KR102026796B1 - Mimo antenna apparatus with wideband isolation for smart glasses - Google Patents

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KR102026796B1
KR102026796B1 KR1020180068653A KR20180068653A KR102026796B1 KR 102026796 B1 KR102026796 B1 KR 102026796B1 KR 1020180068653 A KR1020180068653 A KR 1020180068653A KR 20180068653 A KR20180068653 A KR 20180068653A KR 102026796 B1 KR102026796 B1 KR 102026796B1
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antenna
smart glasses
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김형동
이홍구
곡용약
유종인
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

Provided is a MIMO antenna device having broadband isolation for smart glasses. According to one embodiment of the present invention, the MIMO antenna device having broadband isolation for smart glasses comprises: a T-shaped ground formed on a substrate; a plurality of feeding units each formed around a plurality of feeders configured on both sides of the lower end of the T-shaped ground; and a plurality of radiation units having a meander structure respectively configured on both sides of the plurality of feeders, wherein a first antenna may be formed on one side and a second antenna may be formed on the other side based on the T-shaped ground.

Description

스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치{MIMO ANTENNA APPARATUS WITH WIDEBAND ISOLATION FOR SMART GLASSES}MIMO ANTENNA APPARATUS WITH BROADBAND Isolation for Smart Glasses {MIMO ANTENNA APPARATUS WITH WIDEBAND ISOLATION FOR SMART GLASSES}

아래의 실시예들은 스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 스마트 안경 다리에 MIMO 안테나를 설계하여 무선 통신을 가능하게 하는 스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치에 관한 것이다. The following embodiments relate to a MIMO antenna device having broadband isolation for smart glasses, and more particularly, to a MIMO antenna device having broadband isolation for smart glasses by designing a MIMO antenna on a smart glasses leg to enable wireless communication. .

스마트 안경(Smart Glasses)의 도입으로 안경에도 무선 통신을 위한 안테나가 도입되고 있다. 하지만 안경의 구조적 특징상 안테나가 설계 가능한 부분은 안경의 다리 부분으로 한정되며, 이는 좁고 긴 형태를 띠고 있다. 이러한 한정적인 구조에서는 다중입력 다중출력(Multiple Input Multiple Output, MIMO) 안테나의 성능이 저하되고 안테나간의 격리도(isolation) 특성 또한 확보하기 힘든 단점이 있다. With the introduction of smart glasses, the antenna for wireless communication is being introduced to the glasses. However, due to the structural characteristics of the glasses, the antenna designable part is limited to the legs of the glasses, which are narrow and long. In such a limited structure, the performance of a multiple input multiple output (MIMO) antenna is degraded and it is difficult to secure isolation characteristics between antennas.

기존의 스마트 안경은 안테나 설치를 위해 안경 다리 부분을 두껍고 크게 구성하거나 별도의 안테나 부분을 부착하여 착용감이 좋지 못하여 불편하다. Conventional smart glasses are inconvenient because the wearable part is thick and large for the antenna installation or a separate antenna part is attached and the wearing comfort is not good.

한국공개특허 10-2016-0071572호는 이러한 안경부착형 투명 안테나 모듈 및 이를 통한 SAR 저감형성방법에 관한 것으로, 투명전극을 이용한 투명 안테나를 안경 렌즈상에 부착 위치를 선정시키는 장치에 관한 기술을 기재하고 있다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2016-0071572 relates to such a spectacle-mounted transparent antenna module and a method for reducing SAR using the same, and describes a technique related to a device for selecting an attachment position of a transparent antenna using a transparent electrode on a spectacle lens. Doing.

한국공개특허 10-2016-0071572호Korean Patent Publication No. 10-2016-0071572

실시예들은 스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치에 관하여 기술하며, 보다 구체적으로 스마트 안경의 다리 부분에 MIMO 안테나를 설계하여 안테나간의 격리도를 향상시키는 기술을 제공한다. Embodiments describe a MIMO antenna device having broadband isolation for smart glasses, and more specifically, provides a technique for improving the isolation between antennas by designing a MIMO antenna on a leg portion of smart glasses.

