KR102593498B1 - 안테나 구조체 - Google Patents

안테나 구조체 Download PDF

Info

Publication number
KR102593498B1
KR102593498B1 KR1020210171275A KR20210171275A KR102593498B1 KR 102593498 B1 KR102593498 B1 KR 102593498B1 KR 1020210171275 A KR1020210171275 A KR 1020210171275A KR 20210171275 A KR20210171275 A KR 20210171275A KR 102593498 B1 KR102593498 B1 KR 102593498B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transmission line
ground pad
radiator
antenna structure
antenna
Prior art date
Application number
KR1020210171275A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20230083139A (ko
Inventor
홍원빈
김범현
Original Assignee
포항공과대학교 산학협력단
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 포항공과대학교 산학협력단 filed Critical 포항공과대학교 산학협력단
Priority to KR1020210171275A priority Critical patent/KR102593498B1/ko
Priority to PCT/KR2022/004784 priority patent/WO2023101108A1/ko
Publication of KR20230083139A publication Critical patent/KR20230083139A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102593498B1 publication Critical patent/KR102593498B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/08—Radiating ends of two-conductor microwave transmission lines, e.g. of coaxial lines, of microstrip lines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/44—Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
    • H01Q1/46—Electric supply lines or communication lines

Landscapes

  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

안테나 구조체가 개시된다. 일 양상에 따른 안테나 구조체는 방사체; 서로 다른 방향으로 연장하여 상기 방사체에 연결되는 제1 전송 선로 및 제2 전송 선로; 상기 제1 전송 선로에 인접하게 배치되는 제1 측부 그라운드 패드; 상기 제2 전송 선로에 인접하게 배치되는 제2 측부 그라운드 패드; 및 상기 제1 전송 선로와 상기 제2 전송 선로 사이에 배치되는 중앙 그라운드 패드; 를 포함하며, 상기 중앙 그라운드 패드는 슬릿부를 포함하며, 상기 중앙 그라운드 패드의 길이는 상기 제1 측부 그라운드 패드 및 상기 제2 측부 그라운드 패드의 길이보다 길 수 있다.

Description

안테나 구조체{ANTENNA STRUCTURE}
안테나 구조체에 관한 것이다.
안테나는 무선 기기에서 신호를 송수신하는 역할을 하며, 무선 통신의 품질을 결정하는 핵심 소자이다. 최근, IT 기술이 발전함에 따라 무선 기기가 소형화 및 경량화되어 가고 있으며, 이러한 추세에 부응하기 위해 무선 기기에 장착되는 안테나도 외장형 안테나에서 내장형 안테나로 많이 대체되고 있다.
따라서, 안테나를 소형화하고 이와 동시에, 다중 주파수 대역에서 신호를 방사할 수 있는 안테나에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2013-0096009호
다중 주파수 대역에서 신호의 송수신이 가능한 안테나 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 양상에 따른 안테나 구조체는, 방사체; 서로 다른 방향으로 연장하여 상기 방사체에 연결되는 제1 전송 선로 및 제2 전송 선로; 상기 제1 전송 선로에 인접하게 배치되는 제1 측부 그라운드 패드; 상기 제2 전송 선로에 인접하게 배치되는 제2 측부 그라운드 패드; 및 상기 제1 전송 선로와 상기 제2 전송 선로 사이에 배치되는 중앙 그라운드 패드; 를 포함하며, 상기 중앙 그라운드 패드는 슬릿부를 포함하며, 상기 중앙 그라운드 패드의 길이는 상기 제1 측부 그라운드 패드 및 상기 제2 측부 그라운드 패드의 길이보다 길 수 있다.
상기 방사체는 마름모 형상을 가지고, 상기 슬릿부는 삼각형 형상을 가질 수 있다.
상기 제1 전송 선로는, 길이 방향으로 연장하는 제1 피딩부; 및 상기 제1 피딩부로부터 연장하여 상기 방사체에 연결되는 제1 꺾임부; 를 포함하고, 상기 제2 전송 선로는, 길이 방향으로 연장하는 제2 피딩부; 및 상기 제2 피딩부로부터 연장하여 상기 방사체에 연결되는 제2 꺾임부; 를 포함할 수 있다.
상기 제1 꺾임부는 상기 길이 방향에 대해 시계 방향으로 제1 각도로 경사지고, 상기 제2 꺾임부는 상기 길이 방향에 대해 반시계 방향으로 제2 각도로 경사질 수 있다.
상기 중앙 그라운드 패드는 상기 방사체 쪽 양측 코너가 절단된 제1 절단부 및 제2 절단부를 포함할 수 있다.
상기 제1 절단부는 상기 제1 꺾임부와 실질적으로 평행하고, 상기 제2 절단부는 상기 제2 꺾임부와 실질적으로 평행할 수 있다.
상기 슬릿부는 상기 슬릿부와 근접한 방사체 부분의 형상과 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다.
상기 슬릿부는 상기 방사체 부분의 대향 변과 실질적으로 평행할 수 있다.
상기 제1 전송 선로 및 상기 제2 전송 선로에 동일한 위상의 급전 신호가 인가될 수 있다.
예시적 실시예에 따른 안테나 구조체는 방사체에 서로 다른 방향으로 연결되는 복수의 전송선로와, 2개의 측부 그라운드 패드와, 슬릿부를 포함하며 측부 그라운드 패드보다 긴 중앙 그라운드 패드를 포함할 수 있다. 이러한 구조에 의해 실질적으로 복수의 편파 방향 및 복수의 주파수 대역 커버리지가 제공될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 복수의 전송선로에 동일한 위상의 급전 신호를 인가함으로써 광대역의 듀얼 밴드 안테나가 구현될 수 있다.
도 1은 예시적 실시예에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2는 예시적 실시예에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 3 및 도 4는 예시적 실시예에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5는 예시적 실시예에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6 및 도 7은 실시예들에 따라 S11 및 피크 실현 이득(peak realized gain)을 측정한 결과를 도시한 도면이다.
도 8은 중앙 그라운드 패드의 길이(a)에 따른 S11 및 피크 실현 이득을 측정한 결과를 도시한 도면이다.
도 9는 측부 그라운드 패드의 길이(b)에 따른 S11 및 피크 실현 이득을 측정한 결과를 도시한 도면이다.
이하 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예들을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
본 명세서에서 설명되는 안테나 구조체는 마이크로스트립 패치 안테나(microstrip patch antenna)일 수 있다. 안테나 구조체는, 예를 들면 3G, 4G, 5G, 또는 그 이상의 고주파 또는 초고주파 이동통신을 위한 전자 장치에 적용될 수 있다. 여기서, 전자 장치는 휴대폰, 스마트폰, 태블릿, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 장치, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 웨어러블 디바이스 등을 포함할 수 있고, 웨어러블 디바이스는 손목시계형, 손목 밴드형, 반지형, 벨트형, 목걸이형, 발목 밴드형, 허벅지 밴드형, 팔뚝 밴드형 등을 포함할 수 있다. 그러나 전자 장치는 상술한 예에 제한되지 않으며, 웨어러블 디바이스 역시 상술한 예에 제한되지 않는다. 또한, 안테나 구조체는 차량, 건축물 등 다양한 대상체 또는 구조물에 적용될 수 있다.
이하 도면들에서, 유전층의 상면에 평행하며 서로 수직하게 교차하는 두 방향을 x 방향 및 y 방향으로 정의하고, 유전층의 상면에 대해 수직한 방향을 z 방향으로 정의한다. 예를 들면, x 방향은 안테나 구조체의 너비 방향, y 방향은 안테나 구조체의 길이 방향, z 방향은 안테나 구조체의 두께 방향에 해당될 수 있다.
도 1은 예시적 실시예에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 예시적 실시예에 따른 안테나 구조체(100)는 유전층(105) 및 안테나 패턴층(110)을 포함할 수 있다.
유전층(105)은 소정의 유전율을 갖는 절연 물질을 포함할 수 있다. 예시적 실시예에 따르면, 유전층(105)은 글래스, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 금속 산화물 등과 같은 무기 절연 물질, 또는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 이미드 계열 수지 등과 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 유전층(105)은 안테나 패턴층(110)이 형성되는 안테나 구조체(100)의 필름 기재로서 기능할 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 유전층(105)은 투명 수지 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 유전층(105)은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지; 우레탄계 또는 아크릴우레탄계 수지; 실리콘계 수지 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 광학 투명 점착제(Optically clear Adhesive: OCA), 광학 투명 수지(Optically Clear Resin: OCR) 등과 같은 점접착 필름이 유전층(105)에 포함될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 유전층(105)은 실질적으로 단일 층으로 형성되거나, 적어도 2층 이상의 복층 구조로 형성될 수 있다.
유전층(105)에 의해 정전용량(capacitance) 또는 인덕턴스(inductance)가 형성되어, 안테나 구조체(100)가 구동 혹은 센싱할 수 있는 주파수 대역이 조절될 수 있다. 유전층(105)의 유전율이 약 12를 초과하는 경우, 구동 주파수가 지나치게 감소하여, 원하는 고주파 대역에서의 구동이 구현되지 않을 수 있다. 따라서, 예시적 실시예에 따르면, 유전층(105)의 유전율은 약 1.5 내지 12 범위, 바람직하게는 약 2 내지 12 범위로 조절될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 안테나 구조체(100)가 화상 표시 장치에 실장되는 경우, 화상 표시 장치 내부의 절연층(예를 들면, 디스플레이 패널의 인켑슐레이션 층, 패시베이션 층 등)이 유전층(105)으로 제공될 수도 있다.
안테나 패턴층(110)은 유전층(105)의 상면 상에 배치될 수 있다.
안테나 패턴층(110)은 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 주석(Sn), 몰리브덴(Mo), 칼슘(Ca) 등과 같은 저저항 금속 또는 이들 중 적어도 하나를 함유하는 합금을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 예를 들면, 안테나 패턴층(110)은 저저항 구현을 위해 은(Ag) 또는 은 합금(예를 들면 은-팔라듐-구리(APC) 합금)을 포함할 수 있다. 다른 예를 들면, 안테나 패턴층(110)은 저저항 및 미세 선폭 패터닝을 고려하여 구리(Cu) 또는 구리 합금(예를 들면, 구리-칼슘(CuCa) 합금)을 포함할 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 안테나 패턴층(110)은 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 인듐아연주석 산화물(ITZO), 아연 산화물(ZnOx), 산화 구리(CuO) 등과 같은 투명 전도성 산화물을 포함할 수 있다
예시적 실시예에 따르면, 안테나 패턴층(110)은 투명 도전성 산화물 층 및 금속층의 적층 구조를 포함할 수 있으며, 예를 들면, 투명 도전성 산화물 층-금속층의 2층 구조 또는 투명 도전성 산화물 층-금속층-투명 도전성 산화물 층의 3층 구조를 가질 수도 있다. 이 경우, 금속층에 의해 플렉시블 특성이 향상되면서, 저항을 낮추어 신호 전달 속도가 향상될 수 있으며, 투명 도전성 산화물 층에 의해 내부식성, 투명성이 향상될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 안테나 구조체(100)는 그라운드층(90)을 더 포함할 수 있다. 안테나 구조체(100)가 그라운드층(90)을 포함함으로써 수직 방사 특성이 구현될 수 있다.
그라운드층(90)은 유전층(105)의 저면 상에 배치될 수 있다. 그라운드층(90)은 유전층(105)을 사이에 두고 안테나 패턴층(110)과 중첩될 수 있다. 예를 들면, 그라운드층(90)은 안테나 패턴층(110)의 방사체와 중첩될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 안테나 구조체(100)가 화상 표시 장치에 실장되는 경우, 화상 표시 장치 또는 디스플레이 패널의 도전성 부재가 그라운드층(90)으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 도전성 부재는 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 패널에 포함되는 전극 또는 배선(예컨대, 게이트 전극, 소스/드레인 전극, 화소 전극, 공통 전극, 데이터 라인, 스캔 라인 등), SUS 플레이트, 디지타이저와 같은 센서 부재, 방열 시트 등을 포함할 수 있다.
도 2는 예시적 실시예에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다. 도 2의 안테나 구조체(100a)는 도 1의 안테나 구조체(100)의 일 실시예일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 예시적 실시예에 따른 안테나 구조체(100a)는 유전층(105) 상에 배치된 안테나 패턴층(110)을 포함하며, 안테나 패턴층(110)은 방사체(210), 제1 전송 선로(220), 제2 전송 선로(230), 제1 측부 그라운드 패드(240), 제2 측부 그라운드 패드(250) 및 중앙 그라운드 패드(260)를 포함할 수 있다.
방사체(210)는 제1 전송 선로(220) 및 제2 전송 선로(230)에 전기적으로 연결되어 제1 전송 선로(220) 및/또는 제2 전송 선로(230)를 통해 급전될 수 있다. 구체적으로 방사체(210)는 제1 전송 선로(220) 및/또는 제2 전송 선로(230)로부터 급전 신호를 전달받아 전자기파 신호로 변환하고 변환된 전자기파 신호를 방사할 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 방사체(210)는 도 2에 도시된 바와 같이 마름모 형상으로 구현될 수 있다. 그러나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 방사체(210)는 원, 직사각형 등 다양한 모양으로 구현될 수 있다.
방사체(210)의 크기는 원하는 공진 주파수, 방사 저항 및 이득에 따라 결정될 수 있다.
제1 전송 선로(220) 및 제2 전송 선로(230)는 방사체(210)에 전기적으로 연결되어 방사체(210)에 급전 신호를 인가할 수 있다. 예를 들어, 방사체(210)가 도 2에 도시된 바와 같이 마름모 형상으로 구현되는 경우, 제1 전송 선로(220)와 제2 전송 선로(230)는 방사체(210)의 이웃하는 두 변에 각각 연결될 수 있다. 이때, 제1 전송 선로(220)와 제2 전송 선로(230)는 각 변의 중심에 연결될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 전송 선로들(220, 230)은 방사체(210)와 실질적으로 동일한 도전 물질을 포함할 수 있다. 또한, 전송 선로들(220, 230)은 방사체(230)와 일체로 연결되어 실질적으로 단일 부재로 형성되거나, 방사체(210)와 별개의 부재로 형성될 수 있다.
제1 전송 선로(220)와 제2 전송 선로(230)는 서로 대칭으로 배열될 수 있다. 예를 들면, 제1 전송 선로(220)와 제2 전송 선로(230)는 y 방향으로의 중심선을 기준으로 서로 대칭되도록 배치될 수 있다.
전송 선로들(220, 230)은 각각 피딩부 및 꺾임부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전송 선로(220)는 제1 피딩부(221) 및 제1 꺾임부(222)를 포함하고, 제2 전송 선로(230)는 제2 피딩부(231) 및 제2 꺾임부(232)를 포함할 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 제1 피딩부(221) 및 제2 피딩부(231)는 y 방향으로 연장할 수 있다. 제1 피딩부(221) 및 제2 피딩부(231)는 실질적으로 서로 평행할 수 있다.
제1 꺾임부(222)는 제1 피딩부(221)로부터 방사체(210) 방향으로 꺾일 수 있으며, 방사체(210)와 직접 연결되거나 접촉할 수 있다. 제2 꺾임부(232)는 제2 피딩부(231)로부터 방사체(210) 방향으로 꺾일 수 있으며, 방사체(210)와 직접 연결되거나 접촉할 수 있다. 제1 꺾임부(222)와 제2 꺾임부(232)는 각각 서로 다른 방향으로 연장하여 방사체(210)와 연결될 수 있다. 예시적 실시예에 따르면, 제1 꺾임부(222) 및 제2 꺾임부(232)의 연장 방향들 사이의 각도는 실질적으로 약 90ㅀ일 수 있다. 예를 들면, 제1 꺾임부(222)는 y 방향에 대해 시계 방향으로 45ㅀ 경사질 수 있고, 제2 꺾임부(232)는 y 방향에 대해 반시계 방향으로 45ㅀ 경사질 수 있다.
바람직하게는, 제1 꺾임부(222) 및 제2 꺾임부(232)는 각각 방사체(210)의 중심을 향해 연장할 수 있다.
상술한 꺾임부들(222, 232)의 구조 및 배열에 따라, 제1 전송 선로(220) 및 제2 전송 선로(230)를 통해 방사체(210)로 실질적으로 직교하는 두 방향으로 급전이 수행될 수 있다. 이에 따라, 하나의 방사체(210)로부터 이중 편파 특성이 구현될 수 있다.
제1 측부 그라운드 패드(240)는 제1 전송 선로(220)에 인접하게 배치되고, 제2 측부 그라운드 패드(250)는 제2 전송 선로(230)에 인접하게 배치되고, 중앙 그라운드 패드(260)는 제1 전송 선로(220)와 제2 전송 선로(230) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 측부 그라운드 패드(240)는 제1 전송 선로(220)를 사이에 두고 중앙 그라운드 패드(260)와 마주볼 수 있다. 또한, 제2 측부 그라운드 패드(250)는 제2 전송 선로(230)를 사이에 두고 중앙 그라운드 패드(260)와 마주볼 수 있다.
제1 측부 그라운드 패드(240)의 y 방향 길이와, 제2 측부 그라운드 패드(240)의 y 방향 길이는 실질적으로 동일할 수 있다.
중앙 그라운드 패드(250)는 슬릿부(261)를 포함할 수 있다.
예시적 실시예에 따르면 슬릿부(261)는 도 2에 도시된 바와 같이, 삼각형 형상을 가질 수 있다. 그러나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 슬릿부(261)는 반원, 반타원, T형, 사각형 등 다양한 모양을 가질 수 있다.
중앙 그라운드 패드(250)의 y 방향 길이(a)는, 제1 측부 그라운드 패드(240) 및/또는 제2 측부 그라운드 패드(250)의 y 방향 길이(b)보다 길수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 방사체(210), 전송 선로들(220, 230) 및 그라운드 패드들(240, 250, 260)은 모두 유전층(105)의 상면 상에서 동일 레벨 또는 동일 층에 배치될 수 있다. 예를 들어, 방사체(210), 전송 선로들(220, 230) 및 그라운드 패드들(240, 250, 260)은 모두 동일한 도전층으로부터 패터닝되어 형성될 수 있다.
예시적 실시예에 따른 안테나 구조체(100a)는 서로 교차하는 방향으로 제1 전송 선로(220) 및 제2 전송 선로(230)를 방사체(210)에 연결시킬 수 있다. 이러한 듀얼 전송 선로 구조를 통해 이중 편파 특성을 구현할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 전송 선로(220) 및 제2 전송 선로(230)에는 동일한 위상을 갖는 급전 신호가 인가될 수 있다.
동일한 위상의 급전 신호 인가, 듀얼 전송 선로 구조 및 그라운드 패드들(240, 250, 260)의 형상의 조합에 의해, 안테나 구조체(100a)는 이중 공진 주파수 대역의 광대역 안테나로서 제공될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나 구조체(100a)는 듀얼 밴드 안테나로서 제공될 수 있다. 예를 들면, 27 내지 30GHz 범위에서 제1 공진 주파수 피크, 36 내지 40GHz 범위에서 제2 공진 주파수 피크가 안테나 구조체(100a)로부터 제공될 수 있다.
한편, 도 2는 중앙 그라운드 패드(250)가 하나의 슬릿부(261)를 포함하는 예를 도시하나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 원하는 공진 주파수, 이득, 대역폭 등에 따라 중앙 그라운드 패드(250)는 둘 이상의 슬릿부(261)를 포함할 수도 있다.
도 3 및 도 4는 예시적 실시예에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다. 도 3 및 도 4의 안테나 구조체(100b, 100c)는 도 1의 안테나 구조체(100)의 일 실시예일 수 있다. 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성 및 구조에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 3을 참조하면, 안테나 패턴층(110)은 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 예시적 실시예에 따르면, 방사체(210)는 전체적으로 메쉬 구조를 포함하고, 제1 전송 선로(220) 및 제2 전송 선로(230)는 부분적으로 메쉬 구조를 포함할 수 있다.
예를 들면, 제1 측부 그라운드 패드(240), 제2 측부 그라운드 패드(250) 및 중앙 그라운드 패드(260)는 속이 찬 솔리드(solid) 구조를 포함하며, 제1 전송 선로(220)의 제1 피딩부(221) 및 제2 전송 선로(230)의 제2 피딩부(231)는 부분적으로 메쉬 구조를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 피딩부(221)는 제1 솔리드부(221a) 및 제1 메쉬부(221b)를 포함할 수 있다. 제2 피딩부(231)는 제2 솔리드부(231a) 및 제2 메쉬부(231b)를 포함할 수 있다.
제1 솔리드부(221a)는 솔리드 구조를 갖는 제1 측부 그라운드 패드(240)와중앙 그라운드 패드(260) 사이에 배치될 수 있다. 제2 솔리드 부(231a)는 솔리드 구조를 갖는 중앙 그라운드 패드(260)와 제2 측부 그라운드 패드(250) 사이에 배치될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 메쉬 구조를 갖는 안테나 패턴층(110)의 부분들, 예컨대, 방사체(210), 제1 전송 선로(220)의 제1 꺾임부(222) 및 제1 메쉬부(221b), 제2 전송 선로(230)의 제2 꺾임부(232) 및 제2 메쉬부(231b)는 화상 표시 장치의 표시 영역에 배치될 수 있다. 이에 따라, 안테나 패턴층(110)을 통한 투과율을 향상시켜 화상 표시 장치의 이미지 품질 저하를 방지할 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 표시 영역에 배치되는 안테나 패턴층(110)의 부분들 주변에는 더미 메쉬 패턴(미도시)이 형성될 수 있다. 이 경우 패턴 구조 균일화를 통해 안테나 패턴층(110)이 사용자에게 시인되는 것을 방지할 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 솔리드 구조를 갖는 안테나 패턴층(110)의 부분들, 예컨대, 제1 측부 그라운드 패드(240), 제2 측부 그라운드 패드(250), 중앙 그라운드 패드(260), 제1 전송 선로(220)의 제1 솔리드부(221a), 제2 전송 선로(230)의 제2 솔리드부(231a)는 화상 표시 장치의 차광 영역 또는 베젤 영역에 배치될 수 있다. 이에 따라, 저저항 솔리드 금속막을 사용하여 급전 효율을 향상시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 중앙 그라운드 패드(260) 역시 부분적으로 메쉬 구조를 포함할 수도 있다.
중앙 그라운드 패드(260)는 솔리드 그라운드부(260a) 및 메쉬 그라운드부(260b)를 포함할 수 있다.
제1 전송 선로(220)의 제1 피딩부(221)와 제2 전송 선로(230)의 제2 피딩부(231)에서도 메쉬부의 길이가 확장될 수 있다. 예를 들면, 도 3의 실시예와 비교하여, 메쉬 그라운드부(260b)의 y 방향 길이만큼 제1 메쉬부(221b) 및 제2 메쉬부(231b)의 y 방향 길이가 확장될 수 있다.
예를 들면, 화상 표시 장치의 표시 영역이 확장되면서 베젤 영역이 축소되는 경우, 중앙 그라운드 패드(260)도 부분적으로 메쉬 구조를 채용하여 광학적 특성을 향상시킬 수 있다.
도 5는 예시적 실시예에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다. 도 5의 안테나 구조체(100d)는 도 1의 안테나 구조체(100)의 일 실시예일 수 있다. 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성 및 구조에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 5를 참조하면, 중앙 그라운드 패드(260)는 제1 절단부(262a) 및 제2 절단부(262b)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 중앙 그라운드 패드(260)의 y 방향 쪽, 예컨대 방사체(210) 쪽 양측 코너는 사선으로 절단된 형상으로 꺽임부들(222, 232)에 따라 연장되어 제1 절단부(262a) 및 제2 절단부(262b)를 형성할 수 있다. 제1 절단부(262a)는 제1 꺾임부(222)와 소정 간격 이격되어 제1 꺾임부(222)의 대향 변과 실질적으로 평행할 수 있다. 또한, 제2 절단부(262b)는 제2 꺾임부(232)와 소정 간격 이격되어 제2 꺾임부(232)의 대향 변과 실질적으로 평행할 수 있다.
중앙 그라운드 패드(260)의 슬릿부(261)는 슬릿부(261)와 근접한 방사체(210) 부분의 형상과 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 방사체(210)가 마름모 형상으로 구현되는 경우, 슬릿부(261)는 중앙 그라운드 패드(260)에 근접한 방사체(210 부분의 형상과 실질적으로 동일한 삼각형 형상을 가질 수 있다. 슬릿부(261)는 방사체(210)와 소정 간격 이격되어, 방사체(210)의 대향 변과 실질적으로 평행할 수 있다.
한편, 예시적 실시예에 따르면 전술한 안테나 구조체(100a, 100b, 100c, 100d) 복수개가 소정 방향으로 배열되어 어레이 안테나를 형성할 수 있다. 이때, 이웃하는 안테나 구조체들의 이격 거리는 이윳하는 안테나 구조체들 사이에 원치 않는 커플링의 발생을 줄일 수 있는 범위 내에서 적절히 선택될 수 있다.
실험예1
도 2의 안테나 구조체(실시예 1)와 도 5의 안테나 구조체(실시예 2)를 준비하였다. 각 안테나 구조체(실시예 1, 실시예 2)의 제1 전송 선로 및 제2 전송 선로에 동일한 위상의 신호를 인가하여 S11 및 피크 실현 이득(peak realized gain)을 측정한 결과 도 6(실시예 1) 및 도 7(실시예 2)을 얻을 수 있었다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 실시예 1 및 실시예 2 모두 제1 전송 선로 및 제2 전송 선로에 동일한 위상의 급전 신호를 인가함으로써 광대역의 듀얼-밴드 안테나를 구현할 수 있음을 확인할 수 있었다.
실험예2
도 2의 안테나 구조체를 5개 제조하였다. 이때, 제1 측부 그라운드 패드 및 제2 측부 그라운드 패드의 y 방향 길이(b)는 0.6mm으로 고정하고, 중앙 그라운드 패드의 y 방향 길이(a)는 각각 0.8mm, 0.9mm, 1.0mm, 1.1mm, 1.2mm로 제조하였다.
각 안테나 구조체에 신호를 인가하여 S11 및 피크 실현 이득(peak realized gain)을 측정한 결과 도 8을 얻을 수 있었다.
도 8을 참조하면, 중앙 그라운드 패드의 y 방향 길이(a)가 증가함에 따라 36 내지 40GHz 범위의 주파수 대역에서 이득이 증가한다는 것을 확인할 수 있었다.
실험예3
도 2의 안테나 구조체를 6개 제조하였다. 이때, 중앙 그라운드 패드의 y 방향 길이(a)는 1.0mm로 고정하고, 제1 측부 그라운드 패드 및 제2 측부 그라운드 패드의 y 방향 길이(b)는 각각 0.4mm, 0.5mm, 0.6mm, 0.7mm, 0.8mm, 0.9mm로 제조하였다.
각 안테나 구조체에 신호를 인가하여 S11 및 피크 실현 이득(peak realized gain)을 측정한 결과 도 9를 얻을 수 있었다.
도 9를 참조하면, 제1 측부 그라운드 패드 및 제2 측부 그라운드 패드의 y 방향 길이(b)가 감소함에 따라 36 내지 40GHz 범위의 주파수 대역에서 이득이 증가한다는 것을 확인할 수 있었다.
이제까지 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 발명의 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.
100, 100a, 100b, 100c, 100d: 안테나 구조체
105: 유전층
110: 안테나 패턴층
90: 그라운드층
210: 방사체
220: 제1 전송 선로
230: 제2 전송 선로
240: 제1 측부 그라운드 패드
250: 제2 측부 그라운드 패드
260: 중앙 그라운드 패드

Claims (9)

  1. 방사체;
    서로 다른 방향으로 연장하여 상기 방사체에 연결되는 제1 전송 선로 및 제2 전송 선로;
    상기 제1 전송 선로에 인접하게 배치되는 제1 측부 그라운드 패드;
    상기 제2 전송 선로에 인접하게 배치되는 제2 측부 그라운드 패드; 및
    상기 제1 전송 선로와 상기 제2 전송 선로 사이에 배치되는 중앙 그라운드 패드; 를 포함하며,
    상기 중앙 그라운드 패드는 슬릿부를 포함하며, 상기 중앙 그라운드 패드의 길이는 상기 제1 측부 그라운드 패드 및 상기 제2 측부 그라운드 패드의 길이보다 길고,
    상기 슬릿부는, 상기 방사체와 근접하여 대면하도록 형성되고, 상기 대면하는 방사체 부분의 형상과 실질적으로 동일한 형상을 가지도록 형성된,
    안테나 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방사체는 마름모 형상을 가지고, 상기 슬릿부는 삼각형 형상을 가지는,
    안테나 구조체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전송 선로는,
    길이 방향으로 연장하는 제1 피딩부; 및
    상기 제1 피딩부로부터 연장하여 상기 방사체에 연결되는 제1 꺾임부; 를 포함하고,
    상기 제2 전송 선로는,
    길이 방향으로 연장하는 제2 피딩부; 및
    상기 제2 피딩부로부터 연장하여 상기 방사체에 연결되는 제2 꺾임부; 를 포함하는,
    안테나 구조체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 꺾임부는 상기 길이 방향에 대해 시계 방향으로 제1 각도로 경사지고, 상기 제2 꺾임부는 상기 길이 방향에 대해 반시계 방향으로 제2 각도로 경사지는,
    안테나 구조체.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 중앙 그라운드 패드는 상기 방사체 쪽 양측 코너가 절단된 제1 절단부 및 제2 절단부를 포함하는,
    안테나 구조체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 절단부는 상기 제1 꺾임부와 실질적으로 평행하고, 상기 제2 절단부는 상기 제2 꺾임부와 실질적으로 평행한,
    안테나 구조체.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 슬릿부는 상기 방사체 부분의 대향 변과 실질적으로 평행한,
    안테나 구조체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전송 선로 및 상기 제2 전송 선로에 동일한 위상의 급전 신호가 인가되는,
    안테나 구조체.
KR1020210171275A 2021-12-02 2021-12-02 안테나 구조체 KR102593498B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210171275A KR102593498B1 (ko) 2021-12-02 2021-12-02 안테나 구조체
PCT/KR2022/004784 WO2023101108A1 (ko) 2021-12-02 2022-04-04 안테나 구조체

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210171275A KR102593498B1 (ko) 2021-12-02 2021-12-02 안테나 구조체

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230083139A KR20230083139A (ko) 2023-06-09
KR102593498B1 true KR102593498B1 (ko) 2023-10-23

Family

ID=86612415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210171275A KR102593498B1 (ko) 2021-12-02 2021-12-02 안테나 구조체

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102593498B1 (ko)
WO (1) WO2023101108A1 (ko)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100872177B1 (ko) * 2006-12-01 2008-12-09 한국전자통신연구원 초광대역 안테나
KR20090010801A (ko) * 2007-07-24 2009-01-30 삼성전자주식회사 분리 그라운드를 구비하는 인쇄 회로 기판과 이를 이용한휴대 단말기
KR101263416B1 (ko) * 2011-05-19 2013-05-10 강원대학교산학협력단 초광대역 통신용 역삼각형 초광대역 안테나
KR101304129B1 (ko) 2012-02-21 2013-09-05 주식회사 에이스테크놀로지 다중 대역 패치 안테나
KR102518054B1 (ko) * 2018-03-14 2023-04-05 동우 화인켐 주식회사 필름 안테나 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR20210050435A (ko) * 2019-10-28 2021-05-07 동우 화인켐 주식회사 안테나 구조체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR102258794B1 (ko) * 2019-12-13 2021-05-28 동우 화인켐 주식회사 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR102356678B1 (ko) * 2020-03-16 2022-01-26 동우 화인켐 주식회사 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023101108A1 (ko) 2023-06-08
KR20230083139A (ko) 2023-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11276917B2 (en) Film antenna and display device including the same
KR20210050435A (ko) 안테나 구조체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
CN214254711U (zh) 天线装置和包括天线装置的显示装置
KR102403005B1 (ko) 안테나 소자, 안테나 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
US11804646B2 (en) Antenna structure and image display device including the same
KR102541132B1 (ko) 안테나 어레이, 이를 포함하는 안테나 장치 및 디스플레이 장치
KR20210035153A (ko) 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR102390288B1 (ko) 안테나 구조체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치
KR20220012987A (ko) 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
US20230121298A1 (en) Antenna package and display device including the same
KR20210145350A (ko) 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR102390289B1 (ko) 안테나 구조체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치
KR102593498B1 (ko) 안테나 구조체
US20220285840A1 (en) Antenna device and display device including the same
KR102581398B1 (ko) 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR102540305B1 (ko) 안테나 구조체
KR20220115335A (ko) 안테나 소자, 안테나 패키지 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR20220059026A (ko) 안테나 소자, 이를 포함하는 안테나 어레이 및 디스플레이 장치
KR20210115418A (ko) 안테나 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR20210064531A (ko) 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR102390287B1 (ko) 안테나 구조체 및 이를 포함하는 화상 표시 장치
KR102655698B1 (ko) 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR102655700B1 (ko) 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
CN215184526U (zh) 天线堆叠结构和包括所述天线堆叠结构的显示装置
KR20210112571A (ko) 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치

Legal Events

Date Code Title Description
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant