KR102219260B1 - 통합 무선 통신 모듈 - Google Patents

통합 무선 통신 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR102219260B1
KR102219260B1 KR1020190116491A KR20190116491A KR102219260B1 KR 102219260 B1 KR102219260 B1 KR 102219260B1 KR 1020190116491 A KR1020190116491 A KR 1020190116491A KR 20190116491 A KR20190116491 A KR 20190116491A KR 102219260 B1 KR102219260 B1 KR 102219260B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antenna
substrate
signal line
length
controller
Prior art date
Application number
KR1020190116491A
Other languages
English (en)
Inventor
류호진
김용주
Original Assignee
성지산업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 성지산업 주식회사 filed Critical 성지산업 주식회사
Priority to KR1020190116491A priority Critical patent/KR102219260B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102219260B1 publication Critical patent/KR102219260B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/3827—Portable transceivers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Transceivers (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 통합 무선 통신 모듈은 기판, 상기 기판에 실장되는 컨트롤러, 상기 컨트롤러의 일측에서 상기 컨트롤러와 전기적으로 연결되며, 다중입력 다중출력(MIMO, Multi Input Multi Output)을 수행하는 제1 및 제2 와이파이 안테나, 상기 제1 및 제2 와이파이 안테나와의 격리도(isolation)을 최적화하기 위해 상기 컨트롤러의 타측에서, 상기 컨트롤러와 전기적으로 연결되는 블루투스 안테나 및 상기 기판의 일 영역에 실장되는 적어도 하나의 수광 소자를 포함한다.

Description

통합 무선 통신 모듈{INTEGRATED WIRELESS COMMUNICATION MODULE}
본 발명은 통합 무선 통신 모듈에 관한 것이다. 보다 자세하게는 적어도 세 개의 안테나 및 발광 소자를 집적화시킨 통합 무선 통신 모듈에 관한 것이다.
무선 통신 기술이 발달함에 따라, 휴대폰, PDA, GPS수신기, 내비게이션 등과 같은 정보통신 단말기가 대중화되고 있다. 이러한 정보통신 전자 기기에는 소형 경량이며 평면형으로 얇게 제조한 패치형 안테나가 주로 사용된다.
일반적으로, 패치형 안테나는 사용되는 전자 기기의 종류에 따라 GPS, SDARS 등의 주파수 대역에 공진하는 특성을 갖도록 형성되며, 실장 공간의 확보를 위해 다중 대역 안테나로 형성된다. 즉, 패치형 안테나는 유전체의 일면에 각 대역 안테나로 동작하는 방사 패치들이 형성되어, 각 특성에 맞는 주파수에 공진하도록 형성된다.
한편, 최근 휴대 단말과 전자기기(예를 들면, 냉장고, 카메라, TV, 오디오 등) 간의 홈 네트워크를 구현하기 위해 휴대 단말과 전자기기에 무선 통신 모듈이 실장되고 있으며, 대표적인 무선 통신 모듈로 와이파이 안테나가 사용되고 있다.
구체적으로, 와이파이 안테나는 상대적으로 넓은 통신 반경을 특징으로 하는 2.4㎓ 주파수 대역과 상대적으로 짧은 반경에서 빠른 전송속도를 특징으로 하는 5㎓ 주파수 대역으로 구분된다. 초기 홈 네트워크 구현 시에는 넓은 통신 반경을 갖는 2.4㎓ 주파수 대역이 주로 사용되지만, 2.4㎓ 주파수 대역은 공유기, 블루투스 기기 등의 신호 간섭으로 인해 신호에 오류가 발생하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 최근에는 홈 네트워크 구현 시 상대적으로 신호 간섭이 적은 5㎓ 주파수 대역이 사용되고 있으며, 그에 따라, 두 주파수 대역(즉, 2.4㎓, 5㎓)을 모두 지원하는 무선 통신 전자기기, 휴대 단말의 필요성이 대두되고 있다.
즉, 홈 네트워크 구현을 위한 두 개의 와이파이 안테나를 장착시키기 위해서는 각각의 주파수 대역에 맞는 와이파이 안테나를 휴대 단말, 전자 기기에 실장 해야 하지만, 두 개의 안테나를 모두 실장 하기 위해서는 상대적으로 넓은 실장 공간을 필요로 하며, 소형화 추세에 있는 휴대 단말이나 전자기기에 두 대역의 안테나를 모두 실장하기 어려운 문제점이 있다.
