KR102463269B1 - 안테나 장치 및 단말기 - Google Patents

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Abstract

본 출원은 안테나 장치와 단말기를 제공한다. 안테나 장치는 접지판, 방사체, 및 신호원(signal source)을 포함한다. 여기서, 방사체는 접지판 상에 배치되고, 신호원은 방사체에 제1 주파수 대역의 전자기파 신호를 공급하도록 구성되며, 접지판 상에는 제1 슬롯과 제2 슬롯이 배치되고, 제1 슬롯과 제2 슬롯은 모두 닫힌 슬롯이고 방사체를 둘러싸며, 제1 주파수 대역의 전자기파 신호에 의해 생성된 전류가 제1 슬롯과 제2 슬롯의 내부와 그 주위에 제한될 수 있도록 제1 슬롯과 제2 슬롯은 접지판 상의 전류 분포를 억제하는 데 사용된다. 방사체를 둘러싸는 제1 슬롯과 제2 슬롯은 전류가 접지판의 가장자리로 흐르지 않도록 배치되고, 방사체의 최대 방사 방향이 수평면을 향해 이동할 수 있도록, 전류는 제1 슬롯과 제2 슬롯의 내부와 그 주위에 제한되어 방사체의 방사 패턴을 변화시킨다. 이로 인해 방사체의 수평면 이득이 개선된다.

Description

안테나 장치 및 단말기
본 발명은 통신 안테나 기술 분야에 관한 것으로, 상세하게는 안테나 장치 및 단말기에 관한 것이다.
개인 이동 통신 단말기와 달리, 차량 탑재형 통신 단말기 제품의 경우, 안테나의 수평면 이득 인덱스가 차량 탑재형 안테나를 측정하는 주요 인덱스이다. 알려진 모노폴 안테나 솔루션에서, 플로어(floor)의 크기가 무한대일 때, 안테나의 최대 방사 방향이 플로어 평면(이하, 수평면이라 함)에 있다. 실제 적용에서, 플로어의 크기가 무한대일 수 없고, 따라서 안테나의 최대 방사 방향이 기울어지고, 수평면 상의 이득이 무한 플로어의 이득보다 나쁘다.
본 출원의 실시예는 안테나의 방사 패턴을 개선하고 수평면 이득을 높이기 위한 안테나 장치를 제공한다.
제1 양태에 따르면, 본 출원의 실시예는 안테나 장치를 제공한다. 상기 안테나 장치는 접지판, 방사체, 및 신호원(signal source)을 포함한다. 여기서, 상기 방사체는 상기 접지판 상에 배치되고, 상기 신호원은 상기 방사체에 제1 주파수 대역의 전자기파 신호를 공급하도록 구성되며, 상기 접지판 상에는 제1 슬롯과 제2 슬롯이 배치되고, 상기 제1 슬롯과 상기 제2 슬롯은 모두 닫힌 슬롯(closed slot)이고 상기 방사체를 둘러싸며, 상기 제1 주파수 대역의 전자기파 신호에 의해 생성된 전류가 상기 제1 슬롯과 상기 제2 슬롯의 내부와 그 주위에 제한될 수 있도록, 상기 제1 슬롯과 상기 제2 슬롯은 상기 접지판 상의 전류 분포를 억제하는 데 사용된다.
상기 방사체를 둘러싸는 상기 제1 슬롯과 상기 제2 슬롯은 상기 접지판의 가장자리로 전류가 흐르지 않도록 배치되고, 상기 방사체의 최대 방사 방향이 수평면 쪽으로 이동할 수 있도록, 상기 전류는 상기 제1 슬롯과 상기 제2 슬롯의 내부와 그 주위로 제한되어 상기 방사체의 방사 패턴을 변화시킨다. 이로 인해 상기 방사체의 수평면 이득이 개선된다.
상기 제1 슬롯과 상기 제2 슬롯은 상기 방사체와 상기 접지판 사이의 조인트(joint)를 중심으로 하여 대칭적으로 배치된다. 상기 방사체 주위의 모든 방향으로의 안테나의 방사 패턴의 모양이 거의 동일할 수 있도록, 대칭적으로 중심을 이루는 상기 제1 슬롯과 상기 제2 슬롯은 거의 동일한 전류 분포가 상기 방사체 주위의 상기 접지판 상에 생성될 수 있게 한다.
상기 방사체에서 상기 제1 슬롯까지의 방사 거리가 0.2×λ1 ~ 0.3×λ1이고, λ1은 상기 제1 주파수 대역의 전자기파 신호의 파장이다. 상기 제1 슬롯과 상기 방사체 사이의 거리가 0.2×λ1 ~ 0.3×λ1로 설정되고, 상기 방사체에서 상기 제1 슬롯으로 전류가 흐른다. 상기 전류가 0.x×λ1 ~ 0.3×λ1의 거리를 통해 흐를 때, 상기 제1 주파수 대역의 전자기파 신호의 전류가 상기 경로를 통해 흐른 후 상기 제1 슬롯에서 공진이 생성되고, 상기 전류가 상기 제1 슬롯의 내부와 그 주위에 제한될 수 있도록, 상기 전류가 상대적으로 약하고, 전기장이 상대적으로 강하며, 공진이 생성되고, 상기 전류가 상기 제1 슬롯의 내부와 그 주위에 제한된다.
상기 제1 슬롯은 원호 형상이고, 상기 제1 슬롯의 내측과 상기 방사체의 중심 사이의 거리가 제1 반지름이며, 상기 제1 반지름은 0.25×λ1이다. 상기 제1 주파수 대역의 전자기파 신호의 전류가 상기 경로를 통해 흐른 후 상기 제1 슬롯에서 공진이 생성될 수 있도록, 상기 제1 반지름은 0.25×λ1이다. 0.25×λ1에서, 상기 전류가 가장 작고, 상기 전기장이 가장 강하며, 공진 효과가 최상이기 때문에, 상기 전류가 상기 제1 슬롯의 내부와 그 주위에 제한된다.
원주 방향으로 연장되는 상기 제1 슬롯의 길이가 제1 전기적 길이이고, 상기 제1 전기적 길이는 0.5×λ1이다. 상기 제1 주파수 대역의 전자기파 신호의 전류가 상기 제1 슬롯으로 흐를 때 상기 제1 슬롯에서 공진이 생성될 수 있도록, 상기 제1 전기적 길이는 0.5×λ1로 설정된다.
상기 제1 슬롯의 방사 방향 길이가 제1 폭이고, 상기 제1 폭은 0.05×λ1이며, 상기 제1 주파수 대역은 5.9 GHz이다. 상기 안테나의 동작 주파수 대역 범위를 만족하는 상기 제1 주파수 대역(5.9 GHz)을 얻기 위해, 상기 제1 폭은 0.05×λ1로 설정된다.
일 실시예에서, 상기 신호원은 추가적으로 상기 방사체에 제2 주파수 대역의 전자기파 신호를 공급하도록 구성되고, 상기 제2 주파수 대역은 상기 제1 주파수 대역보다 낮으며, 상기 안테나 장치는 상기 제1 슬롯과 상기 제2 슬롯의 주변에 위치하는 제3 슬롯과 제4 슬롯을 더 포함하고, 상기 제3 슬롯과 상기 제4 슬롯은 모두 닫힌 슬롯이며, 상기 제2 주파수 대역의 전자기파 신호에 의해 생성된 전류가 상기 제3 슬롯과 상기 제4 슬롯의 내부와 그 주위에 제한될 수 있도록, 상기 제3 슬롯과 상기 제4 슬롯은 상기 접지판 상의 전류 분포를 억제하는 데 사용된다.
상기 안테나 장치가 상기 제2 주파수 대역의 전자기파 신호를 방사하게끔 추가로 구성될 수 있도록, 상기 신호원은 상기 제2 주파수 대역의 전자기파 신호를 공급하고, 상기 안테나 장치가 다중 주파수 단말기에 사용될 수 있다. 또한, 상기 제2 주파수 대역의 전자기파 신호의 수평면 이득이 개선될 수 있도록, 상기 제2 주파수 대역의 전자기파 신호에 의해 생성된 상기 전류가 상기 제3 슬롯과 상기 제4 슬롯에 제한된다.
상기 제3 슬롯과 상기 제4 슬롯은 상기 방사체와 상기 접지판 사이의 상기 조인트를 중심으로 하여 대칭적으로 배치된다. 상기 방사체 주위의 모든 방향으로의 상기 안테나의 방사 패턴의 모양이 거의 동일할 수 있도록, 대칭적으로 중심을 이루는 상기 제3 슬롯과 상기 제4 슬롯은 거의 동일한 전류 분포가 상기 방사체 주위의 상기 접지판 상에 생성될 수 있게 한다.
상기 방사체에서 상기 제3 슬롯까지의 방사 거리가 0.2×λ2 ~ 0.3×λ2이고, λ2는 상기 제2 주파수 대역의 전자기파 신호의 파장이다. 상기 제3 슬롯과 상기 방사체 사이의 상기 거리가 0.2×λ2 ~ 0.3×λ2로 설정되고, 상기 방사체에서 제3 슬롯으로 전류가 흐른다. 0.2×λ2 ~ 0.3×λ2의 거리를 통해 흐를 때, 상기 제2 주파수 대역의 전자기파 신호의 전류가 상기 경로를 통해 흐른 후 상기 제3 슬롯에서 공진이 생성되고, 상기 전류가 상기 제3 슬롯의 내부와 그 주위에 제한될 수 있도록, 상기 전류가 상대적으로 약하고, 전기장이 상대적으로 강하며, 공진이 생성되고, 상기 전류가 상기 제3 슬롯의 내부와 그 주위에 제한된다.
상기 제3 슬롯은 원호 형상이고, 상기 제3 슬롯의 내측과 상기 방사체의 중심 사이의 거리가 제2 반지름이며, 상기 제2 반지름은 0.25×λ2이다. 상기 제2 주파수 대역의 전자기파 신호의 전류가 상기 경로를 통해 흐른 후 상기 제3 슬롯에서 공진이 생성될 수 있도록, 상기 제2 반지름이 0.25×λ2이다. 0.25×λ2에서, 상기 전류가 가장 작고, 상기 전기장이 가장 강하며, 공진 효과가 최상이기 때문에, 상기 전류가 상기 제3 슬롯의 내부와 그 주위에 제한된다.
상기 원주 방향으로 연장되는 상기 제3 슬롯의 길이가 제2 전기적 길이이고, 상기 제2 전기적 길이는 0.5×λ2이다. 상기 제2 주파수 대역의 전자기파 신호의 전류가 상기 제3 슬롯으로 흐를 때 상기 제3 슬롯에서 공진이 생성될 수 있도록, 상기 제2 전기적 길이는 0.5×λ2로 설정된다.
상기 제3 슬롯의 방사방향 길이가 제2 폭이고, 상기 제2 폭은 제1 폭과 동일하며, 상기 제2 주파수 대역이 2.45 GHz이다. 상기 안테나의 동작 주파수 대역 범위를 만족하는 상기 제2 주파수 대역(2.45 GHz)을 얻기 위해, 상기 제1 폭과 상기 제2 폭은 동일하게 설정된다.
제2 양태에 따르면, 본 출원의 실시예는 안테나 장치를 제공한다. 상기 안테나 장치는 접지판, 방사체, 신호원(signal source), 제1 필터, 및 제2 필터를 포함하고, 상기 방사체는 상기 접지판 상에 배치되며, 상기 신호원은 상기 방사체에 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역의 전자기파 신호를 공급하도록 구성되고, 상기 제2 주파수 대역이 상기 제1 주파수 대역보다 낮으며; 상기 접지판 상에는 제3 슬롯과 제4 슬롯이 배치되고, 상기 제3 슬롯과 상기 제4 슬롯은 모두 닫힌 슬롯(closed slot)이고 상기 방사체를 둘러싸며; 상기 제1 필터는 상기 제3 슬롯에 배치되어 상기 제3 슬롯을 2개의 슬롯으로 분할하고, 상기 제2 필터는 상기 제4 슬롯에 배치되어 상기 제4 슬롯을 2개의 슬롯으로 분할하며; 상기 제1 주파수 대역과 상기 제2 주파수 대역의 전자기파 신호에 의해 생성된 전류가 상기 제3 슬롯과 상기 제4 슬롯의 내부와 그 주위에 제한될 수 있도록, 상기 제1 필터와 상기 제2 필터는 상기 제3 슬롯과 상기 제4 슬롯으로 하여금 서로 다른 2개의 전기적 길이를 각각 형성할 수 있게 한다.
상기 방사체를 둘러싸는 상기 제3 슬롯과 상기 제4 슬롯은 상기 접지판의 가장자리로 전류가 흐르지 않도록 배치된다. 서로 다른 상기 제3 슬롯에는 2개의 전기적 길이가 생성되고, 서로 다른 2개의 전기적 길이가 상기 제4 슬롯에 생성될 수 있도록, 상기 제1 필터와 상기 제2 필터가 배치된다. 따라서, 상기 방사체는 2개의 모드(제1 주파수 대역과 상기 제2 주파수 대역)에서 공진을 생성하여 다중 주파수 통신 요구사항을 만족한다. 또한, 상기 전류가 상기 제3 슬롯과 상기 제4 슬롯에 제한되기 때문에, 상기 제1 주파수 대역과 상기 제2 주파수 대역의 전자기파 신호의 수평면 이득이 증가한다.
상기 제2 주파수 대역의 전자기파 신호의 전기적 길이가 상기 제1 주파수 대역의 전자기파 신호의 전기적 길이보다 클 수 있도록, 상기 제1 필터와 상기 제2 필터는 모두 인덕터와 커패시터가 직렬로 연결된 대역 통과 필터이고, 상기 제2 주파수 대역의 전자기파 신호에 의해 생성된 상기 전류로 하여금 상기 제1 주파수 대역의 전자기파 신호에 의해 생성된 상기 전류를 통과시키고 차단할 수 있게 한다. 상기 제3 슬롯에는 2개의 전기적 길이가 생성되고, 상기 제4 슬롯에는 2개의 전기적 길이가 생성되며, 상기 전체 제3 슬롯은 더 낮은 주파수를 갖는 상기 제2 주파수 대역의 전기적 길이이고, 상기 제3 슬롯의 일부가 더 높은 주파수를 갖는 상기 제1 주파수 대역의 전기적 길이일 수 있도록, 상기 제1 필터와 상기 제2 필터는 상기 대역 통과 필터로서 배치된다. 상기 제1 필터의 차단 효과로 인해 전류가 상기 다른 부분을 통해 흐르지 않기 때문에, 상기 다른 부분은 상기 제1 주파수 대역의 전자기파 신호를 제한하는 데 사용되지 않는다.
상기 제3 슬롯에 배치된 상기 제1 필터의 구체적인 위치와 상기 제4 슬롯에 배치된 상기 제2 필터의 구체적인 위치가 상기 제1 주파수 대역의 전자기파 신호의 파장(λ1)과 관련되어 있다. 상기 제1 필터는 상기 제3 슬롯의 종단점에서 떨어져 0.5×λ1에 배치되고, 상기 제2 필터는 상기 제4 슬롯의 종단점에서 떨어져 0.5×λ1에 배치된다. 전술한 설정을 통해, 0.5×λ1은 상기 제1 주파수 대역의 전자기파 신호의 제1 전기적 길이이고, 0.5×λ2는 상기 제2 주파수 대역의 전자기파 신호의 제2 전기적 길이이다. 여기서, λ1은 상기 제1 주파수 대역의 전자기파 신호의 파장이고, λ2는 상기 제2 주파수 대역의 전자기파 신호의 파장이다.
상기 제3 슬롯과 상기 제4 슬롯은 상기 방사체와 상기 접지판 사이의 조인트를 중심으로 하여 대칭적으로 배치된다. 상기 방사체 주위의 모든 방향으로의 안테나의 방사 패턴의 모양이 거의 동일할 수 있도록, 대칭적으로 중심을 이루는 상기 제3 슬롯과 상기 제4 슬롯은 거의 동일한 전류 분포가 상기 방사체 주위의 상기 접지판 상에 생성되게 할 수 있다.
상기 방사체에서 상기 제3 슬롯까지의 방사 거리가 0.2×λ2 ~ 0.3×λ2이고, λ2는 상기 제2 주파수 대역의 전자기파 신호의 파장이다. 상기 제3 슬롯과 상기 방사체 사이의 상기 거리가 0.2×λ2 ~ 0.3×λ2로 설정되고, 상기 방사체에서 상기 제3 슬롯으로 전류가 흐른다. 0.2×λ2 ~ 0.3×λ2의 거리를 통해 흐를 때, 상기 제1 주파수 대역과 상기 제2 주파수 대역의 상기 전자기파 신호의 전류가 상기 경로를 통해 흐른 후 상기 제3 슬롯에서 공진이 생성되고, 상기 전류가 상기 제3 슬롯의 내부와 그 주위에 제한될 수 있도록, 상기 전류가 상대적으로 약하고, 전기장이 상대적으로 강하며, 공진이 생성되고, 상기 전류는 상기 제3 슬롯의 내부와 그 주위에 제한된다.
상기 제3 슬롯은 원호 형상이고, 상기 제3 슬롯의 내측과 상기 방사체의 중심 사이의 거리가 제1 반지름이고, 상기 제1 반지름은 0.25×λ2이다. 상기 제1 주파수 대역의 전자기파 신호의 전류가 상기 경로를 통해 흐른 후 상기 제3 슬롯에서 공진이 생성될 수 있도록, 상기 제1 반지름이 0.25×λ2이다. 0.25×λ2에서, 상기 전류가 가장 작고, 상기 전기장이 가장 강하며, 공진 효과가 최상이기 때문에, 상기 전류가 상기 제3 슬롯의 내부와 그 주위에 제한된다.
원주 방향으로 연장되는 상기 제3 슬롯의 길이가 제1 전기적 길이이고, 상기 제1 전기적 길이는 0.5×λ2이다. 상기 제2 주파수 대역의 전자기파 신호의 전류가 상기 제3 슬롯으로 흐를 때 상기 제3 슬롯에서 공진이 생성도될 수 있도록, 상기 제1 전기적 길이는 0.5×λ2로 설정된다.
상기 제3 슬롯의 방사방향 길이가 제1 폭이고, 상기 제1 폭은 0.05×λ1이며, λ1은 상기 제1 주파수 대역의 전자기파 신호의 파장이고, 상기 제1 주파수 대역이 5.9 GHz이며, 상기 제2 주파수 대역이 2.45 GHz이다. 상기 안테나의 동작 주파수 대역 범위를 만족하는 상기 제1 주파수 대역(5.9 GHz)과 상기 제2 주파수 대역(2.45 GHz)을 얻기 위해, 상기 제1 폭은 0.05×λ1로 설정된다.
제3 양태에 따르면, 본 출원의 실시예는 단말기를 제공한다. 상기 단말기는 PCB 보드와 안테나 장치를 포함한다. 여기서, 상기 안테나 장치의 방사체가 상기 PCB 보드 상에 배치되고, 상기 접지판은 상기 PCB 보드의 일부이며, 급전(feeding)용으로 구성된 상기 신호원이 상기 PCB 보드 상에 배치되고, 상기 신호원은 상기 방사체에 전력을 공급한다.
본 출원의 실시예 또는 종래 기술의 기술적 해결책을 더 명확하게 설명하기 위해, 이하에서는 이러한 실시예 또는 종래 기술을 설명하는 데 필요한 첨부 도면을 간략하게 설명한다. 다음의 설명에서 첨부 도면은 본 발명의 일부 실시예를 나타낼 뿐이며, 당업자라면 창의적인 노력없이 이러한 첨부 도면으로부터 다른 도면을 여전히 도출할 수 있음이 명백하다.
도 1a는 일 실시예에 따른 단말기의 개략적인 구조도이다.
도 1b는 도 1a의 단말기의 안테나 장치의 개략적인 구조도이다.
도 2a는 일 실시예에 따른 안테나 장치의 개략적인 구조도이다.
도 2b는 도 2a의 A를 부분적으로 확대한 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2c는 일 실시예에 따른 안테나 장치의 반사 손실(S11)을 개략적으로 나타낸 시뮬레이션도이다.
도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯이 있기 전과 후에 접지판 상의 전류 분포를 개략적으로 나타낸 시뮬레이션도이다. 여기서, 왼쪽 그림은 슬롯이 없는 접지판 상의 전류 분포의 시뮬레이션 결과를 나타내고, 오른쪽 그림은 슬롯이 있는 접지판 상의 전류 분포의 시뮬레이션 결과를 나타낸다.
도 2e 내지 도 2g는 일 실시예에 따른 슬롯이 없는 안테나 장치의 시뮬레이션 지향성 다이어그램이다. 여기서, 도 2e는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 평면도이고, 도 2f는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이며, 도 2g는 (도 2f의 시야각에 수직인) 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이다.
도 2h 내지 도 2j는 일 실시예에 따른 슬롯이 있는 안테나 장치의 시뮬레이션 지향성 다이어그램이다. 여기서, 도 2h는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 평면도이고, 도 2i는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이며, 도 2j는 (도 2i의 시야각에 수직인) 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이다.
도 2k는 일 실시예에 따른 슬롯이 있기 전과 후에 안테나 장치의 수평면 이득을 개략적으로 나타낸 비교도이다.
도 3a는 신호원과 정합 회로가 생략되어 있는, 다른 실시예에 따른 안테나 장치의 개략적인 구조도이다.
도 3b는 도 3a의 A를 부분적으로 확대한 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3c는 다른 실시예에 따른 안테나 장치의 반사 손실(S11)의 개략적인 시뮬레이션도이다.
도 3d는 또 다른 실시예에 따른 슬롯이 없는 접지판 상의 전류 분포를 개략적으로 나타낸 시뮬레이션도이다. 여기서, 왼쪽 그림은 2.45GHz 모드의 슬롯이 없는 접지판 상의 전류 분포의 시뮬레이션 결과이고, 오른쪽 그림은 5.9GHz 모드의 슬롯이 없는 접지판 상의 전류 분포의 시뮬레이션 결과이다.
도 3e는 또 다른 실시예에 따른 슬롯이 있는 접지판 상의 전류 분포의 개략적인 시뮬레이션도이다. 여기서, 왼쪽 그림은 2.45GHz 모드의 슬롯이 있는 접지판 상의 전류 분포의 시뮬레이션 결과이고, 오른쪽 그림은 5.9GHz 모드의 슬롯이 있는 접지판 상의 전류 분포의 시뮬레이션 결과이다.
도 3f 내지 도 3h는 또 다른 실시예에 따른 2.45GHz 모드의 슬롯이 없는 안테나 장치의 시뮬레이션 지향성 다이어그램이다. 여기서, 도 3f는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 평면도이고, 도 3g는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이며, 도 3h는 (도 3g의 시야각에 수직인) 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이다.
도 3i 내지 도 3k는 또 다른 실시예에 따른 5.9GHz 모드의 슬롯이 없는 안테나 장치의 시뮬레이션 지향성 다이어그램이다. 여기서, 도 3i는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 평면도이고, 도 3j는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이며, 도 3k는 (도 3j의 시야각에 수직인) 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이다.
도 3l 내지 도 3n은 또 다른 실시예에 따른 2.45GHz 모드의 슬롯이 있는 안테나 장치의 시뮬레이션 지향성 다이어그램이다. 여기서, 도 3l은 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 평면도이고, 도 3m은 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이며, 도 3n은 (도 3m의 시야각에 수직인) 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이다.
도 3o 내지 도 3q는 또 다른 실시예에 따른 5.9GHz 모드의 슬롯이 있는 안테나 장치의 시뮬레이션 지향성 다이어그램이다. 여기서, 도 3o는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 평면도이고, 도 3p는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이며, 도 3q는 (도 3p의 시야각에 수직인) 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이다.
도 3r는 또 다른 실시예에 따른 2.45GHz 모드와 5.9GHz 모드 각각의 슬롯이 있기 전과 후에 안테나 장치의 수평면 이득을 개략적으로 나타낸 비교도이다.
도 4a는 또 다른 실시예에 따른 안테나 장치의 개략적인 구조도이다.
도 4b는 도 4a의 A를 부분적으로 확대한 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4c는 또 다른 실시예에 따른 안테나 장치의 반사 손실(S11)의 개략적인 시뮬레이션도이다.
도 4d는 또 다른 실시예에 따른 슬롯이 없는 접지판 상의 전류 분포를 개략적으로 나타낸 시뮬레이션도이다. 여기서, 왼쪽 그림은 2.45GHz 모드의 슬롯이 없는 접지판 상의 전류 분포의 시뮬레이션 결과이고, 오른쪽 그림은 5.9GHz 모드의 슬롯이 없는 접지판 상의 전류 분포의 시뮬레이션 결과이다.
도 4e는 또 다른 실시예에 따른 슬롯이 있는 접지판 상의 전류 분포를 개략적으로 나타낸 시뮬레이션도이다. 여기서, 왼쪽 그림은 2.45GHz 모드의 슬롯이 있는 접지판 상의 전류 분포의 시뮬레이션 결과이고, 오른쪽 그림은 5.9GHz 모드의 슬롯이 있는 접지판 상의 전류 분포의 시뮬레이션 결과이다.
도 4f 내지 도 4h는 또 다른 실시예에 따른 2.45GHz 모드의 슬롯이 없는 안테나 장치의 시뮬레이션 지향성 다이어그램이다. 여기서, 도 4f는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 평면도이고, 도 4g는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이며, 도 4h는 (도 4g의 시야각에 수직인) 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이다.
도 4i 내지 도 4j는 또 다른 실시예에 따른 5.9GHz 모드의 슬롯이 없는 안테나 장치의 시뮬레이션 지향성 다이어그램이다. 여기서, 도 4i는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 평면도이고, 도 4j는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이며, 도 4k는 (도 4j의 시야각에 수직인) 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이다.
도 4l 내지 도 4n은 또 다른 실시예에 따른 2.45GHz 모드의 슬롯이 있는, 필터가 추가된 안테나 장치의 시뮬레이션 지향성 다이어그램이다. 여기서, 도 4l은 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 평면도이고, 도 4m은 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이며, 도 4n은 (도 4m의 시야각에 수직인) 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이다.
도 4o 내지 도 4q는 또 다른 실시예에 따른 5.9GHz 모드의 슬롯이 있는, 필터가 추가된 안테나 장치의 시뮬레이션 지향성 다이어그램이다. 여기서, 도 4o는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 평면도이고, 도 4p는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이며, 도 4q는 (도 4p의 시야각에 수직인) 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이다.
도 4r은 2.45 GHz 모드와 5.9GHz 모드 각각의 슬롯이 있기 전과 후에 필터가 추가된 안테나 장치의 수평면 이득을 개략적으로 나타낸 비교도이다.
도 1a와 도 1b를 참조하면, 본 출원의 실시예는 단말기를 제공한다.
단말기는 자동차나 비행기와 같은 이동식 운송 차량일 수 있다. 단말기의 무선 통신 효과가 더 나을 수 있도록, 단말기의 안테나 장치의 수평면 이득이 개선된다. 예를 들어, 단말기는 자동차이다. 단말기의 안테나 장치는 차량 탑재형 외부 안테나(vehicle-mounted external antenna)이거나 또는 차량 탑재형 T-Box일 수 있고, 단말기의 안테나 장치는 차량 상부나 엔진 덮개와 같은 위치에 배치될 수 있다.
도 1b를 참조하면, 도면에는 하우징이 생략되어 있다. 단말기는 본 출원의 본 실시예에서 제공되는 PCB 보드와 안테나 장치를 포함한다. 안테나 장치의 방사체(20)가 PCB 보드에 연결되고, 접지판(10)이 PCB 보드의 일부이며, 급전(feeding)으로 구성된 신호원(signal source)이 PCB 보드 상에 배치되고, 신호원은 방사체(20)에 전력을 공급한다.
단말기 상의 PCB 기판(10)이 무한히 클 수 없기 때문에, PCB 기판(10) 상의 방사체(20)의 방사 패턴이 기울어져 수평면 이득의 감소를 초래한다. 하지만, PCB 기판(10) 상에 슬롯을 배치함으로써 방사체(20)의 방사 패턴이 풀다운(pull down)될 수 있다. 이와 같이, 방사체(20)의 최대 방사 방향이 수평면에 가깝다. 이로 인해 안테나의 수평면 이득이 높아지고 단말기의 무선 통신 효과가 개선된다.
도 2a와 도 2b를 참조하면, 본 출원의 일 실시예는 접지판(10), 방사체(20), 및 신호원(30)을 포함하는 안테나 장치를 제공한다. 방사체(20)는 접지판(10) 상에 배치되고, 신호원(30)은 제1 주파수 대역의 전자파 신호를 방사체(20)에 공급하도록 구성된다. 안테나 장치는 정합 회로(40)를 더 포함할 수 있고, 정합 회로(40)는 방사체(20)와 신호원(30) 사이에 전기적으로 연결되어 있고, 방사체(20)의 공진 상태를 조절하도록 구성된다. 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)이 접지판(10) 상에 배치되고, 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)은 모두 닫힌 슬롯(closed slot)이고 방사체(20)를 둘러싸고 있으며, 제1 주파수 대역의 전자파 신호에 의해 생성된 전류가 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)의 내부와 그 주위에 제한될 수 있도록, 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)은 접지판(10) 상의 전류 분포를 억제하도록 구성된다.
방사체(20)를 둘러싸는 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)은 전류가 접지판(10)의 가장자리로 흐르지 않도록 배치되고, 방사체(20)의 최대 방사 방향이 수평면을 향해 이동할 수 있도록, 전류가 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)의 내부와 그 주위에 제한되어 방사체(20)의 방사 패턴을 변화시킨다. 이로 인해 방사체(20)의 수평면 이득이 개선된다.
도 1a와 도 1b에 도시된 단말기와 유사하게, 접지판(10)은 PCB 기판일 수 있고, 구리 피복 표면이 PCB 기판 상에 배치되고, 방사체(20)는 구리 피복 표면(copper-clad surface)에 연결되어 접지를 구현한다. 접지판(10)이 가능한 한 무한 접지(infinite ground)를 시뮬레이션할 수 있도록, 접지판(10)의 크기가 방사체(20)의 크기보다 훨씬 크게 설정된다. 이렇게 하면 무한 접지의 안테나 방사 이론을 참조하여 안테나 설계가 용이해지고, 접지판(10)과 무한 접지의 차이가 상대적으로 작다. 대략 평면인 전도성 표면이 접지판(10)의 수평면으로서 제공될 수 있도록, 접지판(10)은 임의의 형상, 예컨대 원형, 또는 정사각형, 또는 삼각형일 수 있다.
접지판(10) 상에 배치된 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)은 모두 닫힌 슬롯이다. 구체적으로, 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)은 교차하지 않고, 접지판(10)의 가장자리에 연결되지 않지만 접지판(10)의 중간 부분에 위치한다. 바람직하게는, 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)은 모두 접지판(10)의 중심점 주위에 배치된다.
구체적으로, 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)이 접지판(10)의 방사체(20) 주변에 배치되는 형태는, 방사체(20)의 일측 주위에 제1 슬롯(11)이 배치되고, 제1 슬롯(11)과 대향하는 방사체(20)의 타측 주위에 제2 슬롯(12)이 배치되며, 방사체(20)와 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12) 각각의 양단을 연결하는 연결선에 의해 형성된 각도가 180°보다 작은 것일 수 있다. 다른 배치 형태에서, 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)은 중첩 구조(nested structure)이고, 제1 슬롯(11)은 제2 슬롯(12)의 내측에 위치하고, 즉 방사체(20)와 제1 슬롯(11)의 양단을 연결하는 연결선들 간의 끼인각(included angle)이 180°보다 크며, 제2 슬롯(12)은 제1 슬롯(11)의 개구가 마주하는 측에 위치하고 제1 슬롯(11)과 중첩하지 않으며, 제2 슬롯(12)의 적어도 일부와 제1 슬롯(11)의 적어도 일부가 방사체(20)로부터 방사되는 동일한 방향에 있다. 배치 형태와 무관하게, 접지판(10)은 방사체(20)를 위한 지지 구조를 제공하기 위해 슬롯 영역의 내부 및 외부에 적어도 부분적으로 연결된 영역을 가질 수 있다. 또한, 방사체(20) 상의 전류가 슬롯 영역 내부에서 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)의 내부 영역과 슬롯 영역 외부의 주변 영역으로 흐를 수 있다.
제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)은 원호 모양, 또는 물결 모양, 또는 직사각형(즉, 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12) 각각이 직선 세그먼트와 모서리를 가지므로 직선 세그먼트와 모서리가 결합하여 직사각형을 형성할 수 있음), 또는 톱니 모양 등일 수 있다. 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)이 방사체(20) 주위에 배치되어야 하므로 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)의 모양이 2개의 직선이 될 수 없다는 것을 이해해야 한다. 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)은 가공 기술(machining technology)을 이용하여 배치될 수 있다. 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)을 형성하기 위해, 접지판(10)에는 접지판(10)의 상부면과 하부면을 관통하는 관통 홈이 파진다.
방사체(20)는 모노폴 안테나(monopole antenna), 역 F형 안테나(Inverted F Antenna, IFA), 또는 루프 안테나와 같은 안테나 구조일 수 있다. 방사체(20)는 접지판(10)에 수직일 수 있다. 즉, 방사체(20)의 본체가 스탠딩 구조이고, 접지판(10)의 표면에 부착되지 않으며, 방사체(20)의 본체의 연장 방향이 접지판(10)이 위치하는 평면(즉, 지면 또는 수평면)에 직교하거나, 또는 상대적으로 작은 경사각을 가질 수 있다. 예를 들어, 방사체(20)의 연장 방향과 접지판(10)이 위치하는 면 사이의 끼인각이 45°~ 90°이다. 이와 같이, 방사체(20)와 접지판(10) 사이의 연결점에 의해 점유되는 면적이 가장 작고, 방사체(20)가 접지판(10)에서 멀어지는 방향으로 연장됨으로써, 가능한 한(즉, 무한 접지 상에서) 이상적인 안테나의 방사 특성을 시뮬레이션하여 대략적인 안테나 방사 패턴을 얻는다.
제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)은 방사체(20)와 접지판(10)의 조인트(joint)를 중심으로 하여 대칭적으로 배치된다. 방사체(20) 주변의 모든 방향의 안테나 방사 패턴의 모양이 거의 동일할 수 있도록, 중심으로 대칭인 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)은 방사체(20) 주위의 접지판(10) 상의 전류 분포를 거의 동일하게 할 수 있다.
방사체(20)에서 제1 슬롯(11)까지의 방사 거리가 0.2×λ1 ~ 0.3×λ1이고, λ1은 제1 주파수 대역의 전자파 신호의 파장이다. 제1 슬롯(11)과 방사체(20) 사이의 거리가 0.2×λ1 ~ 0.3×λ1로 설정되고, 방사체(20)에서 제1 슬롯(11)으로 전류가 흐른다. 이 전류가 0.2×λ1 ~ 0.3×λ1의 거리를 통해 흐를 때, 제1 주파수 대역의 전자기파 신호의 전류가 이 경로를 통해 흐른 후에 제1 슬롯(11)에서 공진이 생성되고, 전류가 제1 슬롯(11)의 내부와 그 주위에 제한될 수 있도록, 전류가 상대적으로 약하고, 전기장이 상대적으로 강하며, 공진이 생성되고, 전류가 제1 슬롯(11)의 내부와 그 주위에 제한된다.
제1 슬롯(11)은 원호 형상이고, 제1 슬롯(11)의 내측과 방사체(20)의 중심 사이의 거리가 제1 반지름(R1)이고, 제1 반지름(R1)은 0.25×λ1이다. 이 경로를 통해 제1 주파수 대역의 전자파 신호의 전류가 흐른 후 제1 슬롯(11)에서 공진이 발생할 수 있도록, 제1 반지름(R1)은 0.25×λ1이다. 0.25×λ1에서, 전류가 가장 작고, 전기장이 가장 강하며, 공진 효과가 최고이므로, 전류가 제1 슬롯(11)의 내부와 그 주위에 제한된다.
원주 방향으로 연장되는 제1 슬롯(11)의 길이가 제1 전기적 길이이고, 제1 전기적 길이는 0.5×λ1이다. 제1 주파수 대역의 전자파 신호의 전류가 제1 슬롯(11)으로 흐를 때 제1 슬롯(11)에서 공진이 발생할 수 있도록, 제1 전기적 길이는 0.5×λ1로 설정된다. 제1 슬롯(11)의 방사방향 길이가 제1 폭(W1)이고, 제1 폭(W1)은 0.05×λ1이며, 제1 주파수 대역이 5.9GHz이다. 안테나의 동작 주파수 대역 범위를 만족하는 제1 주파수 대역(5.9GHz)을 얻기 위해, 제1 폭(W1)은 0.05×λ1로 설정된다.
안테나 통신 분야에서, 다양한 적용 시나리오에서 선호하는 주파수 대역이 있다. 이러한 주파수 대역 중 일부가 표준에 포함되고 사용 의무가 있으며, 관련 주파수 대역을 사용할 권리를 얻으려면 관련 자격과 신청이 필요하다. 이러한 주파수 대역 중 일부가 업계 관행이다. 예를 들어, 스마트폰에 의해 사용되는 주파수 대역이 낮은 주파수, 중간 주파수, 및 높은 주파수가 있고, 각각의 주파수 대역에는 상한과 하한이 있다. 스마트폰의 안테나가 이러한 주파수 대역에서 작동할 필요가 있다. 마찬가지로, 차량 탑재형 안테나도 전용 작동 주파수 대역을 가지고 있다. 결론적으로, 안테나 장치의 구조가 설계될 때, 안테나가 지정된 주파수 대역 범위 내에서 작동하도록 보장할 필요가 있다. 이 실시예에서, 제1 주파수 대역은 지정된 주파수 대역 범위 내에 있다. 예를 들어, 차량 탑재형 안테나와 같은 단말기 분야에서, 상대적으로 양호한 무선 통신 효과가 구현될 수 있도록, 5.9GHz의 주파수가 공용 통신 주파수이고, 전술한 설정을 통해 얻어진 5.9GHz의 주파수 가 차량 탑재형 안테나의 선호 주파수 대역 범위 내에 있다. 제1 주파수 대역을 얻기 위해서는 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)의 구조가 배치될 필요가 있다. 더 구체적으로, 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)의 크기가 제한될 필요가 있고, 크기는 제1 주파수 대역의 전자기파 신호로서 방사체(20)로 공급되는 전자기파 신호의 파장(λ1)과 관련되어 있다. 따라서, 제1 주파수 대역의 공진이 달성되면, 다양한 단말기의 안테나 장치의 배치 요건을 만족하기 위해, 서로 다른 크기의 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)이 서로 다른 λ1에 기초하여 얻어질 수 있다.
본 실시예에서, 방사체(20)는 바람직하게는 모노폴 안테나를 사용하고, 방사체(20)의 높이가 바람직하게는 0.25×λ1이다. 모노폴 안테나는 이중 특징을 가지고 있다. 이상적인 상태(즉, 접지면이 무한 평면인 상태)에서, 모노폴 안테나의 최대 방사 방향이 수평면이다. 하지만, 모노폴 안테나가 단말기에 적용될 때, 접지면(10)의 크기가 무한할 수 없다. 따라서, 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)은 안테나의 지향성 패턴을 변화시키도록 배치된다. 구체적으로, 방사체(20)의 높이가 0.25×λ1이고, 제1 반지름(R1)은 0.2×λ1 ~ 0.3×λ1이며, 바람직하게는 0.25×λ1이다. 이와 같이, 전류가 흐르는 방사체(20)와 접지판(10) 상의 경로의 총 길이가 0.5×λ1이다. 이 경우, 안테나의 방사 패턴이 다이폴 안테나의 방사 형태에 가장 가깝고, 얻어지는 수평면 이득이 가장 높다. 또한, 제1 슬롯(11)의 제1 전기적 길이가 0.5×λ1로 설정되고, 제1 슬롯(11)에서 여기된 공진 모드가 방사체(20)의 공진 모드와 동일할 수 있도록, 신호원(30)가 방사체(20)에 전력을 공급하고 제1 슬롯(11)에 전력을 공급한다. 접지판(10) 상의 전류가 제1 슬롯(11)으로 흐를 때, 제1 슬롯(11)에서 공진이 발생하고, 전류가 더 이상 흐르지 않는다. 접지판(10) 상에 슬롯이 배치되지 않은 구조에 비해, 본 실시예의 구조는 안테나의 최대 방사 방향이 수평면을 향해 이동할 수 있도록 접지판(10) 상의 전류 분포를 변화시킨다. 이로 인해 수평면 이득이 개선된다.
도 2a와 도 2b를 참조하면, 구체적인 실시예가 제공된다. 접지판(10)이 원형이고, 접지판(10)의 반지름(Rground)이 65mm이며, 방사체(20)가 모노폴 안테나이고, 방사체(20)의 높이(H)가 10 mm이며, 제1 반지름(R1)이 10 mm이고, 제1 전기적 길이가 20 mm이며, 제1 폭(W1)이 2 mm이다. 안테나 장치가 시뮬레이션되고, 시뮬레이션 결과에 대해서는 다음의 설명을 참조하라.
도 2c를 참조하면, 안테나 반사 손실(S11)의 도면은, 슬롯이 없을 때, 명확한 공진점이 (점선으로 표시된) 안테나 반사 손실 곡선에 포함되지 않고, 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)이 배치된 후 (실선으로 표시된) 안테나 반사 손실 곡선에 포함된다는 것을 나타내고, 6 GHz 위치 가까이에 공진주파수가 있고 또한 공진이 본 실시예에서 얻어질 필요가 있는 제1 주파수 대역이라는 것을 명확하게 알 수 있다. 에뮬레이션 결과가 기본적으로 예상 공진점(5.9GHz)과 동일하다. 이와 같이, 안테나 장치가 설계된다.
도 2d를 참조하면, 이 도면에서, 왼쪽 그림은 슬롯이 없을 때의 전류 분포도이고, 오른쪽 그림은 슬롯이 배치된 후의 전류 분포도이다. 슬롯이 없을 때, 접지판(10) 상의 전류 분포가 접지판의 가장자리까지 연장된다. 슬롯이 추가된 후, 접지판 상의 대부분의 전류가 슬롯의 내부와 그 주위에 "제한되고", 슬롯 외부의 전류가 상대적으로 약하며, 슬롯은 접지판(10) 상의 전류 분포를 변화시킨다. 이로 인해 안테나의 지향성 패턴과 수평면 이득이 변화된다.
도 2e 내지 도 2f를 참조하면, 도 2e는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 평면도이고, 도 2f는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이며, 도 2g는 (도 2f의 시야각에 수직인) 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이다. 슬롯이 없을 때, 안테나의 최대 방사 방향이 기울어진다. 따라서, 최대 방사 방향이 수평면에서 상대적으로 멀어지고, 수평면 이득이 감소한다.
도 2h 내지 도 2j을 참조하면, 도 2h는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 평면도이고, 도 2i는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이며, 도 2j는 (도 2i의 시야각에 수직인) 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이다. 슬롯이 배치된 후, 접지판(10) 상의 전류 분포의 변화가 안테나의 방사 패턴의 변화를 초래하고, 수평면으로부터의 안테나의 최대 방사 방향의 편차 정도가 줄어들 수 있도록 안테나의 방사 패턴이 풀다운되고, 안테나의 최대 방사 방향이 수평면에 더 가깝다. 이로 인해 수평면 이득이 증가한다.
도 2k를 참조하면, 이 도면의 내부 원의 점들의 연결선이 슬롯이 없을 때의 수평면 이득이고, 이 도면의 외부 원의 점들의 연결선이 슬롯이 배치된 후의 수평면 이득이다. 슬롯이 배치된 후의 수평면 이득이 2dB 이상 증가한다는 것을 알 수 있다.
일 실시예에서, 도 3a와 도 3b를 참조하면, 도면에는 신호원(30)와 정합 회로(40)가 생략되어 있다. 전술한 실시예와 유사하게, 차이점은 신호원(30)이 제2 주파수 대역의 전자기파 신호를 방사체(20)에 공급하도록 추가로 구성된다는 것이다. 여기서, 제2 주파수 대역은 제1 주파수 대역보다 낮고, 안테나 장치는 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)의 주변에 위치하는 제3 슬롯(13)과 제4 슬롯(14)을 더 포함하며, 제3 슬롯(13)과 제4 슬롯(14)은 모두 닫힌 슬롯이고, 제2 주파수 대역의 전자파 신호에 의해 생성된 전류가 제3 슬롯(13)과 제4 슬롯(14)의 내부와 그 주위에 제한될 수 있도록, 제3 슬롯(13)과 제4 슬롯은 접지판(10) 상의 전류 분포를 억제하는 데 사용된다.
안테나 장치가 제2 주파수 대역의 전자기파 신호를 방사하게끔 더 구성될 수 있도록, 신호원(30)이 제2 주파수 대역의 전자기파 신호를 공급하고, 안테나 장치가 다중 주파수 단말기에 사용될 수 있다. 또한, 제2 주파수 대역의 전자기파 신호의 수평면 이득이 개선될 수 있도록, 제2 주파수 대역의 전자기파 신호에 의해 생성되는 전류가 제3 슬롯(13)과 제4 슬롯(14)으로 제한된다.
본 실시예에서, 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역은 모두 지정된 주파수 대역 범위 내에 있고, 지정된 주파수 대역은 서로 다른 범위를 가진 2개의 주파수 범위이며, 2개의 주파수 범위는 겹치지 않는다.
제3 슬롯(13)과 제4 슬롯(14)은 방사체(20)와 접지판(10)의 조인트를 중심으로 하여 대칭적으로 배치된다. 방사체(20) 주변의 모든 방향으로의 안테나의 방사 패턴의 모양이 거의 같을 수 있도록, 대칭적으로 중심을 이루는 제3 슬롯(13)과 제4 슬롯(14)은 방사체(20) 주변의 접지판(10) 상에 거의 동일한 전류 분포가 발생하게 할 수 있다.
방사체(20)에서 제3 슬롯(13)까지의 방사 거리가 0.2×λ2 ~ 0.3×λ2이고, λ2는 제2 주파수 대역의 전자기파 신호의 파장이다. 제3 슬롯(13)과 방사체(20) 사이의 거리가 0.2×λ2 ~ 0.3×λ2로 설정되고, 방사체(20)에서 제3 슬롯(13)으로 전류가 흐른다. 0.2×λ2 ~ 0.3×λ2의 거리를 통해 흐르면, 제2 주파수 대역의 전자기파 신호의 전류가 이 경로를 통해 흐른 후 제3 슬롯(13)에서 공진이 발생하고, 전류가 제3 슬롯(13)의 내부와 그 주위에 제한될 수 있도록, 전류가 상대적으로 약하고, 전기장이 상대적으로 강하며, 공진이 발생하고, 전류가 제3 슬롯(13)의 내부와 그 주위에 제한된다.
제3 슬롯(13)은 원호 형상이고, 제3 슬롯(13)의 내측과 방사체(20)의 중심 사이의 거리가 제2 반지름(R2)이며, 제2 반지름(R2)은 0.25×λ2이다. 제2 주파수 대역의 전자기파 신호의 전류가 이 경로를 통해 흐른 후 제3 슬롯(13)에서 공진이 발생할 수 있도록, 제2 반지름(R2)은 0.25×λ2이다. 0.25×λ2에서, 전류가 가장 작고, 전기장이 가장 강하며, 공진 효과가 최상이므로, 전류가 제3 슬롯(13)의 내부와 그 주위에 제한된다.
원주 방향으로 연장되는 제3 슬롯(13)의 길이가 제2 전기적 길이이고, 제2 전기적 길이는 0.5×λ2이다. 제2 주파수 대역의 전자기파 신호의 전류가 제3 슬롯(13)으로 흐를 때 제3 슬롯(13)에서 공진이 발생될 수 있도록, 제2 전기적 길이는 0.5×λ2로 설정된다.
제3 슬롯(13)의 방사방향 길이가 제2 폭(W2)이고, 제2 폭(W2)은 제1 폭(W1)과 동일하며, 제2 주파수 대역이 2.45GHz이다. 안테나의 동작 주파수 대역 범위를 만족하는 제2 주파수 대역(2.45GHz)을 얻기 위해, 제1 폭(W1)과 제2 폭(W2)이 동일하게 설정된다. 차량 탑재형 안테나와 같은 단말기 분야에서, 2.45GHz의 주파수 가 공용 통신 주파수이고, 상대적으로 양호한 무선 통신 효과가 구현될 수 있도록, 전술한 설정을 통해 얻어진 2.45GHz의 주파수가 차량 탑재형 안테나의 바람직한 주파수 대역 범위에 속한다.
본 실시예에서, 방사체(20)는 바람직하게는 모노폴 안테나를 사용하고, 방사체(20)의 높이가 바람직하게는 0.25×λ2이다. 제1 슬롯(11), 제2 슬롯(12), 제3 슬롯(13), 및 제4 슬롯(14)의 크기가 제한되고, 그 크기는 방사체(20)에 공급되는 제1 주파수 대역의 전자기파 신호의 파장(λ1)과 제2 주파수 대역의 전자기파 신호의 파장(λ2) 파장과 관련되도록 설정된다. 따라서, 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)은 제1 주파수 대역의 전자파 신호의 공진을 생성하는 데 사용되고, 제3 슬롯(13)과 제4 슬롯(14)은 제2 주파수 대역의 전자파 신호의 공진을 생성하는 데 사용된다. 방사체(20), 제1 슬롯(11), 제2 슬롯(12), 제3 슬롯(13), 및 제4 슬롯(14)의 서로 다른 크기는 서로 다른 λ에 기초하여 얻어짐으로써 다양한 단말기의 안테나 장치의 배치 요건을 만족할 수 있다.
도 3a와 도 3b를 참조하면, 구체적인 실시예가 제공된다. 접지판(10)이 원형이고, 접지판(10)의 반지름(Rground)이 100 mm이며, 방사체(20)가 모노폴 안테나이고, 방사체(20)의 높이(H)가 20 mm이며, 제1 반지름(R1)이 8 mm이고, 제1 전기적 길이가 20 mm이고, 제1 폭(W1)과 제2 폭(W2)이 2 mm이며, 제2 반지름(R2)이 20 mm이고, 제2 전기적 길이가 40 mm이다. 안테나 장치가 시뮬레이션되고, 시뮬레이션 결과에 대해서는 다음의 설명을 참조하라.
도 3c를 참조하면, 안테나 반사 손실(S11)의 도면은 슬롯이 없을 때 안테나 반사 손실 곡선(실선으로 표시됨)의 공진점을 나타내지만, 제1 슬롯(11), 제2 슬롯(12), 제3 슬롯(13), 및 제4 슬롯(14)이 배치된 후의 안테나 반사 손실 곡선(점선으로 표시됨)에서는 2.5 GHz와 5.9 GHz의 위치 부근에 2개의 공진점이 생성된다는 것을 명확하게 알 수 있다. 2.5GHz 부근의 공진점은 본 실시예에서 얻어질 것으로 예상되는 제1 주파수 대역이고, 5.9GHz 부근의 공진점은 본 실시예에서 얻어질 것으로 예상되는 제2 주파수 대역이다. 에뮬레이션 결과가 기본적으로 2.45GHz와 5.9GHz의 사전 설정된 공진점과 동일하다. 이와 같이, 안테나 장치가 설계된다. 4.5GHz 위치 부근의 공진이 추가로 발생하고, 이 공진이 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)의 공진에 의해 생성되고 본 실시예의 목적과는 달라서 무시될 수 있다는 것을 유의해야 한다.
도 3d를 참조하면, 이 도면에서, 왼쪽 그림은 슬롯이 없을 때 2.45GHz 모드의 전류 분포도이고, 오른쪽 그림은 슬롯이 없을 때 5.9GHz 모드의 전류 분포도이다. 슬롯이 없을 때, 접지판(10) 상의 전류 분포가 접지판의 가장자리까지 확장된다는 것을 알 수 있다.
도 3e를 참조하면, 이 도면에서, 왼쪽 그림은 슬롯이 배치된 후 2.45GHz 모드의 전류 분포도이고, 오른쪽 그림은 슬롯이 배치된 후 5.9GHz 모드의 전류 분포도이다. 접지판(10) 상의 대부분의 전류가 슬롯의 내부와 그 주위에 "제한되고", 슬롯 외부의 전류가 상대적으로 약하며, 이 슬롯이 접지판(10) 상의 전류 분포를 변경하고 방향성 패턴과 안테나의 수평면 이득을 추가로 변경한다는 것을 알 수 있다.
도 3f 내지 도 3h를 참조하면, 도 3f는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 평면도이고, 도 3g는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이며, 도 3h는 (도 3g의 시야각에 수직인) 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이다. 슬롯이 없을 때, 2.45GHz 모드의 최대 방사 방향이 기울어진다. 따라서, 최대 방사 방향이 수평면에서 상대적으로 멀어지고, 수평면 이득이 감소한다.
도 3i 내지 도 3k를 참조하면, 도 3i는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 평면도이고, 도 3j는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이며, 도 3k는 (도 3j의 시야각에 수직인) 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이다. 슬롯이 없을 때, 5.9GHz 모드의 최대 방사 방향이 기울어진다. 따라서, 최대 방사 방향이 수평면에서 상대적으로 멀어지고, 수평면 이득이 감소한다.
도 3l 내지 도 3n을 참조하면, 도 3l은 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 평면도이고, 도 3m은 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이며, 도 3n는 (도 3m의 시야각에 수직인) 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이다. 슬롯이 배치된 후, 수평면으로부터의 안테나의 최대 방사 방향의 편차의 정도가 줄어들 수 있도록, 안테나의 방사 패턴이 접지판(10)의 전류 분포의 변화에 따라 2.45GHz 모드로 변경되고, 안테나의 방사 패턴이 풀다운되며, 안테나의 최대 방사 방향이 수평면에 더 가깝다. 이로 인해 수평면 이득이 증가한다.
도 3o 내지 도 3q를 참조하면, 도 3o는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 평면도이고, 도 3p는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이며, 도 3q는 (도 3p의 시야각에 수직인) 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이다. 슬롯이 배치된 후, 수평면으로부터의 안테나의 최대 방사 방향의 편차의 정도가 줄어들 수 있도록, 접지판(10) 상의 전류 분포 변화에 따라 안테나의 방사 패턴이 5.9GHz 모드로 변경되고, 안테나의 방사 패턴이 풀다운되며, 안테나의 최대 방사 방향이 수평면에 더 가깝다. 이로 인해 수평면 이득이 증가한다.
도 3r를 참조하면, 이 도면에서, 내부 원의 점들 사이의 연결선이 슬롯이 없을 때 2.45GHz 모드의 수평면 이득을 나타내고, 외부 원의 점들 사이의 연결선이 슬롯이 배치된 후 2.45GHz 모드의 수평면 이득을 나타내며, 내부 원의 실선이 슬롯이 없을 때 5.9GHz 모드의 수평면 이득을 나타내고, 외부 원의 점선이 슬롯이 배치된 후 5.9GHz 모드의 수평면 이득을 나타낸다. 슬롯이 배치된 후 2개의 모드 각각의 수평면 이득이 2dB 이상 증가한다는 것을 알 수 있다.
도 4a와 도 4b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예는 접지판(10), 방사체(20), 및 신호원(30)를 포함하는 안테나 장치를 제공한다. 여기서, 방사체(20)는 접지판(10) 상에 배치된다. 안테나 장치는 정합 회로(40)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 정합 회로(40)는 방사체(20)와 신호원(30) 사이에 전기적으로 연결되고, 방사체(20)의 공진 상태를 조절하도록 구성된다. 신호원(30)는 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역의 전자파 신호를 방사체(20)에 공급하도록 구성된다. 여기서, 제2 주파수 대역은 제1 주파수 대역보다 낮고, 제3 슬롯(13)과 제4 슬롯(14)이 접지판(10) 상에 배치되며, 제3 슬롯(13)과 제4 슬롯(14)은 모두 닫힌 슬롯이고 방사체(20)를 둘러싸고 있다. 안테나 장치는 제1 필터(131)와 제2 필터(141)를 더 포함한다. 여기서, 제1 필터(131)는 제3 슬롯(13)에 배치되어 제3 슬롯(13)을 2개의 슬롯으로 분할하고, 제2 필터(141)는 제4 슬롯(14)에 배치되어 제4 슬롯(14)을 2개의 슬롯으로 분할하며, 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역의 전자파 신호에 의해 생성된 전류가 제3 슬롯(13)과 제4 슬롯(14)의 내부와 그 주위에 제한될 수 있도록, 제1 필터(131)와 제2 필터(141)는 제3 슬롯(13)과 제4 슬롯(14)으로 하여금 각각 2개의 서로 다른 전기적 길이를 형성할 수 있게 한다.
방사체(20)를 둘러싸는 제3 슬롯(13)과 제4 슬롯(14)은 접지판(10)의 가장자리로 전류가 흐르지 않도록 배치된다. 제3 슬롯(13)에 서로 다른 2개의 전기적 길이가 생성되고, 제4 슬롯(14)에도 2개의 서로 다른 전기적 길이가 생성될 수 있도록, 제1 필터(131)와 제2 필터(141)가 배치된다. 따라서, 다중 주파수 통신 요구사항을 만족하기 위해, 방사체(20)는 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역의 2개의 모드에서 공진을 생성한다. 또한, 전류가 제3 슬롯(13)과 제4 슬롯(14)에 제한되기 때문에, 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역의 전자파 신호의 수평면 이득이 증가한다. 완전한 제3 슬롯(13)과 완전한 제4 슬롯(14)은 제2 주파수 대역의 전자파 신호에 의해 생성된 전류를 제한하는 데 사용되고, 제1 주파수 대역의 전자기파에 의해 생성된 전류도 안테나 장치에 의해 제한될 수 있고 또한 제3 슬롯(13)의 일부와 제4 슬롯(14)의 일부에 제한될 수 있도록, 제1 필터(131)와 제2 필터(141)가 추가된다.
본 실시예의 제3 슬롯(13)과 제4 슬롯(14)은 기본적으로 도 3a와 도 3b에 도시된 실시예의 슬롯과 동일하다. 이는 도 3a와 도 3b의 제1 슬롯(11)과 제2 슬롯(12)을 삭제하는 것과 동일하고, 제1 필터(131)와 제2 필터(141)가 제3 슬롯(13)과 제4 슬롯(14)에 추가된다.
제1 필터(131)와 제2 필터(141)는 모두 인덕터와 커패시터가 직렬로 연결된 대역 통과 필터이고, 제2 주파수 대역의 전자파 신호의 전기적 길이가 제1 주파수 대역의 전자파 신호의 전기적 길이보다 클 수 있도록 제2 주파수 대역의 전자파 신호에 의해 생성된 전류를 통과시키고 제1 주파수 대역의 전자파 신호에 의해 생성된 전류를 차단하도록 구성된다. 제3 슬롯(13)에서 2개의 전기적 길이가 생성되고, 제4 슬롯(14)에서 2개의 전기적 길이가 생성되며, 제3 슬롯(13) 전체가 더 낮은 주파수를 갖는 제2 주파수 대역의 전기적 길이이고, 제3 슬롯(13)의 일부가 더 높은 주파수를 갖는 제1 주파수 대역의 전기적 길이일 수 있도록, 제1 필터(131)와 제2 필터(141)가 대역 통과 필터로서 배치된다. 제1 필터(131)의 차단 효과로 인해 다른 부분에 전류가 흐르지 않기 때문에, 다른 부분은 제1 주파수 대역의 전자파 신호를 제한하는 데 사용되지 않는다. 제4 슬롯(14)은 이와 유사하고, 세부 사항은 설명하지 않는다.
제3 슬롯(13)에 배치된 제1 필터(131)의 구체적인 위치와 제4 슬롯(14)에 배치된 제2 필터(141)의 구체적인 위치가 제1 주파수 대역의 전자파 신호의 파장(λ1)과 관련되어 있다. 구체적으로, 제1 필터(131)는 제3 슬롯(13)의 종단점에서 이격되어 0.5×λ1에 배치되고, 제2 필터(141)는 제4 슬롯(14)의 종단점에서 이격되어 0.5×λ1에 배치된다. 전술한 설정을 통해, 0.5×λ1은 제1 주파수 대역의 전자기파 신호의 제1 전기적 길이이고, 0.5×λ2는 제2 주파수 대역의 전자기파 신호의 제2 전기적 길이이다. 여기서, λ1은 제1 주파수 대역의 전자기파 신호의 파장이고, λ2는 제2 주파수 대역의 전자파 신호의 파장이다.
제3 슬롯(13)과 제4 슬롯(14)은 방사체(20)와 접지판(10)의 조인트를 중심으로 하여 대칭적으로 배치된다. 방사체(20) 주변의 모든 방향으로의 안테나의 방사 패턴의 모양이 거의 같을 수 있도록, 대칭적으로 중심을 이루는 제3 슬롯(13)과 제4 슬롯(14)은 방사체(20) 주변의 접지판(10) 상에 거의 동일한 전류 분포가 발생하게 할 수 있다.
방사체(20)에서 제3 슬롯(13)까지의 방사 거리가 0.2×λ2 ~ 0.3×λ2이고, λ2는 제2 주파수 대역의 전자기파 신호의 파장이다. 제3 슬롯(13)과 방사체(20) 사이의 거리가 0.2×λ2 ~ 0.3×λ2로 설정되고, 방사체(20)에서 제3 슬롯(13)으로 전류가 흐른다. 0.2×λ2 ~ 0.3×λ2의 거리를 통해 흐를 때, 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역의 전자기파 신호의 전류가 이 경로를 흐른 후 제3 슬롯(13)에서 공진이 생성되고, 전류가 제3 슬롯(13)의 내부와 그 주위에 제한될 수 있도록, 전류가 상대적으로 약하고, 전기장이 상대적으로 강하며, 공진이 생성되고, 전류가 제3 슬롯(13)의 내부와 그 주위에 제한된다.
제3 슬롯(13)은 원호 형상이고, 제3 슬롯(13)의 내측과 방사체(20)의 중심 사이의 거리가 제1 반지름(R1)이며, 제1 반지름은 0.25×λ2이다. 제1 주파수 대역의 전자파 신호의 전류가 이 경로를 통해 흐른 후 제3 슬롯(13)에서 공진이 발생할 수 있도록, 제1 반지름(R1)은 0.25×λ2이다. 0.25×λ2에서, 전류가 가장 작고, 전기장이 가장 강하며, 공진 효과가 최상이므로, 전류가 제3 슬롯(13)의 내부와 그 주위에 제한된다.
원주 방향으로 연장되는 제3 슬롯(13)의 길이가 제1 전기적 길이이고, 제1 전기적 길이는 0.5×λ2이다. 제2 주파수 대역의 전자파 신호의 전류가 제3 슬롯(13)으로 흐를 때 제3 슬롯(13)에서 공진이 발생될 수 있도록, 제1 전기적 길이가 0.5×λ2로 설정된다.
제3 슬롯(13)의 방사방향 길이가 제1 폭(W1)이고, 제1 폭(W1)은 0.05×λ1이며, λ1은 제1 주파수 대역의 전자파 신호의 파장이고, 제1 주파수 대역이 5.9GHz이며, 제2 주파수 대역이 2.45GHz이다. 안테나의 동작 주파수 대역 범위를 만족하는 제1 주파수 대역(5.9GHz)과 제2 주파수 대역(2.45GHz)을 얻기 위해, 제1 폭(W1)은 0.05×λ1로 설정된다. 차량 탑재형 안테나와 같은 단말기 분야에서, 주파수(2.45GHz와 5.9GHz)는 모두 공용 통신 주파수이며, 비교적 양호한 무선 통신 효과가 구현될 수 있도록, 전술한 설정을 통해 얻어진 주파수(2.45GHz와 5.9GHz)는 모두 차량 탑재형 안테나의 바람직한 주파수 대역 범위 내에 있다.
본 실시예에서, 방사체(20)는 바람직하게는 모노폴 안테나를 사용하고, 방사체(20)의 높이가 바람직하게는 0.25×λ2이다.
도 4a와 도 4b를 참조하면, 구체적인 실시예가 제공된다. 접지판(10)이 원형이고, 접지판(10)의 반지름(Rground)이 100 mm이며, 방사체(20)가 모노폴 안테나이고, 방사체(20)의 높이(H)가 20 mm이고, 제1 반지름(R1)이 20 mm이며, 제1 전기적 길이가 40 mm이고, 제1 폭(W1)이 2 mm이다. 제1 필터(131)와 제2 필터(141)는 모두 3.6nH의 인덕터와 0.2pF의 커패시터가 직렬로 연결된 대역 통과 필터이다. 안테나 장치가 시뮬레이션되고, 시뮬레이션 결과에 대해서는 후속 설명을 참조하라.
도 4c를 참조하면, 이 도면에서, 실선은 슬롯이 없을 때 안테나의 S11 곡선이고, 점선은 슬롯이 배치된 후 필터가 추가된 안테나의 S11 곡선이다. 슬롯이 배치되고 필터가 추가된 후, 생성되는 2개의 공진점의 위치가 예측된 제1 주파수 대역(2.45GHz)과 예측된 제2 주파수 대역(5.9GHz)에 가깝다는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 안테나 장치가 배치된다.
도 4d를 참조하면, 도면의 왼쪽 그림은 슬롯이 없을 때 2.45GHz 모드에서의 전류 분포도이고, 오른쪽 그림은 슬롯이 없을 때 5.9GHz 모드에서의 전류 분포도이다. 슬롯이 없을 때, 접지판(10) 상의 전류 분포가 접지판의 가장자리까지 확장된다는 것을 알 수 있다.
도 4e를 참조하면, 이 도면의 왼쪽 그림은 슬롯이 배치되고 필터가 추가된 후 2.45GHz 모드의 전류 분포도이고, 오른쪽 그림은 슬롯이 배치되고 필터가 추가된 후 5.9GHz 모드의 전류 분포도이다. 슬롯이 추가되고 필터가 추가된 후, 접지판(10)의 전류가 어느 정도 슬롯의 내부와 그 주위에 "제한되고", 슬롯 외부의 전류가 약해진다는 것을 알 수 있다. 이 슬롯은 2.45GHz의 전류 분포를 개선할 수 있고, 이 슬롯의 특정 위치에 추가된 필터는 5.9GHz의 전류로 하여금 이 슬롯에서 공진을 생성할 수 있게 한다. 즉, 필터가 동일한 슬롯에 추가된 후, 2가지 모드의 전류가 슬롯 주위에서 공진을 생성한다. 이로 인해 접지판(10) 상의 전류 분포가 변화되고 안테나의 지향성 패턴과 수평면 이득이 추가로 변화된다.
도 4f 내지 도 4h를 참조하면, 도 4f는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 평면도이고, 도 4g는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이며, 도 4h는 (도 4g의 시야각에 수직인) 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이다. 슬롯이 없을 때, 2.45GHz 모드에서의 최대 방사 방향이 기울어진다. 따라서, 최대 방사 방향이 수평면에서 상대적으로 멀어지고, 수평면 이득이 감소한다.
도 4i 내지 도 4k를 참조하면, 도 4i는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 평면도이고, 도 4j는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이며, 도 4k는 (도 4j의 시야각에 수직인) 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이다. 슬롯이 없을 때, 5.9GHz 모드에서의 최대 방사 방향이 기울어진다. 따라서, 최대 방사 방향이 수평면에서 상대적으로 멀어지고, 수평면 이득이 감소한다.
도 4l 내지 도 4n을 참조하면, 도 4l은 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 평면도이고, 도 4m은 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이며, 도 4n은 (도 4m의 시야각에 수직인) 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이다. 슬롯이 배치되고 필터가 추가된 후, 수평면으로부터 안테나의 최대 방사 방향의 편차가 줄어들고, 안테나의 최대 방사 방향이 수평면에 더 가까울 수 있도록, 접지판(10) 상의 전류 분포가 변경됨에 따라 안테나의 방사 패턴이 2.45GHz 모드로 변경되고, 안테나의 방사 패턴이 풀다운된다. 이로 인해 수평면 이득이 증가한다.
도 4o 내지 도 4q을 참조하면, 도 4o는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 평면도이고, 도 4p는 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이며, 도 4q는 (도 4p의 뷰에 수직인) 시뮬레이션 지향성 다이어그램의 측면도이다. 슬롯이 배치되고 필터가 추가된 후, 수평면으로부터의 안테나의 최대 방사 방향의 편차가 줄어들고, 안테나의 최대 방사 방향이 수평면에 가까워질 수 있도록, 접지판(10)의 전류 분포가 변경되므로 이와 같이 안테나의 5.9GHz 모드 패턴이 변경되고, 안테나의 패턴이 풀다운됨으로써, 수평면 이득을 증가시킨다.
도 4r을 참조하면, 내부 원의 점들 사이의 연결선은 슬롯이 없을 때 2.45GHz 모드의 수평면 이득을 나타내고, 외부 원의 점들 사이의 연결선은 슬롯이 배치된 후 2.45GHz 모드의 수평면 이득을 나타내며, 내부 원의 실선은 슬롯이 없을 때 5.9GHz 모드의 수평면 이득을 나타내고, 외부 원의 점선은 슬롯이 배치된 후 5.9GHz 모드의 수평면 이득을 나타낸다. 슬롯이 배치되고 필터가 추가된 후, 2.45GHz 모드의 수평면 이득이 약 1.3dB 증가하고, 5.9GHz 모드에서의 수평면 이득이 약 0.5dB 증가한다는 것을 알 수 있다.
앞에서 개시된 내용은 본 발명의 몇 개의 예시적인 실시예에 불과하며, 확실히 본 발명의 보호 범위를 제한하려는 것은 아니다. 전술한 실시예를 구현하는 프로세스의 전부 또는 일부와 본 발명의 청구 범위에 따라 이루어진 균등한 수정이 본 발명의 범위에 속한다는 것을 당업자라면 이해할 수 것이다.

Claims (22)

  1. 안테나 장치로서,
    상기 안테나 장치는 접지판, 방사체, 신호원(signal source), 제1 필터, 및 제2 필터를 포함하고, 상기 방사체는 상기 접지판 상에 배치되며, 상기 신호원은 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역의 전자기파 신호를 상기 방사체에 공급하도록 구성되고, 상기 제2 주파수 대역이 상기 제1 주파수 대역보다 낮으며; 상기 접지판 상에는 제3 슬롯과 제4 슬롯이 배치되고, 상기 제3 슬롯과 상기 제4 슬롯은 모두 닫힌 슬롯이고 상기 방사체를 둘러싸며; 상기 제1 필터는 상기 제3 슬롯에 배치되어 상기 제3 슬롯을 2개의 슬롯으로 분할하고, 상기 제2 필터는 상기 제4 슬롯에 배치되어 상기 제4 슬롯을 2개의 슬롯으로 분할하며; 상기 제1 필터와 상기 제2 필터는 상기 제3 슬롯과 상기 제4 슬롯으로 하여금 서로 다른 2개의 전기적 길이를 각각 형성할 수 있게 하는, 안테나 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 필터와 상기 제2 필터는 모두 인덕터와 커패시터가 직렬로 연결된 대역 통과 필터이고, 상기 제2 주파수 대역의 전자기파 신호에 의해 생성된 전류로 하여금 상기 제1 주파수 대역의 전자기파 신호에 의해 생성된 전류를 통과시키고 차단할 수 있게 하도록 구성된, 안테나 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제3 슬롯과 상기 제4 슬롯은 상기 방사체와 상기 접지판 사이의 조인트(joint)를 중심으로 하여 대칭적으로 배치되는, 안테나 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 방사체에서 상기 제3 슬롯까지의 방사 거리가 0.2×λ2 ~ 0.3×λ2이고, λ2는 상기 제2 주파수 대역의 전자기파 신호의 파장인, 안테나 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제3 슬롯은 원호 형상이고, 상기 제3 슬롯의 내측과 상기 방사체의 중심 사이의 거리가 0.25×λ2인, 안테나 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    원주 방향으로 연장되는 상기 제3 슬롯의 길이가 0.5×λ2인, 안테나 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제3 슬롯의 방사방향 길이가 0.05×λ1이고, λ1은 상기 제1 주파수 대역의 전자기파 신호의 파장이며, 상기 제1 주파수 대역이 5.9 GHz이고, 상기 제2 주파수 대역이 2.45 GHz인, 안테나 장치.
  8. 단말기로서,
    상기 단말기는 PCB 보드와 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 안테나 장치를 포함하고, 상기 PCB 보드 상에는 상기 안테나 장치의 방사체가 배치되고, 상기 접지판은 상기 PCB 보드의 일부이며, 상기 PCB 보드 상에는 급전(feeding)용으로 구성된 신호원(signal source)이 배치되고, 상기 신호원은 상기 방사체에 전력을 공급하는, 단말기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 단말기는 차량인, 단말기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 안테나 장치는 차량 탑재형 외부 안테나인, 단말기.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112952361B (zh) * 2019-11-26 2022-04-12 华为技术有限公司 电子设备
CN116266669A (zh) * 2021-12-17 2023-06-20 华为技术有限公司 一种天线结构及电子设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001053530A (ja) * 1999-08-05 2001-02-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd アンテナ装置
JP2005260365A (ja) * 2004-03-09 2005-09-22 Fujitsu Component Ltd アンテナ装置
US20140071013A1 (en) * 2012-09-07 2014-03-13 Victor Shtrom Multiband monopole antenna apparatus with ground plane aperture

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2651926B1 (fr) 1989-09-11 1991-12-13 Alcatel Espace Antenne plane.
EP0963004B1 (en) * 1998-06-04 2004-02-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Monopole antenna
FR2834837A1 (fr) * 2002-01-14 2003-07-18 Thomson Licensing Sa Dispositif pour la reception et/ou l'emission d'ondes electromagnetiques a diversite de rayonnement
ITVI20030270A1 (it) 2003-12-31 2005-07-01 Calearo Antenne Srl Antenna multibanda a fessure
JP4173453B2 (ja) 2004-02-24 2008-10-29 株式会社国際電気通信基礎技術研究所 アンテナ装置
KR20050078991A (ko) * 2004-02-03 2005-08-08 가부시키가이샤 고쿠사이 덴키 츠신 기소 기주츠 겐큐쇼 안테나 특성을 제어 가능한 어레이 안테나
JP3810075B2 (ja) * 2004-02-06 2006-08-16 株式会社東芝 携帯無線通信装置
DE102005055345A1 (de) * 2005-11-21 2007-05-24 Robert Bosch Gmbh Multiband-Rundstrahler
US7427957B2 (en) * 2007-02-23 2008-09-23 Mark Iv Ivhs, Inc. Patch antenna
JP2010183348A (ja) * 2009-02-05 2010-08-19 Nippon Antenna Co Ltd 阻止帯域を有する広帯域アンテナ
JP5733156B2 (ja) * 2011-11-01 2015-06-10 株式会社日本自動車部品総合研究所 アンテナ装置
CN102956968A (zh) 2012-11-07 2013-03-06 山西大学 基于部分弧形地的宽带双频段微带天线
CN203134966U (zh) 2013-01-04 2013-08-14 咏业科技股份有限公司 微带天线
CN103746177B (zh) * 2013-10-29 2016-05-18 广州杰赛科技股份有限公司 一种宽带全向天线
CN203674376U (zh) 2013-10-29 2014-06-25 广州杰赛科技股份有限公司 一种宽带全向天线
CN104134859B (zh) 2014-08-18 2016-05-04 重庆大学 一种宽带高效率高方向性电小天线
WO2016106612A1 (zh) 2014-12-30 2016-07-07 华为技术有限公司 一种天线设备及终端
CN106329087A (zh) 2015-06-17 2017-01-11 张家港贸安贸易有限公司 一种圆形贴片微带天线
AU2016102459A4 (en) * 2015-12-09 2021-04-29 Licensys Australasia Pty Ltd An antenna
WO2017206074A1 (zh) 2016-05-31 2017-12-07 华为技术有限公司 一种天线和电子设备
CN106602230B (zh) * 2016-11-14 2019-06-18 广东通宇通讯股份有限公司 小型化增强型双极化全向吸顶天线
TWI679809B (zh) * 2018-10-18 2019-12-11 啓碁科技股份有限公司 天線結構和電子裝置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001053530A (ja) * 1999-08-05 2001-02-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd アンテナ装置
JP2005260365A (ja) * 2004-03-09 2005-09-22 Fujitsu Component Ltd アンテナ装置
US20140071013A1 (en) * 2012-09-07 2014-03-13 Victor Shtrom Multiband monopole antenna apparatus with ground plane aperture

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