KR20070017109A - A dual band diversity wlan antenna system for laptop computers, printers and similar devices - Google Patents

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KR20070017109A
KR20070017109A KR1020067014224A KR20067014224A KR20070017109A KR 20070017109 A KR20070017109 A KR 20070017109A KR 1020067014224 A KR1020067014224 A KR 1020067014224A KR 20067014224 A KR20067014224 A KR 20067014224A KR 20070017109 A KR20070017109 A KR 20070017109A
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dielectric
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pila
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KR1020067014224A
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비자이 나하르
브라이언 콜린스
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안테노바 리미티드
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01Q13/08Radiating ends of two-conductor microwave transmission lines, e.g. of coaxial lines, of microstrip lines
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas

Abstract

본 발명은, 유전체 기판(6)을 구비하는 이중 대역 안테나 장치에 관한 것이다. 유전체 기판의 제1 면에 마이크로스트립 전송 라인(4)이 배치되며, 상기 제1 면과 대향하는 제2 면에 접지판(7)이 배치되고, 마이크로스트립 전송 라인(4)이 배치된 제1 면에 유전체 펠릿(5)이 장착된다. 유전체 기판의 제1 면에는, 반전된 L자형 평판 안테나(PILA) 부품(1)이 2개로 갈라져서 장착되며, PILA 부품(1)은 유전체 펠릿(5)의 표면과 접촉하면서 그 위로 연장하는 제1 아암부(2) 및 제2 아암부(3)를 구비한다. 제1 아암부와 상기 제2 아암부는 상기 유전체 펠릿의 표면과 접촉하는 영역이 서로 상이하다. 본 발명의 안테나 장치는 2.4GHz의 주파수 대역과 5.9GHz의 주파수 대역에서 양호하게 동작하도록 구성된다. The present invention relates to a dual band antenna device having a dielectric substrate 6. A microstrip transmission line 4 is disposed on a first surface of the dielectric substrate, and a ground plate 7 is disposed on a second surface opposite to the first surface, and a first microstrip transmission line 4 is disposed. The dielectric pellet 5 is mounted on the surface. On the first side of the dielectric substrate, an inverted L-shaped flat antenna (PILA) component 1 is mounted in two pieces, the PILA component 1 contacting and extending over the surface of the dielectric pellet 5. The arm part 2 and the 2nd arm part 3 are provided. The first arm portion and the second arm portion are different from each other in contact with the surface of the dielectric pellet. The antenna device of the present invention is configured to operate well in the frequency band of 2.4 GHz and the frequency band of 5.9 GHz.

Description

랩탑 컴퓨터, 프린터 등의 장치에 사용하기 위한 이중 대역 다이버시티 무선 랜 안테나 시스템{A DUAL BAND DIVERSITY WLAN ANTENNA SYSTEM FOR LAPTOP COMPUTERS, PRINTERS AND SIMILAR DEVICES}A dual band diversity WLAN antenna system for use in devices such as laptop computers, printers, printers, printers and simulators

본 발명은, 마이크로스트립 전송 라인에 성형 세라믹으로 된 유전체 펠릿(shaped ceramic pellet)에 의해 결합된 이중 대역 방사기(dual-band radiator)를 구비하는, IEEE802.11a/b/g 무선 랜(LAN)에 이용되는 주파수 대역에서 작용하는 신규한 안테나에 관한 것이다. 본 발명의 안테나 장치는, 랩탑 컴퓨터의 디스플레이 부분에 장착되도록 설계되거나, 프린터 등과 같은 컴퓨터와 통신하는 디바이스에 사용이 가능하다. The present invention relates to an IEEE802.11a / b / g wireless LAN (LAN) having a dual-band radiator coupled to a microstrip transmission line by shaped ceramic pellets of molded ceramic. A novel antenna which operates in the frequency band used. The antenna device of the present invention is designed to be mounted on the display portion of a laptop computer, or can be used in a device that communicates with a computer such as a printer.

무선 LAN 접속이 도입되면서, 2.4~2.5 GHz 및 4.9-5.9GHz의 주파수 대역에서 작용하는 콤팩트하고 저렴한 안테나가 필요하게 되었다. 이러한 안테나는 통상적으로 랩탑 컴퓨터와 PDA 등에 장착되며, 프린터, 스캐너 또는 그외 다른 주변 장치에도 장착될 것이다. With the introduction of wireless LAN connections, there is a need for compact, inexpensive antennas that operate in the 2.4-2.5 GHz and 4.9-5.9 GHz frequency bands. Such antennas are typically mounted on laptop computers, PDAs, and the like, and may also be mounted on printers, scanners, or other peripheral devices.

이러한 안테나에 대한 중요한 특성은, 효율이 높아야 하며, 장치에 장착되는 경우라도 가능한 거의 전방향성(omnidirectional)인 방사 패턴(radiation patterns)을 가져야 한다는 것이다 이러한 전기적 특성과 관련된 파라미터는, 물 리적인 치수를 작게 하고 제조 비용을 저렴하게 하여야 하는 문제와 절충을 이루어야 한다. 대부분의 안테나는 초소형의 동축(coaxial) 케이블에 직접 연결될 것이며, 안테나 설계는 입력 정합의 양호한 반복적 복원 특성(repeatability)을 보장할 수 있을 정도로 충분히 정확하게 케이블의 배치를 제어하는 적절한 부착 수단을 구현하여야 한다. An important characteristic of these antennas is that they must be highly efficient and have radiation patterns that are as omnidirectional as possible even when mounted in the device. There is a trade-off between the problem of making it smaller and lowering the manufacturing cost. Most antennas will be connected directly to a very small coaxial cable, and the antenna design must implement appropriate attachment measures to control the cable placement precisely enough to ensure good repeatability of the input match. .

본 발명의 제1 특징에 의하면, 유전체 기판을 구비하는 이중 대역 안테나 장치로서, 유전체 기판의 제1 면에 마이크로스트립 전송 라인이 배치되며, 제1 면과 대향하는 제2 면에 접지판이 배치되고, 마이크로스트립 전송 라인이 배치된 제1 면에 유전체 펠릿이 장착되며, 유전체 기판의 제1 면에, 반전된 L자형 평판 안테나(PILA) 부품이 2개로 갈라져서 장착되며, PILA 부품은 유전체 펠릿의 표면과 접촉하면서 그 위로 연장하는 제1 아암부 및 제2 아암부를 구비하는데, 제1 아암부와 제2 아암부는 유전체 펠릿의 표면과 접촉하는 영역이 상이하고, PILA 부품은 접지판에 전기적으로 접속되는 이중 대역 안테나 장치를 제공하는 것을 특징으로 한다. According to a first aspect of the present invention, there is provided a dual band antenna device having a dielectric substrate, wherein a microstrip transmission line is disposed on a first side of the dielectric substrate, and a ground plate is disposed on a second side opposite to the first side, Dielectric pellets are mounted on a first side of the microstrip transmission line, and on the first side of the dielectric substrate, two inverted L-shaped flat antenna (PILA) components are mounted in two, and the PILA component is mounted on the surface of the dielectric pellets. A first arm portion and a second arm portion extending in contact therewith, wherein the first arm portion and the second arm portion have different areas in contact with the surface of the dielectric pellet, and the PILA component is electrically connected to the ground plate. It is characterized by providing a band antenna device.

유전체 기판은 금속화된(예컨대, 구리) 접지판을 구비하는 인쇄 회로 기판(PCB)의 형태로 될 수 있다. 특히 바람직한 유전체 기판은 Duroid(등록상표) PCB이다. The dielectric substrate may be in the form of a printed circuit board (PCB) having a metallized (eg copper) ground plane. Particularly preferred dielectric substrates are Duroid® PCBs.

유전체 펠릿은 유전율이 높은, 예컨대 적어도 6 이상의 상대 유전율을 갖는 세라믹 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. The dielectric pellets are preferably made of a ceramic material having a high dielectric constant, for example, having a relative dielectric constant of at least six or more.

유전체 펠릿은 거의 평평한 상부 표면(즉, 유전체 표면의 제1 면으로부터 끝에 있는 펠릿의 표면)을 갖는 긴 길이의 직사각형인 것이 바람직하다. 특히, 그 단부에서만 마이크로스트립 전송 라인과 접속하도록 브리지 구조로 형성되는 것이 바람직하다. The dielectric pellets are preferably long-length rectangles with an almost flat top surface (ie, the surface of the pellet at the end from the first side of the dielectric surface). In particular, it is preferable to form the bridge structure so as to connect with the microstrip transmission line only at its end.

2개로 갈라진 PILA는 긴 길이의 유전체 펠릿과 거의 일렬로 배치되며, PILA의 제1 아암부는 유전체 펠릿의 상부 표면의 거의 전체 길이 방향을 가로질러 연장하면서 상기 표면과 접촉하고 있으며, PILA의 제2 아암부는 제1 아암부 보다 길이가 짧고 제1 아암부가 접촉하는 유전체 펠릿의 노출된 표면보다 더 적은 영역에서 접촉한다. 제1 및 제2 아암부로부터 끝에 있는 PILA의 단부는 유전체 기판을 통과하는 도전성 핀에 의해 접지판에 접속될 수 있다. The bifurcated PILA is disposed almost in line with the long length dielectric pellets, the first arm portion of the PILA being in contact with the surface extending across almost the entire longitudinal direction of the top surface of the dielectric pellets, and the second arm of the PILA The portions are shorter in length than the first arm portion and contact in less area than the exposed surface of the dielectric pellets in contact with the first arm portion. The ends of the PILA at the ends from the first and second arm portions may be connected to the ground plate by conductive pins passing through the dielectric substrate.

종래의 유전체 공진기 안테나(DRA) 구조에 비해, 단일 지점에 세라믹 펠릿(공진기)이 급전(예컨대, 플로브 또는 슬롯 급전부에 의해)되는 경우, 본 발명의 세라믹 펠릿은 마이크로스트립 전송 라인과 접속하는 길이를 따라 급전된다. 세라믹 펠릿은, 스스로 방사를 하지는 못하지만, PILA의 아암부에 대해 유전체 부하로서 기능함으로써 주요 방사용 구조체가 된다. Compared to the conventional dielectric resonator antenna (DRA) structure, when ceramic pellets (resonators) are fed at a single point (for example, by a flob or slot feeder), the ceramic pellets of the present invention are connected to a microstrip transmission line. Feed along the length. Ceramic pellets do not radiate on their own, but serve as a mainspinning structure by acting as a dielectric load on the arm portion of the PILA.

예컨대, 2.4GHz의 저주파 대역에서, PILA의 아암부 중 긴 길이의 제1 아암부는 주요 방사기로서의 기능을 하며, 제1 아암부의 단부 부근의 세라믹 펠릿의 모서리에서의 전자기장에 의해 여기된다. For example, in the low frequency band of 2.4 GHz, the longer first arm of the PILA's arm portion functions as the main radiator and is excited by an electromagnetic field at the edge of the ceramic pellets near the end of the first arm portion.

예컨대, 5.54GHz의 저주파 대역에서, PILA의 아암부 중 짧은 길이의 제2 아암부는 주요 방사기로서의 기능을 하며, 제2 아암부의 단부 부근의 세라믹 펠릿의 모서리에서의 전자기장에 의해 여기된다. For example, in the low frequency band of 5.54 GHz, the shorter second arm of the PILA's arm portion functions as the main radiator and is excited by an electromagnetic field at the edge of the ceramic pellets near the end of the second arm portion.

그럼에도 불구하고, 세라믹 펠릿 전체는 주파수와 특정의 설계 요소에 따라 PILA를 더 강하게 또는 더 약하게 여기시킬 수 있다. Nevertheless, the entire ceramic pellet can excite the PILA stronger or weaker, depending on the frequency and the specific design element.

PILA의 2개의 아암부를 서로 다르게 여기시킴으로써, 본 발명은 신규한 이중 대역 하이브리드 안테나를 제공한다. By exciting the two arm portions of the PILA differently, the present invention provides a novel dual band hybrid antenna.

다른 실시예에서, 세라믹 펠릿의 바로 아래에 있는 유전체 기판 부분은, 유전체 펠릿이 접지판 위의 PILA로부터 부유되도록 하기 위해, 제거될 수 있으며, 아미크로스트립 전송 라인을 생략할 수 있다. 본 실시예에서, 유전체 펠릿은, 유전체 펠릿에 납땜 또는 그외 다른 방식으로 연결된 내부 요소와, 접지에 접속된 외부 요소를 갖는 동축 케이블에 의해 직접 급전된다. In another embodiment, the portion of the dielectric substrate directly underneath the ceramic pellets may be removed so that the dielectric pellets float out of the PILA on the ground plate and may omit the microstrip transmission line. In this embodiment, the dielectric pellets are fed directly by a coaxial cable having internal elements soldered or otherwise connected to the dielectric pellets and external elements connected to ground.

따라서, 다른 특징으로서, 본 발명은 유전체 기판을 구비하는 이중 대역 안테나 장치로서, 유전체 기판의 제1 면에는 마이크로스트립 전송 라인이 배치되며, 제1 면과 대향하는 제2 면에는 접지판이 배치되고, 유전체 기판의 제1 면에는, 반전된 L자형 평판 안테나(PILA) 부품이 2개로 갈라져서 장착되며, PILA 부품은 전기적으로 접속된 제1 아암부와 제2 아암부를 구비하고, 제1 아암부와 제2 아암부에는 유전체 펠릿의 표면이 접속되며, 유전체 기판은 유전체 펠릿의 아래에 배치되는 구멍을 포함하고, 유전체 펠릿은 동축 급전 라인에 접속되고, PILA 부품의 제1 아암부와 제2 아암부는 유전체 펠릿의 표면과 접촉하는 영역이 상이하고, PILA 부품은 상기 접지판에 전기적으로 접속되는 이중 대역 안테나 장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.Accordingly, in another aspect, the present invention provides a dual band antenna device having a dielectric substrate, wherein a microstrip transmission line is disposed on a first side of the dielectric substrate, a ground plate is disposed on a second side opposite to the first side, On the first surface of the dielectric substrate, two inverted L-shaped flat antennas (PILA) parts are mounted in two, the PILA parts having a first arm part and a second arm part electrically connected, and the first arm part and the first arm part. 2 the arm portion is connected to the surface of the dielectric pellet, the dielectric substrate includes a hole disposed below the dielectric pellet, the dielectric pellet is connected to the coaxial feed line, the first arm portion and the second arm portion of the PILA component The area in contact with the surface of the pellets is different and the PILA component provides a dual band antenna device electrically connected to the ground plane.

본 발명의 이해를 돕기 위해 그리고 본 발명이 어떻게 효과를 발휘하는지를 나타내기 위하여, 첨부 도면을 참조하여 이하 상세히 설명한다. BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS To aid the understanding of the present invention and to show how the invention works, it will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 도면. 1 shows a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 2.4GHz의 대역에서, 도 1에 도시된 안테나의 전자기장 구성을 나타내는 도면. FIG. 2 is a diagram showing an electromagnetic field configuration of the antenna shown in FIG. 1 in the band of 2.4 GHz. FIG.

도 3은 5.5GHz의 대역에서, 도 1에 도시된 안테나의 전자기장 구성을 나타내는 도면. FIG. 3 shows the electromagnetic field configuration of the antenna shown in FIG. 1 in the band of 5.5 GHz. FIG.

도 4는 도 1에 도시된 안테나의 반사 손실의 측정값을 나타내는 좌표도. 4 is a coordinate diagram showing measured values of return loss of the antenna shown in FIG.

도 5는 도 1에 도시된 한 쌍의 안테나 사이의 아이솔레이션의 좌표를 나타내는 도면. FIG. 5 shows the coordinates of the isolation between the pair of antennas shown in FIG. 1. FIG.

도 1에 도시한 실시예에서, 안테나는 3개의 주요한 구성 요소를 포함하여 이루어진다. In the embodiment shown in FIG. 1, the antenna comprises three main components.

방사 요소(radiating element)(1) : 이 요소는 각각의 주파수 대역에 대해 개별의 방사기(2, 3)를 구비하는, 폭이 좁은 형태를 갖는 4분 파장(quarter-wavelength)의 접지형 패치(grounded patch)이다. Radiating element (1): This element is a quarter-wavelength, grounded patch of narrow shape, with separate radiators 2, 3 for each frequency band ( grounded patch).

마이크로스트립 전송 라인(4) : 방사 요소(1, 2, 3)는 안테나 구조체의 개방 회로 단부로 진입하는 마이크로스트립 급전 라인(4)으로부터 여기된다. 이 마이크로스트립 급전 라인(4)은, 안테나에 대해 초소형의 동축 케이블(직경이 1.2mm)(도시 안 됨)로부터 급전이 행해지도록 하기 위해 정합된 마이크로스트립/동축 전이 방식을 이용한다. Microstrip Transmission Lines 4: Radiating elements 1, 2, 3 are excited from microstrip feed lines 4 entering the open circuit end of the antenna structure. This microstrip feed line 4 uses a matched microstrip / coaxial transition scheme to allow feeding from an ultra-small coaxial cable (1.2 mm in diameter) (not shown) to the antenna.

세라믹으로 된 유전체 펠릿(ceramic pellet)(5) : 성형 세라믹으로 된 유전체 펠릿(5)[본 실시예에서 εr = 6]의 위에 방사 요소(1)가 장착되는데, 그 물리적인 길이를 감소시키고, 방사 요소(1)와 마이크로스트립 급전 라인(4) 사이의 결합을 강화하기 위해서이다. Ceramic pellets (ceramic pellets 5): A radiating element 1 is mounted on top of the dielectric pellets 5 (? R = 6 in this embodiment) made of molded ceramics, reducing its physical length, To strengthen the coupling between the radiating element 1 and the microstrip feed line 4.

방사 요소(1), 마이크로스트립 전송 라인(4) 및 세라믹으로 된 유전체 펠릿(5)은 모두 절연 기판(6)의 일면 상에 장착되며, 절연 기판은 Duroid(등록상표)로 제작하는 것이 바람직하다. 절연 기판(6)의 반대쪽 면에는 도전성 접지판(7)이 설치된다. The radiating element 1, the microstrip transmission line 4, and the dielectric pellets 5 made of ceramic are all mounted on one side of the insulating substrate 6, and the insulating substrate is preferably made of Duroid®. . On the opposite side of the insulating substrate 6, a conductive ground plate 7 is provided.

방사 요소(1)의 다리부(8)는 도전성 접속에 의하여 절연 기판(6)을 통해 접지판(7)까지 쇼트되어 있다. The leg 8 of the radiating element 1 is shorted to the ground plate 7 through the insulating substrate 6 by conductive connection.

세라믹으로 된 유전체 펠릿(5)은, 유전체 공진기 안테나(DRA: dielectric resonator antenna)로서 기능하지는 않지만, 안테나 구조체의 동작은 단순히 유전체를 적재한 것 이상의 이유에 의해 세라믹으로 된 유전체 펠릿의 존재에 크게 의존하게 된다. 따라서, 세라믹으로 된 유전체 펠릿을 구비한 안테나 구조체를 하이브리드형 세라믹 안테나라고도 한다. Although the dielectric pellets 5 made of ceramic do not function as a dielectric resonator antenna (DRA), the operation of the antenna structure depends largely on the presence of the dielectric pellets made of ceramic for reasons other than simply loading a dielectric. Done. Thus, an antenna structure having dielectric pellets made of ceramic is also referred to as a hybrid ceramic antenna.

방사 요소(1)는, 소형의 패치 안테나를 사용하기 위한 일반적인 사용인 경우에, 패치 안으로 연결시킨 고정된 급전점(feed point)을 갖는 또는 패치에 밀접한 용량성 결합을 이룬 PIFA(반전된 F자형 평판 안테나)에 해당하지 않는다. 반대의 경우에, 방사 요소(1)는 PILA(반전된 L자형 평판 안테나)에 해당하며, 직접적인 급 전점을 가지지 않는다. 대신에, 방사 요소는 비교적 긴 길이를 갖는 세라믹으로 된 유전체 펠릿(5) 내의 전자기장에 의해 여기되며, 마이크로스트립 전송 라인(4)에 의해 전원이 공급된다. 세라믹으로 된 유전체 펠릿(5) 내의 전자기장은 변위 전류(displacement current)에 의해 생성된다. 이러한 구성에 의하면, 세라믹으로 된 유전체 펠릿(5)의 형태, 치수 및 상대적인 유전율과, 마이크로스트립 전송 라인(4) 및 방사 요소(1)에 대한 상대적인 위치와 같은 다수의 추가적인 파라미터가 제공된다. 이들 파라미터를 최적화하면, 설계자는, 본 발명의 실시예로부터 알 수 있는 바와 같이, 안테나의 성능을 실질적으로 선택할 수 있게 된다. The radiating element 1 is a PIFA (inverted F-shape) with a fixed feed point connected into the patch or in intimate capacitive coupling to the patch, in typical use for use of small patch antennas. Flat panel antennas). In the opposite case, the radiating element 1 corresponds to a PILA (inverted L-shaped flat antenna) and does not have a direct feed point. Instead, the radiating element is excited by an electromagnetic field in the dielectric pellets 5 of ceramic having a relatively long length, and is powered by the microstrip transmission line 4. The electromagnetic field in the dielectric pellets 5 made of ceramic is generated by displacement current. This arrangement provides a number of additional parameters such as the shape, dimensions and relative permittivity of the dielectric pellets 5 in ceramic and their relative positions to the microstrip transmission line 4 and the radiating element 1. Optimizing these parameters allows the designer to substantially select the performance of the antenna, as can be seen from the embodiments of the present invention.

마이크로스트립 전송 라인은 PILA(1)의 개방된 단부에 배치된다. 통상적인 급전 라인인 경우, 그 임피던스는 매우 높기 때문에 안테나에 전원을 공급하는 것이 어려울 것이다. The microstrip transmission line is arranged at the open end of the PILA 1. In a typical feed line, it will be difficult to power the antenna because its impedance is very high.

PILA(1)는 서로 다른 길이를 갖는 2개의 아암부(2, 3)로 갈라져 있다. 긴 길이의 세라믹으로 된 유전체 펠릿(5)은 급전부로서의 기능을 행하여, 각각 적절한 주파수에서 동작하는, PILA(1)의 2개의 아암부(2, 3)를 효과적으로 구동시킨다. PILA 1 is divided into two arm portions 2, 3 having different lengths. The dielectric pellet 5 made of a long length of ceramic functions as a power feeding portion, effectively driving the two arm portions 2 and 3 of the PILA 1, each operating at an appropriate frequency.

시뮬레이션 결과:Simulation result:

초기의 안테나는 Ansoft(등록상표) 3D 전자기 시뮬레이터인 HFSS를 이용하여 수행되었다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 보면, 소망하는 주파수 대역에서 양호한 반사 손실(return loss)을 얻은 것을 알 수 있다. 시뮬레이션 결과에 의하면, 또한 방사 요소(1)의 2개의 부분(2, 3)이 효과적이며 독립적으로 동작하고, 세라믹으로 된 유전체 펠릿(5)의 크기, 형태 및 유전율이 최적화된 것을 확인할 수 있다. 도 2는 2.4GHz의 낮은 주파수 대역의 중간에서 예상되는 전계 분포를 나타내며, 도 2에 나타내는 전계 분포는 방사 요소(1)의 긴 쪽의 아암부(3)의 단부에서 가장 강하다. 도 3은 5.5GHz의 높은 주파수 대역의 중간에서 예상되는 전계 분포를 나타내며, 도 3에 나타낸 전계 분포는 방사 요소(1)의 짧은 쪽의 아암부(2)의 단부에서 가장 강하다. Early antennas were performed using HFSS, an Ansoft® 3D electromagnetic simulator. Computer simulation results show that good return loss is obtained in the desired frequency band. The simulation results also show that the two parts 2, 3 of the radiating element 1 operate effectively and independently, and that the size, shape and permittivity of the dielectric pellets 5 made of ceramic are optimized. FIG. 2 shows the electric field distribution expected in the middle of the low frequency band of 2.4 GHz, and the electric field distribution shown in FIG. 2 is the strongest at the end of the long arm part 3 of the radiating element 1. FIG. 3 shows the electric field distribution expected in the middle of the high frequency band of 5.5 GHz, the electric field distribution shown in FIG. 3 being the strongest at the end of the arm part 2 on the short side of the radiating element 1.

측정 결과:Measurement result:

도 4에는 완성된 안테나와 급전 케이블의 입력측의 반사 효율을 측정한 결과를 나타내고 있다. 측정된 값들의 작은 리플(ripple)은, 측정점에서의 부정합에 의해 생긴 것으로서, 고주파수에서 초소형 케이블을 가지고 작업할 때 자주 생기는 문제이다. 4 shows the result of measuring the reflection efficiency on the input side of the completed antenna and the feed cable. The small ripple of the measured values, caused by mismatches at the measuring points, is a common problem when working with micro cables at high frequencies.

이러한 설계는 안테나의 요구 사항에 대응하는, 2.5GHz가 아닌 5GHz에서 더 넓은 대역폭을 제공하도록 구성되었다는 것을 알 수 있다. 실질적인 응용에 있어서, 접속된 장치 내의 접속기 불연속(connector discontinuity)을 보상하는 것은 입력단의 부정합과 이에 대응하는 리플을 감소시킬 수 있으며, 양 대역에 걸쳐 10dB의 반사 손실을 달성할 수 있다. It can be seen that this design is configured to provide wider bandwidth at 5 GHz rather than 2.5 GHz, corresponding to the requirements of the antenna. In practical applications, compensating the connector discontinuity in the connected device can reduce input mismatch and corresponding ripple, and achieve a return loss of 10 dB across both bands.

아이솔레이션 성능(isolation performance)을 조사하기 위하여, 한 쌍의 안테나를, 안테나들 사이에, 랩탑 응용 기기의 75mm의 간격을 가진 디스플레이의 상단부 상에 장착하였다. 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 안테나들 사이의 아이솔레이션은 저주파 대역(안테나들이 서로 전기적으로 더 근접해 있는 경우)에서 대략 20dB이고, 고주파 대역에서는 40dB이다 In order to investigate the isolation performance, a pair of antennas was mounted on the top of the display with a 75 mm spacing of the laptop application, between the antennas. As can be seen from FIG. 5, the isolation between the antennas is approximately 20 dB in the low frequency band (when antennas are closer together electrically) and 40 dB in the high frequency band.

본 발명의 바람직한 특징은 본 발명의 모든 특징에 대해 응용이 가능하며 임의의 가능한 조합에 이용될 수 있다. Preferred features of the invention are applicable to all features of the invention and can be used in any possible combination.

본 명세서의 상세한 설명과 청구범위를 통하여 사용되고 있는 "구비하는", "포함하는" 등의 단어는, 제한의 목적이 아니며, 다른 구성 부품, 완전체, 일부분, 부속품 또는 단계를 배제하기 위한 것이 아니다. The words "comprising", "comprising", and the like, which are used throughout the description and claims of this specification, are not for the purpose of limitation and are not intended to exclude other components, integral parts, parts, accessories, or steps.

Claims (8)

유전체 기판을 구비하는 이중 대역 안테나 장치로서, A dual band antenna device having a dielectric substrate, 상기 유전체 기판의 제1 면에 마이크로스트립 전송 라인이 배치되며, 상기 제1 면과 대향하는 제2 면에 접지판이 배치되고, A microstrip transmission line is disposed on a first surface of the dielectric substrate, and a ground plate is disposed on a second surface opposite to the first surface, 상기 마이크로스트립 전송 라인이 배치된 상기 제1 면에 유전체 펠릿이 장착되며, A dielectric pellet is mounted on the first surface on which the microstrip transmission line is disposed, 상기 유전체 기판의 제1 면에는, 반전된 L자형 평판 안테나(PILA) 부품이 2개로 갈라져서 장착되며,On the first surface of the dielectric substrate, two inverted L-shaped flat antenna (PILA) components are mounted in two parts, 상기 PILA 부품은 상기 유전체 펠릿의 표면과 접촉하면서 그 위로 연장하는 제1 아암부 및 제2 아암부를 구비하는데, 상기 제1 아암부와 상기 제2 아암부는 상기 유전체 펠릿의 표면과 접촉하는 영역이 서로 상이하고, The PILA component has a first arm portion and a second arm portion in contact with and extending over the surface of the dielectric pellets, wherein the first arm portion and the second arm portion are in contact with the surface of the dielectric pellet. Different, 상기 PILA 부품은 상기 접지판에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 이중 대역 안테나 장치. And the PILA component is electrically connected to the ground plate. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유전체 펠릿은 유전율이 높은 세라믹 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중 대역 안테나 장치. And the dielectric pellets are made of a ceramic material having a high dielectric constant. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 유전체 펠릿은, 상기 유전체 기판의 제1 면으로부터 이격되어 서로 마주보는 거의 평평한 노출된 표면을 갖는 긴 길이의 구조체로 이루어진 것을 특징으로 하는 이중 대역 안테나 장치. And wherein said dielectric pellet is made of a long length structure having a substantially flat exposed surface facing each other spaced from a first side of said dielectric substrate. 제3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 유전체 펠릿은 상기 마이크로스트립 전송 라인과 접촉하는 제1 급전부 및 제2 급전부를 구비하는 브리지 구조체로서 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 대역 안테나 장치. And the dielectric pellet is formed as a bridge structure having a first feed portion and a second feed portion in contact with the microstrip transmission line. 제3항 또는 제4항에 있어서,The method according to claim 3 or 4, 상기 2개로 갈라진 PILA는 상기 긴 길이의 유전체 펠릿과 거의 일렬로 배치되며, 상기 PILA의 제1 아암부는 상기 유전체 펠릿의 노출된 표면의 거의 전체 길이 방향을 가로질러 연장하면서 상기 노출된 표면과 접촉하고 있으며, 상기 PILA의 제2 아암부는 상기 제1 아암부 보다 길이가 짧으며 상기 제1 아암부가 접촉하는 상기 유전체 펠릿의 노출된 표면보다 더 적은 영역에서 접촉하는 것을 특징으로 하는 이중 대역 안테나 장치. The bifurcated PILA is disposed almost in line with the long length dielectric pellets, wherein the first arm portion of the PILA contacts the exposed surface while extending across substantially the entire longitudinal direction of the exposed surface of the dielectric pellets. And wherein the second arm portion of the PILA is shorter in length than the first arm portion and contacts in less area than the exposed surface of the dielectric pellets in contact with the first arm portion. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 이중 대역 안테나 장치는, 2.4GHz~2.5GHz의 제1 주파수 대역과 4.9GHz~5.9GHz의 제2 주파수 대역에서 동작하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이중 대역 안테나 장치. The dual band antenna device is configured to operate in the first frequency band of 2.4GHz to 2.5GHz and the second frequency band of 4.9GHz to 5.9GHz. 유전체 기판을 구비하는 이중 대역 안테나 장치로서, A dual band antenna device having a dielectric substrate, 상기 유전체 기판의 제1 면에 마이크로스트립 전송 라인이 배치되며, 상기 제1 면과 대향하는 제2 면에 접지판이 배치되고, A microstrip transmission line is disposed on a first surface of the dielectric substrate, and a ground plate is disposed on a second surface opposite to the first surface, 상기 유전체 기판의 제1 면에는, 반전된 L자형 평판 안테나(PILA) 부품이 2개로 갈라져서 장착되며,On the first surface of the dielectric substrate, two inverted L-shaped flat antenna (PILA) components are mounted in two parts, 상기 PILA 부품은 전기적으로 접속된 제1 아암부와 제2 아암부를 구비하고,The PILA component has a first arm portion and a second arm portion electrically connected to each other. 상기 제1 아암부와 제2 아암부에 유전체 펠릿의 표면이 접속되며, A surface of a dielectric pellet is connected to the first arm portion and the second arm portion, 상기 유전체 기판은 상기 유전체 펠릿의 아래에 형성되는 구멍을 포함하고,The dielectric substrate comprises a hole formed under the dielectric pellets, 상기 유전체 펠릿은 동축 급전 라인에 접속되고, The dielectric pellets are connected to a coaxial feed line, 상기 PILA 부품의 제1 아암부와 제2 아암부는 상기 유전체 펠릿의 표면과 접촉하는 영역이 서로 상이하고, The first arm portion and the second arm portion of the PILA part are different from each other in contact with the surface of the dielectric pellet, 상기 PILA 부품은 상기 접지판에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 이중 대역 안테나 장치. And the PILA component is electrically connected to the ground plate. 첨부 도면을 참조하여 개시된 또는 첨부 도면에 도시된 것과 같은 이중 대역 안테나 장치. Dual band antenna device as disclosed or shown in the accompanying drawings with reference to the accompanying drawings.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100836558B1 (en) * 2007-03-06 2008-06-10 (주)에이스안테나 Multi band antenna using the heterogeneous dielectric substances
KR100885815B1 (en) * 2007-03-06 2009-02-26 (주)에이스안테나 Internal Antenna using Heterogeneity Substrate there of using Module
CN112103638A (en) * 2020-09-09 2020-12-18 安徽师范大学 Four-band cactus palm-shaped small-sized microstrip antenna based on 5G frequency band and WLAN frequency band

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