KR102405383B1 - Ultra-wideband antenna - Google Patents

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KR102405383B1
KR102405383B1 KR1020210001145A KR20210001145A KR102405383B1 KR 102405383 B1 KR102405383 B1 KR 102405383B1 KR 1020210001145 A KR1020210001145 A KR 1020210001145A KR 20210001145 A KR20210001145 A KR 20210001145A KR 102405383 B1 KR102405383 B1 KR 102405383B1
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uwb antenna
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uwb
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KR1020210001145A
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김형석
아미르 하이더
박성훈
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세종대학교산학협력단
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    • HELECTRICITY
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    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/20Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements characterised by the operating wavebands
    • H01Q5/25Ultra-wideband [UWB] systems, e.g. multiple resonance systems; Pulse systems
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    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • HELECTRICITY
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    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10Resonant slot antennas

Abstract

UWB 안테나가 제공된다. 개시된 UWB 안테나는, 기판과, UWB 무선 신호를 송수신하도록 기판의 표면의 상위 부분 상에 형성된 방사체와, 기판의 표면의 하위 부분 상에 형성되고 서로 분리된 한 쌍의 접지면과, 제1 주파수 대역을 저지하도록 기판의 표면의 상위 부분 상에 형성되고 방사체에 의해 둘러싸인 제1 공진기와, 제2 주파수 대역을 저지하도록 기판의 표면의 하위 부분 상에 형성되고 한 쌍의 접지면에 의해 각각 둘러싸인 한 쌍의 제2 공진기를 포함하되, 한 쌍의 제2 공진기 중의 각각의 것은, 서로 평행한 한 쌍의 슬롯과, 한 쌍의 슬롯 중의 양자 모두에 인접하여 형성된 튜닝 커패시터를 포함한다.A UWB antenna is provided. The disclosed UWB antenna includes a substrate, a radiator formed on an upper portion of a surface of the substrate to transmit and receive UWB radio signals, a pair of ground planes formed on a lower portion of the surface of the substrate and separated from each other, and a first frequency band a pair of first resonators formed on an upper portion of the surface of the substrate and surrounded by a radiator to resist , wherein each of the pair of second resonators includes a pair of slots parallel to each other and a tuning capacitor formed adjacent to both of the pair of slots.

Description

초광대역 안테나{ULTRA-WIDEBAND ANTENNA}Ultra-Wideband Antenna {ULTRA-WIDEBAND ANTENNA}

본 개시는 초광대역(Ultra Wide Band: UWB) 안테나에 관한 것이다.The present disclosure relates to an Ultra Wide Band (UWB) antenna.

최근에, 스펙트럼 부족이 심화되면서 이를 해결하기 위한 활동이 다양하다. 특히, 미국의 연방 통신 위원회(Federal Communications Commission: FCC)가 3.1 ~ 10.6 GHz의 주파수 범위(이는 상업적 UWB 통신을 위한 비인가(unlicensed) 대역임)의 공유를 허용하면서, UWB 무선 통신은 많은 주목을 받게 되었다.Recently, as the spectrum shortage has deepened, there are various activities to solve it. In particular, UWB wireless communications received a lot of attention, with the US Federal Communications Commission (FCC) allowing the sharing of the frequency range of 3.1 to 10.6 GHz (which is an unlicensed band for commercial UWB communications). became

그러한 UWB 통신 시스템에서 인지 무선(Cognitive Radio: CR) 기술이 활용될 수 있다. CR 통신의 개념은 인가 사용자(licensed user)(또는 일차적(primary) 사용자)에게 할당된 스펙트럼을, 일차적 사용자가 영향을 받지 않는다는 조건 하에서, 비인가 사용자(또는 이차적(secondary) 사용자)가 사용한다는 것이다. CR 통신의 3개의 주요 패러다임은 각각 인터위브(interweave), 오버레이(overlay) 및 언더레이(underlay) 기반이다. 특히, 오버레이 기반의 CR 통신 장치의 UWB 안테나는 UWB의 넓은 스펙트럼에서 기능하면서도, 일차적 사용자의 활성화된 좁은 대역을 감지하고 일차적 사용자에의 간섭을 방지하기 위해 그 대역을 저지할 필요가 있다.In such a UWB communication system, Cognitive Radio (CR) technology may be utilized. The concept of CR communication is that the spectrum allocated to a licensed user (or primary user) is used by an unlicensed user (or secondary user) under the condition that the primary user is not affected. The three main paradigms of CR communication are interweave, overlay, and underlay based, respectively. In particular, it is necessary for the UWB antenna of the overlay-based CR communication device to detect a narrow band activated by the primary user and block the band in order to prevent interference to the primary user while functioning in the wide spectrum of UWB.

UWB 안테나가 본 문서에 개시된다.A UWB antenna is disclosed herein.

예에서, UWB 안테나는 다음을 포함한다: 기판; UWB 무선 신호를 송수신하도록 기판의 표면의 상위(upper) 부분 상에 형성된 방사체; 기판의 표면의 하위(lower) 부분 상에 형성되고 서로 분리된 한 쌍의 접지면; 제1 주파수 대역을 저지하는 고정 대역 노치 필터(fixed band notch filter)로서 작동하도록 기판의 표면의 상위 부분 상에 형성되고 방사체에 의해 둘러싸인 제1 공진기; 제2 주파수 대역을 저지하는 튜닝가능 대역 노치 필터(tunable band notch filter)로서 작동하도록 기판의 표면의 하위 부분 상에 형성되고 한 쌍의 접지면에 의해 각각 둘러싸인 한 쌍의 제2 공진기(한 쌍의 제2 공진기 중의 각각의 것은 다음을 포함함: 서로 평행한 한 쌍의 슬롯; 및 한 쌍의 슬롯 중의 양자 모두에 인접하여 형성된 튜닝 커패시터(tuning capacitor)).In an example, a UWB antenna includes: a substrate; a radiator formed on an upper portion of the surface of the substrate to transmit and receive UWB radio signals; a pair of ground planes formed on a lower portion of the surface of the substrate and separated from each other; a first resonator formed on an upper portion of a surface of the substrate and surrounded by a radiator to act as a fixed band notch filter for rejecting a first frequency band; A pair of second resonators formed on a lower portion of the surface of the substrate and each surrounded by a pair of ground planes to act as a tunable band notch filter that rejects a second frequency band (a pair of Each of the second resonators includes: a pair of slots parallel to each other; and a tuning capacitor formed adjacent to both of the pair of slots.

전술된 개요는 상세한 설명에서 추가로 후술되는 몇몇 양상을 단순화된 형태로 소개하기 위해 제공된다. 이 개요는 청구된 주제의 중요 특징 또는 필수적 특징을 식별하도록 의도되지 않고, 청구된 주제의 범위를 정하는 데 사용되도록 의도되지도 않는다. 나아가, 청구된 주제는 본 명세서에서 논의되는 임의의 또는 모든 이점을 제공하는 구현에 한정되지 않는다.The previous summary is provided to introduce in a simplified form some aspects that are further described below in the Detailed Description. This Summary is not intended to identify key features or essential features of the claimed subject matter, nor is it intended to be used to delineate the scope of the claimed subject matter. Furthermore, claimed subject matter is not limited to implementations that provide any or all advantages discussed herein.

본 개시에 따르면, 이중 대역 노치(dual band notch) 특성을 갖는 UWB 안테나가 제공될 수 있다.According to the present disclosure, a UWB antenna having a dual band notch characteristic may be provided.

본 개시에 따르면, 고정된 WiMAX 대역 저지를 겸비한 튜닝가능한 WLAN 대역 노치 UWB 안테나가 제공될 수 있다.According to the present disclosure, a tunable WLAN band notch UWB antenna with fixed WiMAX band rejection may be provided.

본 개시에 따르면, 오버레이 기반의 인지 무선(Cognitive Radio: CR) 통신을 위한 UWB 애플리케이션에 적합한 무선 통신 장치가 제공될 수 있다.According to the present disclosure, a wireless communication device suitable for a UWB application for overlay-based cognitive radio (CR) communication may be provided.