따라서 복수 개의 안테나를 하나의 무선 통신 모듈에 실장하고 이와 동시에 휴대 단말이나 전자기기에 구비되는 각종 추가 안테나 및 소자들을 함께 하나의 보드(Board)에 집적화시킬 수 있는 통합 무선 통신 모듈의 개발이 요구되며, 본 발명은 이와 관련된 것이다.
대한민국 등록특허공보 제10-0951197호(2010.03.29.)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 제한된 크기의 보드, 즉 기판에 각각의 안테나 성능이 저하되지 않도록 복수 개의 안테나를 실장하고, 전체 모듈의 크기를 최소화할 수 있는 통합 무선 통신 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 통합 무선 통신 모듈은, 기판, 상기 기판에 실장되는 컨트롤러, 상기 컨트롤러의 일측에서 상기 컨트롤러와 전기적으로 연결되며, 다중입력 다중출력(MIMO, Multi Input Multi Output)를 수행하는 제1 및 제2 와이파이 안테나, 상기 제1 및 제2 와이파이 안테나와의 격리도(isolation)을 최적화하기 위해 상기 컨트롤러의 타측에서, 상기 컨트롤러와 전기적으로 연결되는 블루투스 안테나 및 상기 기판의 일 영역에 실장되는 적어도 하나의 수광 소자를 포함한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 와이파이 안테나는, 상기 제2 와이파이 안테나와 소정 간격 이격되어 배치되며, 상기 제2 와이파이 안테나의 상측에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 와이파이 안테나는, 일부 패턴이 상기 기판의 상면에서 일측 모서리 영역을 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 블루투스 안테나는, 일부 패턴이 상기 기판의 상면에서 타측 모서리 영역을 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 와이파이 안테나는, 일부 패턴이 상기 기판의 하면에서 일측 모서리 영역을 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 와이파이 안테나 및 상기 블루투스 안테나는, 각각의 접지 단자가 상기 기판의 상면에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 와이파이 안테나는, 접지 단자가 상기 기판의 하면에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 기판의 일 영역에 실장되는 적어도 하나의 발광 소자를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 와이파이 대역으로 사용되는 2.4㎓ 주파수 대역 신호 및 5㎓ 주파수 대역 신호를 송수신하는 제1, 제2 안테나와 이와 별도로 블루투스 대역으로 사용되는 2.4㎓ 주파수 대역 신호를 송수신하는 제3 안테나의 패턴 간격, 배치, 두께 중 적어도 하나를 조정하여 각 안테나의 본래 특성을 유지하고, 안테나 간의 상호 간섭을 최소화할 수 있다.
또한, 발광 소자 등 휴대 단말이나 전자기기에 구비되는 센서와 함께 복수 개의 안테나를 하나의 모듈에 집적화하여, 안테나 모듈을 실장하는 공간을 최소화할 수 있다.
또한, 3개의 안테나를 배치시키기 위한 기판의 크기가 종래와 동일하며, 종래의 사출물의 외부 외관의 변경이 없어 생산을 위한 추가적인 비용이 소모되지 않아 경제적일 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통합 무선 통신 모듈의 상면 및 하면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통합 무선 통신 모듈 내 구성 요소들의 배치를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 통합 무선 통신 모듈 내 구성 요소들을 수치 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 와이파이 안테나의 성능 실험 결과이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 와이파이 안테나의 성능 실험 결과이다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 블루투스 안테나의 성능 실험 결과이다.
도 9a 내지 9c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3개의 안테나 간의 격리도(Isolation)를 실험한 결과이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통합 무선 통신 모듈(100)의 실물 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprises)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통합 무선 통신 모듈(100)의 상면 및 하면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 통합 무선 통신 모듈(100)은 제1, 제2 와이파이 안테나(10)(20), 블루투스 안테나(30), 컨트롤러(40) 및 수광 소자(60)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 기판(101)의 중앙에 실장된 컨트롤러(40)를 기준으로 제1 제2 와이파이 안테나(10)(20)와 블루투스 안테나(30)가 각각 좌우에 배치될 수 있으며, 이와 별도로 통합 무선 통신 모듈(100)이 설치되는 전자 기기에서 광을 수광할 수 있는 수광 소자(60)가 기판(101)의 일 지점에 실장될 수 있다. 여기서, 기판은 PCB(Printed Circuit Board)로서 매우 얇게 형성될 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통합 무선 통신 모듈 내 구성 요소들의 배치를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3및 도 4를 참조하면, 제1 및 제2 와이파이 안테나(10)(20)는 컨트롤러(40)의 일측에서 컨트롤러(40)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 다중입력 다중출력(MIMO, Multi Input Multi Output)을 수행할 수 있다. 구체적으로, 제1 와이파이 안테나(10)는 M1 영역에서 컨트롤러(40)와 임피던스 매칭을 수행하고, 제2 와이파이 안테나(20)는 M2 영역에서 컨트롤러(40)와 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 또한, 제1 와이파이 안테나(10)는 제2 와이파이 안테나(20)의 상측에 배치됨과 동시에, 소정 간격 이격되어 상호 간섭을 최소화할 수 있다.
