KR102394616B1

KR102394616B1 - 안테나 모듈

Info

Publication number: KR102394616B1
Application number: KR1020190156912A
Authority: KR
Inventors: 정홍대; 이세호; 유경현; 백형일
Original assignee: 주식회사 아모센스
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2022-05-06
Also published as: US20230026240A1; WO2021107468A1; CN114730991A; KR20210067376A

Abstract

하나의 방사체에 슬릿과 접지를 위한 쓰루 홀을 추가 형성하여 두 개의 주파수 대역에 공진하거나 기준 공진 주파수를 중심으로 대역폭을 확장하도록 한 안테나 모듈을 제시한다. 제시된 안테나 모듈은 제1 슬릿이 형성된 방사체를 포함하고, 방사체는 제1 슬릿을 기준으로 복수의 제1 쓰루 홀 및 제2 슬릿이 형성된 제1 영역 및 제2 쓰루 홀이 형성된 제2 영역으로 구분되고, 제1 영역 중에서 제1 슬릿과 제2 슬릿 사이의 영역에 급전 패턴이 연결된다.

Description

안테나 모듈{ANTENNA MODULE}

본 발명은 안테나 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 두 개의 주파수 대역에 공진하는 이중 대역 안테나는 두 개의 방사체를 포함하여 구성된다. 즉, 이중 대역 안테나는 하나의 방사체로 제1 주파수 대역에 공진하는 안테나를 구성하고, 다른 하나의 방사체로 제2 주파수 대역에 공진하는 안테나를 구성한다.

하지만, 이중 대역 안테나는 두 개의 방사체를 필요로 하기 때문에 실장 공간이 증가하며, 두 방사체 간의 간섭으로 인해 대역폭을 일정 이상 확장하기 어려운 문제점이 있다.

한국공개특허 제10-2010-0018371호(명칭: 더블유랜 및 낮은 초광대역을 위한 이중대역 안테나)

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 하나의 방사체에 슬릿과 접지를 위한 쓰루 홀을 추가 형성하여 두 개의 주파수 대역에 공진하거나 기준 공진 주파수를 중심으로 대역폭을 확장하도록 한 안테나 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 모듈은 베이스 기재, 베이스 기재의 상면에 배치된 방사체, 베이스 기재 및 방사체를 관통하여 형성되고, 방사체의 제1 변에 인접하여 배치된 제1 쓰루 홀 및 베이스 기재 및 방사체를 관통하여 형성되고, 제1 변과 대향되는 방사체의 제2 변에 인접하여 배치된 제2 쓰루 홀을 포함하고, 방사체에는 제1 변 및 제2 변과 인접한 방사체의 제3 변에서 시작하여 방사체의 내부로 연장되어 형성된 제1 슬릿이 형성된다.

이때, 방사체는 방사체의 제1 변과 제1 슬릿과 사이의 영역인 제1 영역 및 방사체의 제2 변과 제1 슬릿과 사이의 영역인 제2 영역으로 구분될 수 있다.

방사체에는 방사체의 제1 변과 제1 슬릿 사이에 배치된 제2 슬릿이 더 형성되고, 제2 슬릿은 방사체의 제3 변에서 시작하여 방사체의 내부로 연장되도록 형성되고, 제1 슬릿과 이격되어 제1 영역에 배치될 수 있다.

한편, 안테나 모듈은 베이스 기재에 배치되고, 방사체의 제1 영역과 연결된 급전 패턴을 더 포함할 수 있다. 급전 패턴은 방사체의 제1 영역 중에서 제1 슬릿과 제2 슬릿 사이의 영역에 연결될 수 있다.

제1 쓰루 홀은 제1 영역에서 방사체의 제1 변과 나란하게 배치되고, 베이스 기재의 하면에 형성된 접지 패턴과 연결된 복수의 쓰루 홀을 구비하고, 제2 쓰루 홀은 베이스 기재의 제2 영역에 배치되고, 베이스 기재의 하면에 형성된 접지 패턴과 연결될 수 있다.

방사체의 제1 영역은 제1 주파수 대역의 신호를 수신하고, 방사체의 제2 영역은 제2 주파수 대역의 신호를 수신할 수 있다.

한편, 본 발명의 안테나 모듈은 제1 슬릿의 길이에 따라 공진 주파수 및/또는 대역폭이 가변될 수 있다.

본 발명에 의하면, 안테나 모듈은 제안된 영역(즉, 방사체) 내에서 2개의 공진 주파수를 형성함으로써, 기준 공진 주파수의 대역폭을 확장하거나 이중 대역을 형성할 수 있는 효과가 있다.

또한, 안테나 모듈은 방사체에 형성된 제1 슬릿의 길이를 가변하여, 기준 공진 주파수와 추가 공진 주파수 사이의 간격을 조절할 수 있는 효과가 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 모듈을 설명하기 위한 도면.
도 4은 도 1의 급전 패턴을 설명하기 위해 도 2의 B 영역을 확대한 도면.
도 5는 도 1의 급전 패턴을 설명하기 위한 도면.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 모듈은 베이스 기재(100), 방사체(200), 제1 쓰루 홀(300), 제2 쓰루 홀(400) 및 급전 패턴(500)을 포함하여 구성된다.

