길이가 길어진다는 단점이 있다.In general, the antenna may be equivalently represented as a series inductor (L R ) and a parallel capacitor (C R ) as shown in FIG. Here, the series inductor L R is an inductor component according to its own length, and the parallel capacitor C R is a capacitor component due to an interval between an antenna and a ground (not shown). At this time, the electromagnetic waves transmitted and received through the antenna have RH (Right Handed) characteristics according to Fleming's right-hand rule. In this case, the antenna has only positive resonance modes. In the case where the antenna has only a resonance mode of a positive order, the electrical length of the antenna is determined depending on the resonance frequency, so that the size of the antenna changes according to the resonance frequency, and the shorter the resonance frequency, .

이에, 공진 주파수에 무관하게 안테나를 소형화 할 수 있는 메타머티리얼 안테나가 개발되었다. 메타머티리얼 안테나는 도 2에 도시한 바와 같이, 등가적으로 직렬 인덕터(LR) 및 병렬 커패시터(CR) 이외에 직렬 커패시터(CL) 및 병렬 인덕터(LL)를 더 포함한다.Accordingly, a metamaterial antenna capable of miniaturizing the antenna regardless of the resonance frequency has been developed. The metamaterial antenna further includes a series capacitor C L and a parallel inductor L L in addition to a series inductor L R and a parallel capacitor C R as shown in Fig.

여기서, 직렬 커패시터(CL) 및 병렬 인덕터(LL)가 메타머티리얼(Metamaterial)에 해당한다. 메타머티리얼은 일반적인 자연에서는 찾을 수 없는 특수한 전자기적 특성을 갖도록 인공적으로 설계된 물질 또는 전자기적 구조를 말한다. 메타머티리얼은 음의 유전율 및 음의 투자율을 가지며, 그로 인해 전자기파는 메타머티리얼 내에서 왼손 법칙에 의해 전달되는 LH(Left Handed) 특성을 갖는다.Here, the series capacitor C L and the parallel inductor L L correspond to a metamaterial. Metamaterials are materials or electromagnetic structures that are artificially designed to have special electromagnetic properties that are not found in nature. Metamaterials have a negative permittivity and a negative permeability, so that electromagnetic waves have a left handed (LH) characteristic that is transmitted by the left-hand rule within the meta-material.

이 경우, 안테나는 0차 공진 모드 및 음(-)의 차수의 공진 모드를 갖게 되는데, 0차 공진 모드 및 음의 차수의 공진 모드는 양의 차수의 공진 모드와는 상이한 메카니즘을 가지기 때문에, 공진 주파수와 무관하게 안테나를 소형화 할 수 있게 된다. In this case, the antenna has a resonance mode of a 0th-order resonance mode and a negative (-) order. Since the 0th order resonance mode and the negative order resonance mode have a mechanism different from that of the positive order, It is possible to downsize the antenna regardless of the frequency.

한편, 최근의 이동통신 단말기는 소형화 추세에 있으면서, 단순한 통화 기능이외에 DMB, 데이터 통신, 인터넷 통신, 인증, 결제, 해외 로밍, 근거리 통신 등 다양한 서비스를 제공하고 있다. 따라서, 메타머티얼 안테나를 통해 안테나의 크기를 소형화하면서도 공진 주파수를 조정하여 다양한 서비스를 제공해줄 수 있는 방안이 요구된다.
Meanwhile, recent mobile communication terminals are offering various services such as DMB, data communication, internet communication, authentication, payment, overseas roaming, and short distance communication in addition to a simple communication function while being in a trend of miniaturization. Therefore, there is a need for a method for providing a variety of services by adjusting the resonance frequency while reducing the size of the antenna through the metamaterial antenna.

본 발명의 실시예는 공진 주파수를 조정하여 다양한 주파수 대역을 수신할 수 있는 메타머티리얼 안테나를 제공하고자 한다.
An embodiment of the present invention provides a metamaterial antenna capable of receiving various frequency bands by adjusting a resonance frequency.

본 발명의 일 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나는, 베이스 부재; 상기 베이스 부재 상에 형성된 방사체; 및 상기 방사체에 연결되고, 스위칭 제어 신호에 따라 병렬 인덕턴스 값을 가변시키는 적어도 하나의 병렬 인덕터 가변 회로를 포함한다.
A metamaterial antenna according to an embodiment of the present invention includes a base member; A radiator formed on the base member; And at least one parallel inductor variable circuit connected to the radiator and varying a parallel inductance value according to a switching control signal.

본 발명의 실시예에 의하면, 스위칭 제어 신호에 따라 서로 다른 병렬 인덕턴스 값을 갖는 복수 개의 병렬 인덕터 소자 중 어느 하나를 선택할 수 있기 때문에, 병렬 인덕턴스 값을 변화시킬 수 있으며, 그로 인해 0차 공진 주파수 및 음의 차수의 공진 주파수를 조정할 수 있게 된다. 이 경우, 메타머티리얼 안테나를 통해 다양한 주파수 대역의 신호를 송수신 할 수 있게 되어, 다양한 서비스를 제공할 수 있게 된다.
According to the embodiment of the present invention, since any one of the plurality of parallel inductor elements having different parallel inductance values can be selected according to the switching control signal, the parallel inductance value can be changed, The resonance frequency of the negative order can be adjusted. In this case, it is possible to transmit and receive signals of various frequency bands through the meta-material antenna, thereby providing various services.

