KR101994643B1 - 다중 노치를 포함하는 소형화된 초광대역 안테나, 그 설계 방법 및 이를 구비하는 무선 통신 장치 - Google Patents

다중 노치를 포함하는 소형화된 초광대역 안테나, 그 설계 방법 및 이를 구비하는 무선 통신 장치 Download PDF

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Abstract

다중 노치를 포함하는 소형화된 초광대역 안테나, 그 설계 방법 및 이를 구비하는 무선 통신 장치가 개시된다. 개시되는 일 실시예에 따른 초광대역 안테나는, 베이스 부재, 베이스 부재의 일면에 형성되고, UWB(Ultra Wide Band) 대역의 신호를 송수신하도록 마련되는 방사체, 및 방사체의 일부가 제거되어 마련되고, UWB 대역 내에서 다중 노치 대역을 형성하도록 마련되는 노치 필터를 포함하고, 노치 필터는, 방사체 내에 상기 방사체의 일부가 제거되어 마련되고 상호 이격되는 복수 개의 CSRR(Complimentary Split Ring Resonator)을 포함한다.

Description

다중 노치를 포함하는 소형화된 초광대역 안테나, 그 설계 방법 및 이를 구비하는 무선 통신 장치{A COMPACT SIZE ULTRA WIDE BAND ANTENNA WITH MULTIPLE NOTCHES, THE ANTENNA DESIGN METHOD AND WIRELESS COMMUNICATION DEVICE WITH THE ANTENNA}
본 발명의 실시예는 초광대역 안테나에 관한 것이다.
초광대역(Ultra Wide Band : UWB)의 무선 통신 시스템 및 근거리 레이더 시스템은 3 ~ 10GHz의 주파수 대역을 이용한다. UWB 주파수 범위 내에는 여러 종류의 다른 무선 통신 시스템이 존재하기 때문에, 초광대역 안테나는 UWB 주파수 범위 내에 존재하는 여러 종류의 다른 무선 통신 시스템에 의해 신호의 간섭을 받게 된다. 이러한 신호 간섭으로 인해, UWB 신호가 왜곡되어 통신 시스템의 수신율이 저하되고 레이더의 오탐율이 증가하게 된다. 이러한 문제를 해결하고자 UWB 시스템의 송수신기와 UWB 안테나 사이에 원치 않는 무선 통신 신호를 제거하는 노치 여파기를 부착하는데, 여러 개의 노치 여파기는 UWB 시스템의 크기 및 삽입 손실을 증가시켜 휴대용 UWB 시스템의 구현에는 적합하지 않다.
한국공개특허공보 제10-2005-0010549호(2005.01.28)
본 발명의 실시예는 다른 무선 통신 시스템의 신호와의 간섭을 줄일 수 있고 소형화 할 수 있는 초광대역 안테나, 그 설계 방법 및 이를 구비하는 무선 통신 장치를 제공하기 위한 것이다.
개시되는 일 실시예에 따른 초광대역 안테나는, 베이스 부재; 상기 베이스 부재의 일면에 형성되고, UWB(Ultra Wide Band) 대역의 신호를 송수신하도록 마련되는 방사체; 및 상기 방사체의 일부가 제거되어 마련되고, 상기 UWB 대역 내에서 다중 노치 대역을 형성하도록 마련되는 노치 필터를 포함하고, 상기 노치 필터는, 상기 방사체 내에 상기 방사체의 일부가 제거되어 마련되고 상호 이격되는 복수 개의 CSRR(Complimentary Split Ring Resonator)을 포함한다.
상기 방사체는, 상기 베이스 부재의 하단 중앙을 기준으로 소정의 반경을 가지는 반원의 형상으로 형성되고, 상기 초광대역 안테나는, 상기 베이스 부재의 타면에서 상기 방사체와 겹치지 않도록 형성되는 접지부를 더 포함할 수 있다.
상기 노치 필터는, 상기 방사체의 내부가 제1 크기로 제거되어 형성되고, 상기 UWB 대역 내에서 제1 노치 대역을 형성하는 제1 CSRR(Complimentary Split Ring Resonator); 상기 방사체의 내부에서 상기 제1 CSRR의 외측에 상기 제1 CSRR과 상호 이격하여 형성되고, 상기 방사체의 내부가 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기로 제거되어 형성되며, 상기 UWB 대역 내에서 제2 노치 대역을 형성하는 제2 CSRR; 상기 방사체의 내부에서 상기 제2 CSRR의 외측에 상기 제2 CSRR과 상호 이격하여 형성되고, 상기 방사체의 내부가 상기 제2 크기보다 큰 제3 크기로 제거되어 형성되며, 상기 UWB 대역 내에서 제3 노치 대역을 형성하는 제3 CSRR; 및 상기 방사체의 내부에서 상기 제3 CSRR의 외측에 상기 제3 CSRR과 상호 이격하여 형성되고, 상기 방사체의 내부가 상기 제3 크기보다 큰 제4 크기로 제거되어 형성되며, 상기 UWB 대역 내에서 제4 노치 대역을 형성하는 제4 CSRR을 포함할 수 있다.
상기 초광대역 안테나는, 상기 베이스 부재의 일면에 상기 베이스 부재의 상단 중앙에서 상기 방사체의 상단에 이르기까지 상기 베이스 부재의 길이 방향을 따라 형성되는 급전부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 CSRR 내지 상기 제4 CSRR은 각각 일단과 타단이 상호 이격되어 마련되고, 상기 제1 CSRR 내지 상기 제4 CSRR의 상호 이격된 부분은 상기 급전부와 대향하도록 마련될 수 있다.
상기 제2 CSRR의 상호 이격된 부분은 상기 제1 CSRR의 상호 이격된 부분보다 크게 형성되고, 상기 제3 CSRR의 상호 이격된 부분은 상기 제2 CSRR의 상호 이격된 부분보다 크게 형성될 수 있다.
상기 제1 노치 대역은 상위 WLAN(Upper Wireless Local Area Network, 5.725 ~ 5.825GHz) 대역이고, 상기 제2 노치 대역은 하위 WLAN(Lower Wireless Local Area Network, 5.15 ~ 5.35GHz) 대역이며, 상기 제3 노치 대역은 INSAT(Indian National Satellite System, 4.50 ~ 4.70GHz) 대역이고, 상기 제4 노치 대역은 WiMAX(World Interoperability for Microwave Access, 3.30 ~ 3.60GHz)대역일 수 있다.
상기 초광대역 안테나는, 상기 제1 CSRR의 일단 또는 타단에서 상기 제1 CSRR의 중심을 향하여 상기 베이스 부재의 길이 방향을 따라 형성되는 슬롯 공진기를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 노치 대역은, 상위 WLAN(Upper Wireless Local Area Network, 5.725 ~ 5.825GHz) 대역이고, 상기 슬롯 공진기는, 상기 방사체의 내부를 제거하여 형성되고, 상기 제1 CSRR이 상기 상위 WLAN 대역의 노치 주파수를 가지도록 크기가 설정될 수 있다.
상기 제1 CSRR은, 제1 반경을 갖는 원형 띠의 형태로 이루어지고, 상기 제2 CSRR은, 상기 제1 반경보다 큰 제2 반경을 갖는 원형 띠의 형태로 이루어지며, 상기 제3 CSRR은, 상기 제2 반경보다 큰 제3 반경을 갖는 원형 띠의 형태로 이루어지고, 상기 제4 CSRR은, 상기 제3 반경보다 큰 제4 반경을 갖는 원형 띠의 형태로 이루어질 수 있다.
상기 제1 CSRR은, 제1 폭 및 제1 길이를 가지는 사각형 형태로 이루어지고, 상기 제2 CSRR은, 상기 제1 폭보다 큰 제2 폭 및 상기 제1 길이보다 긴 제2 길이를 가지는 사각형 형태로 이루어지며, 상기 제3 CSRR은, 상기 제2 폭보다 큰 제3 폭 및 상기 제2 길이보다 긴 제3 길이를 가지는 사각형 형태로 이루어지고, 상기 제4 CSRR은, 상기 제3 폭보다 큰 제4 폭 및 상기 제3 길이보다 긴 제4 길이를 가지는 사각형 형태로 이루어질 수 있다.
상기 초광대역 안테나는, 상기 베이스 부재의 일면에 상기 베이스 부재의 길이 방향을 따라 마련되고, 상기 방사체와 연결되는 급전부; 및 상기 급전부를 사이에 두고 상기 급전부의 양측에서 상기 급전부 및 상기 방사체와 각각 상호 이격하여 마련되고, 상기 UWB 대역에서 제5 노치 대역을 형성하는 한 쌍의 SRR(Split Ring Resonator)를 더 포함할 수 있다.
개시되는 다른 실시예에 따른 초광대역 안테나는, 베이스 부재; 상기 베이스 부재의 일면에 형성되고, UWB(Ultra Wide Band) 대역의 신호를 송수신하도록 마련되는 방사체; 및 상기 방사체의 일부가 제거되어 마련되고, 상기 UWB 대역 내에서 다중 노치 대역을 형성하도록 마련되는 노치 필터를 포함하여 상기 다중 노치 대역의 구현을 위한 별도의 공간이 필요하지 않다.
개시되는 일 실시예에 따른 무선 통신 장치는, 베이스 부재, 상기 베이스 부재의 일면에 형성되고, UWB(Ultra Wide Band) 대역의 신호를 송수신하도록 마련되는 방사체, 및 상기 방사체의 일부가 제거되어 마련되고, 상기 UWB 대역 내에서 다중 노치 대역을 형성하도록 마련되는 노치 필터를 포함하는 초광대역 안테나; 상기 초광대역 안테나의 급전부와 연결되는 송수신기로 전력을 공급하는 전력 공급부; 및 상기 초광대역 안테나를 통해 송수신하는 신호를 처리하는 신호 처리부를 포함하고, 상기 노치 필터는, 상기 방사체 내에 상기 방사체의 일부가 제거되어 마련되고 상호 이격되는 복수 개의 CSRR(Complimentary Split Ring Resonator)을 포함한다.
개시되는 일 실시예에 따른 초광대역 안테나의 설계 방법은, 베이스 부재의 일면에 UWB(Ultra Wide Band) 대역의 신호를 송수신하도록 방사체를 형성하는 단계; 상기 방사체 내에 상기 방사체의 일부가 제거되어 형성되고 상호 이격되는 복수 개의 CSRR(Complimentary Split Ring Resonator)을 마련하는 단계; 상기 복수 개의 CSRR 간의 커플링에 의한 주파수 천이를 산출하는 단계; 및 상기 복수 개의 CSRR을 통해 구현하고자 하는 노치 대역이 형성되도록 상기 복수 개의 CSRR의 구조를 변경하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, UWB 대역의 방사체에 제1 CSRR 내지 제4 CSRR을 모두 형성함으로써, UWB 대역의 신호를 송수신하기 위한 방사체의 크기 변화 없이도 다중 노치 대역을 형성하여 다른 무선 통신 시스템의 신호와의 간섭을 줄일 수 있게 된다.
또한, UWB 대역의 방사체에 제1 CSRR 내지 제4 CSRR 및 한 쌍의 SRR을 모두 형성하면서도 ITU(International Telecommunication Union, 7.95 ~ 8.55GHz) 대역, 상위 WLAN(Upper Wireless Local Area Network, 5.725 ~ 5.825GHz) 대역, 하위 WLAN(Lower Wireless Local Area Network, 5.15 ~ 5.35GHz), INSAT(Indian National Satellite System, 4.50 ~ 4.70GHz) 대역, 및 WiMAX(World Interoperability for Microwave Access, 3.30 ~ 3.60GHz) 대역에서 각각 샤프한 노치 대역을 형성할 수 있으며, 그로 인해 상기 노치 대역 이외의 대역에서 UWB의 신호가 왜곡되거나 수신율이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.
즉, 개시되는 실시예에 의하면, 상기 노치 대역이 샤프하게 형성되기 때문에, 상기 노치 대역 이외의 UWB 대역에서는 상기 노치 대역으로 인해 영향을 받지 않게 되며, 상기 노치 대역에 대응하는 다른 무선 통신 시스템의 신호만을 제거할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초광대역 안테나를 나타낸 평면도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초광대역 안테나를 나타낸 저면도
도 3은 일반적인 초광대역 안테나와 본 발명의 일 실시예에 따른 초광대역 안테나를 비교한 도면
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 노치 필터의 등가 모델링 회로를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초광대역 안테나에서 복수 개의 CSRR 간 커플링을 고려한 경우와 고려하지 않은 경우의 노치 주파수를 나타낸 그래프
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 초광대역 안테나와 일반적인 초광대역 안테나의 방사 효율 및 안테나 게인을 비교한 그래프
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 초광대역 안테나의 방사 패턴을 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초광대역 안테나를 나타낸 평면도
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초광대역 안테나의 치수를 설명하기 위한 도면
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초광대역 안테나의 반사 계수(S11)를 나타낸 그래프
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초광대역 안테나의 노치 대역에 따른 전류 분포를 나타낸 도면
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 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. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
이하의 설명에 있어서, 신호 또는 정보의 "전송", "통신", "송신", "수신" 기타 이와 유사한 의미의 용어는 일 구성요소에서 다른 구성요소로 신호 또는 정보가 직접 전달되는 것뿐만이 아니라 다른 구성요소를 거쳐 전달되는 것도 포함한다. 특히 신호 또는 정보를 일 구성요소로 "전송" 또는 "송신"한다는 것은 그 신호 또는 정보의 최종 목적지를 지시하는 것이고 직접적인 목적지를 의미하는 것이 아니다. 이는 신호 또는 정보의 "수신"에 있어서도 동일하다. 또한 본 명세서에 있어서, 2 이상의 데이터 또는 정보가 "관련"된다는 것은 하나의 데이터(또는 정보)를 획득하면, 그에 기초하여 다른 데이터(또는 정보)의 적어도 일부를 획득할 수 있음을 의미한다.
한편, 상측, 하측, 일측, 타측 등과 같은 방향성 용어는 개시된 도면들의 배향과 관련하여 사용된다. 본 발명의 실시예의 구성 요소는 다양한 배향으로 위치 설정될 수 있으므로, 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초광대역 안테나를 나타낸 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초광대역 안테나를 나타낸 저면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 초광대역 안테나(100)는 베이스 부재(102), 방사체(104), 및 노치 필터(106)를 포함할 수 있다.
베이스 부재(102)는 초광대역 안테나(100)를 지지할 수 있다. 베이스 부재(102)는 일정 두께의 판 형태로 마련될 수 있으나, 그 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 베이스 부재(102)는 소정의 유전율을 가지는 절연 부재로 이루어질 수 있다.
방사체(104)는 베이스 부재(102)의 일면(예를 들어, 베이스 부재(102)의 상면)에 금속 박막으로 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 방사체(104)는 베이스 부재(102)의 하단 중앙을 기준으로 소정의 반경(R)을 가지는 반원의 형상으로 이루어질 수 있다. 방사체(104)는 UWB(Ultra Wide Band) 대역(즉, 3 ~ 10GHz)의 신호를 송수신하도록 마련될 수 있다.
베이스 부재(102)의 일면에는 급전부(108)가 전송 선로로 형성될 수 있다. 급전부(108)는 베이스 부재(102)의 상단 중앙에서 방사체(104)의 상단에 이르기까지 베이스 부재(102)의 길이 방향을 따라 형성될 수 있다. 급전부(108)는 전송 선로로 구현되며, 방사체(104)를 안테나의 외부와 연결하여 상호 간에 UWB 신호를 전달하는 역할을 할 수 있다.
베이스 부재(102)의 타면(예를 들어, 베이스 부재(102)의 하면)에는 접지부(110)가 형성될 수 있다. 접지부(110)는 베이스 부재(102)의 일면에 형성된 방사체(104)와 겹치지 않도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 접지부(110)는 베이스 부재(102)의 타면에서 베이스 부재(102)의 수평 중심축을 기준으로 상측에 형성될 수 있다.
노치 필터(106)는 방사체(104) 내에 형성될 수 있다. 노치 필터(106)는 방사체(104)의 일부를 식각하여 형성할 수 있다. 노치 필터(106)는 방사체(104)의 주파수 대역(즉, UWB 대역) 내에서 복수 개의 대역 저지 특성을 형성하도록 마련될 수 있다. 즉, 노치 필터(106)는 UWB 대역 내에서 복수 개의 노치 대역을 갖도록 형성될 수 있다. 노치 필터(106)는 제1 CSRR(Complimentary Split Ring Resonator)(106-1), 제2 CSRR(106-2), 제3 CSRR(106-3), 및 제4 CSRR(106-4)를 포함할 수 있다.
제1 CSRR(106-1)은 방사체(104)의 내부를 제1 반경(R1)을 갖는 원형띠의 형태로 식각하여 형성될 수 있다. 이때, 제1 CSRR(106-1)에서 급전부(108)와 대향하는 부분은 식각되지 않을 수 있다. 즉, 제1 CSRR(106-1)의 일단과 타단은 상호 이격되어 마련될 수 있으며, 제1 CSRR(106-1)의 상호 이격된 부분은 급전부(108)와 대향하도록 마련될 수 있다. 제1 CSRR(106-1)은 상위 WLAN(Upper Wireless Local Area Network, 5.725 ~ 5.825GHz) 대역에서 대역 저지 특성을 나타내도록 마련될 수 있다.
제1 CSSR(106-1)의 일단에는 제1 CSSR(106-1)의 중심을 향하여 소정 길이의 슬롯 공진기(106-1a)가 형성될 수 있다. 슬롯 공진기(106-1a)는 제1 CSRR(106-1)의 일단에 사각형 형태로 형성될 수 있다. 슬롯 공진기(106-1a)는 방사체(104)가 식각되어 형성될 수 있다. 슬롯 공진기(106-1a)는 제1 CSRR(106-1)이 상위 WLAN 대역에서 임피던스 매칭을 이루도록 하는 역할을 할 수 있다.
제2 CSRR(106-2)은 방사체(104)의 내부에서 제1 CSRR(106-1)의 외측에 제1 CSRR(106-1)과 이격하여 형성될 수 있다. 제2 CSRR(106-2)는 방사체(104)의 내부를 제2 반경(R2)을 갖는 원형띠의 형태로 식각하여 형성될 수 있다. 제2 반경(R2)은 제1 반경(R1) 보다 큰 값이다. 제2 CSRR(106-2)의 일단과 타단은 상호 이격되어 마련될 수 있으며, 제2 CSRR(106-2)의 상호 이격된 부분은 급전부(108)와 대향하도록 마련될 수 있다.
제2 CSRR(106-2)의 일단과 타단의 상호 이격된 부분은 제1 CSRR(106-1)의 일단과 타단의 상호 이격된 부분보다 크게 형성될 수 있다. 제2 CSRR(106-2)은 제1 CSRR(106-1)의 외측에서 제1 CSRR(106-1)을 감싸며 형성될 수 있다. 제2 CSRR(106-2)은 하위 WLAN(Lower Wireless Local Area Network, 5.15 ~ 5.35GHz) 대역에서 대역 저지 특성을 나타내도록 마련될 수 있다.
제3 CSRR(106-3)은 방사체(104)의 내부에서 제2 CSRR(106-2)의 외측에 제2 CSRR(106-2)과 이격하여 형성될 수 있다. 제3 CSRR(106-3)는 방사체(104)의 내부를 제3 반경(R3)을 갖는 원형띠의 형태로 식각하여 형성될 수 있다. 제3 반경(R3)은 제2 반경(R2) 보다 큰 값이다. 제3 CSRR(106-3)의 일단과 타단은 상호 이격되어 마련될 수 있으며, 제3 CSRR(106-3)의 상호 이격된 부분은 급전부(108)와 대향하도록 마련될 수 있다.
제3 CSRR(106-3)의 일단과 타단의 상호 이격된 부분은 제2 CSRR(106-2)의 일단과 타단의 상호 이격된 부분보다 크게 형성될 수 있다. 제3 CSRR(106-3)은 제2 CSRR(106-2)의 외측에서 제2 CSRR(106-2)을 감싸며 형성될 수 있다. 제3 CSRR(106-3)은 INSAT(Indian National Satellite System, 4.50 ~ 4.70GHz) 대역에서 대역 저지 특성을 나타내도록 마련될 수 있다.
제4 CSRR(106-4)은 방사체(104)의 내부에서 제3 CSRR(106-3)의 외측에 제3 CSRR(106-3)과 이격하여 형성될 수 있다. 제4 CSRR(106-4)는 방사체(104)의 내부를 제4 반경(R4)을 갖는 원형띠의 형태로 식각하여 형성될 수 있다. 제4 반경(R4)은 제3 반경(R3) 보다 큰 값이다. 제4 CSRR(106-4)의 일단과 타단은 상호 이격되어 마련될 수 있으며, 제4 CSRR(106-4)의 상호 이격된 부분은 급전부(108)와 대향하도록 마련될 수 있다.
제4 CSRR(106-4)의 일단과 타단의 상호 이격된 부분은 제3 CSRR(106-3)의 일단과 타단의 상호 이격된 부분보다 작게 형성될 수 있다. 제4 CSRR(106-4)은 제3 CSRR(106-3)의 외측에서 제3 CSRR(106-3)을 감싸며 형성될 수 있다. 제4 CSRR(106-4)은 WiMAX(World Interoperability for Microwave Access, 3.30 ~ 3.60GHz)대역에서 대역 저지 특성을 나타내도록 마련될 수 있다.
표 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초광대역 안테나의 치수를 나타낸 표이다.
파라미터 파라미터에 대한 설명 치수
Lsub 베이스 부재의 길이 30mm
Wsub 베이스 부재의 폭 28mm
Lf 급전부의 길이 15.5mm
Wf 급전부의 폭 1mm
Lgnd 접지부의 길이 15.3mm
R1 제1 CSRR의 반경 2.3mm
R2 제2 CSRR의 반경 2.5mm
R3 제3 CSRR의 반경 3.8mm
R4 제4 CSRR의 반경 5.2mm
g1 제1 CSSR의 링 간격 1.3mm
g2 제2 CSRR의 링 간격 1.75mm
g3 제3 CSRR의 링 간격 1.45mm
g4 슬롯 공진기의 길이 2.2mm
본 발명의 실시예에 의하면, UWB 대역의 방사체(104)에 제1 CSRR(106-1) 내지 제4 CSRR(106-4)을 모두 형성함으로써, UWB 대역의 신호를 송수신하기 위한 방사체(104)의 크기 변화 없이도 다중 노치 대역을 형성하여 다른 무선 통신 시스템의 신호와의 간섭을 줄일 수 있게 된다. 즉, 방사체(104)를 식각하여 복수 개의 CSRR를 형성하고 이를 통해 다중 노치 대역을 구현함으로써, 다중 노치 대역의 구현을 위해 별도의 공간이 필요하지 않게 된다.
또한, UWB 대역의 방사체(104)에 제1 CSRR(106-1) 내지 제4 CSRR(106-4)을 모두 형성하면서도 상위 WLAN(Upper Wireless Local Area Network, 5.725 ~ 5.825GHz) 대역, 하위 WLAN(Lower Wireless Local Area Network, 5.15 ~ 5.35GHz), INSAT(Indian National Satellite System, 4.50 ~ 4.70GHz) 대역, 및 WiMAX(World Interoperability for Microwave Access, 3.30 ~ 3.60GHz) 대역에서 각각 샤프한 노치 대역을 형성할 수 있으며, 그로 인해 상기 노치 대역 이외의 대역에서 UWB의 신호가 왜곡되거나 수신율이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.
즉, 개시되는 실시예에 의하면, 상기 노치 대역이 샤프하게 형성되기 때문에, 상기 노치 대역 이외의 UWB 대역에서는 상기 노치 대역으로 인해 영향을 받지 않게 되며, 상기 노치 대역에 대응하는 다른 무선 통신 시스템의 신호만을 제거할 수 있게 된다.
도 3은 일반적인 초광대역 안테나와 본 발명의 일 실시예에 따른 초광대역 안테나를 비교한 도면이다. 도 3의 (a)는 일반적인 초광대역 안테나의 전면 및 배면을 나타낸 도면이고, 도 3의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 초광대역 안테나의 전면 및 배면을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초광대역 안테나(100)는 일반적인 초광대역 안테나의 구조를 변경시키지 않고도 방사체(104)에 복수 개의 CSRR(106-1 ~ 106-4)을 형성하여 다중 노치 대역을 구현할 수 있게 된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 초광대역 안테나(100)는 UWB 대역을 송수신하기 위한 안테나의 크기 및 안테나의 외부 구조(방사체, 급전부, 접지부 등)를 동일하게 하면서도 WiMAX(3.30 ~ 3.60GHz), INSAT(4.50 ~ 4.70GHz), 하위 WLAN(5.15 ~ 5.35GHz), 상위 WLAN(5.725 ~ 5.825GHz) 대역 등 총 4개의 노치 대역을 구현하여 다른 무선 통신 시스템의 신호를 제거할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 초광대역 안테나(100)는 방사체(104)내에 복수 개의 CSRR(106-1 ~ 106-4)을 모두 형성하였는데, 이 경우 복수 개의 CSRR(106-1 ~ 106-4) 간의 커플링으로 인해 주파수 천이가 발생하여 원하는 노치 대역을 형성하기 어려워지게 된다.
이에 개시되는 실시예에서는, 복수 개의 CSRR(106-1 ~ 106-4) 간의 커플링에 의한 상호 인덕턴스를 산출하고, 산출한 상호 인덕턴스 및 복수 개의 CSRR(106-1 ~ 106-4)의 등가 모델링 회로를 기반으로 복수 개의 CSRR(106-1 ~ 106-4)의 초기 노치 주파수를 산출하며, 초기 노치 주파수가 원하는 노치 주파수가 되도록 복수 개의 CSRR(106-1 ~ 106-4)의 구조를 변경하는 과정을 반복 수행할 수 있다. 이로써, 복수 개의 CSRR(106-1 ~ 106-4) 간의 커플링으로 인한 주파수 천이를 고려하여 원하는 노치 대역이 형성되도록 할 수 있게 된다.
여기서, 복수 개의 CSRR(106-1 ~ 106-4) 간의 커플링에 의한 상호 인덕턴스는 복수 개의 CSRR(106-1 ~ 106-4) 간의 커플링 계수(Coupling Coefficient)를 기반으로 산출할 수 있다. 그리고, 커플링 계수는 복수 개의 CSRR(106-1 ~ 106-4)의 각 입력단 및 출력단에 대한 임피던스 매트릭스(즉, 4×4 매트릭스)를 기반으로 산출할 수 있다.
이때, 복수 개의 CSRR(106-1 ~ 106-4) 구조를 바비넷 원리(Babinet Principle)에 의해 SRR(Split Ring Resonator) 구조로 변환하여 S 파라미터 매트릭스(즉, 4×4 매트릭스)를 구한 후, S 파라미터 매트릭스를 변환하여 임피던스 매트릭스를 산출할 수 있다. 즉, CSRR 구조는 방사체(104)의 일부를 식각한 음각 구조이므로 이를 음각 구조의 실루엣 형태인 양각 구조의 SRR로 변환하여 분석을 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 노치 필터의 등가 모델링 회로를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 제1 CSRR(106-1), 제2 CSRR(106-2), 제3 CSRR(106-3), 및 제4 CSRR(106-4)는 4개의 병렬 RLC 공진기가 직렬로 연결된 것으로 등가 모델링 할 수 있다. 즉, 제1 CSRR (106-1)은 R1, L1, C1을 포함하는 제1 병렬 공진기로 등가화 할 수 있고, 제2 CSRR (106-2)은 R2, L2, C2을 포함하는 제2 병렬 공진기로 등가화 할 수 있으며, 제3 CSRR (106-3)은 R3, L3, C3을 포함하는 제3 병렬 공진기로 등가화 할 수 있고, 제4 CSRR (106-4)은 R4, L4, C4을 포함하는 제4 병렬 공진기로 등가화 할 수 있다. 여기서, 각 병렬 공진기의 인덕턴스들(L1, L2, L3, L4) 간에는 상호 인덕턴스(M12, M13, M14, M23, M24, M34)가 발생하게 된다.
이러한 등가 모델링 회로를 통해 현재 디자인 된 제1 CSRR(106-1), 제2 CSRR(106-2), 제3 CSRR(106-3), 및 제4 CSRR(106-4) 구조에 대해 초기 노치 주파수가 원하는 노치 주파수에서 얼마나 주파수 천이가 이루어졌는지를 알 수 있게 된다. 여기서, 원하는 노치 대역이 형성되도록 제1 CSRR(106-1), 제2 CSRR(106-2), 제3 CSRR(106-3), 및 제4 CSRR(106-4) 구조를 변경하면서 앞에서 설명한 과정을 반복 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초광대역 안테나에서 복수 개의 CSRR 간 커플링을 고려한 경우(검은색 실선)와 고려하지 않은 경우(파란색 일점 쇄선)의 노치 주파수를 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하면, 방사체(104)에 복수 개의 CSRR을 형성할 때 복수 개의 CSRR 간 커플링을 고려하지 않은 경우, 상호 커플링에 의한 주파수 천이로 인해 원하는 노치 대역이 아닌 다른 주파수 대역에서 공진 주파수가 발생함을 볼 수 있다.
반면, 개시되는 실시예에 의한 초광대역 안테나(100)는 복수 개의 CSRR(106-1 ~ 106-4) 간 커플링에 의한 주파수 천이도 고려하여 설계한 결과, 원하는 노치 대역(즉, 3.5GHz, 4.6GHz, 5.24GHz, 5.78GHz)에서 공진 주파수가 발생하는 것을 볼 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 초광대역 안테나와 일반적인 초광대역 안테나(즉, CSRR을 형성하지 않은 초광대역 안테나)의 방사 효율 및 안테나 게인을 비교한 그래프이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초광대역 안테나(100)는 각 노치 대역 즉, WiMAX(3.30 ~ 3.60GHz), INSAT(4.50 ~ 4.70GHz), 하위 WLAN(5.15 ~ 5.35GHz), 상위 WLAN(5.725 ~ 5.825GHz) 대역에서 안테나 이득 및 방사 효율이 급격히 저하되어 샤프한 대역 저지 특성을 나타내는 것을 볼 수 있다. 반면, 각 노치 대역을 제외한 UWB 대역에서는 방사 효율 및 안테나 이득이 일반적인 초광대역 안테나와 동일한 특성을 보이는 것을 볼 수 있다.
이와 같이, 초광대역 안테나(100)는 방사체(104)내에 복수 개의 CSRR(106-1 ~ 106-4)을 모두 형성하면서도, 원하는 각 노치 대역을 구현할 수 있으며, 각 노치 대역에서 샤프한 대역 저지 특성을 보임에 따라 노치 대역을 제외한 주파수 대역에서는 노치 필터(106)에 의한 영향을 받지 않게 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 초광대역 안테나의 방사 패턴을 나타낸 도면이다. 여기서는, 노치 대역 근처의 주파수 대역에서 초광대역 안테나의 방사 패턴을 나타내었다.
도 7을 참조하면, 각 노치 대역의 인근에 위치하는 주파수 대역 3.8GHz(도 7의 a), 4.9GHz(도 7의 b), 6.24GHz(도 7의 c), 및 8.15GHz(도 7의 d)에서 방사 패턴이 무지향성을 나타내는 것을 볼 수 있다. 이는, 각 노치 대역에서 샤프한 대역 저지 특성을 구현함에 따라 노치 대역을 제외한 주파수 대역에서는 방사 특성에 영향을 받지 않기 때문이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초광대역 안테나를 나타낸 평면도이다. 또한, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초광대역 안테나의 치수를 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의상 도 9의 (a)는 노치 필터를 형성하기 전의 초광대역 안테나를 나타내었고, 도 9의 (g)는 노치 필터를 형성한 후의 초광대역 안테나를 나타내었다. 여기서는 도 1에 도시된 실시예와 차이가 나는 부분을 중점적으로 설명하기로 한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 초광대역 안테나(200)는 베이스 부재(202), 방사체(204), 및 노치 필터(206)를 포함할 수 있다.
베이스 부재(202)는 초광대역 안테나(200)를 지지할 수 있다. 베이스 부재(202)의 일면에는 급전부(208)가 전송 선로로 형성될 수 있다. 급전부(208)는 베이스 부재(202)의 상단 중앙에서 방사체(204)의 상단에 이르기까지 베이스 부재(202)의 길이 방향을 따라 형성될 수 있다. 베이스 부재(202)의 타면에는 접지부(210)가 형성될 수 있다.
방사체(204)는 베이스 부재(202)의 일면에 금속 박막으로 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 방사체(204)는 제1 방사체(204-1), 제2 방사체(204-2), 및 제3 방사체(204-3)를 포함할 수 있다. 제1 방사체(204-1)는 베이스 부재(202)의 일면에서 급전부(208)와 연결되어 마련될 수 있다. 제1 방사체(204-1)는 제1 폭(도 8에서 가로 방향의 폭) 및 제1 길이(도 8에서 세로 방향의 길이)의 크기로 마련될 수 있다.
제2 방사체(204-2)는 제1 방사체(204-1)의 하단에 연결되어 마련될 수 있다. 제2 방사체(204-2)는 제1 폭보다 큰 제2 폭 및 제1 길이 보다 큰 제2 길이의 크기로 마련될 수 있다. 제3 방사체(204-3)는 제2 방사체(204-2)의 하단에 연결되어 마련될 수 있다. 제3 방사체(204-3)는 제2 폭보다 큰 제3 폭 및 제2 길이 보다 큰 제3 길이의 크기로 마련될 수 있다. 제1 방사체(204-1) 내지 제3 방사체(204-3)는 각각 사각형 형태로 마련될 수 있으나, 그 형태가 이에 한정되는 것은 아니다.
노치 필터(206)는 일부가 방사체(204) 내에 형성되고, 다른 일부는 방사체(204)의 외부에 형성될 수 있다. 노치 필터(206)는 방사체(204)의 주파수 대역(즉, UWB 대역) 내에서 복수 개의 대역 저지 특성을 형성하도록 마련될 수 있다. 노치 필터는 제1 RCSRR(Rectangular Complimentary Split Ring Resonator)(206-1), 제2 RCSRR(206-2), 제3 RCSRR(206-3), 제4 RCSRR(206-4), 및 한 쌍의 RSRR(Rectangular Split Ring Resonator)(206-5)를 포함할 수 있다.
제1 RCSRR(206-1)은 방사체(204)의 내부에 사각형 형태로 식각하여 형성될 수 있다. 이때, 제1 RCSRR(206-1)에서 급전부(208)와 대향하는 부분은 식각되지 않을 수 있다. 즉, 제1 RCSRR(206-1)의 상단 변은 식각되지 않을 수 있다. 제1 RCSRR(206-1)은 제1 폭(도 8에서 가로 방향) 및 제1 길이(도 8에서 세로 방향)를 갖는 제1 크기의 사각형 형태로 이루어질 수 있다. 제1 RCSRR(206-1)은 상위 WLAN(Upper Wireless Local Area Network, 5.725 ~ 5.825GHz) 대역에서 대역 저지 특성을 나타내도록 마련될 수 있다.
제2 RCSRR(206-2)은 방사체(204)의 내부에서 제1 RCSRR(206-1)의 외측에 제1 RCSRR(206-1)과 이격하여 형성될 수 있다. 제2 RCSRR(206-2)는 제1 RCSRR(206-1)의 외측에서 제1 RCSRR(206-1)을 감싸며 형성될 수 있다. 제2 RCSRR(206-2)는 제1 RCSRR(206-1) 보다 큰 제2 크기의 사각형 형태로 이루어질 수 있다. 제2 RCSRR(206-2)에서 급전부(208)와 대향하는 부분(즉, 제2 RCSRR(206-2)의 상단 변)은 식각되지 않을 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제2 RCSRR(206-2)는 제1 폭보다 큰 제2 폭 및 제1 길이 보다 긴 제2 길이를 갖는 제2 크기의 사각형 형태로 이루어질 수 있다. 제2 RCSRR(206-2)는 하위 WLAN(Lower Wireless Local Area Network, 5.15 ~ 5.35GHz) 대역에서 대역 저지 특성을 나타내도록 마련될 수 있다.
제3 RCSRR(206-3)은 방사체(204)의 내부에서 제2 RCSRR(206-2)의 외측에 제2 RCSRR(206-2)과 이격하여 형성될 수 있다. 제3 RCSRR(206-3)는 제2 RCSRR(206-2)의 외측에서 제2 RCSRR(206-2)을 감싸며 형성될 수 있다. 제3 RCSRR(206-3)는 제2 RCSRR(206-2) 보다 큰 제3 크기의 사각형 형태로 이루어질 수 있다. 제3 RCSRR(206-3)에서 급전부(208)와 대향하는 부분(즉, 제3 RCSRR(206-3)의 상단 변)은 식각되지 않을 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제3 RCSRR(206-3)는 제2 폭보다 큰 제3 폭 및 제2 길이 보다 긴 제3 길이를 갖는 제3 크기의 사각형 형태로 이루어질 수 있다. 제3 RCSRR(206-3)는 INSAT(Indian National Satellite System, 4.50 ~ 4.70GHz) 대역에서 대역 저지 특성을 나타내도록 마련될 수 있다.
제4 RCSRR(206-4)은 방사체(204)의 내부에서 제3 RCSRR(206-3)의 외측에 제3 RCSRR(206-3)과 이격하여 형성될 수 있다. 제4 RCSRR(206-4)는 제3 RCSRR(206-3)의 외측에서 제3 RCSRR(206-3)을 감싸며 형성될 수 있다. 제4 RCSRR(206-4)는 제3 RCSRR(206-3) 보다 큰 제4 크기의 사각형 형태로 이루어질 수 있다. 제4 RCSRR(206-4)에서 급전부(208)와 대향하는 부분(즉, 제4 RCSRR(206-4)의 상단 변)은 식각되지 않을 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제4 RCSRR(206-4)는 제3 폭보다 큰 제4 폭 및 제3 길이 보다 긴 제4 길이를 갖는 제4 크기의 사각형 형태로 이루어질 수 있다. 제4 RCSRR(206-4)는 WiMAX(World Interoperability for Microwave Access, 3.30 ~ 3.60GHz)대역에서 대역 저지 특성을 나타내도록 마련될 수 있다. 즉, 개시되는 실시예에서, 제1 RCSRR(206-1) 내지 제4 RCSRR(206-4)는 방사체(204) 내에 슬릿의 형태로 마련될 수 있다.
한 쌍의 RSRR(Rectangular Split Ring Resonator)(206-5)는 베이스 부재(202)의 일면에서 방사체(204)의 외부에 형성될 수 있다. 한 쌍의 RSRR(206-5)는 방사체(204)의 상단에서 급전부(208)를 사이에 두고 마련될 수 있다. 즉, 급전부(208)를 사이에 두고 급전부(208)의 양측에 한 쌍의 RSRR(206-5)가 형성될 수 있다. 한 쌍의 RSRR(206-5)는 베이스 부재(202)의 일면에 금속 박막으로 형성될 수 있다. 한 쌍의 RSRR(206-5)는 사각형의 형태로 마련되고, 일단과 타단이 상호 이격되어 마련될 수 있다. 한 쌍의 RSRR(206-5)는 제1 크기 보다 작은 제5 크기로 이루어질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 한 쌍의 RSRR(206-5)는 제1 폭보다 작은 제5 폭 및 제1 길이 보다 짧은 제5 길이를 갖는 제5 크기의 사각형 형태로 이루어질 수 있다. 한 쌍의 RSRR(206-5)는 ITU(International Telecommunication Union, 7.95 ~ 8.55GHz) 대역에서 대역 저지 특성을 나타내도록 마련될 수 있다. 한편, 여기서는 한 쌍의 SRR(Split Ring Resonator)이 사각형 형태인 것으로 도시하였으나, 그 형태가 이에 한정되는 것은 아니며 그 이외에 원형 등의 다른 형태로 마련될 수도 있다.
표 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초광대역 안테나의 치수를 나타낸 표이다.
파라미터 파라미터에 대한 설명 치수
Lf 급전부의 길이 10.3 mm
Wf 급전부의 폭 3.0 mm
W4 급전부의 일측에서 제1 방사체의 단부까지의 폭
6.5 mm
W3 제1 방사체 보다 연장되는 제2 방사체의 폭
1.75 mm
W2 제2 방사체 보다 연장되는 제3 방사체의 폭
2.75 mm
W1 제3 방사체의 전체 폭 25 mm
L3 제1 방사체의 길이 3.5 mm
L2 제2 방사체의 길이 4.3 mm
L1 제3 방사체의 길이 10.5 mm
W8 제1 RCSRR의 폭 5.9 mm
W7 제2 RCSRR의 폭 6.7 mm
W6 제3 RCSRR의 폭 9.0 mm
W5 제4 RCSRR의 폭 12.4 mm
L7 제1 RCSRR의 길이 7.8 mm
L6 제2 RCSRR의 길이 8.4 mm
L5 제3 RCSRR의 길이 9.0 mm
L4 제4 RCSRR의 길이 11 mm
Ws RCSRR의 슬릿 폭 0.3 mm
g1 한 쌍의 RSRR의 양단의 이격된 거리
0.3 mm
Lx 한 쌍의 RSRR의 가로 변 길이 3.4 mm
Ly 한 쌍의 RSSS의 세로 변 길이 4.4 mm
Lsub 베이스 부재의 길이 30 mm
Wsub 베이스 부재의 폭 29 mm
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초광대역 안테나의 반사 계수(S11)를 나타낸 그래프이다. 도 10에서, Antenna_1은 제4 RCSRR(206-4)만을 포함하는 경우의 반사 계수를 나타낸 것이고, Antenna_2는 제3 RCSRR(206-3) 내지 제4 RCSRR(206-4)를 포함하는 경우의 반사 계수를 나타낸 것이며, Antenna_3은 제2 RCSRR(206-2) 내지 제4 RCSRR(206-4)을 포함하는 경우의 반사 계수를 나타낸 것이고, Antenna_4는 제1 RCSRR(206-1) 내지 제4 RCSRR(206-4)를 포함하는 경우의 반사 계수를 나타낸 것이며, Proposed Ant는 제1 RCSRR(206-1) 내지 제4 RCSRR(206-4) 및 한 쌍의 RSRR(206-5)를 포함하는 경우의 반사 계수를 나타낸 것이다.
도 10을 참조하면, 초광대역 안테나(200)는 WiMAX(3.5GHz), INSAT(4.5GHz), 하위 WLAN(5.25GHz), 상위 WLAN(5.7GHz), 및 ITU(8.2GHz) 대역에서 각각 대역 저지 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초광대역 안테나의 노치 대역에 따른 전류 분포를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 3.5GHz의 노치 대역에서는 제4 RCSRR(206-4)에 전류가 주로 분포되는 것을 볼 수 있다(도 11의 (a)). 4.5GHz의 노치 대역에서는 제3 RCSRR(206-3)에 전류가 주로 분포되는 것을 볼 수 있다(도 11의 (b)). 5.25GHz의 노치 대역에서는 제2 RCSRR(206-2)에 전류가 주로 분포되는 것을 볼 수 있다(도 11의 (c)). 5.7GHz의 노치 대역에서는 제1 RCSRR(206-1)에 전류가 주로 분포되는 것을 볼 수 있다(도 11의 (d)). 8.2GHz의 노치 대역에서는 한 쌍의 RSRR(206-5)에 전류가 주로 분포되는 것을 볼 수 있다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 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.
100, 200 : 초광대역 안테나
102, 202 : 베이스 부재
104, 204 : 방사체
106, 206 : 노치 필터
106-1 : 제1 CSRR
106-1a : 슬롯 공진기
106-2 : 제2 CSRR
106-3 : 제3 CSRR
106-4 : 제4 CSRR
108, 208 : 급전부
110 : 접지부
204-1 : 제1 방사체
204-2 : 제2 방사체
204-3 : 제3 방사체
206-1 : 제1 RCSRR
206-2 : 제2 RCSRR
206-3 : 제3 RCSRR
206-4 : 제4 RCSRR
206-5 : 한 쌍의 RSRR

Claims (15)

  1. 베이스 부재;
    상기 베이스 부재의 일면에 형성되고, UWB(Ultra Wide Band) 대역의 신호를 송수신하도록 마련되는 방사체; 및
    상기 방사체의 일부가 제거되어 마련되고, 상기 UWB 대역 내에서 다중 노치 대역을 형성하도록 마련되는 노치 필터를 포함하고,
    상기 노치 필터는,
    상기 방사체의 내부가 제1 크기로 제거되어 형성되고, 상기 UWB 대역 내에서 제1 노치 대역을 형성하는 제1 CSRR(Complimentary Split Ring Resonator);
    상기 방사체의 내부에서 상기 제1 CSRR의 외측에 상기 제1 CSRR과 상호 이격하여 형성되고, 상기 방사체의 내부가 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기로 제거되어 형성되며, 상기 UWB 대역 내에서 제2 노치 대역을 형성하는 제2 CSRR;
    상기 방사체의 내부에서 상기 제2 CSRR의 외측에 상기 제2 CSRR과 상호 이격하여 형성되고, 상기 방사체의 내부가 상기 제2 크기보다 큰 제3 크기로 제거되어 형성되며, 상기 UWB 대역 내에서 제3 노치 대역을 형성하는 제3 CSRR; 및
    상기 방사체의 내부에서 상기 제3 CSRR의 외측에 상기 제3 CSRR과 상호 이격하여 형성되고, 상기 방사체의 내부가 상기 제3 크기보다 큰 제4 크기로 제거되어 형성되며, 상기 UWB 대역 내에서 제4 노치 대역을 형성하는 제4 CSRR을 포함하는, 초광대역 안테나.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 방사체는, 상기 베이스 부재의 하단 중앙을 기준으로 소정의 반경을 가지는 반원의 형상으로 형성되고,
    상기 초광대역 안테나는,
    상기 베이스 부재의 타면에서 상기 방사체와 겹치지 않도록 형성되는 접지부를 더 포함하는, 초광대역 안테나.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 초광대역 안테나는,
    상기 베이스 부재의 일면에 상기 베이스 부재의 상단 중앙에서 상기 방사체의 상단에 이르기까지 상기 베이스 부재의 길이 방향을 따라 형성되는 급전부를 더 포함하는, 초광대역 안테나.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 CSRR 내지 상기 제4 CSRR은 각각 일단과 타단이 상호 이격되어 마련되고,
    상기 제1 CSRR 내지 상기 제4 CSRR의 상호 이격된 부분은 상기 급전부와 대향하도록 마련되는, 초광대역 안테나.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2 CSRR의 상호 이격된 부분은 상기 제1 CSRR의 상호 이격된 부분보다 크게 형성되고,