도 1은 예시적인 UWB 안테나를 개략적으로 도시한다.
도 2 내지 도 4는 각각 도 1의 UWB 안테나의 튜닝 커패시터(tuning capacitor)가 상이한 커패시턴스(capacitance)를 갖는 경우 해당 UWB 안테나의 시뮬레이션된 응답 및 측정된 응답을 도시한다.
도 5는 도 1의 UWB 안테나의 시뮬레이션된 방사 패턴(radiation pattern)을 도시한다.
도 6은 도 1의 UWB 안테나의 시뮬레이션된 피크 실현 이득(peak realized gain)을 도시한다.
도 7 및 도 8은 각각 도 1의 UWB 안테나의 튜닝 커패시터가 상이한 커패시턴스를 갖는 경우 해당 UWB 안테나의 시뮬레이션된 방사 효율(radiation efficiency)을 도시한다.
1 schematically depicts an exemplary UWB antenna.
2 to 4 respectively show simulated and measured responses of the UWB antenna when the tuning capacitors of the UWB antenna of FIG. 1 have different capacitances.
FIG. 5 shows a simulated radiation pattern of the UWB antenna of FIG. 1 .
6 shows a simulated peak realized gain of the UWB antenna of FIG. 1 .
7 and 8 respectively show simulated radiation efficiency of the UWB antenna when the tuning capacitors of the UWB antenna of FIG. 1 have different capacitances.

본 개시에서 사용되는 다양한 용어는 본 문서에서의 기능을 고려하여 상용 용어의 용어법으로부터 선택되는데, 이는 당업자의 의도, 준례, 또는 새로운 기술의 출현에 따라서 달리 인식될 수 있다. 특정한 사례에서, 몇몇 용어에는 상세한 설명에서 개진된 바와 같이 의미가 주어질 수 있다. 따라서, 본 문서에서 사용되는 용어는, 단순히 그 명칭에 의해서가 아니라, 본 개시의 맥락에서 그 용어가 갖는 의미와 일관되게 정의되어야 한다.Various terms used in the present disclosure are selected from terminology of common terms in consideration of their functions in this document, which may be differently recognized according to the intention of those skilled in the art, practice, or emergence of new technology. In certain instances, some terms may be given meanings as set forth in the Detailed Description. Accordingly, terms used in this document should be defined consistently with their meanings in the context of the present disclosure and not simply by their names.

본 문서에서 용어 "포함하다", "가지다" 등은 이후에 열거된 요소, 예컨대, 어떤 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 정보 또는 이들의 조합의 존재를 명시하는 경우에 사용된다. 달리 표시되지 않는 한, 이런 용어 및 이의 변형은 다른 요소의 존재 또는 추가를 배제하도록 의도되지 않는다.In this document, the terms "comprise", "have" and the like are used when specifying the presence of an element listed hereinafter, such as a certain feature, number, step, operation, element, information, or combination thereof. Unless otherwise indicated, these terms and variations thereof are not intended to exclude the presence or addition of other elements.

본 문서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "제1", "제2" 등은 몇 개의 서로 닮은 요소를 식별하도록 의도된. 달리 기재되지 않는 한, 그러한 용어는 이들 요소의 또는 이들의 사용의 특정한 순서와 같은 한정을 부과하도록 의도된 것이 아니라, 단지 여러 요소를 따로따로 지칭하기 위해 사용된다. 예를 들면, 어떤 요소가 일례에서 용어 "제1"로써 참조될 수 있는 한편 동일한 요소가 다른 예에서 "제2" 또는 "제3"과 같은 상이한 서수로써 참조될 수 있다. 그러한 예에서, 이들 용어는 본 개시의 범위를 한정하지 않는 것이다. 또한, 여러 요소의 리스트에서 용어 "및/또는"을 사용하는 것은 열거된 항목 중 임의의 하나 또는 복수 개를 비롯하여 이들 항목의 모든 가능한 조합을 포함한다. 나아가, 단수 형태의 표현은 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 복수 형태의 의미를 포함한다.As used herein, the terms "first", "second", etc. are intended to identify several elements that resemble each other. Unless otherwise indicated, such terms are not intended to impose limitations, such as the specific order of use of these elements or their use, but are merely used to refer to the various elements separately. For example, an element may be referenced in one example by the term “first” while the same element may be referenced in another example by a different ordinal number, such as “second” or “third”. In such instances, these terms do not limit the scope of the present disclosure. Also, use of the term “and/or” in a list of multiple elements includes all possible combinations of those listed, including any one or multiple of those listed. Furthermore, expressions of the singular form include the meaning of the plural unless clearly used otherwise.

첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 소정의 예가 이제 상세히 기술될 것이다. 다만, 본 개시는 많은 상이한 형태로 체현될 수 있으며, 본 문서에 개진된 예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 이들 예는 본 개시의 범위의 더 나은 이해를 제공하기 위해서 주어지는 것이다.Certain examples of the present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present disclosure may be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the examples presented in this document. Rather, these examples are given to provide a better understanding of the scope of the present disclosure.

도 1은 예시적인 UWB 안테나(100)를 개략적으로 도시한다. 도 1은 UWB 안테나(100)의 기하구조(geometry)의 예를 설명하기 위해 UWB 안테나(100)의 평면도, 정면도 및 부분 확대도를 함께 제시한다. 예를 들어, y-z 평면 및 x-z 평면은 각각 UWB 안테나(100)의 E 평면(E-plane) 및 H 평면(H-plane)일 수 있다.1 schematically depicts an exemplary UWB antenna 100 . 1 shows a plan view, a front view, and a partially enlarged view of the UWB antenna 100 together to explain an example of the geometry of the UWB antenna 100 . For example, the y-z plane and the x-z plane may be an E-plane and an H-plane of the UWB antenna 100 , respectively.

도 1의 UWB 안테나(100)는 이중 대역 노치(dual band notch) 특성을 갖는데, 하나의 주파수 대역의 노치는 고정되는 반면에, 다른 주파수 대역의 노치는 주파수 기민성(frequency-agile)이 있을 수 있다. 몇몇 예에서, UWB 안테나(100)는 고정된 와이맥스(WiMAX)(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 대역 노치 및 독립적으로 제어가능한 무선 로컬 영역 네트워크(Wireless Local Area Network: WLAN) 대역 노치를 위해 동작할 수 있다.The UWB antenna 100 of FIG. 1 has a dual band notch characteristic, wherein a notch in one frequency band is fixed, while a notch in another frequency band may be frequency-agile. . In some examples, the UWB antenna 100 may operate for a fixed Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) band notch and an independently controllable Wireless Local Area Network (WLAN) band notch. .

도 1의 예에서, UWB 안테나(100)는 기판(substrate)(110), 방사체(radiator)(120), 제1 공진기(130), 한 쌍의 접지면(140-1, 140-2), 한 쌍의 제2 공진기(150-1, 150-2) 및 급전라인(feedline)(170)을 포함한다. 접지면(140-1, 140-2)은 개별적으로 참조 번호 140으로 표기될 수 있고, 제2 공진기(150-1, 150-2)는 개별적으로 참조 번호 150으로 표기될 수 있다.In the example of FIG. 1 , the UWB antenna 100 includes a substrate 110 , a radiator 120 , a first resonator 130 , a pair of ground planes 140-1 and 140-2; It includes a pair of second resonators 150 - 1 and 150 - 2 and a feedline 170 . The ground planes 140 - 1 and 140 - 2 may be individually indicated by reference number 140 , and the second resonators 150 - 1 and 150 - 2 may be individually indicated by reference number 150 .