또한, 하나의 통합 무선 통신 모듈(100)에 배치된 제1 와이파이 안테나(10)와 제2 와이파이 안테나(20) 간의 상호 간섭을 최소화하고 안테나 특성을 유지시키기 위해서, 제1 와이파이 안테나(10)는 일부 패턴이 기판(101)의 상면에서 일측 모서리 영역을 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다.
이와 마찬가지로, 제2 와이파이 안테나(20)도 좌측 하단의 일부 패턴이 기판(101)의 하면에서 일측 모서리 영역을 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다.
한편, 블루투스 안테나(30)는 제1 및 제2 와이파이 안테나(10) (20)와의 격리도(isolation)를 최적화하기 위해서 제1 및 제2 와이파이 안테나(10)(20)가 배치되지 않은 컨트롤러(40)의 타측에서 컨트롤러(40)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 일부 패턴이 기판(101)의 상면에서 타측 모서리 영역을 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다.
한편, 제2 와이파이 안테나(20)와 블루투스 안테나(30)는 각각의 접지 단자(G2)(G3)가 기판(101)의 상면에 배치되는 반면, 제1 와이파이 안테나(10)의 접지 단자(G1)는 기판(101)의 하면에 배치될 수 있다.
또한, 기판(101)을 관통하여 상면과 하면을 도통하는 각각의 비아 홀(H1)(H2)(H3)이 제1, 제2 와이파이 안테나(10)(20) 및 블루투스 안테나(30)의 단부에 도 3 및 도 4와 같이 전기적으로 연결될 수 있다.
아울러, 통합 무선 통신 모듈(100)은 블루투스 안테나(30)의 접지 단자(G3)와 컨트롤러(40)를 연결하는 제3-2 신호선, 즉, 전송선로(Transmission Line)(L2")와 블루투스 안테나(30)와 비아 홀(H3)을 연결하는 제3-1 신호선(Signal Line)(L1")으로 이루어질 수 있다.
지금까지 통합 무선 통신 모듈(100)에 실장된 각 구성 요소들의 배치에 대하여 설명하였으며, 이하에서는 각 구성 요소들의 두께 및 간격 등에 대하여 설명하도록 한다.
도 5는 통합 무선 통신 모듈 내 구성 요소들을 수치 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 5의 (a)를 참조하면, 통합 무선 통신 모듈(100)의 기판(101)은 사다리꼴 형상이며, 윗변(x) 대비 높이(y)가 대략적으로 2:1의 비율로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 기판(101)의 윗변(x)은 40mm 내지 43mm이고, 높이(y)는 22mm 내지 25mm일 수 있다. 즉, 이와 같이 작은 기판(101) 내에 제1, 제2 와이파이 안테나(10)(20) 및 블루투스 안테나(30)가 실장되어 이를 장착하는 전자 기기의 내부 공간을 확보할 수 있다.
아울러, 제1 와이파이 안테나(10)는 (a)와 같이 상면에서 보았을 때, 제1-1, 제1-2, 제1-3 신호선(L1)(L2)(L3)으로 이루어지며, 구체적으로 제1-1 신호선(L1)은 5.1mm 내지 5.7mm, 제1-2 신호선(L2)은 10.3mm 내지 10.9mm, 제1-3 신호선(L3)은 5.4mm 내지 6.0mm일 수 있다.
반면, (b)와 같이 하면에서 보았을 때, 제1 와이파이 안테나(10)는 제1-4, 제1-5 신호선(L4)(L5) 으로 이루어지며, 구체적으로 제1-4 신호선(L4)은 3.1mm 내지 3.7mm, 제1-5 신호선(L5)은 4.1mm 내지 4.7mm일 수 있다.
