KR101831639B1 - 안테나 분리 제공 기능의 용량성 결합 컴파운드 루프 안테나를 이용한 안테나 시스템 - Google Patents

안테나 분리 제공 기능의 용량성 결합 컴파운드 루프 안테나를 이용한 안테나 시스템 Download PDF

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Abstract

제 1 안테나, 제 2 안테나, 접지 평면, 및 상기 제 1 안테나 및 제 2 안테나에 연결되는 공진 분리기를 포함하는 안테나 시스템이 제공된다. 각각의 안테나는 용량성-결합 컴파운드 루프 안테나이도록 구성되고, 상기 공진 분리기는 공진시 2개의 안테나 사이에서 분리를 제공하도록 구성된다. 2개의 안테나는 대칭 또는 비대칭일 수 있고, 자기장을 방출하는 제 1 요소와, 자기장에 직교하는 전기장을 발생시키는 제 2 요소를 포함한다. 제 2 요소의 방사 요소는 제 2 요소의 나머지에 용량성 결합될 수 있다. 공진 분리기는 용량성 결합되는 2개의 전도 요소 또는 단일 전도 요소로 구성될 수 있다.

Description

안테나 분리 제공 기능의 용량성 결합 컴파운드 루프 안테나를 이용한 안테나 시스템 {ANTENNA SYSTEM USING CAPACITIVELY COUPLED COMPOUND LOOP ANTENNAS WITH ANTENNA ISOLATION PROVISION}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2014년 4월 15일 출원된 미국특허출원 제14/253,678호에 기초한 우선권을 주장한다.
기술분야
본 개시는 컴파운드 루프 안테나(compound loop antenna)에 관한 것이다.
새로운 세대의 셀룰러폰 및 기타 무선 통신 장치들이 소형화되고 많은 애플리케이션들과 함께 내장됨에 따라, 이러한 디바이스들의 내재적 제한사항을 해결하고 새 기능을 실현하기 위해 새로운 안테나 설계가 요구된다. 기존 안테나 구조로, 특정 주파수에서 특정 대역폭으로 공진 안테나 구조를 생산하기 위해 소정의 물리적 부피가 요구된다. 그러나, 이러한 안테나의 효과적인 구현은 디바이스 내 제한된 가용 공간으로 인한 크기 제약에 종종 맞닥뜨리게 된다.
안테나 효율은 디바이스의 성능 결정에 중요한 파라미터 중 하나다. 특히, 방사 효율은 방사가 얼마나 효과적으로 이루어지는지를 설명하는 계측치이고, 안테나의 입력 전력에 대한 방사 전력의 비로 표현된다. 보다 더 효율적인 안테나는 이에 공급되는 에너지의 더 높은 비율을 방사할 것이다. 마찬가지로, 안테나의 내재적 상반성(reciprocity)으로 인해, 보다 더 효율적인 안테나는 수신 에너지의 더 많은 부분을 전기 에너지로 변환할 것이다. 따라서, 우수한 효율 및 컴팩트한 크기를 가진 안테나가 다양한 응용예에 대해 종종 요망된다.
기존 루프 안테나는 주로 자기장(H)을 발생시키는 전류 공급 디바이스인 것이 일반적이다. 이와 같이, 이들은 통상적으로 송신기로 적합하지 않다. 이는 소형 루프 안테나(즉, 1파장 미만의, 또는, 1파장보다 짧은 직경을 가진, 루프 안테나)의 경우 특히 사실이다. 루프 안테나에 의해 수신되는 방사 에너지의 양은, 부분적으로, 그 면적에 의해 결정된다. 통상적으로, 루프의 면적이 절반이 될 때마다, 수신될 수 있는 에너지의 양이 대략 3dB씩 감소한다. 따라서, 크기-효율 균형이 루프 안테나 설계의 주요 고려사항 중 하나다.
다이폴과 같은 전압 공급 안테나는 전기장(E) 및 자기장(H)을 방사하고, 송신 및 수신 모드 모두로 사용될 수 있다. 컴파운드 안테나는 TM(Transverse Magnetic) 모드 및 TE(Transverse Electric) 모드가 모두 여기되어 넓은 대역폭(낮은 Q), 높은 방사선 강도/전력/이득, 및 우수한 효율과 같은 성능상 이점들을 나타내는 안테나다. 일반적으로 회로 보드 상에 인쇄 금속 스트립을 포함하는, 2차원적 논-컴파운드 안테나의 예가 다수 존재한다. 이러한 안테나들 대부분이 전압 공급식이다. 이러한 안테나의 한 예는 평면형 인버티드 F 안테나(PIFA)다. 다수의 안테나 설계가 1/4 파장(또는 1/4 파장의 소정의 배수), 전압 공급, 다이폴 안테나를 이용한다.
MIMO(multiple input multiple output) 기술 이용은 에러율을 최소화하면서 향상된 데이터 통신 속도를 제공하도록 오늘날의 무선 통신 디바이스에서 증가하고 있다. MIMO 시스템은 동일하지 않으나 동일 메시지의 상이한 변형들인 상이한 신호들을 동시에 송신하기 위해 여러 개의 송신(Tx) 안테나와, 상이한 신호들을 동시에 수신하기 위해 여러 개의 수신(Rx) 안테나를 이용함으로써, 다중경로 환경으로부터의 간섭을 완화시키도록 설계된다. MIMO 시스템은 어레이 이득을 실현하도록 안테나를 통해 동일한 총 송신 전력을 확산시킴으로써 추가 대역폭 또는 송신 전력 증가없이 데이터 처리량의 상당한 증가를 제공할 수 있는 것이 일반적이다. MIMO프로토콜은 IEEE 802.11n (WiFi), 4G, 롱 텀 에벌루션 (LTE), WiMAX 및 HSPA+와 같은 무선 통신 표준의 일부분을 구성한다. 그러나, 복수의 안테나를 가진 구조에서, 크기 제약이 심각한 경향이 있고, 안테나들 중에서 전자기 결합에 의해 야기되는 간섭 효과가 송신 및 수신 품질을 크게 저하시킬 수 있다. 이와 동시에, 복수의 경로가 여기되고 전력 소모가 증가하는 많은 예에서 효율이 저하될 수 있다.
제 1 안테나, 제 2 안테나, 접지 평면, 및 상기 제 1 안테나 및 제 2 안테나에 연결되는 공진 분리기를 포함하는 안테나 시스템이 제공된다. 각각의 안테나는 용량성-결합 컴파운드 루프 안테나이도록 구성되고, 상기 공진 분리기는 공진시 2개의 안테나 사이에서 분리를 제공하도록 구성된다. 2개의 안테나는 대칭 또는 비대칭일 수 있고, 자기장을 방출하는 제 1 요소와, 자기장에 직교하는 전기장을 발생시키는 제 2 요소를 포함한다. 제 2 요소의 방사 요소는 제 2 요소의 나머지에 용량성 결합될 수 있다. 공진 분리기는 용량성 결합되는 2개의 전도 요소 또는 단일 전도 요소로 구성될 수 있다.