도 1은 종래의 안테나의 등가 회로를 나타낸 도면.
도 2는 종래의 메타머티리얼 안테나의 등가 회로를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 병렬 인덕터 가변 회로를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나의 분산 다이어그램을 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나의 등가 회로를 나타낸 도면.
도 7은 도 3의 제1 병렬 인덕터 가변 회로 및 제2 병렬 인덕터 가변 회로에서 제1 병렬 인덕턴스 값 및 제2 병렬 인덕턴스 값이 가변됨에 따른 반사 손실(S 11)을 나타낸 그래프.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나의 등가 회로를 나타낸 도면.
도 9는 도 8의 제1 단위셀의 0차 공진 주파수가 GSM 900 대역이고, 제2 단위셀의 0차 공진 주파수가 PCS 1900 대역인 경우의 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)을 나타낸 그래프.
도 10은 도 8의 제1 단위셀에서 제1 스위칭 제어 신호에 따라 병렬 인덕턴스 값을 가변시켜, 제1 단위셀의 0차 공진 주파수가 GSM 900대역에서 GSM 850대역으로 조정된 것을 보여주는 그래프.
도 11은 도 8의 제2 단위셀에서 제2 스위칭 제어 신호에 따라 병렬 인덕턴스 값을 가변시켜, 제2 단위셀의 0차 공진 주파수가 PCS 1900 대역에서 DCS 1800 대역으로 조정된 것을 보여주는 그래프.1 is a view showing an equivalent circuit of a conventional antenna.
2 shows an equivalent circuit of a conventional metamaterial antenna.
3 illustrates a metamaterial antenna according to an embodiment of the present invention.
4 illustrates a first parallel inductor variable circuit according to one embodiment of the present invention.
5 is a graph illustrating a dispersion diagram of a metamaterial antenna according to an embodiment of the present invention.
6 illustrates an equivalent circuit of a metamaterial antenna according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph illustrating return loss (S 11) as a first parallel inductance value and a second parallel inductance value are varied in the first parallel inductor variable circuit and the second parallel inductor variable circuit of FIG. 3;
8 illustrates an equivalent circuit of a metamaterial antenna according to another embodiment of the present invention.
9 is a graph showing a VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) in the case where the 0th order resonance frequency of the first unit cell of FIG. 8 is the GSM 900 band and the 0th order resonance frequency of the second unit cell is the PCS 1900 band.
FIG. 10 is a graph showing that the 0th order resonance frequency of the first unit cell is adjusted from the GSM 900 band to the GSM 850 band by varying the parallel inductance value according to the first switching control signal in the first unit cell of FIG.
FIG. 11 is a graph showing that the parallel inductance value is varied according to the second switching control signal in the second unit cell of FIG. 8, and the 0th order resonance frequency of the second unit cell is adjusted to the DCS 1800 band in the PCS 1900 band.

이하, 도 3 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 메타머티리얼 안테나의 구체적인 실시예를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시적 실시예에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, a specific embodiment of the metamaterial antenna of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 11. FIG. However, this is an exemplary embodiment only and the present invention is not limited thereto.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description, 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. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intention or custom of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
The technical idea of the present invention is determined by the claims, and the following embodiments are merely a means for efficiently describing the technical idea of the present invention to a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나를 나타낸 도면이다.FIG. 3 illustrates a metamaterial antenna according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 3을 참조하면, 메타머티리얼 안테나(100)는 기판(102), 그라운드(104), 방사체(106), 제1 병렬 인덕터 가변 회로(108), 및 제2 병렬 인덕터 가변 회로(110)를 포함한다. 여기서, 그라운드(104)는 기판(102) 상에 일정 면적을 가지고 형성되고, 방사체(106), 제1 병렬 인덕터 가변 회로(108), 및 제2 병렬 인덕터 가변 회로(110)는 기판(102) 상에서 그라운드(104)가 형성되지 않은 영역에 형성된다. 한편, 여기서는 메타머티리얼 안테나(100)가 기판(102)에 형성되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 그 이외의 다양한 베이스 부재에 형성될 수 있다. 예를 들어, 메타머티리얼 안테나(100)는 유전체 블럭 또는 자성체 블럭 등과 같은 베이스 부재에 형성되어 칩 안테나의 형태로 형성될 수 있다.3, the metamaterial antenna 100 includes a substrate 102, a ground 104, a radiator 106, a first parallel inductor variable circuit 108, and a second parallel inductor variable circuit 110 do. Here, the ground 104 is formed with a predetermined area on the substrate 102, and the radiator 106, the first parallel inductor variable circuit 108, and the second parallel inductor variable circuit 110 are formed on the substrate 102, In the region where the ground 104 is not formed. Although the meta-material antenna 100 is illustrated as being formed on the substrate 102, the present invention is not limited thereto and may be formed on various other base members. For example, the metamaterial antenna 100 may be formed in the form of a chip antenna formed on a base member such as a dielectric block or a magnetic body block.

방사체(106)는 일정 주파수 대역의 신호를 송수신한다. 방사체(106)는 기판(102) 상에서 슬릿(107)을 통해 두 부분(106-1, 106-2)이 서로 일정 간격 이격되어 형성될 수 있다. 이때, 슬릿(107)을 사이에 두고 상호 이격된 두 부분(106-1, 106-2) 간에 직렬 커패시턴스 성분이 발생하게 되며, 이를 통해 LH(Left Handed) 특성을 갖게 된다.The radiator 106 transmits and receives signals in a certain frequency band. The radiator 106 may be formed on the substrate 102 via the slit 107 such that the two portions 106-1 and 106-2 are spaced apart from each other by a certain distance. At this time, a series capacitance component is generated between the two portions 106-1 and 106-2 which are spaced apart from each other with the slit 107 therebetween, thereby having a left handed (LH) characteristic.

제1 병렬 인덕터 가변 회로(108)는 방사체(106-1)와 그라운드(104) 사이에서 방사체(106-1)와 급전 라인(112)의 일단을 연결하며 형성된다. 급전 라인(112)은 전송 선로로 구성될 수 있으며, 그라운드(104)와 상호 이격하여 형성되며, 급전 라인(112)의 타단에는 피딩 포인트(Feeding Point)(113)가 형성된다. 여기서, 피딩 포인트(113)에 전력이 공급되면, 공급된 전력은 제1 병렬 인덕터 가변 회로(108)를 통해 방사체(106-1)로 전달되며, 두 방사체(106-1, 106-2) 사이에는 커플링(Coupling)이 발생하게 된다. 이 경우, 방사체(106-2)는 방사체(106-1)와의 커플링을 통해 커플링 급전된다.The first parallel inductor variable circuit 108 is formed by connecting one end of the feeder line 112 and the radiator 106-1 between the radiator 106-1 and the ground 104. [ The feeding line 112 may be formed of a transmission line and is spaced apart from the ground 104 and a feeding point 113 is formed at the other end of the feeding line 112. Here, when electric power is supplied to the feeding point 113, the supplied electric power is transmitted to the radiator 106-1 through the first parallel inductor variable circuit 108, and between the two radiators 106-1 and 106-2 A coupling occurs. In this case, the radiator 106-2 is coupled to the radiator 106-1 through coupling.

제1 병렬 인덕터 가변 회로(108)는 제1 스위치(121) 및 복수 개의 제1 병렬 인덕터 소자(124)를 포함한다. 여기서는, 복수 개의 제1 병렬 인덕터 소자(124)가 3개 형성된 것으로 도시하였으나, 제1 병렬 인덕터 소자(124)의 개수는 이에 한정되지 않으며, 그 이외의 다양한 개수로 형성할 수 있다.The first parallel inductor variable circuit 108 includes a first switch 121 and a plurality of first parallel inductor elements 124. Although three first parallel inductor elements 124 are shown here as being formed, the number of first parallel inductor elements 124 is not limited to this, and may be formed in various other numbers.

