KR102093326B1 - 안테나 장치 및 이를 이용한 모바일 디바이스 - Google Patents

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Abstract

안테나 장치가 제공된다. 안테나 장치는, 적어도 하나의 유전체 레이어와, 유전체 레이어의 제 1 면에 배치되며, 정해진 제 1 값에 대응하는 투명도를 가지는 복수 개의 제 1 투명 전극과, 유전체 레이어의 제 2 면에 배치되며, 정해진 제 2 값에 대응하는 투명도를 가지는 제 2 투명 전극 및 정해진 제 3 값에 대응하는 투명도를 가지며, 복수 개의 제 1 투명 전극 중 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 사이의 상호적 커플링을 제거하는 투명 격리 요소를 포함한다. 따라서, MIMO 를 구현하기 위한 복수의 안테나 간의 상호적 커플링을 방지하는 것과 함께, 안테나의 전극 및 상호적 커플링 방지를 위한 격리 요소를 전부 투명하게 구현할 수 있어 모바일 디바이스의 디스플레이 패널 전면에도 안테나 장치의 실장이 용이하도록 할 수 있다.

Description

안테나 장치 및 이를 이용한 모바일 디바이스{AN APPARATUS OF ANTENNA AND MOBILE DEVICE THEREOF}
본 발명은 안테나 장치 및 이를 이용한 모바일 디바이스에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 다중 안테나 간의 이격도를 향상시키기 위한 안테나 장치 및 이를 이용한 모바일 디바이스에 관한 것이다.
통신 기술의 발달로, 하나의 모바일 디바이스에 독립적으로 동작하는 복수의 통신 장치가 포함되는 경우가 많아졌다. 예를 들어, 스마트폰, 태블릿 PC, 랩톱, PDA, 노트북, 넷북 등과 같은 모바일 디바이스는 4G, 5G 와 같은 중장거리 무선 통신을 위한 장치 뿐만 아니라, Wi-Fi, 블루투스, BLE, NFC 와 같은 근거리 무선 통신을 위한 장치를 포함하고 있다. 블루투스와 일부 Wi-Fi 통신과 같이, 이러한 무선 통신을 위한 장치들은 동일 주파수 대역 또는 인접 주파수 대역에서 동작할 수 있어, 각 통신을 위한 안테나들 간에 간섭을 발생시킬 수 있다.
뿐만 아니라, LTE 를 넘어 5G 에 이르기까지, 최근의 무선 통신 기술은 다이버시티의 확보를 위해 복수의 안테나 어레이를 사용하는 MIMO 기술을 구현하고 있으며, 셀룰러 네트워크의 MIMO 구현을 위해 4 개의 안테나를 사용한 제품이 이미 상용화 된 바 있으며, 나아가 8 개의 안테나를 기반으로 MIMO 를 구현하는 제품 역시 출시를 앞두고 있는 실정이다. 이처럼 MIMO 를 구현하기 위해 사용된 복수의 안테나들은 상호적 커플링이 발생할 때 성능 열화가 발생한다.
이처럼 MIMO 구현에 점점 더 많은 안테나가 사용되는 한편으로는, 모바일 디바이스 내에서 안테나를 실장할 수 있는 공간은 점점 더 줄어들고 있다. 모바일 디바이스의 박형화 경향이 점점 더 심화되고 있을 뿐만 아니라, 전면부의 디스플레이부를 감싸는 베젤은 점점 줄어들고 종국적으로는 베젤리스 디자인이 대중화될 것으로 예상된다. 나아가 모바일 디바이스의 하우징 역시도 투명 글라스가 활용될 가능성이 있어, 종래의 MIMO 안테나를 구현하는 복수의 안테나를 실장하는 것이 점점 어려워지고 있다.
한국 공개특허공보 제 2009-0039103 호 ("MIMO 안테나 장치", 삼성전자 주식회사)
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 복수의 안테나 간의 상호적 커플링을 방지하면서 전극 및 격리 요소를 투명하게 구현하는 것에 의해 디스플레이 패널의 전면에도 위치할 수 있어 소형 모바일 디바이스에 용이하게 실장할 수 있는 MIMO 구현이 가능한 안테나 장치를 제공하는 것이다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 복수의 안테나 간의 상호적 커플링을 방지하면서 전극 및 격리 요소를 투명하게 구현하는 것에 의해 디스플레이 패널의 전면에도 위치할 수 있어 소형 모바일 디바이스에 용이하게 실장할 수 있는 MIMO 구현이 가능한 안테나 장치를 포함하는 모바일 디바이스를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는, 적어도 하나의 유전체 레이어, 상기 유전체 레이어의 제 1 면에 배치되며, 정해진 제 1 값에 대응하는 투명도를 가지는 복수 개의 제 1 투명 전극, 상기 유전체 레이어의 제 2 면에 배치되며, 정해진 제 2 값에 대응하는 투명도를 가지는 제 2 투명 전극 및 정해진 제 3 값에 대응하는 투명도를 가지며, 상기 복수 개의 제 1 투명 전극 중 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 사이의 상호적 커플링을 제거하는 투명 격리 요소를 포함할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 투명 격리 요소는, 상기 복수 개의 제 1 투명 전극들 사이에 주기적으로 배치되는 메탈릭 엘리먼트 (metallic element) 일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 메탈릭 엘리먼트는, 주기적인 패턴을 가지며 특정 대역의 주파수를 통과하지 못하도록 하여 상기 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 사이의 상호적 커플링을 제거할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 유전체 레이어 내부에 커플러 레이어를 구비하고, 상기 투명 격리 요소는 상기 커플러 레이어에 구비된 방향성 결합기 (Directional Coupler) 일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 안테나 장치는 상기 제 2 투명 전극의 상기 유전체 레이어와 대면하는 면의 반대 면에 배치되며, 내부에 커플러 레이어를 구비하는 제 2 유전체 레이어를 더 포함하고, 상기 투명 격리 요소는 상기 커플러 레이어에 구비된 방향성 결합기 (Directional Coupler) 일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 방향성 결합기는 상기 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 사이의 표면파 (surface wave) 에 기인한 상호적 커플링을 제거할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 안테나 장치는 상기 유전체 레이어 내부에 기생 패턴 레이어를 구비하고, 상기 투명 격리 요소는 상기 기생 패턴 레이어에 구비된 적어도 하나의 기생 패턴 (parasitic pattern) 일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 안테나 장치는 상기 제 2 투명 전극의 상기 유전체 레이어와 대면하는 면의 반대 면에 배치되며, 내부에 기생 패턴 레이어를 구비하는 제 2 유전체 레이어를 더 포함하고, 상기 투명 격리 요소는 상기 기생 패턴 레이어에 구비된 적어도 하나의 기생 패턴 (parasitic pattern) 일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 기생 패턴은 상기 복수 개의 제 1 투명 전극 중 적어도 하나와 공진을 일으키는 것에 의해 상기 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 사이의 상호적 커플링을 제거할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 기생 패턴은 용량성 패드 (Capacitive pad), 미앤더 라인 인덕터 (Meander line inductor) 및 방향성 결합기 중 어느 하나일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 투명 격리 요소는, 상기 제 2 투명 전극에 구비되고, 특정 대역의 주파수를 통과하지 못하도록 하는 광대역 저지 대역 필터로 동작하여 상기 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 사이의 상호적 커플링을 제거하는 계단형 임피던스 공진기 (stepped impedance resonator) 이고, 상기 제 1 투명 전극은 마이크로스트립 모노폴 (Microstrip Monopole) 안테나일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 투명 격리 요소는, 상기 제 2 투명 전극에 형성된 슬릿 (slit) 또는 미앤더 (meander) 이고, 상기 상기 제 2 투명 전극은 상기 슬릿 또는 미앤더를 기반으로 상기 제 2 투명 전극에 흐르는 전류를 억제하여 상기 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 사이의 상호적 커플링을 제거할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 투명 격리 요소는, 상기 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 사이를 연결하여 상기 제 2 투명 전극에 디커플링 (decoupling) 전류를 흐르도록 하는 것에 의해 상호적 커플링 전류를 제거할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 제 1 투명 전극 또는 상기 제 2 투명 전극과, 상기 유전체 레이어 간의 결합은, RF 케이블을 통한 접합, 상기 유전체 레이어에 형성된 비아 공정을 통한 접합, 비접촉의 용량성 결합, 접촉식 패드 본딩 기술에 의한 접합 및 포고 핀 (pogo pin) 을 통한 기계적 접합 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 모바일 디바이스는, 적어도 하나의 유전체 레이어, 상기 유전체 레이어의 제 1 면에 배치되며, 정해진 제 1 값에 대응하는 투명도를 가지는 복수 개의 제 1 투명 전극, 상기 유전체 레이어의 제 2 면에 배치되며, 정해진 제 2 값에 대응하는 투명도를 가지는 제 2 투명 전극 및 정해진 제 3 값에 대응하는 투명도를 가지며, 상기 복수 개의 제 1 투명 전극 중 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 사이의 상호적 커플링을 제거하는 투명 격리 요소를 포함하는 안테나 장치와, 상기 안테나 장치 후면에 위치한 디스플레이 패널을 포함하고, 상기 안테나 장치에 포함된 제 1 투명 전극, 제 2 투명 전극 및 투명 격리 요소는 상기 디스플레이 패널의 시인성을 저감시키지 않도록 구성될 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 제 1 투명 전극, 제 2 투명 전극 및 투명 격리 요소는 메탈 메쉬로 구성되고, 상기 메탈 메쉬의 간격은 상기 메탈 메쉬가 상기 디스플레이 패널에 포함된 각각의 픽셀마다 동일한 면적을 덮도록 설정될 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치에 따르면, MIMO 를 구현하기 위한 복수의 안테나 간의 상호적 커플링을 방지하는 것과 함께, 안테나의 전극 및 상호적 커플링 방지를 위한 격리 요소를 전부 투명하게 구현할 수 있어 모바일 디바이스의 디스플레이 패널 전면에도 안테나 장치의 실장이 용이하도록 할 수 있다.
따라서, 모바일 디바이스의 베젤을 더 줄여 디스플레이 영역의 실질적 확장 및 모바일 디바이스의 소형화에도 기여할 수 있다. 나아가, 같은 크기의 모바일 디바이스에도 더 많은 수의 안테나를 실장하는 것이 가능해져 더 높은 송수신 성능을 가지도록 할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈릭 엘리먼트 기반 안테나 장치의 구성을 나타낸다.
도 2 는 도 1 의 안테나 장치의 예시도이다.
도 3 은 도 2 의 안테나 장치에 포함된 메탈릭 엘리먼트의 예시 구조이다.
도 4 는 방향성 결합기 (Directional Coupler) 를 이용한 비-상관 공급 (feeding) 네트워크의 구성도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 결합기 기반 안테나 장치의 제 1 실시예의 구성을 나타낸다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 결합기 기반 안테나 장치의 제 2 실시예의 구성을 나타낸다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 기생 패턴 기반 안테나 장치의 제 1 실시예의 구성을 나타낸다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 기생 패턴 기반 안테나 장치의 제 2 실시예의 구성을 나타낸다.
도 9 는 도 7 내지 도 8 의 기생 패턴의 예시도이다.
도 10 은 계단형 임피던스 공진기를 나타낸다.
도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 SIR 기반 안테나 장치의 구성을 나타낸다.
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬릿 기반 안테나 장치의 구성을 나타낸다.
도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따른 NL (Neutralization line) 기반 안테나 장치의 구성을 나타낸다.
도 14 는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 디바이스의 예시도이다.
도 15 는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 장치 및 모바일 디바이스에서의 소자 간 접합 방법의 예시도이다.
도 16 은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 안테나의 구현 예이다.
도 17 은 도 16 의 투명 안테나의 구성을 나타낸다.
도 18 은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 디바이스의 투명 전극과 디스플레이 패널 간의 배치를 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
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.
본 출원에서 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 출원에서, "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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
앞서 살핀 바와 같이, MIMO 구현을 위한 안테나의 개수는 점점 늘어가는 반면, 베젤의 축소 및 모바일 디바이스의 소형화 추세에 따라 안테나를 실장할 수 있는 공간은 점점 줄어들고 있어, 모바일 디바이스 내에 안테나를 실장하는 것이 점점 더 어려워지고 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는, MIMO 를 구현하기 위한 복수의 안테나 간의 상호적 커플링을 방지하면서도, 안테나의 전극 및 상호적 커플링 방지를 위한 격리 요소를 전부 투명하게 구현할 수 있어 모바일 디바이스의 디스플레이 패널 전면에도 안테나 장치가 배치되도록 할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는 모바일 디바이스의 디스플레이 패널의 전면에 위치하더라도, 디스플레이 패널에 대한 사용자의 시인성을 저하시키지 않을 수 있다.
따라서, 모바일 디바이스의 베젤을 더 줄여 디스플레이 영역의 실질적 확장 및 모바일 디바이스의 소형화에도 기여할 수 있다. 나아가, 같은 크기의 모바일 디바이스에도 더 많은 수의 안테나를 실장하는 것이 가능해져 더 높은 송수신 성능을 가지도록 할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈릭 엘리먼트 기반 안테나 장치의 구성을 나타낸다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는 적어도 하나의 유전체 레이어 (110), 유전체 레이어 (110) 의 제 1 면에 배치되며, 정해진 제 1 값에 대응하는 투명도를 가지는 복수 개의 제 1 투명 전극 (120-1, 120-2), 유전체 레이어 (110) 의 제 2 면에 배치되며, 정해진 제 2 값에 대응하는 투명도를 가지는 제 2 투명 전극 (130) 및 정해진 제 3 값에 대응하는 투명도를 가지며, 복수 개의 제 1 투명 전극 (120-1, 120-2) 중 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 (예를 들어, 120-1, 120-2) 사이의 상호적 커플링을 제거하는 투명 격리 요소 (140) 를 포함한다.
여기서, 제 1 투명 전극 (120-1, 120-2) 들 각각은 독립적인 안테나로서 동작할 수 있다. 복수의 안테나들이 하나의 통신 방식에 따라 MIMO 를 구현하기 위한 복수의 안테나로서 동작할 수도 있고, 각각의 제 1 투명 전극 (120-1, 120-2) 이 서로 상이한 통신 방식에 따라 별개로서 동작할 수도 있다.
도 2 는 도 1 의 안테나 장치의 예시도이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수 개의 투명 또는 반투명 제 1 전극 사이에 비-상관 회로 (De-correlation circuit) 를 구현할 수 있다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 투명 격리 요소 (140) 는 복수 개의 제 1 투명 전극 (120-1, 120-2, 120-3) 들 사이에 주기적으로 배치되는 메탈릭 엘리먼트 (metallic element, 140-1, 140-2) 일 수 있다. 예를 들어, 도 2 에 도시된 바와 같이 메탈릭 엘리먼트 (140-1) 가 제 1 투명 전극 (120-1) 과 제 1 투명 전극 (120-2) 사이에 배치되고, 메탈릭 엘리먼트 (140-2) 가 제 1 투명 전극 (120-2) 과 제 1 투명 전극 (120-3) 사이에 배치될 수 있다. 여기서, 메탈릭 엘리먼트 (140-1) 가 제 1 투명 전극 (120-1) 과 제 1 투명 전극 (120-2) 간의 상호적 커플링을 제거하도록 작동하고, 메탈릭 엘리먼트 (140-2) 가 제 1 투명 전극 (120-2) 과 제 1 투명 전극 (120-3) 간의 상호적 커플링을 제거하도록 작동할 수 있다.
이러한 메탈릭 엘리먼트 (140-1, 140-2) 는 주기적인 패턴을 가지며 특정 대역의 주파수를 통과하지 못하도록 하여 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 (예를 들어, 120-1, 120-2) 사이의 상호적 커플링을 제거하도록 구성될 수 있다. 즉, 일 측면에 따르면, 메탈릭 엘리먼트 (140-1, 140-2) 가 복수 개의 투명 제 1 전극 사이에 주기적으로 삽입되어 비-상관 회로를 구현하도록 할 수 있다. 메탈릭 엘리먼트 (140-1, 140-2) 는 특정 주파수가 통과 (pass) 하지 못하도록 하는 대역을 가지며, 이러한 대역을 활용하여 복수 개의 제 1 투명 전극 (120-1, 120-2) 간의 상호적 커플링을 억제할 수 있다. 여기서, 상호적 커플링의 값은 SN1 기준으로 -15 dB 이하가 되도록 한다.
일 측면에 따르면, 메탈릭 엘리먼트 (140-1, 140-2) 는 전자기 밴드 갭 (Electromagnetic band gap, EBG) 와 같은 주기적인 배열로 구현하는 것이 가능하다. 도 3 은 도 2 의 안테나 장치에 포함된 메탈릭 엘리먼트의 예시 구조이다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 메탈릭 엘리먼트 (140) 는 EBG 구조의 주기적인 배열로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 메탈릭 엘리먼트 (140) 는 사각형의 기본 유닛에 있어서 각 변에 근접하에 위치한 직사각형의 제 1 중공부 (141-1) 와 기본 유닛의 중앙에 위치한 원형의 제 1 중공부 (141-2) 를 포함하여 구성될 수 있으며, 도 2 에 도시된 바와 같이 복수 개의 직렬 유닛이 직렬로 연결된 형태로서 구성될 수도 있다.
한편, 여기서 제 1 투명 전극 (120-1, 120-2) 은 투명도가 70 % 이상 확보 된 메탈 메쉬 (metal mesh) 의 형태를 가질 수 있고, 제 2 투명 전극 (130) 역시 투명도가 70 % 이상 확보된 메탈 메쉬의 형태를 가질 수 있다. 한편, 메탈릭 엘리먼트 (140) 도 투명도가 70 % 이상 확보 된 메탈 메쉬의 형태를 가질 수 있다. 일 측면에 따르면, 메탈릭 엘리먼트 (140) 는 모바일 디바이스 등 본 발명의 일 측면에 따른 전자 기기 내에 존재하는 임의의 전도성 소재를 활용하는 것이 가능하다.
도 4 는 방향성 결합기 (Directional Coupler) 를 이용한 비-상관 공급 (feeding) 네트워크의 구성도이고, 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 결합기 기반 안테나 장치의 제 1 실시예의 구성을 나타내며, 도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향성 결합기 기반 안테나 장치의 제 2 실시예의 구성을 나타낸다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 방향성 결합기는 제 1 안테나 (Element 1) 와 제 2 안테나 (Element 2) 에 각각 결합되어 작동하며, 크기와 위상을 가지는 간접 결합 (Indirect Coupling) 을 가진다.
도 5 에 도시된 바와 같이, 안테나 장치는 앞서 도 1 을 기반으로 설명한 바와 유사하게 적어도 하나의 유전체 레이어 (510), 유전체 레이어 (510) 의 제 1 면에 배치되며, 정해진 제 1 값에 대응하는 투명도를 가지는 복수 개의 제 1 투명 전극 (520-1, 520-2), 유전체 레이어 (510) 의 제 2 면에 배치되며, 정해진 제 2 값에 대응하는 투명도를 가지는 제 2 투명 전극 (530) 및 정해진 제 3 값에 대응하는 투명도를 가지며, 복수 개의 제 1 투명 전극 (520-1, 520-2) 중 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 (예를 들어, 520-1, 520-2) 사이의 상호적 커플링을 제거하는 투명 격리 요소 (540) 를 포함한다.
도 5 에 도시된 바와 같이, 유전체 레이어 (510) 는 그 내부에 커플러 레이어 (511) 를 구비할 수 있다. 즉, 유전체 레이어 (510) 는 제 1 레이어와 제 2 레이어로 구분되어, 제 1 레이어와 제 2 레이어 사이에 커플러 레이어 (511) 를 구비할 수 있다. 여기서, 투명 격리 요소 (540) 는 상기 커플러 레이어 (511) 에 구비된 방향성 결합기 (Directional Coupler) 일 수 있다. 일 측면에 따르면, 방향성 결합기에서 나타나는 간접 결합 (Indirect coupling) 의 크기와 위상을 적절히 조절하는 것에 의해 복수의 안테나, 즉 복수의 제 1 투명 전극 (520-1, 520-2) 간의 표면파 (surface wave) 에 의해 발생하는 상호적 커플링을 제거하도록 구성될 수 있다. 여기서, 방향성 결합기는 제 1 투명 전극 (520-1, 520-2) 하부, 제 2 투명 전극 (530) 상부에 둘 이상 구비될 수 있다. 여기서, 상호적 커플링의 값은 SN1 기준으로 -15 dB 이하가 되도록 한다.
한편, 여기서 제 1 투명 전극 (520-1, 520-2) 은 투명도가 70 % 이상 확보 된 메탈 메쉬 (metal mesh) 의 형태를 가질 수 있고, 제 2 투명 전극 (530) 역시 투명도가 70 % 이상 확보된 메탈 메쉬의 형태를 가질 수 있다. 일 측면에 따르면, 제 2 투명 전극 (530) 은 모바일 디바이스 등 본 발명의 일 측면에 따른 안테나 장치가 포함된 전자 기기 내에 존재하는 임의의 전도성 소재를 활용하는 것이 가능하다. 한편, 방향성 결합기 (140) 도 투명도가 70 % 이상 확보 된 메탈 메쉬의 형태를 가질 수 있다.
도 6 에 도시된 바와 같이, 안테나 장치는 앞서 도 1 을 기반으로 설명한 바와 유사하게 적어도 하나의 유전체 레이어 (610), 유전체 레이어 (610) 의 제 1 면에 배치되며, 정해진 제 1 값에 대응하는 투명도를 가지는 복수 개의 제 1 투명 전극 (620-1, 620-2), 유전체 레이어 (610) 의 제 2 면에 배치되며, 정해진 제 2 값에 대응하는 투명도를 가지는 제 2 투명 전극 (630) 및 정해진 제 3 값에 대응하는 투명도를 가지며, 복수 개의 제 1 투명 전극 (620-1, 620-2) 중 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 (예를 들어, 620-1, 620-2) 사이의 상호적 커플링을 제거하는 투명 격리 요소 (640) 를 포함한다.
도 6 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 안테나 장치는 제 2 투명 전극 (630) 의 유전체 레이어 (610) 와 대면하는 면의 반대 면 (예를 들어, 도 6 에는 유전체 레이어의 하면) 에 배치되며, 내부에 커플러 레이어 (651) 를 구비하는 제 2 유전체 레이어 (650) 를 더 포함할 수 있다. 즉, 제 2 유전체 레이어 (650) 는 제 1 레이어와 제 2 레이어로 구분되어, 제 1 레이어와 제 2 레이어 사이에 커플러 레이어 (651) 를 구비할 수 있다. 여기서, 투명 격리 요소 (640) 는 상기 커플러 레이어 (651) 에 구비된 방향성 결합기 (Directional Coupler) 일 수 있다. 일 측면에 따르면, 방향성 결합기에서 나타나는 간접 결합 (Indirect coupling) 의 크기와 위상을 적절히 조절하는 것에 의해 복수의 안테나, 즉 복수의 제 1 투명 전극 (620-1, 620-2) 간의 표면파 (surface wave) 에 의해 발생하는 상호적 커플링을 제거하도록 구성될 수 있다. 여기서, 방향성 결합기는 제 2 투명 전극 (630) 하부에 둘 이상 구비될 수 있다. 여기서, 상호적 커플링의 값은 SN1 기준으로 -15 dB 이하가 되도록 한다.
한편, 여기서 제 1 투명 전극 (620-1, 620-2) 은 투명도가 70 % 이상 확보 된 메탈 메쉬 (metal mesh) 의 형태를 가질 수 있고, 제 2 투명 전극 (630) 역시 투명도가 70 % 이상 확보된 메탈 메쉬의 형태를 가질 수 있다. 일 측면에 따르면, 제 2 투명 전극 (630) 은 모바일 디바이스 등 본 발명의 일 측면에 따른 안테나 장치가 포함된 전자 기기 내에 존재하는 임의의 전도성 소재를 활용하는 것이 가능하다. 한편, 방향성 결합기 (640) 도 투명도가 70 % 이상 확보 된 메탈 메쉬의 형태를 가질 수 있다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 기생 패턴 기반 안테나 장치의 제 1 실시예의 구성을 나타내고, 도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 기생 패턴 기반 안테나 장치의 제 2 실시예의 구성을 나타낸다.
도 7 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 안테나 장치는 기생 패턴을 기반으로 할 수 있다. 안테나 장치는 앞서 도 1 을 기반으로 설명한 바와 유사하게 적어도 하나의 유전체 레이어 (710), 유전체 레이어 (710) 의 제 1 면에 배치되며, 정해진 제 1 값에 대응하는 투명도를 가지는 복수 개의 제 1 투명 전극 (720-1, 720-2), 유전체 레이어 (710) 의 제 2 면에 배치되며, 정해진 제 2 값에 대응하는 투명도를 가지는 제 2 투명 전극 (730) 및 정해진 제 3 값에 대응하는 투명도를 가지며, 복수 개의 제 1 투명 전극 (720-1, 720-2) 중 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 (예를 들어, 720-1, 720-2) 사이의 상호적 커플링을 제거하는 투명 격리 요소 (740) 를 포함한다.
도 7 에 도시된 바와 같이, 유전체 레이어 (710) 는 그 내부에 기생 패턴 (parasitic pattern) 레이어 (711) 를 구비할 수 있다. 즉, 유전체 레이어 (710) 는 제 1 레이어와 제 2 레이어로 구분되어, 제 1 레이어와 제 2 레이어 사이에 기생 패턴 레이어 (711) 를 구비할 수 있다. 여기서, 투명 격리 요소 (740) 는 상기 기생 패턴 레이어 (711) 에 구비된 적어도 하나의 기생 패턴 (740-1, 740-2, 740-3) 일 수 있다. 일 측면에 따르면, 기생 패턴 (740-1, 740-2, 740-3) 은 복수 개의 제 1 투명 전극 (720-1, 720-2) 중 적어도 하나와 공진을 일으키는 것에 의해 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 (예를 들어, 720-1, 720-2) 사이의 상호적 커플링을 제거하도록 구성될 수 있다. 즉, 복수 개의 제 1 투명 전극 (720-1, 720-2) 하부, 제 2 투명 전극 (730) 상부에 기생 패턴을 구성하는 것에 의해, 그 기생 패턴과 안테나의 공진을 일으키는 방식을 통해 복수의 안테나 간의 격리도를 증가시킬 수 있다. 기생 패턴 (740-1, 740-2, 740-3) 중 적어도 하나와 각각 공진을 일으키는 제 1 전극 (720-1, 720-2) 의 쌍은 임의의 조합을 포함할 수 있다. 여기서, 상호적 커플링의 값은 SN1 기준으로 -15 dB 이하가 되도록 한다.
여기서, 기생 패턴 (740-1, 740-2, 740-3) 은 용량성 패드 (Capacitive pad), 미앤더 라인 인덕터 (Meander line inductor) 및 방향성 결합기 중 어느 하나일 수 있다. 도 9 는 도 7 의 기생 패턴 (740-1, 740-2, 740-3) 의 예시도이며, 미앤더 라인 방식 기생 패턴을 나타낸다. 기생 패턴 (740-1, 740-2, 740-3) 은 전송선의 구부러뜨림 또는 꺾임 등을 통해 구현될 수 있다.
한편, 여기서 제 1 투명 전극 (720-1, 720-2) 은 투명도가 70 % 이상 확보 된 메탈 메쉬 (metal mesh) 의 형태를 가질 수 있고, 제 2 투명 전극 (730) 역시 투명도가 70 % 이상 확보된 메탈 메쉬의 형태를 가질 수 있다. 일 측면에 따르면, 제 2 투명 전극 (730) 은 모바일 디바이스 등 본 발명의 일 측면에 따른 안테나 장치가 포함된 전자 기기 내에 존재하는 임의의 전도성 소재를 활용하는 것이 가능하다. 한편, 기생 패턴 (740-1, 740-2, 740-3) 도 투명도가 70 % 이상 확보된 메탈 메쉬의 형태를 가질 수 있다.
도 8 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 안테나 장치는 기생 패턴을 기반으로 할 수 있다. 안테나 장치는 앞서 도 1 을 기반으로 설명한 바와 유사하게 적어도 하나의 유전체 레이어 (810), 유전체 레이어 (810) 의 제 1 면에 배치되며, 정해진 제 1 값에 대응하는 투명도를 가지는 복수 개의 제 1 투명 전극 (820-1, 820-2), 유전체 레이어 (810) 의 제 2 면에 배치되며, 정해진 제 2 값에 대응하는 투명도를 가지는 제 2 투명 전극 (830) 및 정해진 제 3 값에 대응하는 투명도를 가지며, 복수 개의 제 1 투명 전극 (820-1, 820-2) 중 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 (예를 들어, 820-1, 820-2) 사이의 상호적 커플링을 제거하는 투명 격리 요소 (840) 를 포함한다.
도 8 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 안테나 장치는 제 2 투명 전극 (830) 의 유전체 레이어 (810) 와 대면하는 면의 반대 면 (예를 들어, 도 8 에서 유전체 레이어의 하면) 에 배치되며, 내부에 기생 패턴 레이어 (851) 를 구비하는 제 2 유전체 레이어 (850) 를 더 포함할 수 있다. 즉, 제 2 유전체 레이어 (850) 는 제 1 레이어와 제 2 레이어로 구분되어, 제 1 레이어와 제 2 레이어 사이에 기생 패턴 레이어 (851) 를 구비할 수 있다. 여기서, 투명 격리 요소 (840) 는 상기 기생 패턴 레이어 (851) 에 구비된 적어도 하나의 기생 패턴 (840-1, 840-2, 840-3) 일 수 있다. 일 측면에 따르면, 기생 패턴 (840-1, 840-2, 840-3) 은 복수 개의 제 1 투명 전극 (820-1, 820-2) 중 적어도 하나와 공진을 일으키는 것에 의해 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 (예를 들어, 820-1, 820-2) 사이의 상호적 커플링을 제거하도록 구성될 수 있다. 즉, 제 2 투명 전극 (830) 하부에 기생 패턴을 구성하는 것에 의해, 그 기생 패턴과 안테나의 공진을 일으키는 방식을 통해 복수의 안테나 간의 격리도를 증가시킬 수 있다. 기생 패턴 (840-1, 840-2, 840-3) 중 적어도 하나와 각각 공진을 일으키는 제 1 전극 (820-1, 820-2) 의 쌍은 임의의 조합을 포함할 수 있다. 여기서, 상호적 커플링의 값은 SN1 기준으로 -15 dB 이하가 되도록 한다.
여기서, 기생 패턴 (840-1, 840-2, 840-3) 은 용량성 패드 (Capacitive pad), 미앤더 라인 인덕터 (Meander line inductor) 및 방향성 결합기 중 어느 하나일 수 있다. 도 9 는 도 8 의 기생 패턴 (840-1, 840-2, 840-3) 의 예시도이며, 미앤더 라인 방식 기생 패턴을 나타낸다. 기생 패턴 (840-1, 840-2, 840-3) 은 전송선의 구부러뜨림 또는 꺾임 등을 통해 구현될 수 있다.
한편, 여기서 제 1 투명 전극 (820-1, 820-2) 은 투명도가 70 % 이상 확보 된 메탈 메쉬 (metal mesh) 의 형태를 가질 수 있고, 제 2 투명 전극 (830) 역시 투명도가 70 % 이상 확보된 메탈 메쉬의 형태를 가질 수 있다. 일 측면에 따르면, 제 2 투명 전극 (830) 은 모바일 디바이스 등 본 발명의 일 측면에 따른 안테나 장치가 포함된 전자 기기 내에 존재하는 임의의 전도성 소재를 활용하는 것이 가능하다. 한편, 기생 패턴 (840-1, 840-2, 840-3) 도 투명도가 70 % 이상 확보된 메탈 메쉬의 형태를 가질 수 있다.
도 10 은 계단형 임피던스 공진기 (Stepped impedance resonator, SIR) 를 나타내고, 도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 SIR 기반 안테나 장치의 구성을 나타내며, 도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬릿 기반 안테나 장치의 구성을 나타낸다.
도 11 을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 SIR 기반 안테나 장치를 보다 상세히 설명한다. 도 11의 (a) 는 SIR 기반 안테나 장치의 상면을 나타내고, 도 11 의 (b) 는 SIR 기반 안테나 장치의 하면을 나타낸다.
도 11 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 안테나 장치는, 도 1 을 기반으로 설명한 바와 유사하게 적어도 하나의 유전체 레이어 (1110), 유전체 레이어 (1110) 의 제 1 면에 배치되며, 정해진 제 1 값에 대응하는 투명도를 가지는 복수 개의 제 1 투명 전극 (1120-1, 1120-2), 유전체 레이어 (1110) 의 제 2 면에 배치되며, 정해진 제 2 값에 대응하는 투명도를 가지는 제 2 투명 전극 (1130) 및 정해진 제 3 값에 대응하는 투명도를 가지며, 복수 개의 제 1 투명 전극 (1120-1, 1120-2) 중 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 (예를 들어, 1120-1, 1120-2) 사이의 상호적 커플링을 제거하는 투명 격리 요소 (1140) 를 포함한다.
도 11 의 (b) 에 도시된 바와 같이, 투명 격리 요소 (1140) 는, 제 2 투명 전극 (1130) 에 구비되고, 특정 대역의 주파수를 통과하지 못하도록 하는 광대역 저지 대역 필터로 동작하여 도 11 의 (a) 에 도시된 바와 같은 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 (1120-1, 1120-2) 사이의 상호적 커플링을 제거하는 계단형 임피던스 공진기 (stepped impedance resonator, 1140) 일 수 있다. 또한, 제 1 투명 전극 (1120-1, 1120-2) 은 마이크로스트립 (Microstrip) 으로 급전하는 모노폴 (Monopole) 안테나일 수 있다. 즉, 본 발명의 일 측면에 따른 안테나 장치는 SIR 을 기반으로 제 2 투명 전극 (1130) 의 레이어에 복수의 안테나 간의 높은 격리도를 달성하기 위한 회로를 구현할 수 있다. 여기서, SIR 은 특정 주파수가 통과 (pass) 하지 못하도록 광대역 저지대역 필터로 동작하도록 설계될 수 있으며, 이러한 대역을 활용하여 복수 개의 안테나 간의 상호적 커플링을 억제하도록 구성될 수 있다. 도 10 에 도시된 바와 같은 계단형 임피던스 공진기가 사용될 수도 있다.
한편, 여기서 제 1 투명 전극 (1120-1, 1120-2) 은 투명도가 70 % 이상 확보 된 메탈 메쉬 (metal mesh) 의 형태를 가질 수 있고, 제 2 투명 전극 (1130) 역시 투명도가 70 % 이상 확보된 메탈 메쉬의 형태를 가질 수 있다. 또한, 제 2 전극 (1130) 의 레이어에 구현된 계단형 임피던스 공진기도 투명도가 70 % 이상 확보된 메탈 메쉬의 형태를 가질 수 있다. 여기서, 상호적 커플링의 값은 SN1 기준으로 -15 dB 이하가 되도록 한다.
도 12 를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬릿 기반 안테나 장치를 보다 상세히 설명한다. 도 12의 (a) 는 슬릿 기반 안테나 장치의 상면을 나타내고, 도 12 의 (b) 는 슬릿 기반 안테나 장치의 하면을 나타낸다.
도 12 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 안테나 장치는, 도 1 을 기반으로 설명한 바와 유사하게 적어도 하나의 유전체 레이어 (1210), 유전체 레이어 (1210) 의 제 1 면에 배치되며, 정해진 제 1 값에 대응하는 투명도를 가지는 복수 개의 제 1 투명 전극 (1220-1, 1220-2), 유전체 레이어 (1210) 의 제 2 면에 배치되며, 정해진 제 2 값에 대응하는 투명도를 가지는 제 2 투명 전극 (1230) 및 정해진 제 3 값에 대응하는 투명도를 가지며, 복수 개의 제 1 투명 전극 (1220-1, 1220-2) 중 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 (예를 들어, 1220-1, 1220-2) 사이의 상호적 커플링을 제거하는 투명 격리 요소 (1240) 를 포함한다.
도 12 의 (b) 에 도시된 바와 같이, 투명 격리 요소 (1240) 는, 제 2 투명 전극 (1230) 에 형성된 슬릿 또는 미앤더 (1240) 일 수 있다. 일 측면에 따른 안테나 장치는, 제 2 투명 전극 (1230) 에 형성된 슬릿 또는 미앤더 (1240) 를 기반으로 제 2 투명 전극 (1230) 에 흐르는 전류를 억제하여 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 (1220-1, 1220-2) 사이의 상호적 커플링을 제거할 수 있다. 즉, 예를 들어 직사각형의 형태를 가지는 제 2 전극 (1230) 레이어에 슬릿 또는 미앤더를 삽입하여 변형하는 것에 의해, 제 2 전극 (1230) 에 흐르는 전류를 저지 (suppress) 하여 (저지대역) 복수 개의 안테나 간의 상호적 커플링을 억제할 수 있다. 여기서, 제 1 투명 전극 (1220-1, 1220-2) 은 마이크로스트립 (Microstrip) 으로 급전하는 모노폴 (Monopole) 안테나일 수 있다.
한편, 여기서 제 1 투명 전극 (1220-1, 1220-2) 은 투명도가 70 % 이상 확보 된 메탈 메쉬 (metal mesh) 의 형태를 가질 수 있고, 슬릿 또는 미앤더를 가지도록 변형된 형태의 제 2 투명 전극 (1230) 역시 투명도가 70 % 이상 확보된 메탈 메쉬의 형태를 가질 수 있다. 여기서, 상호적 커플링의 값은 SN1 기준으로 -15 dB 이하가 되도록 한다.
도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따른 NL (Neutralization line) 기반 안테나 장치의 구성을 나타낸다. 도 13 의 (a) 는 마이크로 스트립으로 급전하는 모노폴 안테나의 경우를 나타내고, 도 13 의 (b) 는 CPW 급전 방식의 모노폴 안테나의 경우를 나타낸다.
도 13 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 안테나 장치는, 도 1 을 기반으로 설명한 바와 유사하게 적어도 하나의 유전체 레이어 (1310), 유전체 레이어 (1310) 의 제 1 면에 배치되며, 정해진 제 1 값에 대응하는 투명도를 가지는 복수 개의 제 1 투명 전극 (1320-1, 1320-2) 를 포함하고, 정해진 제 3 값에 대응하는 투명도를 가지며, 복수 개의 제 1 투명 전극 (1320-1, 1320-2) 중 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 (예를 들어, 1320-1, 1320-2) 사이의 상호적 커플링을 제거하는 투명 격리 요소 (1340) 를 포함한다. 아울러, 유전체 레이어 (1310) 의 제 2 면에 배치되며, 정해진 제 2 값에 대응하는 투명도를 가지는 제 2 투명 전극 (미도시) 를 포함한다.
여기서, 투명 격리 요소 (1340) 는, 상기 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 사이를 연결하여 상기 제 2 투명 전극에 디커플링 (decoupling) 전류를 흐르도록 하는 것에 의해 상호적 커플링 전류를 제거하도록 구성될 수 있다. 일 측면에 따르면, 투명 격리 요소 (1340) 는 제 1 투명 전극 또는 제 2 투명 전극에 광대역 특성이 있는 투명 NL (Neutralization line) 으로서 구현될 수 있다. 투명 NL 은 디커플링 전류 (phase reversed) 를 제 2 전극에 흐르도록 하여 상호적 커플링 전류를 제거할 수 있다.
한편, 여기서 제 1 투명 전극 (1320-1, 1320-2) 은 투명도가 70 % 이상 확보 된 메탈 메쉬 (metal mesh) 의 형태를 가질 수 있고, 제 2 투명 전극 (미도시) 역시 투명도가 70 % 이상 확보된 메탈 메쉬의 형태를 가질 수 있다. 일 측면에 따르면, 제 2 투명 전극 (미도시) 은 모바일 디바이스 등 본 발명의 일 측면에 따른 안테나 장치가 포함된 전자 기기 내에 존재하는 임의의 전도성 소재를 활용하는 것이 가능하다. 한편, 투명 NL 라인 (1340) 은 투명도가 80 % 이상 확보된 메탈 메쉬의 형태를 가질 수 있다. 여기서, 상호적 커플링의 값은 SN1 기준으로 -15 dB 이하가 되도록 할 수 있다.
도 14 는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 디바이스의 예시도이다. 도 14 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 디바이스 (1400) 는 본 발의 일 측면에 따른 적어도 하나의 안테나 장치 (1410-1, 1410-2, 1410-3, 1410-4, 1410-5) 와, 안테나 장치의 후면에 위치한 디스플레이 패널 (1420) 을 포함할 수 있다. 안테나 장치 (1410-1, 1410-2, 1410-3, 1410-4, 1410-5) 에 포함된 제 1 투명 전극, 제 2 투명 전극 및 투명 격리 요소는 상기 디스플레이 패널의 시인성을 저감시키지 않도록 구성될 수 있다.
관련하여, 본 발명의 실시예들을 나타내는 도면에는, 예를 들어 도 1 에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 유전체 (110) 가 제 1 투명 전극 (120-1, 120-2) 의 하면 전체와 접촉하는 것으로 도시되었으나, 본 발명의 일 측면에 따른 안테나 장치에서는 유전체가 제 1 투명 전극의 하면 일부와 접하도록 구성될 수 있다. 이러한 안테나 장치가 도 14 에 도시된 바와 같이 모바일 디바이스 (1400) 에 구비될 때, 유전체는 디스플레이 패널과 겹치지 않는 부분 (예를 들어, 모바일 디바이스의 베젤 영역) 에 위치하게 되고, 투명 전극은 디스플레이 패널과 겹치지 않는 부분에서 유전체와 접합하고, 유전체와 접합하지 않는 부분은 디스플레이 패널 전면에 위치하도록 구성될 수 있다. 투명 격리 요소의 경우에도 유전체와의 접합이 필요할 경우 디스플레이 패널과 겹치지 않는 부분에서만 투명 격리 요소와 유전체가 결합하도록 구성될 수 있다. 따라서, 일 측면에 따르면 유전체는 불투명 유전체가 사용될 수 있고, 제 1 투명 전극, 제 2 투명 전극 및 투명 격리 요소는 예를 들어 메탈 메쉬와 같은 투명 소재로 구현될 수 있다.
한편, 제 1 투명 전극 또는 제 2 투명 전극과, 유전체 레이어 간의 결합은, RF 케이블을 통한 접합, 상기 유전체 레이어에 형성된 비아 공정을 통한 접합, 비접촉의 용량성 결합, 접촉식 패드 본딩 기술에 의한 접합 및 포고 핀 (pogo pin) 을 통한 기계적 접합 중 어느 하나로서 구현될 수도 있다. 도 15 는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 장치 및 모바일 디바이스에서의 소자 간 접합 방법의 예시도이다. 도 15 를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 도 15 의 (a) 에 도시된 바와 같이, (투명 또는 불투명) 유전체와 투명 전극과의 결합은 FPCB RF 케이블을 통한 접합이 사용될 수 있고, 도 15 의 (b) 에 도시된 바와 같이 TGV (비아) 공정을 통한 접합일 수 있으며, 도 15의 (c) 에 도시된 바와 같이 접촉식 패드 (본딩 기술) 을 이용한 접합일 수 있다. 또한, 도 15의 (d) 에 도시된 바와 같이 포고 핀 (pogo pin) 과 같은 기계식 접합이 사용될 수도 있고, 도 15 의 (e) 에 도시된 바와 같이 투명 전극의 상면 일부, 일 측면, 하면 일부로 이어지는 ㄷ 자 형태의 접합부가 구비되어, 접합부와 (투명 또는 불투명) 유전체가 접합하는 형태로 이루어질 수 있다. 여기서, 접합부는 박막의 도전체가 사용될 수 있다. 한편, 도 15 의 (f) 에 도시된 바와 같이, 유전체 일부의 아래 쪽에 투명 전극이 위치하되, 직접적인 기계적 결합이 이루어지지 않고, 용량성 결합과 같은 전기적 결합에 의해 유전체와 투명 전극의 결합이 이루어질 수도 있다. 한편, 도 15 의 (g) 에 도시된 바와 같이 유전체의 일 측면과 투명 전극의 일 측면이 서로 대향되도록 하되, 투명 전극의 상면 일부, 일 측면, 하면 일부로 이어지는 ㄷ 자 형태의 접합부가 구비되어, 접합부와 (투명 또는 불투명) 유전체의 상기 일 측면이 접합하는 형태로 이루어질 수 있다. 도 15 의 (h) 에 도시된 바와 같이, 유전체의 일 측면과 투명 전극의 일 측면이 서로 대향하는 경우에도, 직접적인 기계적 결합이 이루어지지 않고, 용량성 결합과 같은 전기적 결합에 의해 유전체와 투명 전극의 결합이 이루어질 수도 있다. 아울러, 도 15 의 (i) 에 도시된 바와 같이, 접합부는 투명 전극의 일 측면과 하면 일부로 이어지는 ㄴ 자 형태로 형성되고, 접합부가 유전체의 일 측면과 결합하도록 구현될 수도 있다.
도 16 은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 안테나의 구현 예이고, 도 17 은 도 16 의 투명 안테나의 구성을 나타낸다. 앞서 설명한 바와 같이, 도 16 내지 도 17 에 나타난 바와 같은 투명 안테나는 도 14 에 도시된 바와 같이 제 1 투명 전극이 디스플레이 패널 (1420) 전면에 위치하도록 실장될 수 있다. 다만, 단순히 투명 전극을 사용하는 것만으로 디스플레이 패널의 시인성 저하를 방지할 수는 없다. 도 16 내지 도 17 에 도시된 바와 같이, 제 1 투명 전극은 예를 들어 메탈 메쉬로 구현될 수 있고, 메탈 메쉬의 간격, 굵기, 배치 각도 중 적어도 하나는 디스플레이 패널의 휘도 및/또는 모아레 현상의 발생 여부에 영향을 미칠 수 있다.
도 18 은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 디바이스의 투명 전극과 디스플레이 패널 간의 배치를 나타낸다. 도 18 에 도시된 바와 같이, 제 1 투명 전극, 제 2 투명 전극 및 투명 격리 요소는 메탈 메쉬 (1820-1, 1820-2) 로 구성될 수 있으며, 메탈 메쉬 (1820-1, 1820-2) 간의 간격은 메탈 메쉬 (1820-1, 1820-2) 가 디스플레이 패널에 포함된 각각의 픽셀 (1810-1, 1810-2) 마다 동일한 면적을 덮도록 설정될 수 있다. 더 나아가, 각각의 픽셀 (1810-1, 1810-2) 에는 각각 격벽으로 구분된 R, G, B 엘리먼트가 포함될 수 있으며, 예를 들어 R 엘리먼트 (1811-1, 1811-2) 각각이 메탈 메쉬 (1820-1, 1820-2) 에 의해 가려지는 면적이 동일하도록 메탈 메쉬 (1820-1, 1820-2) 를 구성할 수 있다. 따라서, 각 화소들 간의 휘도 저하가 동일하도록 할 수 있다. 또한, 메탈 메쉬의 간격, 굵기, 배치 각도 중 적어도 하나는 디스플레이 패널의 출력 주파수를 고려하여 설정됨으로써, 모아레 현상의 발생을 방지할 수 있는 간격, 굵기, 배치 각도 중 적어도 하나를 가지도록 설정될 수 있다.
다시 도 14 를 참조하면, 본 발명의 일 측면에 따른 안테나 장치를 구비하는 모바일 디바이스가 도시된다. 여기서, 각각의 안테나 장치 (1410-1, 1410-2, 1410-3, 1410-4, 1410-5) 의 적어도 둘 이상이 하나의 통신 메커니즘에 따르는 MIMO 를 구현하기 위해 사용될 수도 있고, 각각의 안테나 장치 (1410-1, 1410-2, 1410-3, 1410-4, 1410-5) 가 개별적으로 상이한 통신 메커니즘을 구현하는 독립 안테나로서 구현될 수도 있다. 예를 들어, 안테나 장치 (1410-1, 1410-4) 는 셀룰러 네트워크를 위한 MIMO 구현 안테나로서 사용되고, 안테나 장치 (1410-2) 는 NFC 를 위한 안테나로서 사용되고, 안테나 장치 (1410-3) 은 Wi-Fi/BT 를 위한 안테나 장치로서 사용되고, 안테나 장치 (1410-5) 는 GPS 를 위한 안테나로서 사용될 수 있다. 상기와 같은 안테나 장치의 조합은 최적의 성능을 낼 수 있는 임의의 조합으로서 사용될 수 있다. 본 발명의 일 측면에 따른 안테나 장치는 차세대 이동통신을 위한 기기에 적용될 수 있고, 투명 안테나를 통해 mmWave MIMO 통신에 사용될 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 투명 안테나는 광대역 고 격리도를 가지는 것에 의해 디스플레이에 실장될 수 있다.
전술한 실시 예들의 조합은 전술한 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 구현 및/또는 필요에 따라 전술한 실시예들 뿐 아니라 다양한 형태의 조합이 제공될 수 있다. 전술한 실시 예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 실시 예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 적어도 하나의 유전체 레이어;
    상기 유전체 레이어의 제 1 면에 배치되며, 정해진 제 1 값에 대응하는 투명도를 가지는 복수 개의 제 1 투명 전극;
    상기 유전체 레이어의 제 2 면에 배치되며, 정해진 제 2 값에 대응하는 투명도를 가지는 제 2 투명 전극; 및
    정해진 제 3 값에 대응하는 투명도를 가지며, 상기 복수 개의 제 1 투명 전극 중 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 사이의 상호적 커플링을 제거하는 투명 격리 요소를 포함하고,
    상기 투명 격리 요소는, 상기 복수 개의 제 1 투명 전극들 사이에 주기적으로 배치되는 메탈릭 엘리먼트 (metallic element) 이며,
    상기 복수 개의 제 1 투명 전극들 사이에 주기적으로 배치되는 메탈릭 엘리먼트 각각은, 사각형의 기본 유닛에 있어 각 변으로부터 소정 거리 이격되어 배치된 직사각형의 제 1 중공부를 복수 개 구비하고 상기 기본 유닛의 중앙에 위치한 원형의 제 1 중공부를 구비하는 주기적인 패턴을 가지는, 안테나 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 메탈릭 엘리먼트는, 특정 대역의 주파수를 통과하지 못하도록 하여 상기 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 사이의 상호적 커플링을 제거하는, 안테나 장치.
  4. 적어도 하나의 유전체 레이어;
    상기 유전체 레이어의 제 1 면에 배치되며, 정해진 제 1 값에 대응하는 투명도를 가지는 복수 개의 제 1 투명 전극;
    상기 유전체 레이어의 제 2 면에 배치되며, 정해진 제 2 값에 대응하는 투명도를 가지는 제 2 투명 전극; 및
    정해진 제 3 값에 대응하는 투명도를 가지며, 상기 복수 개의 제 1 투명 전극 중 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 사이의 상호적 커플링을 제거하는 투명 격리 요소를 포함하고,
    상기 유전체 레이어 내부에 기생 패턴 레이어를 구비하고,
    상기 투명 격리 요소는 상기 기생 패턴 레이어에 구비된 적어도 하나의 기생 패턴 (parasitic pattern) 이고,
    상기 기생 패턴은 상기 복수 개의 제 1 투명 전극 중 적어도 하나와 공진을 일으키는 것에 의해 상기 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 사이의 상호적 커플링을 제거하는, 안테나 장치.
  5. 적어도 하나의 유전체 레이어;
    상기 유전체 레이어의 제 1 면에 배치되며, 정해진 제 1 값에 대응하는 투명도를 가지는 복수 개의 제 1 투명 전극;
    상기 유전체 레이어의 제 2 면에 배치되며, 정해진 제 2 값에 대응하는 투명도를 가지는 제 2 투명 전극; 및
    정해진 제 3 값에 대응하는 투명도를 가지며, 상기 복수 개의 제 1 투명 전극 중 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 사이의 상호적 커플링을 제거하는 투명 격리 요소를 포함하고,
    상기 제 2 투명 전극의 상기 유전체 레이어와 대면하는 면의 반대 면에 배치되며, 내부에 기생 패턴 레이어를 구비하는 제 2 유전체 레이어를 더 포함하고,
    상기 투명 격리 요소는 상기 기생 패턴 레이어에 구비된 적어도 하나의 기생 패턴 (parasitic pattern) 이고,
    상기 기생 패턴은 상기 복수 개의 제 1 투명 전극 중 적어도 하나와 공진을 일으키는 것에 의해 상기 적어도 두 개의 제 1 투명 전극 사이의 상호적 커플링을 제거하는, 안테나 장치.
  6. 삭제
  7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 기생 패턴은 용량성 패드 (Capacitive pad), 미앤더 라인 인덕터 (Meander line inductor) 및 방향성 결합기 중 어느 하나인, 안테나 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11662782B2 (en) 2020-11-06 2023-05-30 Samsung Display Co., Ltd. Electronic device
US11862845B2 (en) 2020-08-31 2024-01-02 Samsung Display Co., Ltd. Radio frequency device and electronic device having the same
US11916283B2 (en) 2020-12-16 2024-02-27 Samsung Display Co., Ltd. Compacted antenna module with improved performance for electronic device

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102210746B1 (ko) 2019-08-07 2021-02-15 홍익대학교 산학협력단 멀티 모드 패턴 배열 안테나
DE112021006399T5 (de) 2020-12-11 2023-09-21 LG Electronics Inc. Kommunikationsmodul

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100699472B1 (ko) * 2005-09-27 2007-03-26 삼성전자주식회사 아이솔레이션 소자를 포함하는 평판형 미모 어레이 안테나
KR100932420B1 (ko) * 2008-09-11 2009-12-17 동국대학교 산학협력단 Ｍｉｍｏ 안테나 시스템
KR101195047B1 (ko) * 2010-11-26 2012-10-29 주식회사 이엠따블유 Ｍｉｍｏ 안테나
KR101241388B1 (ko) * 2009-12-18 2013-03-12 한국전자통신연구원 격리도 향상을 위한 다중 입출력 안테나

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101464510B1 (ko) 2007-10-17 2014-11-26 삼성전자주식회사 Ｍｉｍｏ 안테나 장치
KR102243381B1 (ko) * 2014-11-07 2021-04-22 삼성전자주식회사 안테나 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100699472B1 (ko) * 2005-09-27 2007-03-26 삼성전자주식회사 아이솔레이션 소자를 포함하는 평판형 미모 어레이 안테나
KR100932420B1 (ko) * 2008-09-11 2009-12-17 동국대학교 산학협력단 Ｍｉｍｏ 안테나 시스템
KR101241388B1 (ko) * 2009-12-18 2013-03-12 한국전자통신연구원 격리도 향상을 위한 다중 입출력 안테나
KR101195047B1 (ko) * 2010-11-26 2012-10-29 주식회사 이엠따블유 Ｍｉｍｏ 안테나

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11862845B2 (en) 2020-08-31 2024-01-02 Samsung Display Co., Ltd. Radio frequency device and electronic device having the same
US11662782B2 (en) 2020-11-06 2023-05-30 Samsung Display Co., Ltd. Electronic device
US11916283B2 (en) 2020-12-16 2024-02-27 Samsung Display Co., Ltd. Compacted antenna module with improved performance for electronic device

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