도시된 예에서, 제2 공진기(150-1)는 한 쌍의 슬롯(151-1, 153-1) 및 튜닝 커패시터(155-1)를 포함하고, 제2 공진기(150-2)는 한 쌍의 슬롯(151-2, 153-2) 및 튜닝 커패시터(155-2)를 포함한다. 제2 공진기(150-1, 150-2)에 각각 포함된 슬롯(151-1, 151-2)은 개별적으로 참조 번호 151로 표기될 수 있고, 제2 공진기(150-1, 150-2)에 각각 포함된 슬롯(153-1, 153-2)은 개별적으로 참조 번호 153으로 표기될 수 있고, 제2 공진기(150-1, 150-2)에 각각 포함된 튜닝 커패시터(155-1, 155-2)는 개별적으로 참조 번호 155로 표기될 수 있다. 나아가, 제2 공진기(150-1, 150-2) 중의 각각의 것은 한 쌍의 추가적인 커패시터(157-1, 157-2) 중의 각자의 것을 더 포함할 수 있다. 커패시터(157-1, 157-2)는 개별적으로 참조 번호 157로 표기될 수 있다.In the illustrated example, the second resonator 150-1 includes a pair of slots 151-1 and 153-1 and a tuning capacitor 155-1, and the second resonator 150-2 includes a pair of slots. slots 151-2 and 153-2 and a tuning capacitor 155-2. The slots 151-1 and 151-2 included in the second resonators 150-1 and 150-2, respectively, may be individually denoted by reference numeral 151, and the second resonators 150-1 and 150-2. Slots 153-1 and 153-2 included in each may be individually denoted by reference numeral 153, and tuning capacitors 155-1 and 155 included in the second resonators 150-1 and 150-2, respectively. -2) may be individually denoted by reference number 155. Furthermore, each of the second resonators 150 - 1 and 150 - 2 may further include a respective one of the pair of additional capacitors 157 - 1 and 157 - 2 . Capacitors 157 - 1 and 157 - 2 may be individually denoted by reference numeral 157 .

UWB 안테나(100)의 다른 예시적인 구현이 또한 고려된다. 예를 들어, UWB 안테나(100)는 도시되지 않은 추가적인 컴포넌트를 또한 포함할 수 있고/거나, 도 1에 도시된 컴포넌트 중 일부를 포함하나 전부를 포함하지는 않을 수 있다.Other example implementations of UWB antenna 100 are also contemplated. For example, the UWB antenna 100 may also include additional components not shown and/or may include some but not all of the components shown in FIG. 1 .

도 1의 예에서, 기판(110)은 UWB 안테나(100)의 지지 부재이다. 몇몇 예시적인 구현에서, 기판(110)은 소정의 유전율을 갖는 절연 부재일 수 있고, 소정의 두께를 갖는 평면의 형태로 될 수 있다. 예를 들어, 기판(110)은 비유전율(relative permittivity)이 3.38인 유전체 기판일 수 있다. 또한, 예로서, 기판(110)은 W1 = 24 mm의 폭, L1 + W8 = 30.5 mm의 길이를 가질 수 있고, 1.5 mm의 두께를 가질 수 있다.In the example of FIG. 1 , the substrate 110 is a support member of the UWB antenna 100 . In some example implementations, the substrate 110 may be an insulating member having a predetermined dielectric constant, and may have a planar shape having a predetermined thickness. For example, the substrate 110 may be a dielectric substrate having a relative permittivity of 3.38. Also, as an example, the substrate 110 may have a width of W 1 =24 mm, a length of L 1 + W 8 =30.5 mm, and a thickness of 1.5 mm.

도시된 예에서, 방사체(120)는 기판(110)의 표면(112) 상에, 특히 기판(110)의 표면(112)의 상위 부분(즉, 평면도에서 위쪽에 위치된 부분) 상에 형성되어 UWB 무선 신호를 송신하고 수신한다. 몇몇 예시적인 구현에서, 방사체(120)는 금속과 같은 도전성 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 방사체(120)는 금속 박막과 같은 패치 방사체(가령, 도시된 바와 같이 직경 W2의 하향 반원 부분을 포함하는 패치)의 형태로 실장될 수 있다.In the illustrated example, the radiator 120 is formed on the surface 112 of the substrate 110 , in particular on the upper portion of the surface 112 of the substrate 110 (ie, the portion located upward in the plan view), Transmits and receives UWB radio signals. In some example implementations, the radiator 120 may be formed of a conductive material, such as a metal. For example, the radiator 120 may be mounted in the form of a patch radiator such as a metal thin film (eg, a patch including a downward semicircular portion having a diameter W 2 , as shown).

도시된 예에서, 급전라인(170)은 기판(110)의 표면(112) 상에, 특히 기판(110)의 표면(112)의 하위 부분(즉, 평면도에서 아래쪽에 위치된 부분) 상에 형성된다. 몇몇 예시적인 구현에서, 급전라인(170)은 방사체(120)의 하단으로부터 기판(110)의 표면(112) 상에서 종적(longitudinal) 라인(가령, 종적 중간 라인)을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 급전라인(170)은 W6의 폭 및 L1 - L2 + W8의 길이를 가질 수 있다.In the illustrated example, the feed line 170 is formed on the surface 112 of the substrate 110 , in particular on a lower portion of the surface 112 of the substrate 110 (ie, the portion located downward in the plan view). do. In some example implementations, the feed line 170 may extend from the bottom of the radiator 120 along a longitudinal line (eg, a longitudinal middle line) on the surface 112 of the substrate 110 . For example, as shown, the feed line 170 may have a width of W 6 and a length of L 1 - L 2 + W 8 .

또한, 도 1의 예에서, 급전라인(170)은 방사체(120)에 전기적으로 커플링되어, UWB 안테나(100)의 외부 및 방사체(120) 간에 UWB 신호를 전달하는 전송 라인으로서의 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 급전라인(170)은 50Ω의 특성 임피던스를 갖는 마이크로스트립 라인(microstrip line)을 포함할 수 있다.In addition, in the example of FIG. 1 , the power supply line 170 is electrically coupled to the radiator 120 to serve as a transmission line for transmitting the UWB signal between the outside of the UWB antenna 100 and the radiator 120 . have. For example, the feeding line 170 may include a microstrip line having a characteristic impedance of 50Ω.

도시된 예에서, 한 쌍의 접지면(140-1, 140-2)은 서로 분리되어, 그리고 기판(110)의 표면(112)의 상위 부분 상에 형성된 방사체(120)와 겹치지 않도록 기판(110)의 표면(112)의 하위 부분 상에 형성된다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 각각의 접지면(140)은 직사각형 시트(sheet)(가령, 폭이 W3이고 길이가 W8임)와, 그러한 시트의 상위 부분적 에지(upper partial edge)로부터 방사체(120)의 하향 반원 부분을 향해 연장되는 직사각형 돌출부(protrusion)(가령, 폭이 Y이고 길이가 L4 - W8임)를 포함할 수 있다. 몇몇 예시적인 구현에서, 접지면(140)은 금속과 같은 도전성 소재로 형성될 수 있다.In the illustrated example, the pair of ground planes 140 - 1 and 140 - 2 are separated from each other and do not overlap with the radiator 120 formed on the upper portion of the surface 112 of the substrate 110 . ) is formed on the lower portion of the surface 112 . For example, as shown, each tread 140 is formed from a rectangular sheet (eg, W 3 wide and W 8 long) and an upper partial edge of such sheet. It may include a rectangular protrusion (eg, Y wide and L 4 -W 8 long) extending towards a downward semicircular portion of the radiator 120 . In some example implementations, the ground plane 140 may be formed of a conductive material, such as a metal.

또한, 도 1의 예에서, 한 쌍의 접지면(140-1, 140-2)은 급전라인(170)으로부터 각각 갭(180-1, 180-2)(이는 개별적으로 참조 번호 180으로 표기될 수 있음)에 의해 이격될 수 있다. 각각의 갭(180)은 접지면(140)을 급전라인(125)으로부터 전기적으로 절연하는 절연 갭일 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 갭(180)은 일정한 폭 G3을 가진 종적 라인으로서 접지면(140)과 급전라인(170) 사이에 형성되고 기판(110)의 표면(112)을 노출하는 홈(groove)일 수 있다.Also, in the example of FIG. 1 , the pair of ground planes 140 - 1 and 140 - 2 are separated from the feed line 170 by the gaps 180 - 1 and 180 - 2 (which will be individually denoted by reference numeral 180 ). may be spaced apart by Each gap 180 may be an insulating gap that electrically insulates the ground plane 140 from the feed line 125 . For example, as shown, the gap 180 is formed between the ground plane 140 and the feed line 170 as a vertical line having a constant width G 3 and exposes the surface 112 of the substrate 110. It may be a groove.