도 1은 평면형 CPL 안테나의 한 예를 도시한다.
도 2는 평면형 C2CPL 안테나의 한 예를 도시한다.
도 3A 및 3B는 2개의 C2CPL 안테나를 가진 투-안테나 시스템을 도시하며, 도 3A는 안테나1, 안테나2 및 제 1 접지 평면을 포함하는 제 1 계층의 평면도를 도시하고, 도 3B는 제 2 접지 평면을 포함하는 제 2 계층의 저면도를 도시한다.
도 4A 및 4B는 2개의 안테나를 분리시키는 공진 분리기와 함께 2개의 C2CPL 안테나를 가진 투-안테나 시스템의 한 예를 도시하며, 도 4A는 안테나1, 안테나2, 및 제 1 접지 평면을 포함하는 제 1 계층의 평면도를 도시하고, 도 4B는 제 2 접지 평면 및 공진 분리기를 포함하는 제 2 계층의 저면도를 도시한다.
도 5A 및 5B는 공진 분리기에 의해 분리되는 2개의 C2CPL 안테나를 포함하는 투-안테나 시스템을 가진 디바이스의 일 구현예를 도시하며, 디바이스의 평면도 및 저면도가 각각 도 5A, 5B로 도시된다.
도 6은 측정된 S 파라미터 대 주파수를 나타내는 플롯이다.
도 7은 측정된 효율 대 주파수를 나타내는 플롯이다.
도 8A, 8B, 8C는 각각 Y-Z 평면, X-Y 평면, 및 X-Z 평면 상에서 2.45GHz에서의 측정 방사선 패턴을 나타내는 플롯이다.
도 9는 2개의 안테나를 분리시키는 공진 분리기와 함께 2개의 C2CPL 안테나를 가진 투-안테나 시스템의 다른 예를 도시하며, 안테나1, 안테나2, 제 1 접지 평면, 및 공진 분리기를 포함하는 제 1 계층의 평면도가 도시된다.
도 10A 및 10B는 용량성-결합 분리기를 가진 투-안테나 시스템의 한 예를 각각 평면도 및 저면도로 도시한다.
도 11은 도 10A 및 10B에 도시되는 예의 경우에, 두 작동 주파수 모두에서 측정된 S 파라미터 대 주파수를 나타내는 플롯이다.
도 12A, 12B, 12C는 각각 Y-Z 평면, X-Y 평면, 및 X-Z 평면 상에서 2.45GHz에서의 도 10A 및 10B에서 도시되는 예의 측정 방사선 패턴을 나타내는 플롯이다.
도 13A, 13B, 13C는 각각 Y-Z 평면, X-Y 평면, 및 X-Z 평면 상에서 5.5GHz에서의 도 10A 및 10B에서 도시되는 예의 측정 방사선 패턴을 나타내는 플롯이다.
도 14는 2.45GHz에서 도 10A 및 10B에서 도시되는 예에 대해 측정된 효율 대 주파수를 나타내는 플롯이다.
도 15는 5.5GHz에서 도 10A 및 10B에서 도시되는 예에 대해 측정된 효율 대 주파수를 나타내는 플롯이다.
기존 안테나와 관련된 알려진 제한사항을 살펴볼 때, 특히, 방사선 효율과 관련하여, 변형 루프 안테나로도 지칭되는 컴파운드 루프 안테나(CPL)는 비교가능한 크기를 가진 기존 안테나에 비해 우수한 효율로 송신 및 수신 모드를 제공하도록 고안되었다. CPL 안테나의 구조 및 구현예의 예가 2012년 3월 27일 등록된 미국특허 제8,144,065호, 2012년 4월 3일 등록된 미국특허 제8,149,173호, 및 2012년 4월 24일 등록된 미국특허 제8,164,532호에 설명되고 있다. CPL 안테나의 핵심적 특징은 도 1에 도시되는 예를 참조하여 아래에서 요약된다.
도 1은 평면형 CPL 안테나(100)의 한 예를 도시한다. 본 예에서, 평면형 CPL 안테나(100)는 인쇄 회로 보드(PCB)(104) 상에 인쇄되고, (이 경우에 2개의 단부(112, 116)를 제공하는 열린 기저부를 가진 장방형 에지를 따라 트레이스로 형성되는) 루프 요소(108)를 포함한다. 일 단부(112)는 전류가 공급되는 안테나의 급전점이다. 다른 단부(116)는 접지로 단락된다. CPL 안테나(100)는 J-형상 트레이스(J-shaped trace)(124) 및 미앤더 트레이스(meander trace)(128)를 가진 방사 요소(120)를 더 포함한다. 본 예에서, 미앤더 트레이스(128)는 J-형상 트레이스(124)를 루프 요소(108)에 연결하도록 구성된다. 방사 요소(120)는 본질적으로 인덕턴스 및 커패시턴스를 직렬로 제공하는 직렬 공진 회로로 기능하며, 안테나의 작동 주파수에서 공진이 나타나도록 그 값들이 선택된다. 미앤더 트레이스(128)를 이용하는 대신에, J-형상 트레이스(124)의 형상 및 치수를 조정하여, 루프 요소(108)에 직접 연결할 수 있고, 그러면서도 여전히 표적 공진을 제공할 수 있다.
통상적으로 전류 공급식인 기존 루프 안테나와 마찬가지로, 평면형 CPL 안테나(100)의 루프 요소(108)는 자기장(H)을 발생시킨다. 직렬 공진 회로 특성을 가진 방사 요소(120)는 전기장(E) 방사기(안테나에 내재된 상반성(reciprocity)으로 인해 전기장(E) 수신기이기도 함)로 효과적으로 작동한다. 방사 요소(120)를 루프 요소(108)에 연결하는 연결점은 서로에게 실질적으로 직교하는 E 및 H 장을 발생/수신하기 위해 평면형 CPL 안테나(100)에서 중요하다. 이러한 직교 관계는 안테나에 의해 방사되는 전자기파를 공간을 통해 효과적으로 전파시키는 효과를 가진다. 서로에게 직교 관계로 배열되는 E 및 H 장이 없을 때, 파동은 짧은 거리 너머로 효과적으로 전파되지 않을 것이다. 이 효과를 실현하기 위해, 방사 요소(120)는 방사 요소(120)에 의해 생산되는 E 장이 루프 요소(108)에 의해 생산되는 H 장에 비해 90도 또는 270도 위상차를 갖는 위치에 놓인다. 구체적으로, 방사 요소(120)는 급전점(112)으로부터 루프 요소(108)를 따라 실질적으로 90도(또는 270도)의 전기적 길이에 위치한다. 대안으로서, 방사 요소(120)는, 루프 요소(108)를 통해 흐르는 전류가 반사 최소값에 있는, 루프 요소(108)의 위치에 연결될 수 있다.