그리고, 복수 개의 제1 병렬 인덕터 소자(124)는 각각 서로 다른 인덕턴스 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1-1 인덕터(124-1), 제1-2 인덕터(124-2), 및 제1-3 인덕터(124-3)는 각각 1LL, 2LL, 3LL의 인덕턴스 값을 가질 수 있다. 여기서, LL은 일정한 크기의 단위 인덕턴스 값을 나타낸다. 한편, 복수 개의 제1 병렬 인덕터 소자(124)들의 인덕턴스 값은 이에 한정되지 않으며, 그 이외의 다양한 인덕턴스 값을 가질 수 있다.The plurality of first parallel inductor elements 124 may have different inductance values. For example, the 1-1 inductor 124-1, the 1-2 inductor 124-2, and the 1-3 inductor 124-3 may have inductance values of 1LL, 2LL, and 3LL, respectively have. Here, LL represents a unit inductance value of a certain size. Meanwhile, the inductance values of the plurality of first parallel inductor elements 124 are not limited thereto, and may have various other inductance values.

제1 스위치(121)의 일측은 방사체(106-1)와 연결되고, 제1 스위치(121)의 타측은 복수 개의 제1 병렬 인덕터 소자(124)들과 각각 연결된다. 제1 스위치(121)는 스위칭 제어 신호에 따라 복수 개의 제1 병렬 인덕터 소자(124)들 중 어느 하나의 인덕터를 통해 급전 라인(112)과 방사체(106-1)를 전기적으로 연결한다. 이하에서, 도 4를 참조하여 제1 병렬 인덕터 가변 회로(108)의 동작에 대해 살펴보기로 한다.One side of the first switch 121 is connected to the radiator 106-1 and the other side of the first switch 121 is connected to the plurality of first parallel inductor elements 124 respectively. The first switch 121 electrically connects the feed line 112 and the radiator 106-1 through any one of the plurality of first parallel inductor elements 124 according to the switching control signal. Hereinafter, the operation of the first parallel inductor variable circuit 108 will be described with reference to FIG.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 병렬 인덕터 가변 회로를 나타낸 도면이다. 4 is a diagram illustrating a first parallel inductor variable circuit according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 제1 스위치(121)는 스위칭 제어 신호에 따라 제1-1 인덕터(124-1) 내지 제1-3 인덕터(124-3) 중 어느 하나를 통해 방사체(106-1)를 급전 라인(112)과 전기적으로 연결시킨다. 여기서, 제1 스위치(121)로는 예를 들어, SPMT(Single Pole Multiple Throw: 단극 다접점) 스위치를 이용할 수 있다. 이때, 제1 스위치(121)의 단극(Single Pole)은 방사체(106-1)에 연결되고, 제1 스위치(121)의 다 접점은 복수 개의 제1 병렬 인덕터 소자(124)들과 각각 연결된다. 이때, 복수 개의 제1 병렬 인덕터 소자(124)들의 개수에 따라 그에 상응하는 개수의 다 접점을 갖는 스위치를 사용할 수 있다. 예를 들어, 제1 병렬 인덕터 소자(124)가 2개인 경우, 제1 스위치(121) SPDT(Single Pole Double Throw) 스위치를 사용할 수 있다.4, the first switch 121 is connected to the radiator 106-1 through any one of the 1-1 inductor 124-1 through the 1-3 inductor 124-3 according to a switching control signal, To the feed line (112). Here, the first switch 121 may be, for example, a single pole multiple throw (SPMT) switch. At this time, a single pole of the first switch 121 is connected to the radiator 106-1, and a multi-contact of the first switch 121 is connected to the plurality of first parallel inductor elements 124 . At this time, a switch having a number of multi-contacts corresponding to the number of the first parallel inductor elements 124 may be used. For example, if there are two first parallel inductor elements 124, the first switch 121 may use a single pole double throw (SPDT) switch.

한편, 제1 스위치(121)와 복수 개의 병렬 인덕터 소자(124)의 위치를 서로 바꾼 구조를 적용해 볼 수도 있을 것이다. 즉, 복수 개의 병렬 인덕터 소자(124)들의 일단이 방사체(106-1)에 각각 연결되고, 복수 개의 병렬 인덕터 소자(124)들의 타단이 제1 스위치(121)의 다 접점에 각각 연결되며, 제1 스위치(121)의 단극이 급전 라인(112)에 연결되는 구조이다. The structure in which the positions of the first switch 121 and the plurality of parallel inductor elements 124 are exchanged may be applied. That is, one end of the plurality of parallel inductor elements 124 is connected to the radiator 106-1, the other ends of the plurality of parallel inductor elements 124 are connected to the multi-contacts of the first switch 121, 1 switch 121 is connected to the feeder line 112. [0053]

그러나 이러한 구조에 의하면, 방사체(106-1)가 제1 스위치(121)의 스위칭 동작으로 어느 하나의 인덕터를 통해 급전 라인(112)과 전기적으로 연결이 된다 하여도, 나머지 인덕터들이 방사체(106-1)와 물리적으로 연결이 되어 있기 때문에, 나머지 인덕터들에 의해 기생 공진이 발생할 수 있으며, 그로 인해 원하는 주파수 대역에서 공진을 발생시키기가 어렵게 된다. 따라서, 도 4에 도시한 바와 같은 구조로 제1 스위치(121)와 복수 개의 병렬 인덕터 소자(124)들을 위치시키는 것이 바람직하다.However, according to this structure, even if the radiator 106-1 is electrically connected to the feed line 112 through one of the inductors by the switching operation of the first switch 121, the remaining inductors are connected to the radiator 106- 1, the parasitic resonance may be generated by the remaining inductors, making it difficult to generate resonance in a desired frequency band. Therefore, it is preferable that the first switch 121 and the plurality of parallel inductor elements 124 are positioned as shown in FIG.

이와 같이, 메타머티리얼 안테나(100)는 필요에 따라, 서로 다른 인덕턴스 값(예를 들어, LL, 2LL, 3LL)을 갖는 복수 개의 제1 병렬 인덕터 소자(124)들 중 어느 하나의 인덕터를 선택할 수 있으므로, 제1 병렬 인덕터 가변 회로(108)에서 제1 병렬 인덕턴스 값을 변화시킬 수 있게 된다.In this manner, the meta-material antenna 100 can select any one of the plurality of first parallel inductor elements 124 having different inductance values (for example, LL, 2LL, and 3LL) Therefore, the first parallel inductance variable circuit 108 can change the first parallel inductance value.

제2 병렬 인덕터 가변 회로(110)는 방사체(106-2)와 그라운드(104) 사이에서 방사체(106-2)와 접지 라인(114)의 일단을 연결하며 형성된다. 여기서, 접지 라인(114)은 전송 선로로 구성될 수 있으며, 접지 라인(114)의 타단은 그라운드(104)와 연결된다. 제2 병렬 인덕터 가변 회로(110)는 제2 스위치(131) 및 복수 개의 제2 병렬 인덕터 소자(134)를 포함한다. 여기서는, 복수 개의 제2 병렬 인덕터 소자(134)가 3개 형성된 것으로 도시하였으나, 제2 병렬 인덕터 소자(134)의 개수는 이에 한정되지 않으며, 그 이외의 다양한 개수로 형성할 수 있다. 그리고, 복수 개의 제2 병렬 인덕터 소자(134)는 각각 서로 다른 인덕턴스 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2-1 인덕터(134-1), 제2-2 인덕터(134-2), 및 제2-3 인덕터(134-3)는 각각 1LL, 2LL, 3LL의 인덕턴스 값을 가질 수 있다.The second parallel inductor variable circuit 110 is formed by connecting one end of the radiator 106-2 and the ground line 114 between the radiator 106-2 and the ground 104. [ Here, the ground line 114 may be composed of a transmission line, and the other end of the ground line 114 is connected to the ground 104. The second parallel inductor variable circuit 110 includes a second switch 131 and a plurality of second parallel inductor elements 134. Although the number of the second parallel inductor elements 134 is shown here as three, the number of the second parallel inductor elements 134 is not limited to the number of the parallel inductor elements 134 but may be various numbers. The plurality of second parallel inductor elements 134 may have different inductance values. For example, the 2-1 inductor 134-1, the 2-2 inductor 134-2, and the 2-3 inductor 134-3 may have inductance values of 1LL, 2LL, and 3LL, respectively have.

제2 스위치(131)의 일측은 방사체(106-2)와 연결되고, 제2 스위치(131)의 타측은 복수 개의 제2 병렬 인덕터 소자(134)들과 각각 연결된다. 여기서, 제2 병렬 인덕터 가변 회로(110)는 도 4에 도시된 바와 마찬가지의 방식으로, 스위칭 제어 신호에 따라 제2-1 인덕터(134-1), 제2-2 인덕터(134-2), 및 제2-3 인덕터(134-3) 중 어느 하나를 통해 접지 라인(114)과 방사체(106-2)를 전기적으로 연결한다. 제2 스위치(131)로는 앞에서 살펴본 바와 같이, SPMT 스위치를 사용할 수 있다.One side of the second switch 131 is connected to the radiator 106-2 and the other side of the second switch 131 is connected to the plurality of second parallel inductor elements 134, respectively. Here, the second parallel inductor variable circuit 110 generates the second parallel inductor 134-1, the second 2-2 inductor 134-2, and the third parallel inductor 134-2 according to the switching control signal in the same manner as shown in FIG. And the second inductor 134-3. The ground line 114 and the radiator 106-2 are electrically connected to each other. As described above, the second switch 131 may be an SPMT switch.

이 경우, 메타머티리얼 안테나(100)는 필요에 따라, 서로 다른 인덕턴스 값(예를 들어, LL, 2LL, 3LL)을 갖는 복수 개의 제2 병렬 인덕터 소자(134)들 중 어느 하나의 인덕터를 선택할 수 있으므로, 제2 병렬 인덕터 가변 회로(110)에서 제2 병렬 인덕턴스 값을 변화시킬 수 있게 된다.In this case, the meta-material antenna 100 may select any one of the plurality of second parallel inductor elements 134 having different inductance values (for example, LL, 2LL, and 3LL) Therefore, the second parallel inductance variable circuit 110 can change the second parallel inductance value.

여기서, 메타머티리얼 안테나(100)는 제1 병렬 인덕터 가변 회로(108) 및 제2 병렬 인덕터 가변 회로(110)를 통해 제1 병렬 인덕턴스 값 및 제2 병렬 인덕턴스 값 중 적어도 하나를 변화시킬 수 있다. 이 경우, 메타머티리얼 안테나(100)의 전체 병렬 인덕턴스 값을 변화시킬 수 있으며, 그로 인해 메타머티리얼 안테나(100)의 0차 공진 주파수 및 음의 차수의 공진 주파수를 조정할 수 있게 된다. Here, the meta-material antenna 100 may change at least one of the first parallel inductance value and the second parallel inductance value through the first parallel inductor variable circuit 108 and the second parallel inductor variable circuit 110. In this case, the total parallel inductance value of the meta-material antenna 100 can be changed, thereby adjusting the resonance frequency of the zero-order resonance frequency and the negative order of the meta-material antenna 100.

예를 들어, 메타머티리얼 안테나(100)는 해외 로밍을 수행하거나 무선 통신 기기의 사용 주파수 대역이 변경되어 공진 주파수를 조정할 필요가 있는 경우, 스위칭 제어 신호를 통해 제1 병렬 인덕터 가변 회로(108) 및 제2 병렬 인덕터 가변 회로(110)에서 병렬 인덕턴스 값을 변화시켜 해당 주파수 대역으로 공진 주파수를 조정할 수 있다.For example, when the metamaterial antenna 100 needs to perform roaming overseas or adjust the resonance frequency by changing the frequency band of use of the wireless communication device, the first parallel inductor variable circuit 108 and / The parallel inductance value can be changed in the second parallel inductor variable circuit 110 to adjust the resonance frequency in the corresponding frequency band.

한편, 여기서는 메타머티리얼 안테나(100)가 제1 병렬 인덕터 가변 회로(108) 및 제2 병렬 인덕터 가변 회로(110)를 모두 포함하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 제1 병렬 인덕터 가변 회로(108) 및 제2 병렬 인덕터 가변 회로(110) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The first parallel inductor variable circuit 108 and the second parallel inductor variable circuit 110 are all included in the meta-material antenna 100. However, the first parallel inductor variable circuit 108 and the second parallel inductor variable circuit 110 are not limited thereto. And a second parallel inductor variable circuit 110. In this case,