도시된 예에서, 제1 공진기(130)는 기판(110)의 표면(112)의 상위 부분에 형성되어 제1 주파수 대역을 저지한다. 제1 주파수 대역은 고정된 주파수 대역(가령, 3.3 ~ 3.6 GHz와 같은 고정된 WiMAX 대역)일 수 있고, 따라서 제1 공진기(130)는 고정 대역 노치 필터로서 작동할 수 있다.In the illustrated example, the first resonator 130 is formed on the upper portion of the surface 112 of the substrate 110 to block the first frequency band. The first frequency band may be a fixed frequency band (eg, a fixed WiMAX band such as 3.3 to 3.6 GHz), and thus the first resonator 130 may operate as a fixed band notch filter.

몇몇 예시적인 구현에서, 제1 공진기(130)는 방사체(120) 내부에 형성되어 방사체(120)에 의해 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 제1 공진기(130)는 (가령, 기판(110)의 표면(112)을 노출하도록) 방사체(120)를 소정의 패턴으로 에칭함으로써 형성될 수 있다.In some example implementations, the first resonator 130 may be formed inside the radiator 120 and surrounded by the radiator 120 . For example, the first resonator 130 may be formed by etching the radiator 120 in a predetermined pattern (eg, to expose the surface 112 of the substrate 110 ).

몇몇 예시적인 구현에서, 제1 공진기(130)는 기판(110)의 비유전율(가령, 3.38) 및 제1 주파수 대역의 중심 주파수(가령, 3.5 GHz)에 기반하여 정해진 유효 길이(effective length)를 갖는 슬롯 공진기(slot resonator)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 제1 공진기(130)는 서로 평행한 한 쌍의 종적 슬롯 라인(가령, 각각 W11 × L5의 크기로 형성됨)과, 이들 종적 슬롯 라인 간에 연장되는 횡적 슬롯 라인(가령, (2W9 + W10) × L7의 크기로 형성됨)과, 서로 평행하고 각각 횡적 슬롯 라인을 관통하여 연장되는 한 쌍의 추가적인 종적 슬롯 라인(가령, W11 × L6의 크기로 형성됨)과, 서로 평행하고 각각 추가적인 종적 슬롯 라인 중 하나의 대응하는 단부 및 다른 추가적인 종적 슬롯 라인의 대응하는 단부 간에 연장되는 한 쌍의 추가적인 횡적 슬롯 라인(가령, 각각 W10 × L7의 크기로 형성됨)을 포함할 수 있다. 제1 공진기(130)의 이러한 다중경로 형상은 (가령, 단순한 정사각형 슬롯에 비해) 제1 공진기(130)의 소형화에 이바지할 수 있고 방사 성능을 개선할 수 있다. 이 예에서, 제1 공진기(130)의 유효 길이 Li는 다음과 같이 주어질 수 있다.In some example implementations, the first resonator 130 has an effective length determined based on the relative permittivity (eg, 3.38) of the substrate 110 and the center frequency (eg, 3.5 GHz) of the first frequency band (eg, 3.5 GHz). It may include a slot resonator having a (slot resonator). For example, as shown, the first resonator 130 includes a pair of vertical slot lines parallel to each other (eg, each formed with a size of W 11 × L 5 ) and a transverse slot extending between the vertical slot lines. A line (eg, formed with a size of (2W 9 + W 10 ) × L 7 ) and a pair of additional longitudinal slot lines parallel to each other and each extending through the transverse slot line (eg, a size of W 11 × L 6 ) ) and a pair of additional transverse slot lines that are parallel to each other and each extending between a corresponding end of one of the additional longitudinal slot lines and a corresponding end of the other additional longitudinal slot line (e.g., each of the dimensions W 10 × L 7 ) formed by ) may be included. This multipath shape of the first resonator 130 may contribute to miniaturization of the first resonator 130 (eg, compared to a simple square slot) and may improve radiation performance. In this example, the effective length L i of the first resonator 130 may be given as follows.

Figure 112021001201719-pat00001
Figure 112021001201719-pat00001

여기서

Figure 112021001201719-pat00002
이고,
Figure 112021001201719-pat00003
이고, λg는 선택된 주파수에서의 관내 파장(guided wavelength)이고, c는 광속이고, εr 및 εeff는 각각 기판(110)의 비유전율 및 유효유전율(effective permittivity)이고, h는 기판(110)의 두께이고, wf는 급전라인(170)의 폭이다. 예를 들어, 초기 길이가 선택된 후, 파라미터 시뮬레이션을 통해서 최적의 파라미터 값들이 획득되는 방식으로 제1 공진기(130)가 설계될 수 있다.here
Figure 112021001201719-pat00002
ego,
Figure 112021001201719-pat00003
, λ g is the guided wavelength at the selected frequency, c is the luminous flux, ε r and ε eff are the relative permittivity and effective permittivity of the substrate 110 , respectively, and h is the substrate 110 . ), and w f is the width of the feeding line 170 . For example, after the initial length is selected, the first resonator 130 may be designed in such a way that optimal parameter values are obtained through parameter simulation.

도 1의 예에서, 한 쌍의 제2 공진기(150-1, 150-2)는 기판(110)의 표면(112)의 하위 부분에 형성되어 제2 주파수 대역을 저지한다. 제2 주파수 대역은 튜닝가능한 주파수 대역(가령, 요망되는 WLAN 대역)일 수 있고, 따라서 제2 공진기(130)는 튜닝가능 대역 노치 필터로서 작동할 수 있다.In the example of FIG. 1 , a pair of second resonators 150 - 1 and 150 - 2 are formed on a lower portion of the surface 112 of the substrate 110 to block the second frequency band. The second frequency band may be a tunable frequency band (eg, a desired WLAN band), and thus the second resonator 130 may operate as a tunable band notch filter.

예로서, 제2 공진기(130)를 매칭된 2포트 필터로서 가정하면, 다음과 같은 일련의 식을 사용하여 제2 공진기(130)가 설계될 수 있다(가령, 제2 공진기(150)의 유효 길이가 정해질 수 있음). 우선, 반사 계수 Γ는 다음과 같이 S 파라미터로부터 주어질 수 있다.As an example, assuming the second resonator 130 as a matched two-port filter, the second resonator 130 can be designed using the following series of equations (eg, the validity of the second resonator 150 ). length can be fixed). First, the reflection coefficient Γ can be given from the S parameter as follows.

Figure 112021001201719-pat00004
Figure 112021001201719-pat00004

여기서

Figure 112021001201719-pat00005
이다. 그러면, 유효유전율 εeff 및 유효투자율(effective permeability) μeff과 관련하여 다음 식에서와 같이 값이 주어질 수 있다.here
Figure 112021001201719-pat00005
to be. Then, in relation to the effective dielectric constant ε eff and the effective permeability μ eff , values can be given as in the following equations.

Figure 112021001201719-pat00006
Figure 112021001201719-pat00006

여기서

Figure 112021001201719-pat00007
Figure 112021001201719-pat00008
은 각각 기준 송신 라인의 특성 임피던스 및 공기 충진(air-filled) 기준 송신 라인의 특성 임피던스이다. 한편, 굴절률 n은 S 파라미터, 유효 길이 L 및 노치 주파수 f와 관련하여 다음 식과 같이 주어질 수 있다.here
Figure 112021001201719-pat00007
and
Figure 112021001201719-pat00008
are the characteristic impedance of the reference transmission line and the characteristic impedance of the air-filled reference transmission line, respectively. On the other hand, the refractive index n can be given by the following equation in relation to the S parameter, the effective length L, and the notch frequency f.

Figure 112021001201719-pat00009
Figure 112021001201719-pat00009

이 값은 유효유전율 εeff 및 유효투자율 μeff과 다음과 같은 관계가 있다.This value is related to the effective dielectric constant ε eff and the effective magnetic permeability μ eff as follows.

Figure 112021001201719-pat00010
Figure 112021001201719-pat00010

이와 같이, 제2 공진기(150)는 방사체(120) 내에 형성되지 않으므로, 제1 공진기(130)와는 상이한 접근법으로 설계될 수 있다.As such, since the second resonator 150 is not formed in the radiator 120 , it may be designed in a different approach from that of the first resonator 130 .

몇몇 예시적인 구현에서, 각각의 제2 공진기(150)는 각자의 접지면(140) 내부에 형성되어 접지면(140)에 의해 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 제2 공진기(150)는 (가령, 기판(110)의 표면(112)을 노출하도록) 접지면(140)을 소정의 패턴으로 에칭함으로써 형성될 수 있다.In some example implementations, each second resonator 150 may be formed within and surrounded by a respective ground plane 140 . For example, the second resonator 150 may be formed by etching the ground plane 140 in a predetermined pattern (eg, to expose the surface 112 of the substrate 110 ).

몇몇 예시적인 구현에서, 제2 공진기(150)의 한 쌍의 슬롯(151, 153)은 서로 평행할 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 한 쌍의 슬롯(151, 153) 각각은 G1 및 G2의 폭을 갖고서 평행하게 L 형상으로 될 수 있는데, 슬롯(151, 153) 각각의 폭 및 슬롯(151, 153) 사이의 접지면(140)의 부분의 폭의 합은 X일 수 있다.In some example implementations, the pair of slots 151 , 153 of the second resonator 150 may be parallel to each other. For example, as shown, each of a pair of slots 151 , 153 can be L-shaped in parallel with a width of G 1 and G 2 , with each of the slots 151 and 153 having a width and a slot ( The sum of the widths of the portions of the ground plane 140 between 151 and 153 may be X.

또한, 몇몇 예시적인 구현에서, 제2 공진기(150)의 한 쌍의 슬롯(151, 153) 양자 모두에 인접하여 튜닝 커패시터(155)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 튜닝 커패시터(155)는 슬롯(151)의 단부에 인접하여, 그리고 슬롯(153)의 단부에 인접하여 형성될 수 있다.Also, in some example implementations, a tuning capacitor 155 may be formed adjacent both of the pair of slots 151 , 153 of the second resonator 150 . For example, as shown, the tuning capacitor 155 may be formed adjacent an end of the slot 151 and adjacent an end of the slot 153 .

제2 공진기(150)가 L 형상의 평행한 슬롯(151, 153)을 갖는 특정한 예에서, 슬롯(153)은 종적 슬롯 라인과 횡적 슬롯 라인을 포함할 수 있는데, 종적 슬롯 라인은 튜닝 커패시터(155)가 인접하여 형성된 단부 및 횡적 슬롯 라인이 연장되는 연결 단부를 갖고 이들 단부 간에 종적으로 (가령, 도시된 바와 같이 W7만큼) 연장되고, 횡적 슬롯 라인은 그러한 연결 단부 및 나머지 단부 간에 횡적으로 (가령, 도시된 바와 같이 W5만큼) 연장된다. 또한, 마찬가지로, 이 예에서, 슬롯(151)은 종적 슬롯 라인과 횡적 슬롯 라인을 포함할 수 있는데, 종적 슬롯 라인은 튜닝 커패시터(155)가 인접하여 형성된 단부 및 횡적 슬롯 라인이 연장되는 연결 단부를 갖고 이들 단부 간에 종적으로 연장되고, 횡적 슬롯 라인은 그러한 연결 단부 및 나머지 단부 간에 횡적으로 연장된다. 추가적으로, 슬롯(151, 153) 각각의 종적 슬롯 라인은 접지면(140)의 직사각형 시트 내로 연장될 수 있고, 슬롯(151, 153) 각각의 횡적 슬롯 라인은 접지면(140)의 직사각형 돌출부 내에서 연장될 수 있다.In the particular example where the second resonator 150 has L-shaped parallel slots 151 , 153 , the slot 153 may include a longitudinal slot line and a transverse slot line, the longitudinal slot line being the tuning capacitor 155 . ) has an adjacently formed end and a connecting end from which a transverse slot line extends and extends longitudinally (e.g., by W 7 as shown) between these ends, the transverse slot line extending transversely between such connecting end and the other end ( e.g. by W 5 as shown). Also, likewise, in this example, the slot 151 may include a longitudinal slot line and a transverse slot line, the longitudinal slot line having an end formed adjacent to the tuning capacitor 155 and a connecting end from which the transverse slot line extends. and extending longitudinally between these ends, a transverse slot line extending transversely between such connecting end and the other end. Additionally, the longitudinal slot line of each of the slots 151 , 153 may extend into a rectangular sheet of the ground plane 140 , and the transverse slot line of each of the slots 151 , 153 may extend within the rectangular projection of the ground plane 140 . can be extended

도 1의 예에서, 튜닝 커패시터(155)는 저지될 제2 주파수 대역을 튜닝하기 위해 조절가능하다. 다양한 예시적인 구현에서, 튜닝 커패시터(155)는 제2 주파수 대역을 요망되는 WLAN 대역에 튜닝하기 위해 가변 커패시턴스를 가질 수 있다. 예를 들어, 튜닝 커패시터(155)는 제2 주파수 대역을 하위 WLAN 대역(가령, 5.15 ~ 5.35 GHz)에든 또는 상위 WLAN 대역(가령, 5.725 ~ 5.825 GHz)에든 튜닝하기 위해 가변 커패시턴스를 가질 수 있다.In the example of FIG. 1 , the tuning capacitor 155 is adjustable to tune the second frequency band to be blocked. In various example implementations, the tuning capacitor 155 may have a variable capacitance to tune the second frequency band to a desired WLAN band. For example, the tuning capacitor 155 may have a variable capacitance to tune the second frequency band to either a lower WLAN band (eg, 5.15-5.35 GHz) or an upper WLAN band (eg, 5.725 to 5.825 GHz).

추가적으로, 몇몇 예시적인 구현에서, 각각의 커패시터(157)는 각자의 제2 공진기(150)의 슬롯(151, 153) 중 하나(가령, 슬롯(151))에 인접하여, 예컨대, 그것의 단부에 인접하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 추가적인 커패시터(157)는 슬롯(151, 153) 중의 하나의 슬롯의 단부 및 갭(180) 간에 형성될 수 있다. 예로서, 커패시터(157)는 고정된 커패시턴스(가령, 0.1 pF 이상의 커패시턴스)를 가질 수 있다.Additionally, in some example implementations, each capacitor 157 is adjacent to, eg, at an end of, one of the slots 151 , 153 of the respective second resonator 150 (eg, slot 151 ). may be formed adjacent to each other. For example, an additional capacitor 157 may be formed between the end of one of the slots 151 , 153 and the gap 180 . As an example, capacitor 157 may have a fixed capacitance (eg, a capacitance of 0.1 pF or greater).

이제, 도 2 내지 도 8을 참조하여, 예시적인 UWB 안테나(100)의 성능이 논의된다. 그러한 성능 평가를 위한 시뮬레이션 및 측정 사례에서, UWB 안테나(100)는 다음의 표와 같은 치수를 갖도록 구현된다.Referring now to FIGS. 2-8 , the performance of the exemplary UWB antenna 100 is discussed. In the case of simulation and measurement for such performance evaluation, the UWB antenna 100 is implemented to have dimensions as shown in the following table.