실시예들은 MIMO 안테나의 중요한 특성인 격리도를 향상시키기 위해 그라운드에 슬롯(Slot)을 형성하고 슬롯 내에 커패시터(Capacitor)를 위치시켜 격리도 공진을 제어함으로써 광대역 격리도 특성을 구현할 수 있는 스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치를 제공하는데 있다. Embodiments of the present invention provide broadband isolation for smart glasses capable of realizing broadband isolation characteristics by forming a slot in the ground to improve isolation, an important characteristic of the MIMO antenna, and placing a capacitor in the slot to control isolation resonance. To provide a MIMO antenna device having a.

일 실시예에 따른 스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치는, 기판 상에 형성되는 T 형상의 그라운드; 상기 T 형상의 그라운드의 하단의 양측에 구성되는 복수의 급전원을 중심으로 각각 형성되는 복수의 급전부; 및 상기 복수의 급전부의 양측으로 각각 구성되는 미앤더(meander) 구조의 복수의 방사부를 포함하고, 상기 T 형상의 그라운드를 기준으로 일측은 제1 안테나가 형성되며 타측은 제2 안테나가 형성될 수 있다. MIMO antenna device having a broadband isolation for smart glasses according to an embodiment, the T-shaped ground formed on the substrate; A plurality of feeders each formed around a plurality of feeders configured on both sides of a lower end of the T-shaped ground; And a plurality of radiators having a meander structure each configured to both sides of the plurality of feeders, wherein one side of the first antenna is formed and the other side of the second antenna is formed based on the T-shaped ground. Can be.

상기 그라운드의 중심 부분에 구성되는 슬롯; 및 상기 슬롯에 구성되는 수동 소자를 더 포함할 수 있다. A slot configured in the center portion of the ground; And a passive element configured in the slot.

상기 수동 소자는, 광대역 격리도 특성을 위해 상기 슬롯의 내부 중심에 구성된 커패시터(Capacitor)이며, 상기 커패시터의 값을 이용하여 격리도 공진을 제어할 수 있다. The passive element is a capacitor configured at the inner center of the slot for broadband isolation characteristics, and may control isolation resonance using a value of the capacitor.

상기 그라운드는, 소형화된 크기로 안테나를 구현하기 위해 양단이 'ㄷ'자 형상으로 절곡될 수 있다. The ground may be bent in a '-' shape at both ends to implement the antenna in a miniaturized size.

상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나는 상기 T 형상의 그라운드를 기준으로 좌우 대칭 구조를 형성하며, 스마트 안경의 다리 부분에 삽입될 수 있다. The first antenna and the second antenna may form a symmetrical structure based on the T-shaped ground and may be inserted into a leg portion of the smart glasses.

실시예들에 따르면 스마트 안경의 다리 부분에 MIMO 안테나를 설계하여 안테나간의 격리도를 향상시키는 스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치를 제공할 수 있다.According to embodiments, a MIMO antenna device having broadband isolation for smart glasses that improves isolation between antennas by designing a MIMO antenna on a leg portion of smart glasses may be provided.

또한, 실시예들에 따르면 MIMO 안테나의 중요한 특성인 격리도를 향상시키기 위해 그라운드에 슬롯을 형성하고 슬롯 내에 커패시터를 위치시켜 격리도 공진을 제어함으로써 광대역 격리도 특성을 구현할 수 있는 스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치를 제공할 수 있다. In addition, according to embodiments, the broadband isolation for smart glasses can be realized by forming a slot in the ground and placing a capacitor in the slot to control the isolation resonance to improve the isolation, an important characteristic of the MIMO antenna. A MIMO antenna device can be provided.

도 1은 일 실시예에 따른 MIMO 안테나 장치가 구성된 스마트 안경을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 A부분 확대도를 나타내는 도면이다.
도 4는 안테나에 따른 안테나간의 격리도를 나타내는 도면이다.
도 5는 슬롯의 길이에 따른 안테나간의 격리도를 나타내는 도면이다.
도 6은 슬롯 내에 위치한 커패시터 값에 따른 안테나간의 격리도를 나타내는 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 안테나 모델의 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 안테나의 방사 패턴을 나타내는 도면이다.
1 is a diagram for describing smart glasses configured with a MIMO antenna device according to an exemplary embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating a MIMO antenna device having broadband isolation for smart glasses according to one embodiment. FIG.
3 is an enlarged view illustrating a portion A of FIG. 2.
4 is a diagram illustrating isolation between antennas according to antennas.
5 is a diagram illustrating isolation between antennas according to slot lengths.
6 is a diagram illustrating isolation between antennas according to capacitor values located in slots.
7 is a diagram illustrating an example of an antenna model according to an embodiment.
8 is a diagram illustrating a radiation pattern of an antenna according to an exemplary embodiment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다. 그러나, 기술되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 여러 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. However, the described embodiments may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, various embodiments are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Shape and size of the elements in the drawings may be exaggerated for more clear description.

도 1은 일 실시예에 따른 MIMO 안테나 장치가 구성된 스마트 안경을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a diagram for describing smart glasses configured with a MIMO antenna device according to an exemplary embodiment.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 MIMO 안테나 장치가 구성된 스마트 안경을 나타내며, 스마트 안경(g)의 다리(안경테) 부분에 MIMO 안테나를 설계하고 슬롯(Slot)을 구현하여 안테나간의 격리도를 향상시킬 수 있다. 즉, 스마트 안경(g)의 다리 부분에 스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치(100)를 구현할 수 있다. Referring to FIG. 1, a smart glasses configured with a MIMO antenna device according to an exemplary embodiment are illustrated, and a MIMO antenna is designed in a leg portion of the smart glasses g and a slot is implemented to improve isolation between antennas. You can. That is, the MIMO antenna device 100 having the broadband isolation for smart glasses may be implemented in the leg portion of the smart glasses g.

이러한 일 실시예에 따른 스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치(100)는, 종래의 문제점인 안테나 성능 저하 및 좋지 못한 격리도 특성을 개선하기 위해, 안테나의 그라운드(ground)에 슬롯을 형성하고, 이 슬롯 내부에 커패시터(Capacitor)를 구성하여 격리도 공진의 특성을 조절함으로써 슬롯을 통해 광대역 격리도 특성을 구현할 수 있다.MIMO antenna device 100 having a broadband isolation for smart glasses according to one embodiment, in order to improve the antenna performance degradation and poor isolation characteristics, which is a conventional problem, and forms a slot in the ground (ground) of the antenna, By configuring a capacitor inside the slot to adjust the isolation resonance characteristics, the slot isolation characteristics can be realized through the slot.

아래에서는 스마트 안경(g)의 다리에 설계되는 소형의 스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치(100)를 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the MIMO antenna device 100 having the broadband isolation degree for the small smart glasses designed on the leg of the smart glasses g will be described in more detail.

도 2는 일 실시예에 따른 스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치를 나타내는 도면이다. 그리고 도 3은 도 2의 A부분 확대도를 나타내는 도면이다. FIG. 2 is a diagram illustrating a MIMO antenna device having broadband isolation for smart glasses according to one embodiment. FIG. 3 is an enlarged view of a portion A of FIG. 2.

도 2 및 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치(100)를 나타내는 것으로, 기판, 제1 안테나 및 제2 안테나를 포함하여 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로, 기판 상에 그라운드(110)가 구성되고 각각의 급전(feeding) 구조를 갖는 제1 안테나 및 제2 안테나가 구성될 수 있다. 2 and 3 illustrate a MIMO antenna device 100 having a broadband isolation for smart glasses according to an embodiment, and may include a substrate, a first antenna, and a second antenna. More specifically, the ground 110 may be configured on the substrate, and the first and second antennas having respective feeding structures may be configured.

기판은 스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치(100)의 구성 요소들이 결합되는 몸체부로, 인쇄회로기판(Print Circuit Board, PCB) 등으로 이루어질 수 있다. 기판은 유전체 재질로 이루어질 수 있으며, 기판의 유전율은 요구되는 방사 특성에 의해 정해질 수 있다. 일례로, FR4 기판(

Figure 112018058528337-pat00001
= 4.4, tan
Figure 112018058528337-pat00002
= 0.03)이 사용될 수 있으며, 기판의 크기는 10mmХ37mm로 이루어질 수 있다. 기판은 PCB뿐 아니라 연성인쇄회로기판(Flexible Print Circuit Board, FPCB)이 사용될 수 있다. The substrate is a body portion to which the components of the MIMO antenna device 100 having the broadband isolation for smart glasses are coupled, and may be formed of a printed circuit board (PCB) or the like. The substrate may be made of a dielectric material, and the dielectric constant of the substrate may be determined by required radiation characteristics. In one example, an FR4 substrate (
Figure 112018058528337-pat00001
= 4.4, tan
Figure 112018058528337-pat00002
= 0.03) may be used, and the size of the substrate may be 10 mm Х 37 mm. The substrate may be a flexible printed circuit board (FPCB) as well as a PCB.

기판 상부의 소정 영역에는 그라운드(110)가 형성될 수 있다. 이러한 그라운드(110)는 도전성 금속 물질로 이루어지며 급전 구조와 전기적으로 결합될 수 있다.The ground 110 may be formed in a predetermined region above the substrate. The ground 110 is made of a conductive metal material and may be electrically coupled to the feeding structure.

그라운드(110)는 T 형상으로 이루어지며, 이는 도 2의 도면을 역방향으로 바라보는 경우 그라운드(110)는 T 형상을 확인할 수 있다. 아래에서는 그라운드(110)의 형상을 T 형상으로 설명하기 위해 도 2의 도면을 역방향으로 바라보는 경우를 기준으로 설명하기로 한다. T 형상으로 이루어진 그라운드(110)의 상측 양단은 소형화를 위해 접힌 형상으로 구성하여 표준 그라운드(110)보다 전기적으로 더 길어지도록 할 수 있다. The ground 110 is formed in a T shape, which is when the ground 110 is viewed in a reverse direction, the ground 110 may check the T shape. The following description will be made based on a case in which the figure of FIG. 2 is viewed in a reverse direction in order to describe the shape of the ground 110 in a T shape. The upper both ends of the ground 110 made of a T shape can be configured to be folded for miniaturization so as to be electrically longer than the standard ground 110.

그리고 그라운드(110)의 중앙 부분에 2 개의 안테나 사이의 좋지 못한 격리도의 약점을 극복하기 위해 슬롯(140)이 구성될 수 있으며, 슬롯(140)에는 커패시터(150)가 추가될 수 있다.In addition, the slot 140 may be configured to overcome the weakness of the poor isolation between the two antennas in the center portion of the ground 110, and the capacitor 150 may be added to the slot 140.

소형화된 제1 안테나 및 제2 안테나 사이의 격리도를 획득하기 위해 2 개의 급전원 사이의 그라운드(110)를 사용하여 이중 공진 모드(dual resonance mode)를 생성하도록 설계할 수 있다.It may be designed to create a dual resonance mode using the ground 110 between two power supplies to obtain isolation between the miniaturized first and second antennas.

그라운드(110)를 이용한 이중 공진 원리는 3 개의 포트를 사용할 수 있으며, 3 포트 시스템은 각 안테나를 포트 1과 포트 2로 가정하고 그라운드(110)를 포트 3으로 가정할 수 있다.The dual resonance principle using the ground 110 may use three ports, and the three-port system may assume each antenna as port 1 and port 2 and the ground 110 as port 3.

아래에서는 10mmХ37mm 크기의 일 실시예에 따른 스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치(100)를 하나의 예로써 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the MIMO antenna device 100 having the broadband isolation for smart glasses according to an embodiment of the size of 10 mm to 37 mm will be described in more detail as an example.

일 실시예에 따른 스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치(100)는 단락 핀(shorting pin)과 T 형상의 그라운드(110)를 갖는 2 개의 미앤더(meander) 안테나인 제1 안테나 및 제2 안테나로 구성된다. 이 때, MIMO 안테나 장치의 크기는 10mm×37mm이다.The MIMO antenna device 100 having broadband isolation for smart glasses according to an embodiment includes a first antenna and a second antenna, which are two meander antennas having a shorting pin and a T-shaped ground 110. It consists of. At this time, the size of the MIMO antenna device is 10 mm x 37 mm.

일 실시예에 따른 스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치(100)는 그라운드(110), 복수의 급전부 및 복수의 방사부(120)를 포함하여 이루어질 수 있다. 실시예에 따라 스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치(100)는 슬롯(140) 및 수동 소자(150)를 더 포함할 수 있다. The MIMO antenna device 100 having the broadband isolation for smart glasses according to an embodiment may include a ground 110, a plurality of feeders, and a plurality of radiators 120. According to an embodiment, the MIMO antenna device 100 having the broadband isolation for smart glasses may further include a slot 140 and a passive element 150.

그라운드(110)는, 앞에서 설명한 바와 같이, 기판 상에 T 형상으로 형성될 수 있다. As described above, the ground 110 may be formed in a T shape on the substrate.

그라운드(110)는 양단이 접힌 형상으로 이루어져 소형화된 크기로 안테나를 구현할 수 있다. 보다 구체적으로, 그라운드(110)는 스마트 안경의 다리 부분에 내장되기 위해 양단이 'ㄷ'자 형상으로 절곡됨으로써 소형화된 크기로 안테나를 구현할 수 있다. The ground 110 may be configured to have a folded shape at both ends to implement an antenna having a miniaturized size. More specifically, the ground 110 may implement an antenna having a miniaturized size by bending both ends in a 'c' shape to be embedded in the leg portion of the smart glasses.

예를 들어, 그라운드(110)의 일측(예컨대, Left-side ground)과 타측(예컨대, Right-side ground)의 끝단의 절곡된 형상이 동일하거나 유사하게 구성되며, 절곡되기 전의 그라운드(110)의 너비는 1.85mm이고 절곡 후의 그라운드(110)의 너비는 1.65mm이며 둘 사이의 간격은 0.5mm가 될 수 있다.For example, the bent shape of the ends of one side (eg, left-side ground) and the other side (eg, right-side ground) of the ground 110 may be configured identically or similarly, and the ground 110 may be formed before bending. The width is 1.85mm and the width of the ground 110 after bending is 1.65mm and the gap between the two may be 0.5mm.

복수의 급전부는, 도 3에 도시된 바와 같이, T 형상의 그라운드(110)의 하단의 양측에 구성되는 복수의 급전원을 중심으로 각각 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, T 형상의 그라운드(110)의 하단의 양측에 복수의 급전원이 각각 구성되며, 복수의 방사부(120)와 각각 연결되는 단락 핀이 구성될 수 있다. As shown in FIG. 3, the plurality of feeders may be formed around a plurality of feeders configured at both ends of the lower end of the T-shaped ground 110, respectively. More specifically, a plurality of power supplies may be configured on both sides of the lower end of the T-shaped ground 110, and short-circuit pins respectively connected to the plurality of radiating parts 120 may be configured.

복수의 방사부(120)는 복수의 급전부의 양측으로 각각 구성되는 미앤더(meander) 구조로 이루어질 수 있다. 복수의 급전부는 각각 폭 0.3mm의 급전선, 폭 1.1mm의 도체(conductor)선, 너비 0.9mm의 간격선 및 3.5 번의 반복(turns)으로 구성될 수 있다. 단락 핀의 폭과 높이 및 급전선으로부터의 거리는 각각 0.3mm, 1.4mm 및 1.35mm로 설정될 수 있다. The plurality of radiating parts 120 may be formed in a meander structure each configured on both sides of the plurality of feeding parts. Each of the plurality of feed units may be composed of a feed line having a width of 0.3 mm, a conductor line having a width of 1.1 mm, a gap line having a width of 0.9 mm, and 3.5 turns. The width and height of the shorting pin and the distance from the feed line may be set to 0.3 mm, 1.4 mm and 1.35 mm, respectively.

이에 따라 T 형상의 그라운드(110)를 기준으로 일측은 제1 안테나가 형성되며 타측은 제2 안테나가 형성될 수 있다. 여기서, 제1 안테나 및 제2 안테나는 미앤더(meander) 안테나로 이루어지며 서로 대칭으로 배치될 수 있다. 제1 안테나 및 제2 안테나는 T 형상의 그라운드(110)를 기준으로 좌우 대칭 구조를 형성하며, 스마트 안경의 다리 부분에 삽입될 수 있다. Accordingly, a first antenna may be formed at one side and a second antenna may be formed at the other side based on the T-shaped ground 110. Here, the first antenna and the second antenna may be a meander antenna and may be disposed symmetrically with each other. The first antenna and the second antenna form a symmetrical structure based on the T-shaped ground 110 and may be inserted into the leg portion of the smart glasses.

그라운드(110)의 중심 부분에 슬롯(140)이 구성되고, 슬롯(140)에는 수동 소자(150)가 구성될 수 있다. 여기서, 수동 소자(150)는 광대역 격리도 특성을 위해 슬롯(140)의 내부 중심에 구성된 커패시터(150)이며, 커패시터(150)의 값을 이용하여 격리도 공진을 제어할 수 있다. The slot 140 may be configured at the center portion of the ground 110, and the passive element 150 may be configured at the slot 140. Here, the passive element 150 is a capacitor 150 configured at the inner center of the slot 140 for the broadband isolation characteristic, and may control the isolation resonance using the value of the capacitor 150.

예를 들어, 복수의 급전원 사이의 그라운드(110)의 폭은 5mm이고, 삽입된 슬롯(140)의 폭은 2.2mm이고 길이가 8.3mm이 될 수 있다. 슬롯(140)에는 커패시터(150)가 구성되며, 이 때 1.0pF 크기의 커패시터(150)가 슬롯(140)의 중앙 위치에 구성될 수 있다.For example, the width of the ground 110 between the plurality of power supplies may be 5 mm, the width of the inserted slot 140 is 2.2 mm and the length may be 8.3 mm. A capacitor 150 is configured in the slot 140, and at this time, a capacitor 150 having a size of 1.0 pF may be configured at a central position of the slot 140.

실시예들에 따르면 MIMO 안테나의 중요한 특성인 격리도를 향상시키기 위해 그라운드(110)에 슬롯(140)을 형성하고 슬롯(140) 내에 커패시터(150)를 위치시켜 격리도 공진을 제어함으로써 광대역 격리도 특성을 구현할 수 있다. According to embodiments, the slot 140 is formed in the ground 110 to improve the isolation characteristic, which is an important characteristic of the MIMO antenna, and the capacitor 150 is positioned in the slot 140 to control the isolation resonance. Can be implemented.

도 4는 안테나에 따른 안테나간의 격리도를 나타내는 도면이다. 4 is a diagram illustrating isolation between antennas according to antennas.

도 4를 참조하면, 안테나에 따라 변화하는 안테나간의 격리도를 나타낸 도면으로, (a)는 일반적인 그라운드를 사용하는 안테나(case 1)를 나타내며, (b)는 T 형상의 그라운드를 사용하는 안테나(case 2)를 나타내고, (c)는 일 실시예에 따른 스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치(case 3)를 나타내는 것으로, T 형상의 그라운드에 슬롯 및 커패시터가 추가된 안테나이다. Referring to FIG. 4, a diagram illustrating isolation between antennas varying according to antennas, (a) shows an antenna case 1 using a common ground, and (b) shows an antenna case using a T-shaped ground. 2), (c) shows a MIMO antenna device (case 3) having a broadband isolation for smart glasses according to an embodiment, the slot and the capacitor is added to the T-shaped ground.

그리고 (d)는 (a), (b) 및 (c)의 안테나에 따라 변화하는 안테나간의 격리도를 나타내는 시뮬레이션 결과이다. 시뮬레이션 결과에 나타난 바와 같이, 일 실시예에 따른 스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치(case 3)의 경우 이중 공진이 발생한다. And (d) is a simulation result showing the isolation between the antennas that change depending on the antenna of (a), (b) and (c). As shown in the simulation result, in case of the MIMO antenna device case 3 having the broadband isolation for smart glasses according to an embodiment, double resonance occurs.

T 형상의 그라운드에서 이중 공진을 발생시키려면 2 개의 급전원 사이에 그라운드가 삽입되고 커패시터가 슬롯의 중앙에 삽입된다. 형성된 슬롯 주변의 루프 전류 및 커패시터를 통해 LC 공진과 유사한 공진을 유도함으로써, 그라운드 모드에서 제2 공진이 발생할 수 있다. To create a double resonance in the T-shaped ground, a ground is inserted between the two power supplies and a capacitor is inserted in the center of the slot. By inducing a resonance similar to the LC resonance through the loop current and the capacitor around the formed slot, a second resonance can occur in ground mode.

도 5는 슬롯의 길이에 따른 안테나간의 격리도를 나타내는 도면이다. 5 is a diagram illustrating isolation between antennas according to slot lengths.

도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치의 그라운드 중심 위치에 구성되는 슬롯의 길이 변화에 따라 안테나간의 격리도가 변화하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5, it can be seen that the isolation between antennas is changed according to the change in the length of the slot configured at the ground center position of the MIMO antenna device having the broadband isolation for smart glasses according to an embodiment.

슬롯의 길이가 7.7mm 일 때, 2.4GHz 및 2.6GHz에서 접지 모드 공진이 발생하고, 슬롯의 길이가 8.2mm 일 때 2.43GHz 및 2.51GHz에서 공진이 발생한다. 그리고 슬롯의 길이가 8.7mm 일 때, 두 개의 공진이 결합되고 특성이 악화되는 것을 확인할 수 있다.When the slot length is 7.7 mm, ground mode resonance occurs at 2.4 GHz and 2.6 GHz, and when the slot length is 8.2 mm, resonance occurs at 2.43 GHz and 2.51 GHz. And when the length of the slot is 8.7mm, it can be seen that the two resonances are coupled and the characteristics deteriorate.

도 6은 슬롯 내에 위치한 커패시터 값에 따른 안테나간의 격리도를 나타내는 도면이다. 6 is a diagram illustrating isolation between antennas according to capacitor values located in slots.

도 6을 참조하면, 슬롯 내에 위치한 커패시터 값의 변화에 따른 격리도 변화를 나타내는 것으로, 시뮬레이션은 커패시터의 값이 각각 0.8pF, 1.0pF 및 1.2pF인 경우를 기준으로 하며, 원하는 이중 공진을 생성하려면 커패시터와 슬롯 크기의 최적 조합이 필요하다는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 6, the isolation is changed according to the change in the value of the capacitor located in the slot. The simulation is based on the case where the value of the capacitor is 0.8 pF, 1.0 pF, and 1.2 pF, respectively. It can be seen that an optimal combination of capacitor and slot size is required.

제안된 안테나는 0.2 mm 두께의 FR-4(flame retardant type 4) 기판 위에 설계되었으며, 2.4GHz Wi-Fi 응용을 목표로 하고 있다.The proposed antenna is designed on a 0.2 mm thick FR-4 (flame retardant type 4) substrate and is targeted for 2.4GHz Wi-Fi applications.

도 7은 일 실시예에 따른 안테나 모델의 예를 나타내는 도면이다. 7 is a diagram illustrating an example of an antenna model according to an embodiment.

도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치의 실제 제작된 안테나의 사진이다. 제작된 안테나의 크기는 10mm x 37mm이다. Referring to FIG. 7, a photograph of an actually manufactured antenna of a MIMO antenna device having broadband isolation for smart glasses according to an embodiment is illustrated. The fabricated antenna is 10mm x 37mm.

도 8은 일 실시예에 따른 안테나의 방사 패턴을 나타내는 도면이다. 8 is a diagram illustrating a radiation pattern of an antenna according to an exemplary embodiment.

도 8을 참조하면, 시뮬레이션 및 측정에서 MIMO 안테나의 S-파라미터를 보여주는 것으로, 시뮬레이션된 결과는 점선으로 표시되고 측정된 결과는 실선으로 표시된다. 반사 계수는 -5.1 dB 미만이며, 2 개의 안테나(제1 안테나 및 제2 안테나) 사이의 격리도 거리는 동작 대역에서 -15 dB ~ -32 dB 범위이다. 측정값은 시뮬레이션과 일치한다는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8, the S-parameters of the MIMO antennas are shown in the simulation and the measurement. The simulated results are indicated by dotted lines and the measured results are indicated by solid lines. The reflection coefficient is less than -5.1 dB and the isolation distance between two antennas (first antenna and second antenna) is in the range of -15 dB to -32 dB in the operating band. You can see that the measurements are consistent with the simulation.

이상과 같이 실시예들은 스마트 안경 다리 부분에 MIMO 안테나를 설계하고 슬롯을 구현하여 안테나간의 격리도를 향상시킬 수 있다. 특히, 종래기술의 문제점인 안테나 성능 저하 및 낮은 격리도 특성을 개선하기 위해 안테나의 그라운드에 슬롯을 형성하고, 이 슬롯 내부에 커패시터를 사용하여 격리도 공진의 특성을 조절할 수 있다. 그리고 슬롯 및 슬롯 내부에 위치한 커패시터를 이용해 광대역 격리도 특성을 구현할 수 있다. 이에 따라 스마트 안경 내에서 높은 성능의 MIMO 안테나를 구현할 수 있다. As described above, the embodiments may improve the isolation between antennas by designing a MIMO antenna and implementing a slot in the smart glasses leg portion. In particular, a slot is formed in the ground of the antenna to improve antenna performance and low isolation characteristics, which are problems of the prior art, and a capacitor can be used inside the slot to adjust the characteristics of isolation resonance. Broadband isolation can also be achieved using slots and capacitors located within the slots. Accordingly, a high performance MIMO antenna can be implemented in smart glasses.

실시예들에 따른 스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치는 근래 도입되고 있는 MIMO 기술이 필요한 스마트 안경에 적용 가능하다. 즉, 무선 통신 기능을 요구하는 스마트 안경의 다리 부분에 MIMO 안테나를 설계하여 무선 통신에 적용 가능하다. The MIMO antenna device having the broadband isolation for smart glasses according to the embodiments is applicable to smart glasses that require MIMO technology, which has recently been introduced. That is, the MIMO antenna can be designed in the leg portion of the smart glasses that require the wireless communication function and can be applied to the wireless communication.

이상에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as "connected" or "connected" to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, but another component may be present in the middle. It should be understood that. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. As used herein, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described on the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, terms such as “… unit”, “… module” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.

또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.In addition, the components of the embodiments described with reference to the drawings are not limited to the corresponding embodiments, and may be implemented to be included in other embodiments within the scope of the technical spirit of the present invention. Even if the description is omitted, it is obvious that a plurality of embodiments may be reimplemented into one integrated embodiment.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components regardless of reference numerals will be given the same or related reference numerals and redundant description thereof will be omitted. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the embodiments have been described by the limited embodiments and the drawings as described above, various modifications and variations are possible to those skilled in the art from the above description. For example, the described techniques may be performed in a different order than the described method, and / or components of the described systems, structures, devices, circuits, etc. may be combined or combined in a different form than the described method, or other components. Or even if replaced or substituted by equivalents, an appropriate result can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are within the scope of the claims that follow.

Claims (5)

스마트 안경의 다리 부분에 삽입 또는 부착되는 기판 상에 형성되는 T 형상의 그라운드;
상기 T 형상의 그라운드의 중심 부분의 하단의 양측에 구성되는 복수의 급전원을 중심으로 각각 형성되는 복수의 급전부;
상기 복수의 급전부의 양측으로 각각 구성되는 미앤더(meander) 구조의 복수의 방사부;
상기 T 형상의 그라운드의 중심 부분의 내부에 구성되는 슬롯; 및
상기 슬롯에 구성되어 격리도 공진을 제어하는 수동 소자
를 포함하고,
상기 T 형상의 그라운드는,
소형화된 크기로 안테나를 구현하기 위해 상단 부분의 양단이 상기 기판의 외부 라인을 따라 'ㄷ'자 형상으로 절곡되며, 상기 T 형상의 그라운드를 기준으로 일측은 미앤더(meander) 안테나인 제1 안테나가 형성되며 타측은 상기 제1 안테나와 대칭으로 배치되는 미앤더 안테나인 제2 안테나가 형성되는 것
을 특징으로 하는, 스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치.
T-shaped ground formed on the substrate to be inserted or attached to the leg portion of the smart glasses;
A plurality of feeders each formed around a plurality of feeders configured on both sides of a lower end of the center portion of the T-shaped ground;
A plurality of radiators having a meander structure each formed at both sides of the plurality of feeders;
A slot configured inside the center portion of the T-shaped ground; And
Passive element configured in the slot to control isolation resonance
Including,
The T-shaped ground is
Both ends of the upper part are bent in a 'c' shape along the outer line of the substrate to realize the antenna with a miniaturized size, and one side is a meander antenna based on the T-shaped ground. Is formed and the other side is formed a second antenna which is a meander antenna disposed symmetrically with the first antenna
Characterized in that, MIMO antenna device having a broadband isolation for smart glasses.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 수동 소자는,
광대역 격리도 특성을 위해 상기 슬롯의 내부 중심에 구성된 커패시터(Capacitor)이며, 상기 커패시터의 값을 이용하여 격리도 공진을 제어하는 것
을 특징으로 하는, 스마트 안경용 광대역 격리도를 갖는 MIMO 안테나 장치.
The method of claim 1,
The passive element,
A capacitor configured in the inner center of the slot for broadband isolation characteristics, and controlling the isolation resonance using the value of the capacitor
Characterized in that, MIMO antenna device having a broadband isolation for smart glasses.
삭제delete 삭제delete
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