E 및 H 장의 직교성에 추가하여, E 및 H 장의 크기가 서로 필적할 정도인 것이 바람직하다. 이러한 2개의 요인, 즉, 직교성 및 필적가능 크기가, P = E x H (볼트/m x 암페아/m = 와트/m2)에 의해 규정되는 포인팅 벡터(Poynting vector)(벡터 파워 밀도)를 살펴봄으로써 이해될 수 있다. 안테나를 둘러싸는 표면을 떠나는 총 방사 전력은 표면에 대해 포인팅 벡터를 적분함으로써 나타난다. 따라서, 양 E x H는 방사 전력의 직접 측정치이고, 따라서, 방사 효율이다. 첫번째로, E 및 H가 서로 직교할 때, 벡터적은 최대값을 나타냄에 주목해야한다. 두번째로, 두 양의 벡터적의 전체 크기가 더 작은 양에 의해 제한되기 때문에, 두 양(이 경우에 |H| 및 |E|)을 가능한 가깝게 갖는 것이 최적 벡터적 값을 도출할 것이다. 앞서 설명한 바와 같이, 평면형 CPL 안테나에서, 급전점(112)으로부터 루프 요소(108)를 따라 실질적으로 90도(또는 270도) 전기적 길이에 방사 요소(120)를 배치함으로써 직교성이 실현된다. 더욱이, 루프 요소(108) 및 방사 요소(120)의 형상 및 치수는 각각 필적할 만큼용량성|H| 및 |E|를 제공하도록 각각 구성될 수 있다. 따라서, 기존 루프 안테나에 비해 크게 대조되도록, 평면형 CPL 안테나는 송신 및 수신 모드 모두를 제공할 뿐 아니라 방사 효율을 증가시키도록 구성될 수 있다.
크기 감소는 CPL 안테나의 루프 요소 및/또는 방사 요소에 직렬 커패시턴스를 도입함으로써 실현될 수 있다. 용량성-결합 컴파운드 루프 안테나(C2CPL)로 지칭되는 이러한 안테나 구조는, 기존 안테나에 비해 우수한 효율 및 작은 크기로 송신 및 수신 모드 모두를 제공하도록 고안되었다. C2CPL 안테나의 구조 및 구현예의 예가 2012년 11월 5일 출원된 미국특허출원 제13/669,389호(발명의 명칭: "Capacitively Coupled Compound Loop Antenna")에 기재되어 있다. C2CPL 안테나의 핵심적 특징은 도 2에 도시되는 예를 참조하여 아래에서 요약된다.
도 2는 평면형 C2CPL 안테나(200)의 한 예를 도시한다. 본 예에서, 평면형 C2CPL 안테나(200)는 인쇄 회로 보드(PCB)(204) 상에 인쇄되고, 갭(210)을 통해 용량성 결합되는 제 1 루프 섹션(208A) 및 제 2 루프 섹션(208B)을 가진 루프 요소(208)를 포함한다. 따라서, C2CPL의 경우에, 루프 요소(208)는 2개의 전도 섹션(208A, 208B) 및 용량성 갭(210)을 포함하는 제 1 요소로 여겨질 수 있다. 커패시턴스 값은 갭(210)의 폭 및 길이를 조정함으로써 조정될 수 있다. 제 1 루프 섹션(208A)의 용량성 결합 에지에 대향된 단부(212)는 안테나의 전류 급전점이다. 제 2 루프 섹션(208B)의 용량성 결합 에지에 대향된 다른 단부(216)는, 접지로 단락된다. C2CPL 안테나(200)는 루프 요소(208)에 연결되는 제 2 요소인, 방사 요소(220)를 더 포함한다. CPL 안테나와 마찬가지로, 루프 요소(208)에 방사 요소(220)를 연결하는 연결점은 서로에게 실질적으로 직교하는 E 및 H 장을 발생/수신하기 위해 C2CPL 안테나(200)에서 중요하다. 이러한 효과를 실현하기 위해, 방사 요소(220)는 급전점(212)으로부터 루프 요소(208)를 따라 실질적으로 90도(또는 270도) 전기적 길이에 배치된다. 안테나 구조의 각각의 요소의 형상 및 치수는 표적 공진을 획득하도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 도 2의 안테나 구조는 소정의 무선 응용예에 대해 2.4/5.8 GHz 이중 대역을 갖도록 조정될 수 있다. 도 2에 도시되는 본 예에서, 갭(210)이 루프 요소(208)에 도입된다. 대안으로서 또는 추가적으로, 크기 감소 실현을 위해 방사 요소(220)에 갭이 도입될 수 있다. 즉, 제 1 요소 및/또는 제 2 요소에 갭이 삽입될 수 있고, 분리된 섹션들이 크기 감소 용도를 위해 용량성으로 결합되도록 구성된다.
앞서 설명한 바와 같이, C2CPL 안테나는 크기 감소와 함께 높은 효율을 실현할 수 있고, 따라서, 이러한 안테나들은 MIMO 시스템, USB 동글, 등과 같은 복수 안테나 시스템용으로 사용될 우수한 후보다. 도 3A 및 3B는 도 2에 도시되는 예와 유사한 2개의 C2CPL 안테나를 가진 투-안테나 시스템을 도시한다. 안테나 구조의 전도부 및 접지 평면이 PCB, 세라믹, 알루미나, 등과 같은 유전체 기판 상에 인쇄될 수 있다. 대안으로서, 이러한 부분들이 부분들 간에 에어 갭 또는 스티로폼으로 형성될 수 있다. 도 3A는 안테나1, 안테나2, 및 제 1 접지 평면(318A)을 포함하는 제 1 계층의 평면도를 도시한다. 도 3B는 제 2 접지 평면(318B)을 포함하는 제 2 계층의 저면도를 도시한다. 제 1 및 제 2 접지 평면(318A, 318B)은 동일 전위를 갖도록 제 1 및 제 2 접지 평면(318A, 318B) 사이에 그리고 수직으로 형성되는 접지 비아(via)(접지 비아는 도면 내 복수의 작은 원으로 표시됨)에 의해 결합된다.
도 3A 및 3B의 본 예에서, 안테나1은 도 2에 도시된 것과 유사한 구조를 가진 평면형 C2CPL 안테나이고, 갭(310)을 통해 용량성 결합되는 제 1 루프 섹션(308A) 및 제 2 루프 섹션(308B)을 가진, 제 1 계층의, 루프 요소(308)를 포함한다. 따라서, C2CPL 안테나의 루프 요소(308)는, 2개의 전도부(308A, 308B) 및 용량성 갭(310)을 포함하는 제 1 요소로 여겨질 수 있다. 제 1 루프 섹션(308B)의 용량성 결합 에지에 대향된 제 1 단부(312)는, 안테나1의 전류 급전점이다. 이러한 급전점(312)은, 본 예에서 제 1 계층의, 제 1 접지 평면(318A)에 형성되는, 그러나 이로부터 분리된, 포트1에 연결된다. 제 2 루프 섹션(308B)의 용량성 결합 에지에 대향된 제 2 단부(316)는, 제 1 접지 평면(318A)으로 단락된다. 안테나1은 루프 요소(308)에 연결되는, 제 2 요소인, 방사 요소(320)를 더 포함한다. 서로 실질적으로 직교 관계인 E 및 H 장을 생성/수신하기 위해, 방사 요소(320)는 급전점(312)으로부터 루프 요소(308)를 따라 실질적으로 90도(또는 270도) 전기적 길이에 배치된다. 본 예에서 갭(310)이 루프 요소(308)에 도입된다. 대안으로서 또는 추가적으로, 크기 감소 실현을 위해 방사 요소(320)에 갭이 도입될 수 있다. 즉, 갭은 제 1 요소 및/또는 제 2 요소에 도입될 수 있고, 분리된 섹션들이, 크기 감소 용도로 용량성 결합되도록 구성될 수 있다.