메타머티리얼 안테나(100)는 방사체(106-1, 106-2)간의 이격된 구조, 제1 병렬 인덕터 가변 회로(108), 및 제2 병렬 인덕터 가변 회로(110)를 통해 LH(Left Handed) 특성을 가지며, 그로 인해 도 5에서 보는 바와 같이, 양의 차수의 공진 모드뿐만 아니라, 0차 공진 모드 및 음의 차수의 공진 모드를 갖게 된다. 이 경우, 메타머티리얼 안테나(100)를 공진 주파수와 무관하게 소형화 할 수 있게 된다.The meta-material antenna 100 includes a first parallel inductor variable circuit 108 and a second parallel inductor variable circuit 110 with a left handed (LH) characteristic through a spaced structure between the radiators 106-1 and 106-2, As a result, as shown in FIG. 5, it has not only a resonance mode of a positive order but also a resonance mode of a zero-order resonance mode and a negative order. In this case, the metamaterial antenna 100 can be miniaturized regardless of the resonance frequency.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나의 분산 다이어그램을 나타낸 그래프이다. 여기서, 가로축(β)은 전자기파의 위상을 나타내고, 세로축(ω)은 전자기파의 주파수를 나타낸다. 도 5를 참조하면, 안테나는 RH 영역에서는 양의 차수의 공진 모드(ω+1, ω+2)를 갖는데 반하여, LH 영역에서는 0차 공진 모드(ω0) 및 음의 차수의 공진 모드(ω-1, ω-2)를 갖는 것을 볼 수 있다. 5 is a graph illustrating a dispersion diagram of a metamaterial antenna according to an embodiment of the present invention. Here, the horizontal axis represents the phase of the electromagnetic wave, and the vertical axis represents the frequency of the electromagnetic wave. 5, the antenna has a positive order resonance mode (ω +1 , ω +2 ) in the RH region, while a 0th order resonance mode (ω 0 ) and a negative order resonance mode -1 , ω -2 ).

또한, 메타머티리얼 안테나(100)는 앞에서 살펴본 바와 같이, 제1 병렬 인덕터 가변 회로(108) 및 제2 병렬 인덕터 가변 회로(110)에서 스위칭 제어 신호에 따라 병렬 인덕턴스 값을 변화시킬 수 있으며, 그로 인해 0차 공진 주파수 및 음의 차수의 공진 주파수를 조정할 수 있어, 다양한 주파수 대역의 신호를 송수신할 수 있게 된다.Also, as described above, the meta-material antenna 100 can change the parallel inductance value according to the switching control signal in the first parallel inductor variable circuit 108 and the second parallel inductor variable circuit 110, It is possible to adjust the zero-order resonance frequency and the resonance frequency of the negative order, and it becomes possible to transmit and receive signals of various frequency bands.

한편, 여기서는 메타머티리얼 안테나(100)가 직렬 커패시턴스 성분과 병렬 인덕턴스 성분을 모두 포함하여 유전율 및 투자율이 모두 음수인 DNG(Double Negative) 구조인 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 병렬 인덕턴스 성분만을 포함하여 유전율만 음수인 ENG(Epsilon Negative) 구조로도 형성할 수 있다. 예를 들어, 방사체(106)를 슬릿(107)을 통해 두 부분으로 구분하지 않고 하나의 방사체로 구현하면, 메타머티리얼 안테나(100)는 병렬 인덕턴스 성분만을 갖게 되어 ENG 구조가 되게 된다.
Here, the meta-material antenna 100 is a double negative (DNG) structure including both a series capacitance component and a parallel inductance component and has both a negative dielectric constant and a negative permeability. However, the present invention is not limited thereto and includes only a parallel inductance component And an ENG (Epsilon Negative) structure having a negative dielectric constant only can be formed. For example, if the radiator 106 is implemented as a single radiator instead of dividing the radiator 106 into two parts through the slit 107, the meta-material antenna 100 will have only the parallel inductance component, resulting in an ENG structure.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나의 등가 회로를 나타낸 도면이다. 6 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a metamaterial antenna according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 메타머티리얼 안테나(100)는 제1 가변 병렬 인덕턴스(LL1), 제1 RH 임피던스(ZR1), 직렬 커패시턴스(CL), 제2 RH 임피던스(ZR2), 및 제2 가변 병렬 인덕턴스(LL2)를 포함한다. 여기서, 아래 첨자 R은 Right-Handed 특성을 나타내고, 아래 첨자 L은 Left-Handed 특성을 나타낸다.6, the metamaterial antenna 100 includes a first variable parallel inductance L L1 , a first RH impedance Z R1 , a series capacitance C L , a second RH impedance Z R2 , 2 < / RTI > variable parallel inductance (L L2 ). Here, the subscript R represents a right-handed characteristic, and the subscript L represents a left-handed characteristic.

메타머티리얼 안테나(100)의 등가 회로에서, 제1 가변 병렬 인덕턴스(LL1)는 제1 병렬 인덕터 가변 회로(108)의 제1 병렬 인덕터 소자(124)에 의한 인덕턴스 성분이고, 제1 RH 임피던스(ZR1)는 방사체(106-1)의 길이에 의한 직렬 인덕턴스 성분 및 방사체(106-1)와 그라운드(104) 사이의 병렬 커패시턴스 성분이며, 직렬 커패시턴스(CL)는 방사체(106-1, 106-2) 사이의 이격된 간격에 의한 커패시턴스 성분이다.그리고, 제2 RH 임피던스(ZR2)는 방사체(106-2)의 길이에 의한 직렬 인덕턴스 성분 및 방사체(106-2)와 그라운드(104) 사이의 병렬 커패시턴스 성분이고, 제2 가변 병렬 인덕턴스(LL2)는 제2 병렬 인덕터 가변 회로(110)의 제2 병렬 인덕터 소자(134)에 의한 인덕턴스 성분이다.In the equivalent circuit of the metamaterial antenna 100, the first variable parallel inductance L L1 is an inductance component by the first parallel inductor element 124 of the first parallel inductor variable circuit 108, and the first RH impedance Z R1 is a series inductance component due to the length of the radiator 106-1 and a parallel capacitance component between the radiator 106-1 and the ground 104 and a series capacitance C L is a capacitance between the radiators 106-1 and 106 The second RH impedance Z R2 is a capacitance component due to the spacing distance between the radiator 106-2 and the ground 104 due to the length of the radiator 106-2, And the second variable parallel inductance L L2 is an inductance component due to the second parallel inductor element 134 of the second parallel inductor variable circuit 110.

메타머티리얼 안테나(100)는 제1 RH 임피던스(ZR1) 및 제2 RH 임피던스(ZR2)를 통해 RH(Right Handed) 특성을 가지고, 제1 가변 병렬 인덕턴스(LL1), 직렬 커패시턴스(CL), 및 제2 가변 병렬 인덕턴스(LL2)를 통해 LH(Left Handed) 특성을 가진다. 이 경우, 앞에서 살펴본 바와 같이, 메타머티리얼 안테나(100)는 양의 차수의 공진 모드뿐만 아니라, 0차 공진 모드 및 음의 차수의 공진 모드도 갖게 된다.The metamaterial antenna 100 has RH (right handed) characteristics through a first RH impedance Z R1 and a second RH impedance Z R2 and has a first variable parallel inductance L L1 and a series capacitance C L ), And a second variable parallel inductance (L L2 ). In this case, as described above, the meta-material antenna 100 has not only a resonance mode of a positive order but also a resonance mode of a zero-order resonance mode and a negative order.

이때, 메타머티리얼 안테나(100)의 공진 주파수는 직렬 커패시턴스(CL)의 커패시턴스 값과 제1 가변 병렬 인덕턴스(LL1) 및 제2 가변 병렬 인덕턴스(LL2)의 인덕턴스 값에 의해 결정되므로, 안테나의 길이에 무관하게 공진 주파수를 결정할 수 있어 안테나를 소형화 할 수 있게 된다.Since the resonance frequency of the metamaterial antenna 100 is determined by the capacitance value of the series capacitance C L and the inductance value of the first variable parallel inductance L L1 and the second variable parallel inductance L L2 , The resonance frequency can be determined regardless of the length of the antenna, and the antenna can be miniaturized.

한편, 제1 가변 병렬 인덕턴스(LL1)의 제1 병렬 인덕턴스 값은 제1 병렬 인덕터 가변 회로(108)에서 복수개의 제1 병렬 인덕터 소자(124)들 중 제1 스위치(121)에 의해 선택되는 인덕터 소자의 인덕턴스 값에 따라 가변되고, 제2 가변 병렬 인덕턴스(LL2)의 제2 병렬 인덕턴스 값은 제2 병렬 인덕터 가변 회로(110)에서 복수 개의 제2 병렬 인덕터 소자(134)들 중 제2 스위치(131)에 의해 선택되는 인덕터의 인덕턴스 값에 따라 가변 되게 된다.Meanwhile, the first parallel inductance value of the first variable parallel inductance L L1 is selected by the first switch 121 of the plurality of first parallel inductor elements 124 in the first parallel inductor variable circuit 108 And the second parallel inductance value of the second variable parallel inductance L L2 is varied in accordance with the inductance value of the inductor element in the second parallel inductor variable circuit 110 according to the inductance value of the second parallel inductor element 134 And varies depending on the inductance value of the inductor selected by the switch 131.

이때, 제1 병렬 인덕턴스 값 및 제2 병렬 인덕턴스 값이 가변됨에 따라 메타머티리얼 안테나(100)의 0차 공진 주파수 및 음의 차수의 공진 주파수가 조정되는 바, 이에 대해 도 7을 참조하여 자세히 살펴보기로 한다.
In this case, as the first parallel inductance value and the second parallel inductance value change, the resonance frequency of the 0th order resonance frequency and the negative order of the meta-material antenna 100 are adjusted, .

도 7은 도 3의 제1 병렬 인덕터 가변 회로 및 제2 병렬 인덕터 가변 회로에서 제1 병렬 인덕턴스 값 및 제2 병렬 인덕턴스 값이 가변됨에 따른 반사 손실(S 11)을 나타낸 그래프이다. 여기서, 제1-1 인덕터(124-1) 내지 제1-3 인덕터(124-3)와 제2-1 인덕터 (134-1) 내지 제2-3 인덕터(124-3)의 인덕턴스 값은 각각 LL, 2LL, 3LL로 하였다.FIG. 7 is a graph illustrating a return loss S 11 according to variation of a first parallel inductance value and a second parallel inductance value in the first parallel inductor variable circuit and the second parallel inductor variable circuit of FIG. 3; Here, the inductance values of the 1-1-1 inductor 124-1 through the 1-3 inductor 124-3 and the 2-1 inductor 134-1 through the 2-3 inductor 124-3 are LL, 2LL, and 3LL, respectively.

또한, 제1 스위치(121) 및 제2 스위치(131)에 의해 제1-1 인덕터(124-1) 및 제2-1 인덕터(134-1)가 각각 선택된 경우(즉, 제1 병렬 인덕턴스 값 및 제2 병렬 인덕턴스 값이 LL인 경우)는 원(●)으로 표시되고, 제1 스위치(121) 및 제2 스위치(131)에 의해 제1-2 인덕터(124-2) 및 제2-2 인덕터(134-2)가 각각 선택된 경우(즉, 제1 병렬 인덕턴스 값 및 제2 병렬 인덕턴스 값이 2LL인 경우)는 삼각형(▲)으로 표시되며, 제1 스위치(121) 및 제2 스위치(131)에 의해 제1-3 인덕터(124-3) 및 제2-1 인덕터(134-3)가 각각 선택된 경우(즉, 제1 병렬 인덕턴스 값 및 제2 병렬 인덕턴스 값이 3LL인 경우)는 역 삼각형(▼)으로 표시된다.When the first-inductor 124-1 and the second-inductor 134-1 are respectively selected by the first switch 121 and the second switch 131 (i.e., the first parallel inductance value And the second parallel inductance value is LL) is represented by a circle (●), and the first and second inductors 124-2 and 124-2 are connected by the first switch 121 and the second switch 131, respectively, The first parallel inductance value and the second parallel inductance value are 2LL) is represented by a triangle (?), And the first switch 121 and the second switch 131 (In other words, when the first parallel inductance value and the second parallel inductance value are 3LL), the inverted triangular inductors 124-3, (?).

도 7을 참조하면, 제1 스위치(121) 및 제2 스위치(131)에 의해 제1-1 인덕터(124-1) 및 제2-1 인덕터(134-1)가 각각 선택된 경우(즉, 제1 병렬 인덕턴스 값 및 제2 병렬 인덕턴스 값이 LL인 경우), 메타머티리얼 안테나(100)의 0차 공진 주파수는 약 2.3 GHz, -1차 공진 주파수는 약 2.05 GHz, -2차 공진 주파수는 약 1.7 GHz인 것을 볼 수 있다. 7, when the first 1-1 inductor 124-1 and the 2-1 inductor 134-1 are selected by the first switch 121 and the second switch 131 respectively (that is, The first parallel resonance frequency is about 2.05 GHz, the second-order resonance frequency is about 1.7 GHz, and the second-order inductance value is LL), the first-order resonance frequency of the metamaterial antenna 100 is about 2.3 GHz, GHz.

그리고, 제1 스위치(121) 및 제2 스위치(131)에 의해 제1-2 인덕터(124-2) 및 제2-2 인덕터(134-2)가 각각 선택된 경우(즉, 제1 병렬 인덕턴스 값 및 제2 병렬 인덕턴스 값이 2LL인 경우), 메타머티리얼 안테나(100)의 0차 공진 주파수는 약 1.95 GHz, -1차 공진 주파수는 약 1.75 GHz, -2차 공진 주파수는 약 1.45 GHz인 것을 볼 수 있다. When the first and second inductors 124-2 and 134-2 are respectively selected by the first switch 121 and the second switch 131 (i.e., the first parallel inductance value And the second parallel inductance value is 2LL), the first order resonance frequency of the meta-material antenna 100 is about 1.95 GHz, the first order resonance frequency is about 1.75 GHz, and the second order resonance frequency is about 1.45 GHz .

또한, 제1 스위치(121) 및 제2 스위치(131)에 의해 제1-3 인덕터(124-3) 및 제2-1 인덕터(134-3)가 각각 선택된 경우(즉, 제1 병렬 인덕턴스 값 및 제2 병렬 인덕턴스 값이 3LL인 경우), 메타머티리얼 안테나(100)의 0차 공진 주파수는 약 1.75 GHz, -1차 공진 주파수는 약 1.55 GHz, -2차 공진 주파수는 약 1.25 GHz인 것을 볼 수 있다.When the first to third inductors 124-3 and 134-3 are respectively selected by the first switch 121 and the second switch 131 (i.e., the first parallel inductance value And the second parallel inductance value is 3LL), the 0th order resonance frequency of the meta-material antenna 100 is about 1.75 GHz, the 1st order resonance frequency is about 1.55 GHz, and the second order resonance frequency is about 1.25 GHz .

여기서, 메타머티리얼 안테나(100)의 0차 공진 주파수, -1차 공진 주파수 및 -2차 공진 주파수는 제1 병렬 인덕턴스 값 및 제2 병렬 인덕턴스 값이 각각 L, 2L, 3L로 증가함에 따라, 각각 2.3 GHz → 1.95 GHz → 1.75 GHz로 감소하고, 2.05 GHz → 1.75 GHz → 1.55 GHz로 감소하며, 1.7 GHz → 1.45 GHz → 1.25 GHz로 감소하는 것을 볼 수 있다. As the first parallel inductance value and the second parallel inductance value increase to L, 2L, and 3L, respectively, the 0th order resonance frequency, the -1st order resonance frequency, and the -2st order resonance frequency of the metamaterial antenna 100 are It decreases from 2.3 GHz to 1.95 GHz to 1.75 GHz and decreases from 2.05 GHz to 1.75 GHz to 1.55 GHz and decreases from 1.7 GHz to 1.45 GHz to 1.25 GHz.

이와 같이, 제1 병렬 인덕터 가변 회로(108) 및 제2 병렬 인덕터 가변 회로(110)에서 스위칭 제어 신호에 따라 제1 병렬 인덕턴스 값 및 제2 병렬 인덕턴스 값을 변화시켜 메타머티리얼 안테나(100)의 0차 공진 주파수 및 음의 차수의 공진 주파수를 조정할 수 있게 된다. In this manner, the first parallel inductance value and the second parallel inductance value are changed according to the switching control signal in the first parallel inductor variable circuit 108 and the second parallel inductor variable circuit 110, It is possible to adjust the resonant frequency of the differential resonance frequency and the negative order.

이 경우, 메타머티리얼 안테나(100)의 공진 주파수를 원하는 주파수 대역으로 조정할 수 있으므로, 메타머티리얼 안테나(100)를 통해 다양한 서비스를 제공할 수 있게 된다. 예를 들어, 해외 로밍을 수행하거나 무선 통신 기기의 사용 주파수 대역이 변경되는 경우, 메타머티리얼 안테나(100)의 병렬 인덕턴스 값을 변화시켜 해당 주파수 대역으로 공진 주파수를 조정할 수 있으며, 그로 인해 메타머티리얼 안테나(100)를 통해 다양한 서비스를 제공할 수 있게 된다.In this case, since the resonance frequency of the meta-material antenna 100 can be adjusted to a desired frequency band, various services can be provided through the meta-material antenna 100. For example, when performing roaming overseas or changing the frequency band of use of the wireless communication device, the resonance frequency may be adjusted by changing the parallel inductance value of the metamaterial antenna 100, It is possible to provide various services through the Internet 100.

또한, 메타머티리얼 안테나(100)의 병렬 인덕턴스 값을 적절히 조절하면, 0차 공진 주파수, -1차 공진 주파수, 및 -2차 공진 주파수 대역이 서로 겹치도록 할 수 있으며, 이 경우 메타머티리얼 안테나(100)를 통해 광대역을 구현할 수도 있게 된다.
The 0th order resonance frequency, the -1st order resonance frequency, and the 2nd order resonance frequency band may overlap each other if the parallel inductance value of the meta-material antenna 100 is appropriately adjusted. In this case, the meta-material antenna 100 ). ≪ / RTI >

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나의 등가 회로를 나타낸 도면이다. 8 is a view illustrating an equivalent circuit of a metamaterial antenna according to another embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 메타머티리얼 안테나(200)는 제1 단위셀(202) 및 제2 단위셀(204)을 포함한다. 여기서, 제1 단위셀(202) 및 제2 단위셀(204)은 좌우 대칭하여 형성된다. 제1 단위셀(202) 및 제2 단위셀(204)은 각각 도 6에 도시된 메타머티리얼 안테나(100)와 동일한 구성을 가진다.Referring to FIG. 8, the meta-material antenna 200 includes a first unit cell 202 and a second unit cell 204. Here, the first unit cell 202 and the second unit cell 204 are symmetrically formed. The first unit cell 202 and the second unit cell 204 have the same configuration as the metamaterial antenna 100 shown in FIG.

제1 단위셀(202)은 제1 주파수 대역(예를 들어, GSM 900 대역)의 신호를 송수신하고, 제2 단위셀(204)은 제2 주파수 대역(예를 들어, PCS 1900 대역)의 신호를 송수신할 수 있다. 이때, 메타머티리얼 안테나(200)는 제1 단위셀(202)을 통해 저주파수 대역에 해당하는 서비스를 제공하고, 제2 단위셀(204)을 통해 고주파수 대역에 해당하는 서비스를 제공할 수 있다.The first unit cell 202 transmits and receives signals in a first frequency band (e.g., the GSM 900 band) and the second unit cell 204 transmits and receives signals in a second frequency band (e.g., PCS 1900 band) Lt; / RTI > At this time, the meta-material antenna 200 provides a service corresponding to a low frequency band through the first unit cell 202 and a service corresponding to a high frequency band through the second unit cell 204.

여기서, 제1 단위셀(202) 및 제2 단위셀(204)은 병렬 인덕턴스 값을 각각 변화시킬 수 있으므로, 메타머티리얼 안테나(200)는 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역을 독립적으로 가변시킬 수 있게 된다. 이에 대해 도 9 내지 도 11을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
Since the first unit cell 202 and the second unit cell 204 can change the parallel inductance value, the meta-material antenna 200 can independently vary the first frequency band and the second frequency band. . This will be described in detail with reference to FIGS. 9 to 11. FIG.

도 9는 제1 단위셀(202)의 0차 공진 주파수가 GSM 900 대역이고, 제2 단위셀(204)의 0차 공진 주파수가 PCS 1900 대역인 경우의 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)을 나타낸 그래프이다.9 is a graph showing a VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) when the 0th order resonance frequency of the first unit cell 202 is the GSM 900 band and the 0th order resonance frequency of the second unit cell 204 is the PCS 1900 band. to be.

여기서, 제1 단위셀(202) 및 제2 단위셀(204)에서 제1 스위칭 제어 신호 및 제2 스위칭 제어 신호에 따라 병렬 인덕턴스 값을 각각 독립적으로 변화시킬 수 있으며, 이 경우 제1 단위셀(202) 및 제2 단위셀(204)의 0차 공진 주파수가 각각 조정되게 된다.Here, the parallel inductance values of the first unit cell 202 and the second unit cell 204 can be independently changed according to the first switching control signal and the second switching control signal. In this case, 202 and the second unit cell 204 are respectively adjusted.

도 10은 도 8의 제1 단위셀(202)에서 제1 스위칭 제어 신호에 따라 병렬 인덕턴스 값을 가변시켜, 제1 단위셀(202)의 0차 공진 주파수가 GSM 900대역에서 GSM 850대역으로 조정된 것을 보여주는 그래프이고, 도 11은 도 8의 제2 단위셀(204)에서 제2 스위칭 제어 신호에 따라 병렬 인덕턴스 값을 가변시켜, 제2 단위셀(204)의 0차 공진 주파수가 PCS 1900 대역에서 DCS 1800 대역으로 조정된 것을 보여주는 그래프이다.FIG. 10 is a graph illustrating a change in the parallel inductance value according to the first switching control signal in the first unit cell 202 of FIG. 8 to adjust the 0th order resonance frequency of the first unit cell 202 from GSM 900 to GSM 850 FIG. 11 is a graph showing a variation of the parallel inductance value according to the second switching control signal in the second unit cell 204 of FIG. 8, and the 0th order resonance frequency of the second unit cell 204 is the PCS 1900 band To the DCS 1800 band.

이와 같이, 제1 단위셀(202) 및 제2 단위셀(204)에서 제1 스위칭 제어 신호 및 제2 스위칭 제어 신호에 따라, 병렬 인덕턴스 값을 독립적으로 가변시킬 수 있으며, 이 경우 메타머티리얼 안테나(200)는 제1 단위셀(202) 및 제2 단위셀(204)에 따른 공진 주파수를 독립적으로 조정할 수 있게 된다.
In this way, the parallel inductance value can be independently varied according to the first switching control signal and the second switching control signal in the first unit cell 202 and the second unit cell 204, and in this case, 200 can adjust the resonance frequency of the first unit cell 202 and the second unit cell 204 independently.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, I will understand. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by equivalents to the appended claims, as well as the appended claims.

102 : 기판 104 : 그라운드
106, 106-1, 106-2 : 방사체 107 : 슬릿
108 : 제1 병렬 인덕터 가변 회로 110 : 제2 병렬 인덕터 가변 회로
112 : 급전 라인 113 : 피딩 포인트
114 : 접지 라인 121 : 제1 스위치
124 : 제1 병렬 인덕터 소자 124-1 : 제1-1 인덕터
124-2 : 제1-2 인덕터 124-3 : 제1-3 인덕터
131 : 제2 스위치 134 : 제2 병렬 인덕터 소자
134-1 : 제2-1 인덕터 134-2 : 제2-2 인덕터
134-3 : 제2-3 인덕터102: substrate 104: ground
106, 106-1, 106-2: Emitter 107: Slit
108: first parallel inductor variable circuit 110: second parallel inductor variable circuit
112: Feed line 113: Feed point
114: ground line 121: first switch
124: first parallel inductor element 124-1: 1-1 inductor
124-2: 1-2 inductor 124-3: 1-3 inductor
131: second switch 134: second parallel inductor element
134-1: 2-1 inductor 134-2: 2-2 inductor
134-3: 2nd and 3rd inductors

Claims (5)

베이스 부재;
상기 베이스 부재 상에 형성된 방사체; 및
상기 방사체와 하나 이상의 전송 선로 사이에 연결되고, 스위칭 제어 신호에 따라 병렬 인덕턴스 값을 가변시키는 적어도 하나의 병렬 인덕터 가변 회로를 포함하고,
상기 병렬 인덕터 가변 회로는,
일단이 상기 전송 선로와 각각 연결되는 복수 개의 병렬 인덕터 소자; 및
단극이 상기 방사체에 연결되고, 다 접점이 상기 복수 개의 병렬 인덕터 소자들의 타단과 각각 연결되는 스위치를 포함하며,
상기 스위치는, 상기 스위칭 제어 신호에 따라 상기 복수 개의 병렬 인덕터 소자 중 어느 하나를 통해 상기 전송 선로 및 상기 방사체를 전기적으로 서로 연결하는, 메타머티리얼 안테나.
A base member;
A radiator formed on the base member; And
At least one parallel inductor variable circuit connected between the radiator and one or more transmission lines for varying the parallel inductance value according to a switching control signal,
Wherein the parallel inductor variable circuit comprises:
A plurality of parallel inductor elements each having one end connected to the transmission line; And
A single pole connected to the radiator, and a multi-contact point connected to the other end of the plurality of parallel inductor elements,
Wherein said switch electrically connects said transmission line and said radiator via any one of said plurality of parallel inductor elements in accordance with said switching control signal.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 전송 선로는,
상기 방사체에 전력을 공급하는 급전 라인 및 상기 방사체를 상기 베이스 부재 상에 형성된 그라운드와 연결하여 접지시키는 접지 라인 중 적어도 하나를 포함하는, 메타머티리얼 안테나.
The method according to claim 1,
Wherein the at least one transmission line includes:
A feed line for supplying power to the radiator, and a ground line connecting the radiator to a ground formed on the base member to ground the radiator.
제1항에 있어서,
상기 방사체는,
슬릿을 사이에 두고 두 부분으로 상호 이격되어 직렬 커패시터를 형성하는, 메타머티리얼 안테나.The method according to claim 1,
The radiator includes:
Wherein the first and second electrodes are spaced apart from each other by two portions with a slit therebetween to form a series capacitor. 제1항, 제3항, 및 제4항 중 어느 하나의 항에 기재된 메타머티리얼 안테나를 구비하는 무선 장치.
A radio device comprising the metamaterial antenna as claimed in any one of claims 1, 3 and 4.
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