또한, 제2 와이파이 안테나(20)는 (a)와 같이 상면에서 보았을 때, 제2-1, 제2-2 신호선(L'1)(L'2)으로 이루어지며, 구체적으로 제2-1 신호선(L'1)은 3.2mm 내지 3.8mm, 제2-2 신호선(L'2)은 5.2mm 내지 5.9mm일 수 있다.
반면, (b)와 같이 하면에서 보았을 때, 제2 와이파이 안테나(20)는 제2-3, 제2-4, 제2-5 신호선(L'3)(L'4)(L'5)으로 이루어지며, 구체적으로 제2-3 신호선(L'3)은 8.0mm 내지 8.6mm, 제2-4 신호선(L'4)은 2.0mm 내지 2.6mm, 제2-5 신호선(L'5)은 3.9mm 내지 4.4mm일 수 있다.
즉, 제1 와이파이 안테나(10)와 제2 와이파이 안테나(20)는 하나의 작은 기판(101)에 배치되기 위해, 상면과 하면에서 어느 하나의 와이파이 안테나가 보다 큰 면적을 가지고 교차 배치될 수 있다.
한편, 블루투스 안테나(30)는 (a)와 같이 상면에서 보았을 때, 제3-3, 제3-4 신호선(L"3)(L"4)으로 이루어지며, 구체적으로 제3-3 신호선(L"3)은 5.6mm 내지 6.2mm, 제3-4 신호선(L"4)은 11.9mm 내지 12.5mm일 수 있다. 또한, 블루투스 안테나(30)의 접지 단자(G3)에서 시작하는 신호선의 두께(D1)는 0.7mm 내지 0.9mm이며, 블루투스 안테나(30)의 가장 끝 단에서 신호선의 두께(D2)는 0.9mm 내지 1.1mm로 시작보다 두껍게 형성될 수 있다.
이와 같이, 작은 크기의 통합 무선 통신 모듈(100)에 배치된 3개의 안테나는 각각 아래의 특성을 가지며, 순서대로 제1 와이파이 안테나(10), 제2 와이파이 안테나(20) 그리고 블루투스 안테나(30)의 특성을 나타낸다.
WIFI
2GHz		 Spec
(HT20, MC37)		 Channel 0 Channel 1
2412 2442 2472 2412 2442 2472
Power 15±2.5dB 14.76 14.79 14.58 14.68 14.61 14.54
EVM ≤-27dB -38.24 -39.16 -38.06 -38.26 -36.83 -37.67
Frequency
Tolerance		 ±18ppm -0.35 -0.53 -0.7 0.08 0.04 -0.02
PER ≤-64dBm, ≤10% 0 0 0 0 0 0
WIFI
5GHz		 Spec Channel 0 Channel 1
5180 5560 5825 5180 5560 5825
Power 12±2.5dB 12.15 11.88 11.57 12.01 11.65 11.89
EVM ≤-27dB -36.82 -37.98 -38.59 -39.89 -38.49 -38.42
Frequency
Tolerance		 ±18ppm -0.75 -1.11 -1.47 -0.77 -0.79 -0.83
PER ≤-64dBm, ≤10% 0 0 0 0 0 0
BT Spec BDR(1DH1) Spec EDR(3DH5)
2402 2441 2462 2402 2441 2462
AVG Power 12±4dBm 11.16 11.62 11.69 9±4dBm 8.47 8.89 8.96
FrequencyTolerance ±45KHz 1.83 1.06 0.98 ±45KHz 0.47 0.28 -0.79
BER ≤0.1% 0 0 0 ≤0.10% 0 0 0
즉, 본 발명은 제한된 좁은 공간에 2.4GHz의 동일 주파수 안테나가 3개 구성될 수 있으며, 상술한 바와 같이 패턴이 구성되어 서로 다른 기판에 분리 배치되었던 종래와 동일한 안테나 특성을 가질 수 있다.
이하에서는, 통합 무선 통신 모듈(100)에 배치된 각 안테나들의 성능 실험 결과에 대하여 설명하도록 한다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 와이파이 안테나의 성능 실험 결과이고, 도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 와이파이 안테나의 성능 실험 결과이며, 도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 블루투스 안테나의 성능 실험 결과이다.
도 6a를 참조하면, 가로축이 주파수(GHz), 세로축이 반사 손실(Return Loss, dB)인 그래프에서, 제1 와이파이 안테나(10)는 대략 주파수 값이 2.4 GHz와 5.5~5.8GHz인 지점에서 반사 손실이 -20dB이상이 되어, 제1 와이파이 안테나(10)가 99% 이상의 신호를 전달할 수 있음을 알 수 잇다.
또한, 도 6b를 참조하면, 2.4GHz 주파수 대역과 5.1~5.8GHz 주파수 대역에서 안테나의 효율(Efficiency)과 이득(Gain)이 다음과 같이 나타남을 알 수 있다. 즉, 안테나의 효율이 대부분 30%이상, 그리고 최대 70% 이상이고, 전반적인 이득이 큰 것을 알 수 있으며, 방향성(directivity)도 고른 것을 알 수 있다.
아울러, 방향성과 관련하여 도 6c 및 도 6d를 참조하면, 주파수 값이 2.44GHz와 5.6GHz인 지점에서 360도 전방향으로의 전계 강도가 다음과 같이 나타남을 알 수 있다. 여기서, Peak gain은 각각 -1.5dBi, 3.827dBi이며, Average gain은 각각 -5.60dBi, -2.58dBi일 수 있다.
한편, 도 7a를 참조하면, 가로축이 주파수(GHz), 세로축이 반사 손실(Return Loss, dB)인 그래프에서, 제2 와이파이 안테나(20)는 대략 주파수 값이 2.3 GHz와 5.1~5.5GHz인 지점에서 반사 손실이 -19dB이상이 되어, 제2 와이파이 안테나(20)가 99% 이상의 신호를 전달할 수 있음을 알 수 잇다.
또한, 도 7b를 참조하면, 2.4GHz 주파수 대역과 5.1~5.8GHz 주파수 대역에서 안테나의 효율(Efficiency)과 이득(Gain)이 다음과 같이 나타남을 알 수 있다. 즉, 안테나의 효율이 평균적으로 50% 이상이고, 전반적인 이득이 큰 것을 알 수 있으며, 방향성(directivity)도 고른 것을 알 수 있다.
아울러, 도 7c 및 도 7d를 참조하면, 주파수 값이 2.44GHz와 5.6GHz인 지점에서 360도 전방향으로의 전계 강도가 다음과 같이 나타남을 알 수 있다. 여기서, Peak gain은 각각 1.190dBi, 2.547dBi이며, Average gain은 각각 -3.74dBi, -2.37dBi일 수 있다.
한편, 도 8a를 참조하면, 가로축이 주파수(GHz), 세로축이 반사 손실(Return Loss, dB)인 그래프에서, 블루투스 안테나(30)는 대략 주파수 값이 2.4 GHz인 지점에서 반사 손실이 -18dB이 되어, 블루투스 안테나(30)가 99% 이상의 신호를 전달할 수 있음을 알 수 잇다.
또한, 도 8b를 참조하면, 2.4GHz 주파수 대역과 5.1~5.8GHz 주파수 대역에서 안테나의 효율(Efficiency)과 이득(Gain)이 다음과 같이 나타남을 알 수 있다. 즉, 2.4GHz 주파수 대역에서 안테나의 효율이 평균적으로 53% 이상이고, 전반적인 이득이 큰 것을 알 수 있으며, 방향성(directivity)도 고른 것을 알 수 있다.
아울러, 도 8c를 참조하면, 주파수 값이 2.44GHz인 지점에서 360도 전방향으로의 전계 강도가 다음과 같이 나타남을 알 수 있다. 여기서, Peak gain은 각각 1.920dBi이며, Average gain은 -2.59dBi일 수 있다.
이하에서는, 통합 무선 통신 모듈(100)에 배치된 3개의 안테나 간의 상호 간섭 정도를 실험한 결과를 설명하도록 한다.
도 9a 내지 9c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3개의 안테나 간의 격리도(Isolation)를 실험한 결과이다.
도 9a를 참조하면, 제1 와이파이 안테나(10)와 블루투스 안테나(30) 간의 격리도, 즉 간섭 정도가 2.4Ghz 주파수 대역과 5.5GHz 주파수 대역에서 작은 것을 알 수 있다.
또한, 도 9b를 참조하면, 제2 와이파이 안테나(20)와 블루투스 안테나(30) 간의 간섭 정도는 2.4GHz 주파수 대역에서 가장 작으며, 그 다음으로 5.5GHz 주파수 대역에서 작은 것을 알 수 있다.