도 3A에 도시되는 바와 같이, 제 2 안테나인 안테나2는 본질적으로 제 1 안테나인 안테나1의 거울 이미지다. 도시되는 바와 같이, 안테나2는 안테나1로부터 독립적으로 전류-공급되도록 포트2에 연결된다. 포트2는 제 1 접지 평면(318A)에 또한 형성되지만 이로부터 분리된다. 본 예에서, 안테나1 및 안테나2는 동일한 구조를 갖고 대칭 형태로 배치되는 것으로 도시된다. 그러나, 상이한 형상의 C2CPL 안테나가 사용될 수 있고, 투-안테나 시스템 형성을 위해 그 배치가 대칭일 필요는 없다. 안테나1 및 안테나2의 각각 요소의 형상 및 치수는 표적 공진에 따라 변할 수 있다. 더욱이, 멀티-안테나 시스템 형성을 위해 3개 이상의 C2CPL 안테나를 사용할 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 복수 안테나들이 조밀하게 뭉쳐진(closed packed) 구조에서, 안테나들 간에 전자기 결합에 의해 야기되는 간섭 효과는 송신 및 수신 품질 및 효율을 크게 저하시킬 수 있다. 따라서, 멀티-안테나 시스템의 경우 안테나 분리 기법이 종종 필요하다. 본 문서는 공진시 안테나의 전자기 분리를 실현하기 위해 시스템 내 2개의 안테나를 결합하도록 구성되는 공진 분리기의 구현예를 설명한다.
도 4A 및 4B는 도 3A 및 3B에서 도시된 2개의 C2CPL 안테나 시스템의 한 예를 도시하며, 공진 분리기가 추가로 포함되어, 2개의 안테나를 분리(de-couple)시키고 공진시 2개의 안테나를 전자기적으로 분리(isolation)시킬 수 있다. 투-안테나 구조의 전도부 및 접지 평면이, PCB, 세라믹, 알루미나, 등과 같은 유전 기판 상에 인쇄될 수 있다. 대안으로서, 이러한 부분들이 이러한 부분들 간에 에어 갭 또는 스티로폼을 갖도록 형성될 수 있다. 도 4A는 안테나1, 안테나2, 및 제 1 접지 평면(418A)을 포함하는 제 1 계층의 평면도를 도시한다. 도 4B는 제 2 접지 평면(418B) 및 공진 분리기(428)를 포함하는 제 2 계층의 저면도를 도시한다. 2개의 접지 평면은 등전위로 유지를 위해, 복수의 원으로 표시되는, 접지 비아를 이용하여 연결된다.
도 4A 및 4B의 예에서, 안테나1은 도 3A에 도시되는 것과 유사한 구조를 가진 평면형 C2CPL 안테나다. 급전점(412A-1)은, 본 예에서 제 1 접지 평면(418A)에 형성된, 그러나 이로부터 분리된, 포트1에 연결된다. 제 2 안테나인 안테나2의 급전점(412A-2)은 안테나1로부터 독립적으로 급전되도록 포트2에 연결된다. 포트2 역시 제 1 접지 평면에 형성되지만 이로부터 분리된다. 본 예에서, 안테나1 및 안테나2는 동일한 안테나 구조를 갖고 대칭으로 배치되는 것으로 도시된다. 그러나, 상이한 C2CPL 안테나가 사용될 수 있고, 투-안테나 시스템 형성을 위해 배치가 대칭일 필요는 없다. 공진 분리기(428)와, 안테나1 및 안테나2의 각각의 요소의 형상 및 치수는 표적 공진에 따라 변할 수 있다.
공진 분리기(428)의 제 1 단부(412B-1) 및 제 2 단부(412B-2)는 각각 안테나1 및 안테나2의 급전점(412A-1, 412A-2)에 연결된다. 수직 비아가 지점(412A-1/412B-1 및 412A-2/412B-2) 사이의 제 1 계층 및 제 2 계층에 형성되고, 제 1 비아는 공진 분리기(428)의 제 1 단부(412B-1)를 안테나1의 급전점(412A-1)에 연결하고, 제 2 비아는 공진 분리기(428)의 제 2 단부(412B-2)를 안테나2의 급전점(412A-2)에 연결한다. 제 2 계층 내 공진 분리기(428)의 위치는 제 1 계층에 형성되는 제 1 접지 평면(418A)의 풋프린트와 겹쳐지도록 사전에 결정된다. 다시 말해서, 제 1 접지 평면(418A)은 공진 분리기(428)로부터 튀어나오도록 구성된다. 이 구조에 따라 그렇지 않은 경우에 비해 우수한 주파수 튜닝이 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 공진 분리기(428)의 제 1 및 제 2 단부(412B-1, 412B-2)는 각각 안테나1 및 안테나2의 급전점(412A-1, 412A-2)에 연결되고, 이는 각각의 안테나에서 최대값을 가지는 지점이다. 더욱이, 공진 분리기(428)의 전기적 길이는 실질적으로 90도 또는 그 홀수 배수(270도, 450도, 등)이도록 구성된다. 이 구조는 두 안테나 사이에 최적 분리를 제공한다.
더욱이, 공진 분리기(428)에 대한 공진 전류와 관련된 반사파는 순방향 파에 대해 180도 위상 변이를 거치며, 이는 공진 분리기의 전기적 길이가 90도로 설정되는 이유다. 따라서, 180도 위상차를 가진 순방향 파 및 반사파를 조합하여, 안테나1을 나타내는 전류 경로의 노드와 관련하여 개방 회로를 효과적으로 발생시킬 수 있다. 이와 같이, 안테나1 및 안테나2는 90도의 전기적 길이를 가진 공진 분리기(428)의 존재로 인해 공진시 실질적으로 분리될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 일 실시예에 따른 투-안테나 시스템은 실질적으로 90도(또는 그 홀수 배수)의 전기적 길이를 가진 공진 분리기에 의해 분리되는 2개의 C2CPL 안테나를 포함하며, 실질적으로 직교하는 E 및 H 장의 발생으로 인해 효율이 개선되고, 용량성 결합 안테나 요소들을 구성함으로써 크기 감소가 실현되며, 두 안테나들을 분리시키는 공진 분리기로 인해 공진시 두 안테나들 간의 분리가 개선된다.