Figure 112021001201719-pat00011
Figure 112021001201719-pat00011

우선, 도 2는 튜닝 커패시터(150)의 커패시턴스(본 문서에서 "Cap2"로 표기될 수도 있음)가 0.1 pF인 시뮬레이션 및 측정에서의 UWB 안테나(100)의 S11 응답을 도시한다. 도 2의 그래프는 UWB 안테나(100)가 UWB 대역에서 동작하되, 3.5 GHz 부근의 WiMAX 대역이 노치되고, 7.1 GHz를 중심으로 하는 다른 대역이 노치됨을 보여준다. 이어서, 도 3 및 도 4는 Cap2를 조절하는 시뮬레이션 및 측정에서의 UWB 안테나(100)의 S11 응답을 도시한다. 도 3의 그래프는 Cap2를 0.8 pF로 증가시키면 여전히 3.5 GHz를 포함하는 WiMAX 노치 대역이 있으면서 다른 노치 대역의 중심 주파수가 5.85 GHz로 천이됨(상위 WLAN 노치 대역)을 보여준다. 도 4의 그래프는 Cap2를 1.3 pF로 증가시키면 WiMAX 노치 대역이 유지되면서 다른 노치 대역의 중심 주파수가 5.45 GHz로 천이됨(하위 WLAN 노치 대역)을 보여준다.First, FIG. 2 shows the S 11 response of the UWB antenna 100 in simulations and measurements where the capacitance of the tuning capacitor 150 (which may also be denoted as “Cap2” herein) is 0.1 pF. The graph of FIG. 2 shows that the UWB antenna 100 operates in the UWB band, but the WiMAX band around 3.5 GHz is notched, and the other band centered at 7.1 GHz is notched. 3 and 4 then show the S 11 response of the UWB antenna 100 in the simulation and measurement of adjusting Cap2. The graph of FIG. 3 shows that when Cap2 is increased to 0.8 pF, the center frequency of the other notch bands is shifted to 5.85 GHz (upper WLAN notch band) while there is still a WiMAX notch band that includes 3.5 GHz. The graph of FIG. 4 shows that when Cap2 is increased to 1.3 pF, the center frequency of another notch band is shifted to 5.45 GHz while maintaining the WiMAX notch band (lower WLAN notch band).

또한, 도 5는 Cap2가 0.1 pF인 시뮬레이션에서 UWB 안테나(100)의 방사 속성을 예시한다. 구체적으로, 도 5는 4.1 GHz, 6.1 GHz 및 9.1 GHz 주파수에서의 방사 패턴을 도시한다. 이들 그래프는 더 낮은 주파수에서 더 나은 방사 패턴을 보여주는데, 더 높은 주파수에서 방사 패턴이 열화되는 것은 더 높은 차수의 고조파가 생성되는 데에 기인한다.5 also exemplifies the radiation properties of the UWB antenna 100 in a simulation where Cap2 is 0.1 pF. Specifically, FIG. 5 shows radiation patterns at frequencies of 4.1 GHz, 6.1 GHz and 9.1 GHz. These graphs show a better radiation pattern at lower frequencies, where the degradation of the radiation pattern at higher frequencies is due to the creation of higher order harmonics.

나아가, 도 6은 Cap2가 0.1 pF인 시뮬레이션에서 UWB 안테나(100)의 피크 실현 이득을 도시한다. 도 6의 그래프는 통과대역(passband)에서의 수용가능한 실현 이득 및 노치된 대역에서의 상쇄 간섭으로 인한 억제(suppression)를 보여준다.Furthermore, Fig. 6 shows the peak realized gain of the UWB antenna 100 in the simulation where Cap2 is 0.1 pF. The graph of FIG. 6 shows the acceptable realized gain in the passband and the suppression due to destructive interference in the notched band.

추가로, 도 7 및 도 8은 각각 Cap2가 0.1 pF 및 1.3 pF인 시뮬레이션에서 UWB 안테나(100)의 방사 효율을 도시한다. 이들 도면의 그래프는 통과대역에서의 수용가능한 방사 효율 및 노치된 대역에서의 양호한 억제를 보여준다. 도 7 및 도 8에서 볼 수 있듯이, 시뮬레이션에서 WiMAX 노치 대역은 고정된 반면 WLAN 노치 대역은 조절가능하다.Additionally, FIGS. 7 and 8 show the radiation efficiency of the UWB antenna 100 in simulations where Cap2 is 0.1 pF and 1.3 pF, respectively. The graphs in these figures show acceptable radiation efficiency in the passband and good suppression in the notched band. 7 and 8, in the simulation, the WiMAX notch band is fixed while the WLAN notch band is adjustable.

다음은 UWB 안테나에 관련된 다양한 예이다.The following are various examples related to the UWB antenna.

예 1에서, 초광대역(Ultra Wide Band: UWB) 안테나는, 기판과, UWB 무선 신호를 송수신하도록 위 기판의 표면의 상위 부분 상에 형성된 방사체와, 위 표면의 하위 부분 상에 형성되고 서로 분리된 한 쌍의 접지면과, 제1 주파수 대역을 저지하도록 위 표면의 위 상위 부분 상에 형성되고 위 방사체에 의해 둘러싸인 제1 공진기와, 제2 주파수 대역을 저지하도록 위 표면의 위 하위 부분 상에 형성되고 위 한 쌍의 접지면에 의해 각각 둘러싸인 한 쌍의 제2 공진기를 포함하되, 위 한 쌍의 제2 공진기 중의 각각의 것은, 서로 평행한 한 쌍의 슬롯과, 위 한 쌍의 슬롯 중의 양자 모두에 인접하여 형성된 튜닝 커패시터(tuning capacitor)를 포함한다.In Example 1, an Ultra Wide Band (UWB) antenna includes a substrate, a radiator formed on an upper portion of a surface of the upper substrate to transmit and receive UWB radio signals, and a lower portion formed on a lower portion of the upper surface and separated from each other. a pair of ground planes, a first resonator formed on an upper upper portion of the upper surface to block a first frequency band and surrounded by an upper radiator, and formed on an upper lower portion of the upper surface to block a second frequency band and a pair of second resonators each surrounded by the pair of ground planes, wherein each of the pair of second resonators includes a pair of slots parallel to each other and both of the pair of slots and a tuning capacitor formed adjacent to .

예 2는 예 1의 주제를 포함하는데, 위 튜닝 커패시터는 위 제2 주파수 대역을 튜닝하기 위해 조절가능하다.Example 2 includes the subject matter of Example 1, wherein the tuning capacitor is adjustable to tune the second frequency band.

예 3은 예 1 또는 예 2의 주제를 포함하는데, 위 튜닝 커패시터는 위 제2 주파수 대역을 요망되는 무선 로컬 영역 네트워크(Wireless Local Area Network: WLAN) 대역에 튜닝하기 위해 가변 커패시턴스를 갖는다.Example 3 includes the subject matter of Examples 1 or 2, wherein the tuning capacitor has a variable capacitance to tune the second frequency band to a desired Wireless Local Area Network (WLAN) band.

예 4는 예 1 내지 예 3 중 임의의 것의 주제를 포함하는데, 위 튜닝 커패시터는 위 제2 주파수 대역을 하위 무선 로컬 영역 네트워크(Wireless Local Area Network: WLAN) 대역에든 또는 상위 WLAN 대역에든 튜닝하기 위해 가변 커패시턴스를 갖는다.Example 4 includes the subject matter of any of Examples 1-3, wherein the tuning capacitor is configured to tune the second frequency band to either a lower Wireless Local Area Network (WLAN) band or an upper WLAN band. It has variable capacitance.

예 5는 예 1 내지 예 4 중 임의의 것의 주제를 포함하는데, 위 튜닝 커패시터는 위 한 쌍의 슬롯 중의 각각의 것의 단부에 인접하여 형성된다.Example 5 includes the subject matter of any of Examples 1-4, wherein the tuning capacitor is formed adjacent an end of each of the pair of slots.

예 6은 예 1 내지 예 5 중 임의의 것의 주제를 포함하는데, 위 한 쌍의 슬롯 중의 각각의 것은 L 형상으로 된다.Example 6 includes the subject matter of any of Examples 1-5, wherein each of the pair of slots is L-shaped.

예 7은 예 1 내지 예 6 중 임의의 것의 주제를 포함하는데, 위 한 쌍의 슬롯 중의 각각의 것은, 위 튜닝 커패시터가 인접하여 형성된 단부 및 연결 단부 간에 종적으로 연장되는 제1 슬롯 라인과, 위 연결 단부 및 나머지 단부 간에 횡적으로 연장되는 제2 슬롯 라인을 포함한다.Example 7 includes the subject matter of any of Examples 1-6, wherein each of the pair of slots comprises: a first slot line extending longitudinally between the connecting end and an end formed adjacently of the tuning capacitor; and a second slot line extending transversely between the connecting end and the remaining end.

예 8은 예 1 내지 예 7 중 임의의 것의 주제를 포함하는데, 위 표면의 위 하위 부분 상에 형성되고 위 방사체에 전기적으로 커플링된 급전라인을 더 포함하되, 위 한 쌍의 접지면 중의 각각의 것은 위 급전라인으로부터 각자의 갭(gap)에 의해 이격된다.Example 8 includes the subject matter of any of Examples 1-7, further comprising a feed line formed on an upper lower portion of the upper surface and electrically coupled to the upper radiator, each of the pair of ground planes of are spaced apart by respective gaps from the upper feed line.

예 9는 예 1 내지 예 8 중 임의의 것의 주제를 포함하는데, 위 한 쌍의 제2 공진기 중의 각각의 것은 한 쌍의 추가적인 커패시터 중의 각자의 것을 더 포함하되, 위 각각의 제2 공진기의 위 한 쌍의 슬롯 중의 하나의 슬롯은 위 튜닝 커패시터가 인접하여 형성된 제1 단부 및 위 각자의 추가적인 커패시터가 인접하여 형성된 제2 단부를 포함한다.Example 9 includes the subject matter of any of Examples 1-8, wherein each of the pair of second resonators further comprises a respective one of a pair of additional capacitors, wherein each of the pair of second resonators further comprises a respective one of the pair of additional capacitors. One slot of the pair of slots includes a first end formed adjacent the tuning capacitor and a second end formed adjacent the respective additional capacitor.

예 10은 예 8의 주제를 포함하는데, 위 한 쌍의 제2 공진기 중의 각각의 것은 위 각각의 제2 공진기의 위 한 쌍의 슬롯 중의 하나의 슬롯의 단부 및 위 각자의 갭 간에 추가적인 커패시터가 형성된다.Example 10 includes the subject matter of Example 8, wherein each of the pair of second resonators has an additional capacitor formed between an end of a slot of one of the pair of slots of each second resonator and the respective gap. do.

예 11은 예 10의 주제를 포함하는데, 위 추가적인 커패시터는 고정된 커패시턴스를 갖는다. Example 11 includes the subject matter of Example 10, wherein the additional capacitor has a fixed capacitance.

예 12는 예 1 내지 예 11 중 임의의 것의 주제를 포함하는데, 위 제1 주파수 대역은 고정된 와이맥스(WiMAX) 대역이다.Example 12 includes the subject matter of any of Examples 1-11, wherein the first frequency band is a fixed WiMAX band.

예 13은 예 1 내지 예 12 중 임의의 것의 주제를 포함하는데, 위 제1 공진기는 위 기판의 비유전율(relative permittivity) 및 위 제1 주파수 대역의 중심 주파수에 기반하여 정해진 유효 길이(effective length)를 갖는 슬롯 공진기를 포함한다.Example 13 includes the subject matter of any of Examples 1-12, wherein the first resonator has an effective length determined based on a relative permittivity of the substrate and a center frequency of the first frequency band. It includes a slot resonator having

예 14는 예 1 내지 예 13 중 임의의 것의 주제를 포함하는데, 위 제1 공진기는, 서로 평행한 한 쌍의 종적 슬롯 라인과, 위 한 쌍의 종적 슬롯 라인 간에 연장되는 횡적 슬롯 라인과, 서로 평행한 한 쌍의 추가적인 종적 슬롯 라인(위 한 쌍의 추가적인 종적 슬롯 라인 중의 각각의 것은 위 횡적 슬롯 라인을 관통하여 연장됨)과, 서로 평행한 한 쌍의 추가적인 횡적 슬롯 라인(위 한 쌍의 추가적인 횡적 슬롯 라인 중의 각각의 것은 위 한 쌍의 추가적인 종적 슬롯 라인 중의 하나의 추가적인 종적 슬롯 라인의 각자의 단부 및 위 한 쌍의 추가적인 종적 슬롯 라인 중의 다른 추가적인 종적 슬롯 라인의 각자의 단부 간에 연장됨)을 포함한다.Example 14 includes the subject matter of any of Examples 1-13, wherein the first resonator comprises a pair of longitudinal slot lines parallel to each other and a transverse slot line extending between the pair of longitudinal slot lines; A pair of additional longitudinal slot lines parallel to each other (each one of the pair of additional longitudinal slot lines extending through the transverse slot line) and a pair of additional transverse slot lines parallel to each other (a pair of additional transverse slot lines extending therethrough) each one of the slot lines extends between a respective end of one additional longitudinal slot line of the pair of additional longitudinal slot lines and a respective end of another additional longitudinal slot line of the pair of additional longitudinal slot lines) .

예 15는 예 1 내지 예 14 중 임의의 것의 주제를 포함하는데, 위 방사체는 위 제1 공진기를 둘러싼 하향 반원 부분을 포함하고, 위 한 쌍의 접지면 중의 각각의 것은 직사각형 시트(sheet)와, 위 직사각형 시트의 상위 부분적 에지(edge)로부터 위 하향 반원 부분을 향해 연장되는 직사각형 돌출부(protrusion)을 포함하고, 위 한 쌍의 슬롯 중의 각각의 슬롯은 위 직사각형 시트 내로 연장되는 종적 슬롯 라인과, 위 직사각형 돌출부 내에서 연장되는 횡적 슬롯 라인을 포함한다.Example 15 includes the subject matter of any of Examples 1-14, wherein the radiator comprises a downwardly semicircular portion surrounding the first resonator, each of the pair of ground planes comprising: a rectangular sheet; a rectangular protrusion extending from an upper partial edge of the upper rectangular sheet toward an upper downward semicircular portion, each one of the pair of slots having a longitudinal slot line extending into the upper rectangular sheet; and a transverse slot line extending within the rectangular projection.

예 16에서, 무선 통신 장치는 예 1 내지 예 15 중 임의의 것의 UWB 안테나를 포함한다.In Example 16, the wireless communication apparatus includes the UWB antenna of any of Examples 1-15.

예 17은 예 16의 주제를 포함하는데, 위 무선 통신 장치는 오버레이(overlay) 기반의 인지 무선(Cognitive Radio: CR) 통신을 수행한다.Example 17 includes the subject matter of Example 16, wherein the wireless communication device performs overlay-based cognitive radio (CR) communication.

이상의 설명은 상세하게 몇몇 예를 예시하고 기술하기 위해 제시되었다. 본 개시의 범위에서 벗어나지 않고서 위의 교시에 비추어 많은 수정 및 변형이 가능함을 당업자는 응당 이해할 것이다. 다양한 예에서, 전술된 기법이 상이한 순서로 수행되고/거나, 전술된 시스템, 아키텍처, 디바이스, 회로 및 유사한 것의 컴포넌트 중 일부가 상이한 방식으로 결합 또는 조합되거나, 다른 컴포넌트 또는 이의 균등물에 의해 대치 또는 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.The foregoing description has been presented to illustrate and describe some examples in detail. It will be appreciated by those skilled in the art that many modifications and variations are possible in light of the above teachings without departing from the scope of the present disclosure. In various instances, the techniques described above are performed in a different order, and/or some of the components of the systems, architectures, devices, circuits and the like described above are combined or combined in different ways, replaced by other components or equivalents thereof, or Appropriate results can be achieved even if substituted.

그러므로, 본 개시의 범위는 개시된 그 형태에 한정되어서는 안 되며, 후술하는 청구항 및 이의 균등물에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present disclosure should not be limited to the form disclosed, but should be defined by the following claims and their equivalents.

100: 초광대역 안테나
110: 기판
120: 방사체
130: 제1 공진기
140-1, 140-2: 접지면
150-1, 150-2: 제2 공진기
100: ultra-wideband antenna
110: substrate
120: emitter
130: first resonator
140-1, 140-2: ground plane
150-1, 150-2: second resonator

Claims (12)

초광대역(Ultra Wide Band: UWB) 안테나로서,
기판과,
UWB 무선 신호를 송수신하도록 상기 기판의 표면의 상위 부분 상에 형성된 방사체와,
상기 표면의 하위 부분 상에 형성되고 서로 분리된 한 쌍의 접지면과,
제1 주파수 대역을 저지하도록 상기 표면의 상기 상위 부분 상에 형성되고 상기 방사체에 의해 둘러싸인 제1 공진기와,
제2 주파수 대역을 저지하도록 상기 표면의 상기 하위 부분 상에 형성되고 상기 한 쌍의 접지면에 의해 각각 둘러싸인 한 쌍의 제2 공진기를 포함하되, 상기 한 쌍의 제2 공진기 중의 각각의 것은,
서로 평행한 한 쌍의 슬롯과,
상기 한 쌍의 슬롯 중의 양자 모두에 인접하여 형성된 튜닝 커패시터(tuning capacitor)를 포함하고, 상기 한 쌍의 슬롯 중의 각각의 것은,
상기 튜닝 커패시터가 인접하여 형성된 단부 및 연결 단부 간에 종적으로 연장되는 제1 슬롯 라인과,
상기 연결 단부 및 나머지 단부 간에 횡적으로 연장되는 제2 슬롯 라인을 포함하는,
UWB 안테나.
An Ultra Wide Band (UWB) antenna comprising:
board and
a radiator formed on an upper portion of the surface of the substrate to transmit and receive UWB radio signals;
a pair of ground planes formed on a lower portion of the surface and separated from each other;
a first resonator formed on the upper portion of the surface to block a first frequency band and surrounded by the radiator;
a pair of second resonators formed on the lower portion of the surface to reject a second frequency band and each surrounded by the pair of ground planes, each of the pair of second resonators comprising:
a pair of slots parallel to each other;
a tuning capacitor formed adjacent to both of the pair of slots, each of the pair of slots comprising:
a first slot line extending longitudinally between the connecting end and the adjacently formed end of the tuning capacitor;
a second slot line extending transversely between the connecting end and the other end;
UWB antenna.
제1항에 있어서,
상기 튜닝 커패시터는 상기 제2 주파수 대역을 튜닝하기 위해 조절가능한,
UWB 안테나.
The method of claim 1,
the tuning capacitor is adjustable to tune the second frequency band;
UWB antenna.
제1항에 있어서,
상기 튜닝 커패시터는 상기 제2 주파수 대역을 하위 무선 로컬 영역 네트워크(Wireless Local Area Network: WLAN) 대역에든 또는 상위 WLAN 대역에든 튜닝하기 위해 가변 커패시턴스를 갖는,
UWB 안테나.
According to claim 1,
the tuning capacitor has a variable capacitance to tune the second frequency band to either a lower Wireless Local Area Network (WLAN) band or an upper WLAN band;
UWB antenna.
제1항에 있어서,
상기 튜닝 커패시터는 상기 한 쌍의 슬롯 중의 각각의 것의 단부에 인접하여 형성된,
UWB 안테나.
The method of claim 1,
wherein the tuning capacitor is formed adjacent an end of each of the pair of slots;
UWB antenna.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 표면의 상기 하위 부분 상에 형성되고 상기 방사체에 전기적으로 커플링된 급전라인을 더 포함하되, 상기 한 쌍의 접지면 중의 각각의 것은 상기 급전라인으로부터 각자의 갭(gap)에 의해 이격된,
UWB 안테나.
The method of claim 1,
a feed line formed on the lower portion of the surface and electrically coupled to the radiator, wherein each of the pair of ground planes is spaced from the feed line by a respective gap;
UWB antenna.
제6항에 있어서,
상기 한 쌍의 제2 공진기 중의 각각의 것은 상기 각각의 제2 공진기의 상기 한 쌍의 슬롯 중의 하나의 슬롯의 단부 및 상기 각자의 갭 간에 형성된 추가적인 커패시터를 더 포함하는,
UWB 안테나.
7. The method of claim 6,
each of the pair of second resonators further comprising an additional capacitor formed between the respective gap and an end of one of the pair of slots of the respective second resonator.
UWB antenna.
제7항에 있어서,
상기 추가적인 커패시터는 고정된 커패시턴스를 갖는,
UWB 안테나.
8. The method of claim 7,
wherein the additional capacitor has a fixed capacitance;
UWB antenna.
제1항에 있어서,
상기 제1 주파수 대역은 고정된 와이맥스(WiMAX) 대역인,
UWB 안테나.
The method of claim 1,
The first frequency band is a fixed WiMAX (WiMAX) band,
UWB antenna.
제1항에 있어서,
상기 제1 공진기는,
서로 평행한 한 쌍의 종적 슬롯 라인과,
상기 한 쌍의 종적 슬롯 라인 간에 연장되는 횡적 슬롯 라인과,
서로 평행한 한 쌍의 추가적인 종적 슬롯 라인 - 상기 한 쌍의 추가적인 종적 슬롯 라인 중의 각각의 것은 상기 횡적 슬롯 라인을 관통하여 연장됨 - 과,
서로 평행한 한 쌍의 추가적인 횡적 슬롯 라인 - 상기 한 쌍의 추가적인 횡적 슬롯 라인 중의 각각의 것은 상기 한 쌍의 추가적인 종적 슬롯 라인 중의 하나의 추가적인 종적 슬롯 라인의 각자의 단부 및 상기 한 쌍의 추가적인 종적 슬롯 라인 중의 다른 추가적인 종적 슬롯 라인의 각자의 단부 간에 연장됨 - 을 포함하는,
UWB 안테나.
The method of claim 1,
The first resonator is
a pair of vertical slot lines parallel to each other;
a horizontal slot line extending between the pair of vertical slot lines;
a pair of additional longitudinal slot lines parallel to each other, each one of the pair of additional longitudinal slot lines extending through the transverse slot line;
a pair of additional transverse slot lines parallel to each other, each of the pair of additional transverse slot lines having a respective end of one additional longitudinal slot line of the pair of additional longitudinal slot lines and the pair of additional longitudinal slot lines extending between respective ends of other additional longitudinal slot lines in the line;
UWB antenna.
제1항에 있어서,
상기 방사체는 상기 제1 공진기를 둘러싼 하향 반원 부분을 포함하고, 상기 한 쌍의 접지면 중의 각각의 것은 직사각형 시트(sheet)와, 상기 직사각형 시트의 상위 부분적 에지(edge)로부터 상기 하향 반원 부분을 향해 연장되는 직사각형 돌출부(protrusion)을 포함하고, 상기 한 쌍의 슬롯 중의 각각의 슬롯은 상기 직사각형 시트 내로 연장되는 종적 슬롯 라인과, 상기 직사각형 돌출부 내에서 연장되는 횡적 슬롯 라인을 포함하는,
UWB 안테나.
According to claim 1,
The radiator includes a downwardly semicircular portion surrounding the first resonator, each of the pair of ground planes having a rectangular sheet, and from an upper partial edge of the rectangular sheet toward the downwardly semicircular portion a rectangular protrusion extending therein, each slot of the pair of slots comprising a longitudinal slot line extending into the rectangular sheet and a transverse slot line extending within the rectangular sheet;
UWB antenna.
제1항 내지 제4항 및 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 UWB 안테나를 포함하는 무선 통신 장치.12. A wireless communication device comprising the UWB antenna according to any one of claims 1 to 4 and 6 to 11.
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