    상기 제3 CSRR의 상호 이격된 부분은 상기 제2 CSRR의 상호 이격된 부분보다 크게 형성되는, 초광대역 안테나.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 노치 대역은 상위 WLAN(Upper Wireless Local Area Network, 5.725 ~ 5.825GHz) 대역이고, 상기 제2 노치 대역은 하위 WLAN(Lower Wireless Local Area Network, 5.15 ~ 5.35GHz) 대역이며, 상기 제3 노치 대역은 INSAT(Indian National Satellite System, 4.50 ~ 4.70GHz) 대역이고, 상기 제4 노치 대역은 WiMAX(World Interoperability for Microwave Access, 3.30 ~ 3.60GHz)대역인, 초광대역 안테나.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 초광대역 안테나는,
    상기 제1 CSRR의 일단 또는 타단에서 상기 제1 CSRR의 중심을 향하여 상기 베이스 부재의 길이 방향을 따라 형성되는 슬롯 공진기를 더 포함하는, 초광대역 안테나.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 노치 대역은, 상위 WLAN(Upper Wireless Local Area Network, 5.725 ~ 5.825GHz) 대역이고,
    상기 슬롯 공진기는, 상기 방사체의 내부를 제거하여 형성되고, 상기 제1 CSRR이 상기 상위 WLAN 대역의 노치 주파수를 가지도록 크기가 설정되는, 초광대역 안테나.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 CSRR은, 제1 반경을 갖는 원형 띠의 형태로 이루어지고,
    상기 제2 CSRR은, 상기 제1 반경보다 큰 제2 반경을 갖는 원형 띠의 형태로 이루어지며,
    상기 제3 CSRR은, 상기 제2 반경보다 큰 제3 반경을 갖는 원형 띠의 형태로 이루어지고,
    상기 제4 CSRR은, 상기 제3 반경보다 큰 제4 반경을 갖는 원형 띠의 형태로 이루어지는, 초광대역 안테나.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 CSRR은, 제1 폭 및 제1 길이를 가지는 사각형 형태로 이루어지고,
    상기 제2 CSRR은, 상기 제1 폭보다 큰 제2 폭 및 상기 제1 길이보다 긴 제2 길이를 가지는 사각형 형태로 이루어지며,
    상기 제3 CSRR은, 상기 제2 폭보다 큰 제3 폭 및 상기 제2 길이보다 긴 제3 길이를 가지는 사각형 형태로 이루어지고,
    상기 제4 CSRR은, 상기 제3 폭보다 큰 제4 폭 및 상기 제3 길이보다 긴 제4 길이를 가지는 사각형 형태로 이루어지는, 초광대역 안테나.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 초광대역 안테나는,
    상기 베이스 부재의 일면에 상기 베이스 부재의 길이 방향을 따라 마련되고, 상기 방사체와 연결되는 급전부; 및
    상기 급전부를 사이에 두고 상기 급전부의 양측에서 상기 급전부 및 상기 방사체와 각각 상호 이격하여 마련되고, 상기 UWB 대역에서 제5 노치 대역을 형성하는 한 쌍의 SRR(Split Ring Resonator)를 더 포함하는, 초광대역 안테나.
  13. 삭제
  14. 베이스 부재, 상기 베이스 부재의 일면에 형성되고, UWB(Ultra Wide Band) 대역의 신호를 송수신하도록 마련되는 방사체, 및 상기 방사체의 일부가 제거되어 마련되고, 상기 UWB 대역 내에서 다중 노치 대역을 형성하도록 마련되는 노치 필터를 포함하는 초광대역 안테나;
    상기 초광대역 안테나의 급전부와 연결되는 송수신기로 전력을 공급하는 전력 공급부; 및
    상기 초광대역 안테나를 통해 송수신하는 신호를 처리하는 신호 처리부를 포함하고,
    상기 노치 필터는,
    상기 방사체의 내부가 제1 크기로 제거되어 형성되고, 상기 UWB 대역 내에서 제1 노치 대역을 형성하는 제1 CSRR(Complimentary Split Ring Resonator);
    상기 방사체의 내부에서 상기 제1 CSRR의 외측에 상기 제1 CSRR과 상호 이격하여 형성되고, 상기 방사체의 내부가 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기로 제거되어 형성되며, 상기 UWB 대역 내에서 제2 노치 대역을 형성하는 제2 CSRR;
    상기 방사체의 내부에서 상기 제2 CSRR의 외측에 상기 제2 CSRR과 상호 이격하여 형성되고, 상기 방사체의 내부가 상기 제2 크기보다 큰 제3 크기로 제거되어 형성되며, 상기 UWB 대역 내에서 제3 노치 대역을 형성하는 제3 CSRR; 및
    상기 방사체의 내부에서 상기 제3 CSRR의 외측에 상기 제3 CSRR과 상호 이격하여 형성되고, 상기 방사체의 내부가 상기 제3 크기보다 큰 제4 크기로 제거되어 형성되며, 상기 UWB 대역 내에서 제4 노치 대역을 형성하는 제4 CSRR을 포함하는, 무선 통신 장치.
  15. 베이스 부재의 일면에 UWB(Ultra Wide Band) 대역의 신호를 송수신하도록 방사체를 형성하는 단계;
    상기 방사체 내에 상기 방사체의 일부가 제거되어 형성되고 상호 이격되는 복수 개의 CSRR(Complimentary Split Ring Resonator)을 마련하는 단계;
    상기 복수 개의 CSRR 간의 커플링에 의한 주파수 천이를 산출하는 단계; 및
    상기 복수 개의 CSRR을 통해 구현하고자 하는 노치 대역이 형성되도록 상기 복수 개의 CSRR의 구조를 변경하는 단계를 포함하고,
    상기 복수 개의 CSRR을 마련하는 단계는,
    상기 방사체의 내부가 제1 크기로 제거되어 형성되고, 상기 UWB 대역 내에서 제1 노치 대역을 형성하는 제1 CSRR(Complimentary Split Ring Resonator)을 마련하는 단계;
    상기 방사체의 내부에서 상기 제1 CSRR의 외측에 상기 제1 CSRR과 상호 이격하여 형성되고, 상기 방사체의 내부가 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기로 제거되어 형성되며, 상기 UWB 대역 내에서 제2 노치 대역을 형성하는 제2 CSRR을 마련하는 단계;
    상기 방사체의 내부에서 상기 제2 CSRR의 외측에 상기 제2 CSRR과 상호 이격하여 형성되고, 상기 방사체의 내부가 상기 제2 크기보다 큰 제3 크기로 제거되어 형성되며, 상기 UWB 대역 내에서 제3 노치 대역을 형성하는 제3 CSRR을 마련하는 단계; 및
    상기 방사체의 내부에서 상기 제3 CSRR의 외측에 상기 제3 CSRR과 상호 이격하여 형성되고, 상기 방사체의 내부가 상기 제3 크기보다 큰 제4 크기로 제거되어 형성되며, 상기 UWB 대역 내에서 제4 노치 대역을 형성하는 제4 CSRR을 마련하는 단계를 포함하는, 초광대역 안테나의 설계 방법.
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