또한, 도 9c를 참조하면, 제1 와이파이 안테나(10)와 제2 와이파이 안테나(20) 간의 간섭 정도는 2.4Ghz 주파수 대역과 5.5GHz 주파수 대역에서 극히 낮은 것을 알 수 있다.
즉, 3개의 안테나 간의 격리도가 각각의 주파수 대역에서 가장 작으며, 이는 곧 본 발명의 배치를 통해서 3개의 안테나 간의 상호 간섭이 최소화 되었음을 알 수 있다.
한편, 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통합 무선 통신 모듈(100)의 실물 사진이다.
도 10을 참조하면, 통합 무선 통신 모듈(100)은 제1, 제2 와이파이 안테나(10)(20) 및 블루투스 안테나(30) 외에도 제1 발광 소자(50), 수광 소자(60)(또는 RGB 센서) 및 제2 발광 소자(70)가 배치될 수 있으며, 전자 기기와 연결되기 위한 커넥터(80) 그리고 스위치(90)가 배치될 수 있다. 이와 같이, 통합 무선 통신 모듈(100)에는 각종 소자와 함께 복수 개의 안테나를 하나의 모듈에 집적화하여, 안테나 모듈을 실장하는 공간을 최소화할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 통합 무선 통신 모듈
101: 기판
10: 제1 와이파이 안테나
20: 제2 와이파이 안테나
30: 블루투스 안테나
40: 컨트롤러
50: 제1 발광 소자
60: 수광 소자
70: 제2 발광 소자
80: 커넥터
90: 스위치

Claims (8)

  1. 기판;
    상기 기판에 실장되는 컨트롤러;
    상기 컨트롤러의 일측에서 상기 컨트롤러와 전기적으로 연결되며, 다중입력 다중출력(MIMO, Multi Input Multi Output)을 수행하는 제1 및 제2 와이파이 안테나;
    상기 제1 및 제2 와이파이 안테나와의 격리도(isolation)를 최적화하기 위해 상기 컨트롤러의 타측에서, 상기 컨트롤러와 전기적으로 연결되는 블루투스 안테나; 및
    상기 기판의 일 영역에 실장되는 적어도 하나의 수광 소자;
    를 포함하되,
    상기 기판은 사다리꼴 형상으로서, 윗변의 길이가 43mm 이하, 높이는 25mm 이하이고,
    상기 제1 및 제2 와이파이 안테나들은 모두 기판의 양면에 안테나 패턴이 형성되며, 기판 양면의 패턴은 비아홀을 통해 전기적으로 연결되고, 기판의 상면과 하면에서 각 안테나 패턴의 상대적 크기는 서로 반대이며,
    상기 제1 와이파이 안테나의 접지 단자는 상기 기판의 하면에 배치되고, 상기 제2 와이파이 안테나 및 상기 블루투스 안테나의 각 접지 단자는 상기 기판의 상면에 배치되며,
    상기 제1 와이파이 안테나는,
    일부 패턴이 상기 기판의 상면에서 일측 모서리 영역을 둘러싸는 형태로 배치되고,
    상기 기판의 윗변 쪽을 상부라고 할 때, 기판 상면에 배치된 상기 제1 와이파이 안테나 신호선의 각 위치 별 길이는,
    하부 신호선(L1)의 수평 방향 길이가 5.1mm 내지 5.7mm이고,
    높이 방향으로 변에 인접한 신호선(L2)의 길이는 10.3mm 내지 10.9mm이며,
    상부 신호선(L1)의 수평 방향 길이가 5.1mm 내지 5.7mm이고,
    기판 하면에 배치된 상기 제1 와이파이 안테나 신호선의 각 위치 별 길이는,
    수평 방향 신호선(L4)의 길이가 3.1mm 내지 3.7mm이고,
    높이 방향 신호선(L5)의 길이는 4.1mm 내지 4.7mm인 것을 특징으로 하고,
    상기 블루투스 안테나는,
    일부 패턴이 상기 기판의 상면에서 타측 모서리 영역을 둘러싸는 형태로 배치되며,
    상기 블루투스 안테나의 상부 수평 방향 신호선(L"3)의 길이는 5.6mm 내지 6.2mm이고, 높이 방향 신호선(L"4)의 길이는 11.9mm 내지 12.5mm인 것을 특징으로 하며,
    상기 제2 와이파이 안테나는,
    일부 패턴이 상기 기판의 하면에서 일측 모서리 영역을 둘러싸는 형태로 배치되고,
    기판 하면에 배치된 상기 제2 와이파이 안테나 신호선의 각 위치 별 길이는,
    높이 방향으로 변에 인접한 더 긴 신호선(L'3)의 길이가 8.0mm 내지 8.6mm이고, 높이 방향으로 변에 인접한 더 짧은 신호선(L'4)의 길이는 2.0mm 내지 2.6mm이며, 하부의 수평 방향 신호선(L'5)은 3.9mm 내지 4.4mm이고,
    기판 상면에 배치된 상기 제2 와이파이 안테나 신호선의 각 위치 별 길이는,
    안테나 상부의 수평 방향 신호선(L'1)의 길이가 3.2mm 내지 3.8mm이고, 높이 방향 신호선(L'2)의 길이는 5.2mm 내지 5.9mm인 것을 특징으로 하는, 통합 무선 통신 모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
KR1020190116491A 2019-09-23 2019-09-23 통합 무선 통신 모듈 KR102219260B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190116491A KR102219260B1 (ko) 2019-09-23 2019-09-23 통합 무선 통신 모듈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190116491A KR102219260B1 (ko) 2019-09-23 2019-09-23 통합 무선 통신 모듈