도 5A 및 5B는 도 4A 및 4B에 도시되는 공진 분리기에 의해 분리되는 2개의 C2CPL 안테나를 포함하는 투-안테나 시스템을 가진 디바이스의 구현예를 도시한다. 디바이스의 평면도 및 저면도가 제 1 및 제 2 계층 상에 형성되는 구조의 윤곽을 함께 제시함으로써 각각 도 5A 및 5B에 도시된다. 각각의 요소의 크기 및 치수를 조정하여, 도 5A 및 5B에서 제공되는 예에서 2.4GHz 대역을 얻을 수 있으나, 멀티대역 구현예도 또한 가능하다.
도 6은 도 5A 및 5B에 도시된 디바이스의 측정된 S 파라미터 대 주파수를 도시하는 플롯이며, 3개의 S 파라미터가 개별적으로 플롯된다. 이 플롯에서 S21 파라미터 값에 의해 표시되는 바와 같이 2.4GHz 공진 근처에서 높은 분리가 실현된다. 공진 분리기를 가진 이러한 투-안테나 시스템은 이러한 영역에서 2개의 안테나 사이의 강한 결합으로 인해 저주파수에서 높은 RF 전송을 보여주는 저역 통과 필터 특성을 가진다는 것을 알 수 있다.
도 7은 도 5A 및 5B에 도시되는 디바이스의 측정된 효율 대 주파수를 나타내는 플롯이며, 안테나1의 효율 및 안테나2의 효율이 개별적으로 플롯된다. 50% 근처의 효율 값이, C2CPL 안테나 이용에 의해 제공되는 소형 디바이스 크기에도 불구하고, 2.4GHz 공진 근처에서 실현된다.
도 8A, 8B, 8C는 도 5A 및 5B에 도시되는 디바이스에 대하여, Y-Z 평면, X-Y 평면, 및 X-Z 평면 상에서 2.45GHz에서의 측정된 방사선 패턴을 나타내는 플롯이며, 안테나1의 방사 패턴 및 안테나 2의 방사 패턴이 각각의 도면에 개별적으로 플롯된다. X, Y, Z는 삽입도에 표시되는 바와 같이, Y-Z 평면을 따라 배치되는 디바이스와 관련하여 할당된다. 도 8A 및 8B로부터 알 수 있듯이, 안테나1 및 안테나2의 방사 패턴이 두 안테나 간의 높은 분리로 인해, 서로 상보적으로 발생된다. 도 8C의 X-Z 평면 상의 방사 패턴은, 전자기 에너지 대부분이 상측 반구 내에 있고 비교적 작은 에너지가 하향으로 진행함을 보여준다. 이는 디바이스가 예를 들어, PC에 삽입되는 USB 동글로 사용될 때 바람직한 특성이다. 이러한 구조에서, 하향으로 진행하는 방사 패턴은 최소이고, 따라서, PC 내 전자 장치에 대한 전자기 간섭이 최소다.
본 개시는 공진 분리기의 일 실시예와 투-C2CPL 안테나 구조의 한 예만을 포함할 뿐이다. 그러나, 기언급한 미국특허출원 제13/669,389호에 설명된 것이나, 그 변형예와 같은, 임의의 C2CPL 안테나를 이용하여, 작은 크기로 매우 효율적이면서도 분리된 투-안테나 시스템을 얻을 수 있다.
공진 분리기의 이용을 N개의 안테나 시스템으로 확장하는 것 역시 가능하다. 그러므로, 본 개시는 단 2개의 C2CPL 안테나에 제한되는 것이 아니라, 본 개시가 CPL 안테나에 제한되는 것 역시 아니며, 마찬가지로 폭넓고 다양한 다른 안테나와도 사용될 수 있다. 추가적으로, 2개의 안테나를 분리하기 위한 공진 분리기가 위 예에서 일 특정 공진을 위해 구성되지만, 멀티-대역 시스템의 경우에 2개 이상의 공진시 분리를 제공하도록 공진 분리기를 재구성하는 것이 가능하다.
도 9는 도 2에 도시되는 예와 유사한 2개의 C2CPL 안테나를 가진 투-안테나 시스템의 다른 예를 도시하며, 이 경우 공진 분리기가 포함되어 2개의 안테나를 분리시키고 공진시 2개의 안테나를 전자기적으로 분리시킨다. 이러한 안테나 시스템의 구조는 도 4A 및 4B에 도시되는 예와 유사하지만, 공진 분리기(928)가 제 2 계층 대신에 제 1 계층에 위치하는 점에 차이가 있다.
도 9는 안테나1, 안테나2, 제 1 접지 평면(918) 및 공진 분리기(928)를 포함하는 제 1 계층의 평면도를 도시한다. 제 2 접지 평면은 제 1 계층이 형성되는 표면에 대향된 기판 표면 상에 있는 제 2 계층 상에 형성될 수 있다. 2개의 접지 평면이 등전위 유지를 위해 접지 비아와 연결될 수 있다. 대안으로서, 본 안테나 시스템은 제 2 계층에 제 2 접지 평면을 갖지 않은 채로 모든 요소들을 수용하는 단일 층을 갖도록 구성될 수 있다. 안테나1 및 안테나2 각각은 도 2에 도시된 구조와 유사한 구조의 평면형 C2CPL 안테나다. 안테나1의 급전점이 포트1에 연결되고, 안테나2의 급전점이 포트2에 연결되어, 안테나1로부터 독립적으로 전류를 공급받는다. 본 예에서, 안테나1 및 안테나2는 동일한 C2CPL 안테나 구조를 갖고 거울 대칭 배치로 도시된다. 그러나, 상이한 C2CPL 안테나들이 사용될 수 있고, 그 배치가 투-안테나 시스템 형성을 위해 거울 대칭일 필요가 없다. 공진 분리기(1028)와, 안테나1 및 안테나2의 각각의 요소의 형상 및 치수는 표적 공진에 따라 변할 수 있다.
공진 분리기(1028)의 제 1 및 제 2 단부(912-1, 912-2)는 각각 안테나1 및 안테나2의 급전점 근처 위치에 연결되며, 여기서 전류는 각각의 안테나의 최대값을 가진다. 더욱이, 공진 분리기(928)의 전기적 길이는 실질적으로 90도 또는 그 홀수 배수(270도, 450도, 등)이도록 구성된다.
앞서 제공된 예에서, 투-안테나 시스템은 단일 주파수에서 작동하고, 공진 분리기는 인접한 전도 요소다. 도 10A 및 10B에 도시되는 투-안테나 시스템의 예는 유전 기판(1000) 상에 장착된 멀티-대역 투-안테나 시스템의 평면도 및 저면도를 각각 도시하며, 공진 분리기는 용량성 결합된 2개의 분리된 전도 요소들에 의해 형성된다. 안테나1 및 안테나2는 앞서 도시된 것과는 상이한 구조를 가진 평면형 C2CPL 안테나다. 안테나1 및 안테나2는 제 1 루프 섹션(1002A) 및 제 2 루프 섹션(1002B)를 가진 루프 요소(1002)를 포함하며, 이들은 갭(1004)을 통해 용량성으로 결합된다. 따라서, 각각의 C2CPL 안테나 내 루프 요소(1002)는 2개의 전도부(1002A, 1002B) 및 용량성 갭(1004)을 포함하는 제 1 요소인 것으로 여겨질 수 있다. 안테나1의 제 1 루프 섹션(1002A)은 안테나1의 제 1 단부 및 전류 급전점(1002A-1)에서 급전되고, 안테나2의 제 1 루프 섹션(1002A)은 안테나2의 제 1 단부 및 전류 급전점(1002A-2)에서 급전된다. 각각의 급전점(1002A-1, 1002A-2)은 각각 포트1 및 포트2에 연결된다. 포트1 및 포트2는 제 1 접지 평면(1006A) 내에 형성되지만, 이로부터 분리된다.
제2 루프 섹션(1002B)의 용량성 결합 에지에 각각 대향된 안테나1 및 안테나2의 다른 단부는 제 1 접지 평면(1006)으로 단락된다. 안테나1 및 안테나2는 각각의 루프 섹션(1002A, 1002B)에 형성되는 2개의 방사 요소를 더 포함하며, 각각의 방사 요소는 서로 상이한 주파수에서 작동한다. 서로 실질적으로 직교하는 안테나1의 E 및 H 장을 생성/수신하기 위해, 제 2 루프 섹션(1002B)의 방사 요소가 급전점(1002A-1)으로부터 루프 요소(1002B)를 따라 실질적으로 90도(또는 270도)의 전기적 길이로 배치된다. 동일한 구조가 안테나2에서 이어진다. 갭(1004)은 앞서 논의된 크기 감소 용도로 구성될 수 있다. 도 10B는 갭(1010)에 의해 분리되는 제 1 부분(1008A) 및 제 2 부분(1008B)으로 형성되는 공진 분리기(1008)와 제 2 접지 평면(1006B)을 포함하는 저면도를 도시한다. 2개의 접지 평면은 등전위로 유지를 위해, 도 10A 및 10B에 도시되지 않으나 위 다른 도면들 중 일부에서와 같이 복수의 원으로 표시되는, 접지 비아로 연결된다. 도 10A 및 10B에 도시되는 안테나 배열이 거울 대칭이지만, 어떤 대칭도 본질적인 것이 아니며, 상이한 형상 및 구조의 안테나가 투-안테나 시스템의 일부분으로 사용될 수 있다.
도 10B에 도시되는 용량성 로딩된 공진 분리기의 구현예는 안테나의 작동 파장 미만의 길이만큼 분리되는 2개의 조밀하게 뭉쳐진 안테나들 사이의 분리를 크게 개선시킬 수 있다. 더욱이, 본 예는 두 대역 모두에서 향상된 분리를 갖도록 이중 대역 작동을 지원하는 용도로 C2CPL 안테나 아트웍(artwork) 내에서 영역 재사용을 가능하게 한다. 각각의 안테나에 대한 공진 분리기는 임피던스 극소점(즉, 전류 극대값) 근처에서 안테나의 급전점에 연결될 수 있다. 용량성 로딩 공진 분리기의 총 길이는, 그 구조 상에 흐르는 전류가 공유된 연결점(1002B-1, 1002B-2)에서 안테나의 비-활성 부분 상에서 여기되는 전류와 함께 긍정적으로 소거되는 상변화를 진행하도록 실현될 수 있다. 공진 분리기 아트웍 내 용량성 요소의 도입은 소형화 및 이중 대역 작동 향상을 동시에 가능하게 한다.
도 11은 두 작동 주파수 모두에서 도 10A 및 10B에서 도시되는 예의 경우에 측정되는 S 파라미터 대 주파수를 나타내는 플롯으로서, 2개의 S 파라미터가 개별적으로 플롯된다. 고-분리가, S2,1 파라미터 값에 의해 표시되는 2.4GHz 공진 근처에서 실현되고, S2,2 파라미터에 의해 표시되는 5.5GHz 미만에서 실현된다.
도 12A, 12B, 12C는 각각 Y-Z 평면, X-Y 평면, 및 X-Z 평면 상에서, 2.45GHz에서 도 10A 및 10B에서 도시되는 예에 대하여, 측정되는 방사 패턴을 나타내는 플롯이다. 도 13A, 13B, 13C는 각각 Y-Z 평면, X-Y 평면, 및 X-Z 평면 상에서, 5.5GHz에서 도 10A 및 10B에서 도시되는 예에 대하여, 측정되는 방사 패턴을 나타내는 플롯이다.
도 14는 2.45GHz에서 도 10A 및 10B에서 도시되는 예에 대하여, 측정되는 효율 대 주파수를 나타내는 플롯이고, 도 15는 5.5GHz에서 도 10A 및 10B에서 도시되는 예에 대하여, 측정되는 효율 대 주파수를 나타내는 플롯이다. 도 14에서, C2CPL안테나 이용에 의해 제공되는 소형 디바이스 크기에도 불구하고, 2.45GHz 공진의 근처에서 60%에 가까운 효율 대 주파수가 실현되고, 도 15에서는 5.5GHz에서의 효율이 80%에 가깝다.
일 실시예에서, 안테나 시스템은 제 1 안테나 및 제 2 안테나를 가진 적어도 한 쌍의 안테나를 포함하는 제 1 계층 - 상기 제 1 계층은 제 1 접지 평면을 더 포함함 - 과, 공진 분리기 및 제 2 접지 평면을 포함하는 제 2 계층 - 상기 공진 분리기는 제 1 단부 및 제 2 단부를 갖고, 상기 제 2 접지 평면으로부터 분리된 제 2 계층 상에 또는 내에 위치하며, 상기 공진 분리기는, 제 1 안테나가 제 1 비아에 의해 제 1 단부에 연결되고 제 2 안테나가 제 2 비아를 통해 제 2 단부에 연결될 때 공진시 제 1 안테나를 제 2 안테나로부터 분리시키도록 구성되고, 상기 제 1 비아 및 제 2 비아는 제 1 계층 및 제 2 계층까지 수직으로 이어짐 - 을 포함하되, 제 1 안테나 및 제 2 안테나 각각은. 제 1 단부에서 전류 급전점에 연결되는, 그리고 제 2 단부에서 제 1 접지 평면으로 단락되는, 제 1 요소 - 상기 제 1 요소는 자기장을 방출함 - 와, 상기 급전점으로부터 실질적으로 90도 또는 실질적으로 90도의 홀수배의 전기적 길이로 상기 제 1 요소에 연결되는 제 2 요소 - 상기 제 2 요소는 상기 자기장에 실질적으로 직교하는 전기장을 생성함 - 를 포함한다.
본 실시예에서, 상기 제 1 요소는 제 1 섹션, 제 2 섹션, 및 상기 제 1 섹션과 제 2 섹션 사이에 형성되는 갭을 포함하며, 상기 제 1 섹션 및 제 2 섹션은 상기 갭을 통해 용량성 결합된다. 본 실시예에서, 상기 제 2 요소는 제 1 섹션, 제 2 섹션, 및 상기 제 1 섹션과 제 2 섹션 사이에 형성되는 갭을 포함하며, 상기 제 1 섹션 및 제 2 섹션은 상기 갭을 통해 용량성 결합된다.
본 실시예에서, 상기 공진 분리기는 순방향 파 및 역방향 파가 조합될 때 공진시 개방 회로를 나타내는 위상차를 가진 순방향 파 및 반사파를 발생시키는 실질적으로 90도 또는 실질적으로 90도의 홀수배의 전기적 길이를 가져서, 제 1 안테나와 제 2 안테나 사이의 분리를 제공한다. 본 실시예에서, 상기 공진 분리기는 상기 제 1 안테나와 제 2 안테나 사이에 실질적으로 90도의 위상 지연 또는 실질적으로 90도의 홀수배의 위상 지연 중 하나를 제공하는 전기적 길이를 갖는다.
본 실시예에서, 상기 제 1 비아는 전류값이 최대인 제 1 안테나의 전류 급전점에 연결되고, 상기 제 2 비아는 전류값이 최대인 제 2 안테나의 전류 급전점에 연결된다.
본 실시예에서, 상기 제 1 계층은 N 쌍의 안테나를 포함하고, 상기 제 2 계층은 N개의 공진 분리기를 포함하며, N개의 공진 분리기 중 일 공진 분리기는 N 쌍의 안테나 중 각 쌍의 안테나에 대응한다.
본 실시예에서, 상기 안테나 시스템은 멀티-대역 안테나 시스템이고, 상기 공진 분리기는 상기 멀티-대역 안테나 시스템의 각각의 공진시 상기 제 1 안테나를 상기 제 2 안테나로부터 분리시키도록 구성된다.
본 실시예에서, 상기 공진 분리기는 상기 제 1 단부를 상기 제 2 단부에 연결하는 전도 라인을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 공진 분리기는 상기 제 1 단부와 제 2 단부 사이에 형성되는 갭을 포함하고, 상기 제 1 단부 및 제 2 단부는 상기 갭을 통해 용량성 결합된다.
일 실시예에서, 안테나 시스템은 제 1 안테나 및 제 2 안테나를 포함하는 제 1 쌍의 안테나와, 접지 평면과, 상기 제 1 안테나에 연결되는 제 1 단부와, 상기 제 2 안테나에 연결되는 제 2 단부를 가진 공진 분리기 - 상기 공진 분리기는 제 1 안테나가 제 1 단부에 연결되고 제 2 안테나가 제 2 단부에 연결될 때, 공진시 상기 제 1 안테나를 상기 제 2 안테나로부터 분리시키도록 구성됨 - 를 포함하되, 상기 제 1 안테나 및 제 2 안테나 각각은, 제 1 단부에서 전류 급전점에 연결되는, 그리고 제 2 단부에서 상기 접지 평면으로 단락되는, 제 1 요소 - 상기 제 1 요소는 자기장을 방출함 - 와, 상기 급전점으로부터 실질적으로 90도 또는 실질적으로 90도의 홀수배의 전기적 길이로 상기 제 1 요소에 연결되는 제 2 요소 - 상기 제 2 요소는 상기 자기장에 실질적으로 직교하는 전기장을 생성함 - 를 포함한다.
본 실시예에서, 상기 제 1 요소는 제 1 섹션, 제 2 섹션, 및 상기 제 1 섹션과 제 2 섹션 사이에 형성되는 갭을 포함하고, 상기 제 1 섹션 및 제 2 섹션은 상기 갭을 통해 용량성 결합된다. 본 실시예에서, 상기 제 2 요소는 제 1 섹션, 제 2 섹션, 및 상기 제 1 섹션과 제 2 섹션 사이에 형성되는 갭을 포함하고, 상기 제 1 섹션 및 제 2 섹션은 상기 갭을 통해 용량성 결합된다.
본 실시예에서, 상기 공진 분리기는 순방향 파 및 역방향 파가 조합될 때 공진시 개방 회로를 나타내는 위상차를 가진 순방향 파 및 반사파를 발생시키는 실질적으로 90도 또는 실질적으로 90도의 홀수배의 전기적 길이를 가져서, 제 1 안테나와 제 2 안테나 사이의 분리를 제공한다. 본 실시예에서, 상기 공진 분리기는 상기 제 1 안테나와 제 2 안테나 사이에 실질적으로 90도의 위상 지연 또는 실질적으로 90도의 홀수배의 위상 지연 중 하나를 제공하는 전기적 길이를 갖는다.
본 실시예에서, 상기 제 1 단부는 전류값이 최대인 제 1 안테나의 전류 급전점에서 상기 제 1 안테나에 연결되고, 상기 제 2 단부는 전류값이 최대인 제 2 안테나의 전류 급전점에 연결된다.
본 실시예에서, 상기 공진 분리기는 상기 제 1 단부를 상기 제 2 단부에 연결하는 전도 라인을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 공진 분리기는 상기 제 1 단부와 제 2 단부 사이에 형성되는 갭을 포함하고, 상기 제 1 단부 및 제 2 단부는 상기 갭을 통해 용량성 결합된다.
본 실시예에서, 상기 제 1 요소는 루프 요소(loop element)이고, 상기 제 2 요소는 단극 방사 요소(radiating monopole element)다.
본 실시예에서, 상기 방사 요소는 제 1 주파수에서 작동하고, 상기 제 1 요소는 상기 제 1 주파수와는 실질적으로 상이한 제 2 주파수에서 작동하는 제 2 방사 요소를 더 포함한다.
본 실시예에서, 안테나 시스템은 N 쌍의 안테나 및 N개의 공진 분리기를 더 포함하며, N개의 공진 분리기 중 일 공진 분리기는 N 쌍의 안테나 중 각 쌍의 안테나에 대응한다.
본 실시예에서, 상기 안테나 시스템은 멀티-대역 안테나 시스템이고, 상기 공진 분리기는 상기 멀티-대역 안테나 시스템의 각각의 공진시 상기 제 1 안테나를 상기 제 2 안테나로부터 분리시키도록 구성된다.

Claims (22)

  1. 제 1 안테나 및 제 2 안테나를 가진 적어도 한 쌍의 안테나를 포함하는 제 1 계층 - 상기 제 1 계층은 제 1 접지 평면을 더 포함함 - 과,
    공진 분리기 및 제 2 접지 평면을 포함하는 제 2 계층 - 상기 공진 분리기는 제 1 단부 및 제 2 단부를 갖고, 상기 제 2 접지 평면으로부터 분리된 제 2 계층 상에 또는 내에 위치하며, 상기 공진 분리기는 제 1 안테나가 제 1 비아에 의해 제 1 단부에 연결되고 제 2 안테나가 제 2 비아를 통해 제 2 단부에 연결될 때 공진시 제 1 안테나를 제 2 안테나로부터 분리시키도록 구성되고, 상기 제 1 비아 및 제 2 비아는 제 1 계층 및 제 2 계층까지 수직으로 이어짐 - 을 포함하되,
    제 1 안테나 및 제 2 안테나 각각은.
    제 1 단부에서 전류 급전점에 연결되는, 그리고 제 2 단부에서 제 1 접지 평면으로 단락되는, 제 1 요소 - 상기 제 1 요소는 자기장을 방출함 - 와,
    상기 전류 급전점으로부터 90도 또는 90도의 홀수배의 전기적 길이로 상기 제 1 요소에 연결되는 제 2 요소 - 상기 제 2 요소는 상기 자기장에 직교하는 전기장을 생성함 - 를 포함하는 안테나 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 요소는 제 1 섹션, 제 2 섹션, 및 상기 제 1 섹션과 제 2 섹션 사이에 형성되는 갭을 포함하며, 상기 제 1 섹션 및 제 2 섹션은 상기 갭을 통해 용량성 결합되는
    안테나 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 요소는 제 1 섹션, 제 2 섹션, 및 상기 제 1 섹션과 제 2 섹션 사이에 형성되는 갭을 포함하며, 상기 제 1 섹션 및 제 2 섹션은 상기 갭을 통해 용량성 결합되는
    안테나 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공진 분리기는 순방향 파 및 역방향 파가 조합될 때 공진시 개방 회로를 나타내는 위상차를 가진 순방향 파 및 반사파를 발생시키는 90도 또는 90도의 홀수배의 전기적 길이를 가져서, 제 1 안테나와 제 2 안테나 사이의 분리를 제공하는 안테나 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 공진 분리기는 상기 제 1 안테나와 제 2 안테나 사이에 90도의 위상 지연 또는 90도의 홀수배의 위상 지연 중 하나를 제공하는 전기적 길이를 갖는 안테나 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 비아는 전류값이 최대인 제 1 안테나의 전류 급전점에 연결되고, 상기 제 2 비아는 전류값이 최대인 제 2 안테나의 전류 급전점에 연결되는
    안테나 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 계층은 N 쌍의 안테나를 포함하고, 상기 제 2 계층은 N개의 공진 분리기를 포함하며, N개의 공진 분리기 중 일 공진 분리기는 N 쌍의 안테나 중 각 쌍의 안테나에 대응하는
    안테나 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나 시스템은 멀티-대역 안테나 시스템이고, 상기 공진 분리기는 상기 멀티-대역 안테나 시스템의 각각의 공진시 상기 제 1 안테나를 상기 제 2 안테나로부터 분리시키도록 구성되는
    안테나 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 공진 분리기는 상기 제 1 단부를 상기 제 2 단부에 연결하는 전도 라인을 포함하는
    안테나 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 공진 분리기는 상기 제 1 단부와 제 2 단부 사이에 형성되는 갭을 포함하고, 상기 제 1 단부 및 제 2 단부는 상기 갭을 통해 용량성 결합되는
    안테나 시스템.
  11. 제 1 안테나 및 제 2 안테나를 포함하는 제 1 쌍의 안테나와,
    접지 평면과,
    상기 제 1 안테나에 연결되는 제 1 단부와, 상기 제 2 안테나에 연결되는 제 2 단부를 가진 공진 분리기 - 상기 공진 분리기는 제 1 안테나가 제 1 단부에 연결되고 제 2 안테나가 제 2 단부에 연결될 때, 공진시 상기 제 1 안테나를 상기 제 2 안테나로부터 분리시키도록 구성됨 - 를 포함하되,
    상기 제 1 안테나 및 제 2 안테나 각각은,
    제 1 단부에서 전류 급전점에 연결되는, 그리고 제 2 단부에서 상기 접지 평면으로 단락되는, 제 1 요소 - 상기 제 1 요소는 자기장을 방출함 - 와,
    상기 전류 급전점으로부터 90도 또는 90도의 홀수배의 전기적 길이로 상기 제 1 요소에 연결되는 제 2 요소 - 상기 제 2 요소는 상기 자기장에 직교하는 전기장을 생성함 - 를 포함하는 안테나 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 요소는 제 1 섹션, 제 2 섹션, 및 상기 제 1 섹션과 제 2 섹션 사이에 형성되는 갭을 포함하고, 상기 제 1 섹션 및 제 2 섹션은 상기 갭을 통해 용량성 결합되는
    안테나 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 요소는 제 1 섹션, 제 2 섹션, 및 상기 제 1 섹션과 제 2 섹션 사이에 형성되는 갭을 포함하고, 상기 제 1 섹션 및 제 2 섹션은 상기 갭을 통해 용량성 결합되는
    안테나 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 공진 분리기는 순방향 파 및 역방향 파가 조합될 때 공진시 개방 회로를 나타내는 위상차를 가진 순방향 파 및 반사파를 발생시키는 90도 또는 90도의 홀수배의 전기적 길이를 가져서, 제 1 안테나와 제 2 안테나 사이의 분리를 제공하는 안테나 시스템.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 공진 분리기는 상기 제 1 안테나와 제 2 안테나 사이에 90도의 위상 지연 또는 90도의 홀수배의 위상 지연 중 하나를 제공하는 전기적 길이를 갖는 안테나 시스템.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 단부는 전류값이 최대인 제 1 안테나의 전류 급전점에서 상기 제 1 안테나에 연결되고, 상기 제 2 단부는 전류값이 최대인 제 2 안테나의 전류 급전점에 연결되는
    안테나 시스템.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 공진 분리기는 상기 제 1 단부를 상기 제 2 단부에 연결하는 전도 라인을 포함하는
    안테나 시스템.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 공진 분리기는 상기 제 1 단부와 제 2 단부 사이에 형성되는 갭을 포함하고, 상기 제 1 단부 및 제 2 단부는 상기 갭을 통해 용량성 결합되는
    안테나 시스템.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 요소는 루프 요소(loop element)이고, 상기 제 2 요소는 단극 방사 요소(radiating monopole element)인
    안테나 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 방사 요소는 제 1 주파수에서 작동하고, 상기 제 1 요소는 상기 제 1 주파수와는 상이한 제 2 주파수에서 작동하는 제 2 방사 요소를 더 포함하는 안테나 시스템.
  21. 제 11 항에 있어서,
    N 쌍의 안테나 및 N개의 공진 분리기를 더 포함하며,
    N개의 공진 분리기 중 일 공진 분리기는 N 쌍의 안테나 중 각 쌍의 안테나에 대응하는
    안테나 시스템.
  22. 제 11 항에 있어서,
    상기 안테나 시스템은 멀티-대역 안테나 시스템이고, 상기 공진 분리기는 상기 멀티-대역 안테나 시스템의 각각의 공진시 상기 제 1 안테나를 상기 제 2 안테나로부터 분리시키도록 구성되는
    안테나 시스템.
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