베이스 기재(100)는 연성을 갖는 판상 기재이다. 베이스 기재(100)는 연성인쇄회로기판(FPCB)에 일반적으로 사용된 폴리이미드(Polyimide) 등으로 형성된다. 베이스 기재(100)는 사각형으로 형성된 것을 일례로 한다.

베이스 기재(100)의 하면은 그라운드(GND)로 구성된다. 즉, 베이스 기재(100)의 하면은 구리(Copper) 재질의 그라운드층이 형성된 것을 일례로 한다. 이때, 그라운드(GND)는 베이스 기재(100)의 하면 전체에 형성된다. 물론, 그라운드(GND)는 베이스 기재(100)의 하면 중 일부에 형성될 수도 있으며, 적어도 복수의 제1 쓰루 홀(300) 및 제2 쓰루 홀(400)과 중첩되는 영역을 갖도록 형성된다.

방사체(200)는 베이스 기재(100)의 상면에 배치된다. 방사체(200)는 제1 변(S1), 제2 변(S2), 제3 변(S3) 및 제4 변(S4)을 갖는 사각형 형상인 것을 일례로 하며, 반원, 타원형 등과 같이 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

방사체(200)에는 제1 슬릿(220) 및 제2 슬릿(240)이 형성된다. 이때, 방사체(200)는 제1 변(S1)과 제1 슬릿(220)과 사이의 영역인 제1 영역(A1)과, 제2 변(S2)과 제1 슬릿(220)과 사이의 영역인 제2 영역(A2)으로 구분된다.

제1 슬릿(220)은 방사체(200)의 제1 변(S1) 및 제2 변(S2)과 인접한 방사체(200)의 제3 변(S3)에서 시작하여 방사체(200)의 내부로 연장되어 형성된다. 제1 슬릿(220)은 방사체(200)의 제3 변(S3)과 접하는 부분에서 개구된다.

제2 슬릿(240)은 방사체(200)의 제3 변(S3)에서 시작하여 방사체(200)의 내부로 연장되도록 형성되어, 방사체(200)의 제1 변(S1)과 제1 슬릿(220) 사이에 배치된다. 제2 슬릿(240)은 제1 슬릿(220)과 이격되어 방사체(200)의 제1 영역(A1)에 배치되며, 방사체(200)의 제3 변(S3)과 접하는 부분에서 개구된다.

제1 쓰루 홀(300)은 베이스 기재(100) 및 방사체(200)를 관통하여 형성된다. 제1 쓰루 홀(300)은 베이스 기재(100)의 하면에 형성된 접지 패턴과 연결된다. 이때, 제1 쓰루 홀(300)은 방사체(200)의 제1 변(S1)에 인접하여 배치되어 방사체(200)의 제1 영역(A1)에 배치된다. 제1 쓰루 홀(300)은 복수개로 구성되어 제1 영역(A1)에서 방사체(200)의 제1 변(S1)과 나란하게 배치된다.

제2 쓰루 홀(400)은 베이스 기재(100) 및 방사체(200)를 관통하여 형성된다. 제2 쓰루 홀(400)은 베이스 기재(100)의 하면에 형성된 접지 패턴과 연결된다. 이때, 제2 쓰루 홀(400)은 방사체(200)의 제1 변(S1)과 대향되는 방사체(200)의 제2 변(S2)과 인접하여 배치되어 방사체(200)의 제2 영역(A2)에 배치된다.

급전 패턴(500)은 베이스 기재(100)에 배치되어 방사체(200)와 연결된다. 급전 패턴(500)은 방사체(200)를 급전원(미도시)과 연결하기 위한 패턴으로, 방사체(200)와 전기적으로 연결된다. 급전 패턴(500)은 방사체(200)의 제1 영역(A1)과 연결된다. 이때, 도 4를 참조하면, 급전 패턴(500)은 방사체(200)의 제1 영역(A1) 중에서 제1 슬릿(220)과 제2 슬릿(240) 사이의 영역에 연결된다.

한편, 도 5를 참조하면, 급전 패턴(500)은 급전원과 전기적으로 연결된 제1 급전 패턴(520), 제1 급전 패턴(520) 및 방사체(200)와 전기적으로 연결된 제2 급전 패턴(540)을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 안테나 모듈은 제1 베이스 기재(120), 제2 베이스 기재(140) 및 제3 베이스 기재(160) 가 적층된 적층형 안테나로 구성된 것으로 가정하면, 제1 급전 패턴(520)은 제1 베이스 기재(120)의 상면에 배치되어 급전원과 전기적으로 연결된다.

제2 급전 패턴(540)은 제1 베이스 기재(120)의 상면에 배치된다. 제2 급전 패턴(540)의 일단은 비아 홀(미도시)을 통해 제1 급전 패턴(520)과 전기적으로 연결된다. 제2 급전 패턴(540)의 타단은 비아 홀(미도시)을 통해 방사체(200)와 전기적으로 연결된다. 이때, 제2 급전 패턴(540)의 타단은 방사체(200)의 제1 영역(A1) 중에서 제1 슬릿(220)과 제2 슬릿(240) 사이의 영역에 전기적으로 연결된다.

상술한 구조에 따르면, 방사체(200)는 급전 패턴(500) 및 복수의 제1 쓰루 홀(300)과 전기적으로 연결되어 기준 주파수 대역에 공진하는 PIFA(Planar Inverted F Antenna) 형태의 안테나를 구성할 수 있다.

이와 함께, 방사체(200)는 급전 패턴(500) 및 제2 쓰루 홀(400)과 연결되어 추가 주파수 대역에 공진하는 PIFA 형태의 안테나를 구성할 수 있다.

이처럼, 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 모듈은 복수의 제1 쓰루 홀(300)을 통해 그라운드와 연결되어 기준 공진 주파수를 갖는 하나의 방사체(200)에 제1 슬릿(220)과 그라운드와 연결된 제2 쓰루 홀(400)을 추가함으로써, 전류 경로(Current path)에 변화를 유도하여 추가 공진 주파수를 갖는다.

그에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 모듈은 기준 공진 주파수와 추가 공진 주파수를 갖는 이중 대역 안테나로 동작하거나, 기준 공진 주파수와 추가 공진 주파수를 통해 기준 공진 주파수의 대역폭을 증가시킬 수 있다.

한편, 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 모듈은 요구되는 기준 공진 주파수와 추가 공진 주파수 사이의 간격에 따라 제1 슬릿(220)의 길이가 다르게 형성될 수 있다. 이때, 기준 공진 주파수와 추가 공진 주파수 사이의 간격을 조절하는 것은 기준 공진 주파수의 대역폭을 조절하는 것으로도 이해될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 모듈은 제2 슬릿(240)의 길이를 조절함으로써 기준 공진 주파수와 추가 공진 주파수 사이의 임피던스 매칭(Impedance Matching)을 할 수 있다.

이처럼, 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 모듈은 제안된 영역(즉, 방사체(200)) 내에서 2개의 공진 주파수를 형성함으로써, 기준 공진 주파수의 대역폭을 확장하거나 이중 대역을 형성할 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형 예 및 수정 예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

100: 베이스 기재 200: 방사체
220: 제1 슬릿 240: 제2 슬릿
300: 제1 쓰루 홀 400: 제2 쓰루 홀
500: 급전 패턴

Claims

베이스 기재;
상기 베이스 기재의 상면에 배치된 방사체;
상기 베이스 기재 및 상기 방사체를 관통하여 형성되고, 상기 방사체의 제1 변에 인접하여 배치된 제1 쓰루 홀; 및
상기 베이스 기재 및 상기 방사체를 관통하여 형성되고, 상기 제1 변과 대향되는 상기 방사체의 제2 변에 인접하여 배치된 제2 쓰루 홀을 포함하고,
상기 방사체에는,
상기 제1 변 및 상기 제2 변과 인접한 상기 방사체의 제3 변에서 시작하여 상기 방사체의 내부로 연장되어 형성된 제1 슬릿; 및
상기 방사체의 상기 제1 변과 상기 제1 슬릿 사이에 배치된 제2 슬릿이 더 형성되고,
상기 방사체는,
상기 방사체의 상기 제1 변과 상기 제1 슬릿과 사이의 영역인 제1 영역; 및
상기 방사체의 상기 제2 변과 상기 제1 슬릿과 사이의 영역인 제2 영역으로 구분되며,
상기 제1 쓰루 홀은 복수 개로 구성되어 상기 제1 영역에서 상기 방사체의 제1 변과 나란하게 배치되고,
상기 제2 쓰루 홀은 1개로 구성되며,
상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 크기가 동일하지 않은,
안테나 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제2 슬릿은 상기 방사체의 제3 변에서 시작하여 상기 방사체의 내부로 연장되도록 형성된 안테나 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제2 슬릿은 상기 제1 슬릿과 이격되어 상기 제1 영역에 배치된 안테나 모듈.
제1항에 있어서,
상기 베이스 기재에 배치되고, 상기 방사체의 제1 영역과 연결된 급전 패턴을 더 포함하는 안테나 모듈.
제4항에 있어서,
상기 급전 패턴은 상기 방사체의 제1 영역 중에서 상기 제1 슬릿과 상기 제2 슬릿 사이의 영역에 연결된 안테나 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제2 쓰루 홀은 상기 베이스 기재의 제2 영역에 배치되고, 상기 베이스 기재의 하면에 형성된 접지 패턴과 연결된 안테나 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 슬릿의 길이에 따라 기준 공진 주파수 및 추가 공진 주파수 사이의 주파수 간격이 가변하는 안테나 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 슬릿의 길이에 따라 공진 주파수의 대역폭이 가변되는 안테나 모듈.
제6항에 있어서,
상기 제2 쓰루 홀은 상기 방사체의 상기 제2 변과 상기 제3 변에 인접하여 배치되는 안테나 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 슬릿은 상기 방사체의 제4 변에 인접하도록 연장 형성되는 안테나 모듈.
삭제