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102219260B1 true KR102219260B1 (ko) 2021-02-24

Family

ID=74689012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190116491A KR102219260B1 (ko) 2019-09-23 2019-09-23 통합 무선 통신 모듈

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102219260B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102620198B1 (ko) 2023-08-31 2024-01-02 주식회사 와이드테크 무선 입력 모듈이 장착된 텔레비전 보드를 포함하는 텔레비전 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100951197B1 (ko) 2008-01-23 2010-04-05 주식회사 아모텍 적층형 패치 안테나
KR101588224B1 (ko) * 2015-05-29 2016-01-25 (주)와이솔 안테나 모듈
KR20160136025A (ko) * 2015-05-19 2016-11-29 엘지이노텍 주식회사 통신모듈 및 이를 포함하는 통신장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100951197B1 (ko) 2008-01-23 2010-04-05 주식회사 아모텍 적층형 패치 안테나
KR20160136025A (ko) * 2015-05-19 2016-11-29 엘지이노텍 주식회사 통신모듈 및 이를 포함하는 통신장치
KR101588224B1 (ko) * 2015-05-29 2016-01-25 (주)와이솔 안테나 모듈

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102620198B1 (ko) 2023-08-31 2024-01-02 주식회사 와이드테크 무선 입력 모듈이 장착된 텔레비전 보드를 포함하는 텔레비전 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10224622B2 (en) Antennas including dual radiating elements for wireless electronic devices
US7642970B2 (en) Antenna device and wireless communication apparatus using same
US7034759B2 (en) Adaptive receive and omnidirectional transmit antenna array
US8031129B2 (en) Dual band dual polarization antenna array
US9711860B2 (en) Wideband antennas including a substrate integrated waveguide
KR102138841B1 (ko) 안테나 장치
WO2017205998A1 (zh) 通信终端
WO2016174699A1 (en) Antennas including an array of dual radiating elements and power dividers for wireless electronic devices
US10424831B2 (en) Antenna system
JP7130164B2 (ja) アンテナを集積したディスプレイ、表示装置及び電子機器
CN109728413B (zh) 天线结构及终端
EP3214697B1 (en) Antenna and antenna module comprising the same
JPWO2018225537A1 (ja) アンテナ
KR20120037763A (ko) 다중 대역 ｍｉｍｏ안테나
US6697023B1 (en) Built-in multi-band mobile phone antenna with meandering conductive portions
US20040095282A1 (en) Antenna device
KR102219260B1 (ko) 통합 무선 통신 모듈
CN112952362B (zh) 集成天线和电子设备
US9385417B2 (en) Broadband antenna and wireless communication device employing same
KR100965334B1 (ko) 적층 안테나 일체형 블루투스 모듈
US10381733B2 (en) Multi-band patch antenna module
EP4277039A1 (en) Multi-antenna module system
US20120176276A1 (en) Antenna apparatus including multiple antenna portions on one antenna element associated with multiple feed points
TWI827123B (zh) 天線結構和通訊裝置
CN220324705U (zh) Sub6G天线结构

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant