KR20070037694A

KR20070037694A - 안테나, 무선장치, 안테나 설계 방법 및 안테나의 동작주파수 측정 방법

Info

Publication number: KR20070037694A
Application number: KR1020060097306A
Authority: KR
Inventors: 가즈오키 마츠가타니; 마코토 다나카; 김도원; 김문일
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2005-10-03
Filing date: 2006-10-02
Publication date: 2007-04-06
Also published as: US7330161B2; JP4557169B2; US20070075903A1; JP2007104211A; CN1945896B; KR100836213B1; CN1945896A

Abstract

본 발명의 안테나는 제1 도전층, 제2 도전층 및 LC 공진 회로를 포함한다. 제1 도전층은 서로 근접하여 배치된 복수의 엘리먼트를 포함한다. 제2 도전층은 유전체를 통해 제1 도전층으로부터 소정의 거리에 배치된다. LC 공진 회로는 제1 도전층의 엘리먼트들과 제2 도전층을 전기적으로 접속하기 위한 접속부를 구비한다. LC 공진 회로는 안테나의 동작 주파수에서 임피던스가 높아지는 공진상태를 갖는다. 복수의 엘리먼트들 중에서, 2개의 인접하는 엘리먼트들 각각에 급전부가 제공된다. 송신 동안에, 동작 주파수의 신호들이 서로 반대의 위상 관계에 있고, 수신 동안에, 안테나로 입력되는 동작 주파수의 신호들이 상기 급전부로부터 서로 반대의 위상 관계로 출력되도록 급전부에 급전이 이루어진다.

안테나, 도전층, 공진, LC, 반대위상, 유전체, 급전, 동작주파수, 엘리먼트

Description

안테나, 무선장치, 안테나 설계 방법 및 안테나의 동작 주파수 측정 방법{ANTENNA, RADIO DEVICE, METHOD OF DESIGNING ANTENNA, AND METHOD OF MEASURING OPERATING FREQUENCY OF ANTENNA}

도1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나의 개략적인 구성을 도시한 사시도이고, 도1b는 도1a의 라인 1B-1B에 따른 단면도.

도2는 안테나의 동작 주파수를 계산하는데 이용되는 모델 구조를 도시한 개략도.

도3은 반사 위상의 계산 결과를 도시한 그래프.

도4는 안테나의 동작 주파수를 측정하는 시스템을 도시한 개략도.

도5a 내지 도5d는 엘레먼트의 개수와 반사계수 사이의 관계를 연구하는데 이용되는 엘리먼트의 평면도.

도6은 비교대상인 패치 안테나의 평면도.

도7은 급전부의 반사계수의 주파수 의존성을 도시한 그래프.

도8a는 엘리먼트에 있어서의 급전부의 위치를 도시한 평면도이고, 도8b는 도8a에 도시된 위치에 있어서의 반사계수의 계산 결과를 도시한 그래프.

도9a 및 도9b는 제1 실시예에 따른 안테나의 변형예를 도시한 평면도.

도10a 및 도10b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 안테나의 사시도.

도11은 제3 실시예에 따른 안테나의 평면도.

도12a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 안테나의 평면도이고, 도12b는 제2 도전층이 형성되어 있는 표면측의 평면도이고, 도12c는 도12a의 라인 12C-12C에 따른 단면도.

도13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 무선장치의 블록도.

도14a는 본 발명의 제6 실시예에 따른 무선장치의 IC 주변의 평면도이고, 도14b는 도14a의 라인 14B-14B에 따른 단면도.

도15는 무선장치의 회로 구성의 일례로서 RFID 회로의 블록도.

도16a는 무선장치의 변형예의 평면도이고, 도16b는 도16a의 라인 16B-16B에따른 단면도.

도17은 또다른 변형예를 도시한 단면도.

도18a는 종래의 안테나의 평면도이고, 도18b는 도18a의 라인 18B-18B에 따른 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100:안테나 110:제1 도전층

111:엘리먼트 111a:급전부를 가진 엘리먼트

112:급전부 120:제2 도전층

130:유전체 기판(유전체) 140:접속부재

150:마이크로스립 라인 160:동축 커넥터

200:무선장치 201:분배/합성 회로

210:IC 210a:단자

[특허문헌1] 미국특허 제6,262,495호

[비특허문헌1] Matsugatani 등의 "Radiation Characteristics of Antenna with External High-Impedance-Plane Shield(일본 전자정보통신학회 영문논문지 IEICE Trans.Electron, Vol E86-C, No.8, 2003년 8월, 1542-1549 페이지)"라는 제목의 논문

본 발명은 안테나 및 이를 이용한 무선장치에 관한 것으로서, 특히, 유전체 기판 상에 형성되는 평면 안테나에 관한 것이다. 본 발명은 또한 안테나를 설계하고, 안테나의 동작 주파수를 측정하는 방법에 관한 것이다.

패치 안테나(patch antenna)는 평면 안테나의 전형적인 구조이다. 패치 안테나는 유전체 기판의 표면에 형성된 사각형 또는 원형의 금속 패턴을 방사기(radiator)로서 이용하며, 금속 패턴은 송수신되는 RF(radio frequency) 신호에 서 공진한다. 패치 안테나는 기판의 배면(back surface)에 형성된 금속막을 접지 전극으로서 이용한다. 일반적인 패치 안테나들은 배면에 접지 전극을 갖고 있기 때문에, 전파(radio waves)가 안테나의 표면(정면)을 향하는 지향성(directivity)을 나타낸다. 이러한 특성으로 인해, 패치 안테나들은 종종 기기의 표면 또는 벽면에 설치되어, 안테나의 정면을 향하는 방향으로 전파를 송수신하기 위해 이용된다. 그러나, 패치 안테나들의 접지 전극의 크기가 작은 경우에, 안테나의 지향성이 정면 방향으로의 방사에 불충분하며, 따라서 전파가 측방 및 후방으로 누출되어, 간섭을 초래할 가능성이 있다.

패치 안테나에서 측방 및 후방으로의 불필요한 방사를 억제시키기 위한 기술로서, HIP(high impedence plane), PBG(photonic band gap), EMG(electromagnetic band gap) 등이 있다. 이들 HIP, PBG 및 EBG는 기본적으로 유사한 구조를 갖는다.

특허문헌1(미국특허 제6,262,495호)에 기재된 바와 같이, EBG에서는 다각형(예, 6각형) 금속 전극들이 유전체 기판의 표면에 주기적으로 배치되며, 이들 금속 전극은 유전체 기판을 관통하는 비아홀들(via holes) 내의 접속 재료를 통해 유전체 기판의 배면 상에 형성된 금속막과 전기적으로 접속된다. EBG에서, 전술한 구조는 인덕터(L)들과 캐패시터(C)들이 연속적으로 접속되는 회로의 특성을 나타내기 때문에, 특정 주파수에서 LC 공진이 발생하고, RF 신호가 표면을 통해 전달될 때 임피던스가 높아지게 된다. 임피던스가 높아지는 주파수 영역을 밴드 갭(band gap)이라고 한다.

EBG들이 패치 안테나(30) 주위에 배치되도록 이러한 현상이 18a 및 도18b에 도시된 바와 같이 패치 안테나(30)와 조합되어, 패치 안테나(30)의 공진 주파수와 EBG들(31)의 공진 주파수가 합치되면, 패치 안테나(30)의 측방으로부터 방사되는 RF 신호가 EBG들(31)의 공진 효과에 의해 감쇠될 수 있다. 결과적으로, 패치 안테나(30)의 측방 및 후방으로의 전파의 침입이 억제되어, 불필요한 방사가 억제될 수 있다 도18b에서, 참조번호 32는 동축 케이블을 나타낸다. 전술한 구성의 상세한 특성결과는 Matsugatani 등의 "Radiation Characteristics of Antenna with External High-Impedance-Plane Shield(일본 전자정보통신학회 영문논문지 IEICE Trans.Electron, Vol E86-C, No.8, 2003년 8월, 1542-1549 페이지)"라는 명칭의 논문에 보고되었다[비특허문헌1].

따라서, EBG와 패치 안테나를 조합함으로써, 안테나가 박형으로 되고 우수한 지향성을 갖게 될 수 있다. 그러나, 전술한 구성의 경우에, 안테나로서 이용가능한 주파수 대역폭이 좁아지게 된다. 패치 안테나는 유전체 기판상에 형성된 금속 전극들의 공진 현상을 이용하며, 금속 전극들의 단부로부터 유전체로 향하는 전계의 감금(confining) 현상으로 인해 매우 예리한 공진이 발생한다. 결과적으로, 우수한 방사 특성에도 불구하고, 공진 주파수의 폭, 즉 안테나로서 송수신에 이용가능한 주파수폭이 매우 좁아지게 된다.

또한, 패치 안테나와 EBG를 조합하는 경우에, 패치 안테나는 금속 전극들의 기하학적 형상으로 인한 공진 현상에 기초하고 있지만, EBG는 LC 공진 현상에 기초하고 있다. 그러므로, 양자의 공진 주파수를 합치시키기 위해서는 복잡한 설계가 요구된다.

그러므로, 본 발명은 넓은 주파수대역을 갖고 설계가 용이한 안테나, 무선장치, 안테나 설계 방법, 및 안테나의 동작 주파수 측정 방법을 제공하는 목적을 갖는다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 안테나는 제1 도전층, 제2 도전층 및 LC 공진 회로로 구성된다. 제1 도전층은 동일 평면상에서 서로 이격되어 근접배치된 복수의 엘리먼트를 포함한다. 제2 도전층은 유전체를 통해 제1 도전층으로부터 소정의 거리에 배치된다. LC 공진 회로는 제1 도전층의 엘리먼트들과 제2 도전층을 각각 전기적으로 접속하기 위한 접속부를 구비한다. LC 공진 회로는 안테나의 동작 주파수에서 임피던스가 증가되는 공진상태를 갖도록 구성된다. 복수의 엘리먼트들 중에서, 2개의 근접하는 엘리먼트들 각각에 급전부가 제공된다. 송신 동안에, 동작 주파수의 신호들이 서로 반대의 위상 관계에 있도록 급전부에 급전이 이루어진다. 수신 동안에는, 2개의 엘리먼트로 입력되는 동작 주파수의 신호들이 상기 급전부로부터 서로 반대의 위상 관계로 출력된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 전술한 안테나는 분배/합성 회로 및 RF 신호에 대한 송신처리 및 수신처리 중 적어도 하나의 처리를 수행하는 처리회로와 함께 무선장치에 이용된다. 여기서, 분배/합성 회로는 2개의 분배 출력 신호 또는 2개의 합성 입력 신호가 서로 반대의 위상이 되도록 동작한다. 또한, 전술한 안테나는 RF 신호에 대한 송신처리 및 수신처리 중 적어도 하나의 처리를 수행하는 회로부와 함께 무선장치에 이용된다. 여기서, 회로부는 IC 또는 소형의 패키지 내에 수납되고, 외부 접속을 위한 단자를 통해 급전부에 접속된다.

본 발명의 또다른 양태에 따르면, 전술한 안테나는, 안테나의 급전부가 개방상태에 있는 상태하에서, 안테나 표면상에서 신호의 반사위상을 계산하는 단계; 계산된 반사위상이 -90°로부터 +90°까지의 범위에 있을 때, 안테나의 동작 주파수를 결정하는 단계; 및 결정된 동작 주파수가 소망의 주파수가 될 때까지 안테나 사양을 변경하는 단계에 의해 설계된다. 안테나의 실제 동작 주파수는, 안테나의 급전부를 개방상태로 구동시키는 단계; 안테나 표면상에서 신호의 반사위상을 측정하는 단계; 및 측정된 반사위상이 -90°로부터 +90°까지의 범위에 있을 때, 안테나의 동작 주파수를 결정하는 단계에 의해 측정된다.

본 발명의 다른 목적, 구성 및 장점은 첨부도면을 참조한 다음의 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.

(제1 실시예)

도1a 및 도1b에 도시된 바와 같이, 안테나(100)는 제1 도전층(110)을 구성하는 복수의 엘리먼트(elements)(111), 제1 도전층으로부터 소정의 두께 T로 배치된 제2 도전층(120), 제1 도전층(110)과 제2 도전층(120) 사이에 제공된 유전체 기판(130), 및 엘리먼트(111)와 제2 도전층(120)을 각각 전기적으로 접속하기 위한 도전성 접속부재(140)를 포함한다.

제1 도전층(110)은 도전성 재료로 만들어진 복수의 엘리먼트(111)를 포함하고 있으며, 이들 엘리먼트(111)는 유전체 기판(130)의 동일 평면 상에서 서로 분리되어 근접배치되어 있다. 복수의 엘리먼트(111)의 형상 및 크기는 근접한 엘레먼트(111)들 사이에 캐패시터가 형성되는 한 제한되지 않는다. 그러나, 모든 엘리먼트가 실질적으로 동일한 형상 및 크기로 이루어진 경우에, 설계가 용이하게 된다. 엘리먼트(111)의 효율적인 배치는 소형화에 기여한다.

본 실시예에서, 엘리먼트(111)는 평면 방향으로 다각형이고, 근접하는 엘리먼트(111)의 대향변(opposing sides) 사이의 거리(갭 G)는 모두 실질적으로 동일하다. 본 실시예에서는, 다각형상으로서 정육각형이 이용된다. 따라서, 엘리먼트(111)들이 효율적으로 배치되며, 다른 다각형상보다 전계 분포가 균일하기 때문에, 동일한 배치에 있어서 송신(수신) 영역(area)이 더 넓어질 수 있다.

특히, 대향변들 사이의 모든 갭들이 일정하게 되도록 유전체(130)의 일면 상에 12개의 정육각형 엘리먼트(111)가 근접하여 배치된다. 이러한 엘리먼트(111)는 유전체 기판(130) 상에 제공되는 금속박(metallic foil)(예, 동박)의 패터닝 및 스크린 인쇄를 이용하여 형성될 수 있다. 엘리먼트(111)의 개수와 반사계수의 관계에 대해서는 후술한다.

제2 도전층(120)은 도전성 재료로 만들어지며, 엘리먼트(111)에 의해 형성된 제1 도전층(110)으로부터 소정의 두께 T로 배치된다. 제2 도전층(130)은 두께 T의 유전체 기판(130)의 엘리먼트(111) 형성면의 배면(이하, 배면이라 함) 상에 소정의 크기(평면방향)로 형성되며, GND로서 기능한다. 제2 도전층(120)은 유전체 기 판(130) 상에 제공되는 금속박을 적용하거나, 스크린 인쇄법, CVD법 등을 적용하여 형성될 수 있다.

유전체 기판(130)의 재료 및 그 두께 T는 특별히 한정되는 것이 아니며, 안테나(100)의 설계사양에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 본 실시예에서는, PPO(polyphenylene oxide) 수지로 만들어진 기판이 채용된다. 유전체 기판(130)의 양면에 배치된 금속박들 중 하나는 엘레먼트(111)를 형성하도록 패터닝되고, 다른 하나는 제2 도전층(120)으로서 이용된다. 엘리먼트(111)와 제2 도전층(120)을 전기적으로 접속하기 위해, 유전체 기판(130)에 각각의 엘리먼트(111)로부터 제2 도전층(120)에 도달하는 비아홀이 형성되고, 이들 비아홀 내에는 (예를 들어, 플레이팅 또는 페이스트 충전에 의해) 접속부재(140)가 배치된다. 본 실시예에서는, 비아홀들이 유전체 기판(130)에 형성되며, 접속부재(140)와 엘리먼트(111)가 서로 접속되는 위치들 사이의 거리가 각각 소정의 값(피치 P)과 동일하게 되도록 접속부재(140)가 배치된다. 특히, 접속부재(140)는 정육각형을 가진 엘리먼트(111)의 중심부에 접속된다.

유전체 기판(130)에 형성된 엘리먼트(111), 제2 도전층(120) 및 접속부재(140)에 의해 공진 LC 회로, 즉 EBG가 형성된다. 특히, 갭 G로 서로 근접하는 엘리먼트들 사이에는 캐패시터(캐패시턴스 C)가 형성되고, 엘리먼트(111)로부터 접속부재(140), 제2 도전층(120), 접속부재(140)를 통해 다시 엘리먼트(111)까지의 전류 경로 루프에 의해서는 인덕터(인덕턴스 L)가 형성된다. LC 공진 회로(EBG)는 안테나의 동작 주파수에서 임피던스가 높아지는 공진 상태를 얻도록 구성된다. 특히, 유전체 기판(130)의 구성재료(비유전율:relative permittivity) 및 두께, 엘리먼트 사이의 갭 G, 그리고 접속부재(140)와 엘리먼트(111)가 서로 접속되는 위치들 사이의 피치 P는 소정의 값들로 설정된다.

복수의 엘리먼트들(111) 중에서, 임의로 선택된 2개의 근접하는 엘리먼트들(111) 각각에 급전부(power feeding dection)(112)가 제공된다. 송신 중에, 서로 반대의 위상을 가진 동작 주파수의 신호들이 급전부(112)로 공급된다. 수신 중에는, 2개의 엘리먼트(111)로 입력되는 동작 주파수의 신호들이 급전부(112)로부터 서로 반대의 위상을 갖도록 출력된다.

근접배치된 12개의 엘리먼트들(111)의 중심부로서 2개의 엘리먼트(111a)가 임의로 선택된다. 구체적으로, 엘리먼트(111a)의 좌측 및 우측에 각각 5개의 엘리먼트들(111)이 대칭으로 배치된다. 다른 엘리먼트들이 평면을 구성하는 적어도 하나의 축방향으로 엘리먼트(111a)의 좌측 및 우측에 대칭으로 배치되는 이러한 구성에 있어서는, 축방향으로 전계분포가 균일하게 이루어질 수 있다. 엘리먼트들(111)에서의 급전부(112)의 배치와 반사계수 사이의 관계에 대해서는 후술한다.

안테나(100)에서, LC 공진 회로(즉, EBG)도 역시 안테나로서 동작하도록 구성된다. 평면 안테나(패치 안테나)와 EBG가 조합된 종래의 구조에 있어서는, 패치 부분과 EBG 부분의 주파수가 합치될 필요가 있었다. 그러나, 본 실시예에 따른 안테나(100)는 엘리먼트(111)의 공진 주파수를 소망의 주파수로 합치되도록 함으로써 간단하게 설계될 수 있기 때문에, 안테나의 설계가 종래의 것보다 용이하다.

안테나(100)의 공진은 LC 공진 형상에 기초하고 있기 때문에, 종래의 평면 안테나, 특히 패치 안테나와 비교하여 더 넓은 주파수 대역폭을 가진 평면 안테나가 제공될 수 있다. 또한, 안테나(100)는 EBG 구조에 기초하고 있기 때문에, 높은 표면 임피던스를 가진 EBG의 고유의 효과로 인해, 안테나(100)의 측방 및 후방으로부터의 불필요한 방사가 억제될 수 있다.

본 실시예에 따른 안테나(100)는 패치 안테나와 EBG가 조합된 종래의 구성과 같이 박형 구조를 가지며, 엘리먼트(111)의 배치에 따라 우수한 지향성을 나타낼 수 있다. 안테나(100)는 다음의 방식으로 설계될 수 있다.

먼저, 안테나(100)의 동작 주파수를 계산하기 위해 도2에 도시된 바와 같은 모델 구조가 이용된다. 도2에 도시된 바와 같이 컴퓨터 시뮬레이터에 가상적인 입방체 공간이 형성되고, 기준면 S로부터 RF 신호가 입력된다. 안테나(100)는 기준면 S로부터 거리 D만큼 떨어진 벽면에 위치된다. 급전부(112)에는 아무것도 접속되지 않고 개방상태로 있다. RF 신호의 주파수를 변화시켜, 안테나(100)의 표면에서의 반사 이후에 기준면 S로 복귀될 때까지 기준면으로부터 입력되는 신호의 위상변화량이 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 구해진다. 이후에, 기준면 S로부터 안테나(100)의 표면까지의 거리 D에 대응하는 위상 지연을 제거함으로써, 안테나(100)의 표면에서의 반사위상이 계산된다. 컴퓨터 시뮬레이터로서, 유한요소법(finite element method)을 이용한 전자계(electromagnetic) 시뮬레이터가 적용될 수 있다.

도3은 실제 계산의 예를 도시하고 있다. 이때, 유전체 기판(130)의 비유전율(比誘電率)을 9.8로 하고, 두께 T를 1.27mm, 그리고 엘리먼트(111)의 갭 G를 0.3mm, 피치 P를 5.5로 하여 계산이 이루어졌다. 도3은 도5a에 도시된 바와 같이 급전부(112)가 접속되는 엘리먼트(111a)를 포함하여, 도5b에 도시된 바와 같이 배치된 4개의 엘리먼트(일점쇄선), 도5c에 도시된 바와 같이 배치된 8개의 엘리먼트(파선), 도5d에 도시된 바와 같이 배치된 12개의 엘리먼트(실선)의 경우를 각각 도시하고 있다.

RF 신호의 주파수가 증가함에 따라, 안테나(100)의 표면에서의 반사위상이 +180°로부터 -180°까지 변화된다. 엘리먼트들(111)이 배치된 구조(EBG 구조)에서는, LC 공진이 발생한다. 임피던스가 증가되면, 반사위상의 절대값이 작아져, -90°로부터 +90°까지의 범위를 갖게 된다. 이에 대해서는 [특허문헌1]에 기재되어 있다. 따라서, 이 범위(-90°로부터 +90°까지)에서의 반사위상을 보이는 주파수가 안테나(100)의 동작 주파수로서 이용될 수 있다.

전술한 바와 같이, 유전체 기판(130)의 비유전율 및 두께 T와, 엘리먼트(111)의 갭 P 및 피치 P와, 엘리먼트(111)의 개수가 임시로 설정되고, 컴퓨터 시뮬레이터 상에 도2에 도시된 계산 모델이 작성된다. 다음에, 계산된 반사위상 특성이 도3에 도시된 바와 같이 -90로부터 +90까지의 범위에 있는 주파수 범위가 결정되고, 임시로 설정된 파라미터에 기초하여 동작 주파수 범위를 구한다. 이 동작 주파수 범위가 소망의 동작 주파수를 포함하면, 설계작업은 종료되고, 임시로 설정된 파라미터를 이용하여 안테나(100)가 제조된다. 그러나, 소망의 동작 주파수가 이 계산된 동작 주파수 범위 밖에 있으면, 전술한 파라미터 중 적어도 하나(예, 피치 P 또는 갭 G)를 변경하고, 계산을 반복하여, 소망의 동작 주파수를 구하기 위한 파라미터를 구한다. 이와 같이 컴퓨터 시뮬레이션을 이용함으로써, 안테나(100)의 설 계 파라미터를 결정할 수 있다.

전술한 바와 같이 제조된 안테나(100)의 동작 주파수는 다음의 방식으로 측정될 수 있다. 종래에는, 안테나의 동작 주파수를 측정하는 일반적인 방법으로서, 안테나의 급전부에 접속된 네트워크 분석기와 같은 기기를 이용하여, 주파수를 변경한 경우의 안테나 급전부의 반사계수를 측정하였다. 안테나의 동작 주파수에 있어서, 급전부로 입력되는 전파는 안테나로부터 공중(air)으로 방사되며, 반사계수는 작고, 이것은 안테나가 효율적으로 동작한다는 것을 나타낸다. 그러므로, 반사계수의 주파수 의존성을 측정함으로써 반사계수가 작아지는 지점에서 동작 주파수를 결정할 수 있다. 그러나, 이러한 방법에 있어서는, 동축 케이블 등이 안테나에 직접 접속되지 않은 경우에는 측정이 불가능하다.

예를 들어, 안테나 및 무선 모듈이 일체화된 장비는 안테나와 무선 모듈이 직접 접속된 것을 가정하여 설계되며, 따라서 측정을 위해 안테나에 동축 케이블을 접속할 수 없기 때문에, 이러한 측정 방법을 이용하는 것이 곤란하다.

그러므로, 도4에 도시된 측정 시스템을 이용하여 측정이 수행된다. 2개의 포트를 가진 네트워크 분석기(10)를 이용하여 송신 포트(11)와 수신 포트(12)가 접속된다. 송신 포트(11)로부터 전파가 방사되고, 이 신호가 안테나(100)로 입력되고, 그 표면에서 반사된 신호가 수신 포트(12)에서 검출될 수 있도록 장치들이 배치된다. 송신 포트(11)로부터 방출되는 전파가 안테나(100)에서 반사되지 않고 수신 포트(12)로 직접 입사되는 것을 방지하기 위해 송신 포트(11)와 수신 포트(12) 사이에 전파흡수체(wave absorber)(13)가 배치된다.

금속판의 표면에서는, 이미지 전류(image currents)의 효과로 인해 주파수에 관계없이 180°의 위상으로 전파가 반사된다는 것이 알려져 있다. 따라서, 전술한 측정 시스템을 이용하여 안테나(100)의 반사위상의 주파수 의존성이 측정된다. 안테나(100)의 급전부(112)가 어느 것에도 접속되지 않고 개방상태에 있는 상태에서 실제 측정이 이루어졌다. 다음에, 비교를 위해, 안테나(100)와 동일한 크기를 가진 금속판(14)을 안테나(100)가 측정된 위치에 배치하고, 반사위상의 주파수 의존성을 측정했다. 그리고, 금속판(14)에서의 측정 데이터를 이용하여 안테나(100)의 위상을 보정했다. 이렇게 함으로써, 안테나(100)의 표면에서의 반사위상이 측정될 수 있으며, 도3에 도시된 것과 동일한 데이터가 실제로 측정되었다. 이러한 측정된 데이터로부터, 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 계산된 데이터와 동일하도록, 반사위상 특성이 -90°로부터 +90°까지의 범위에 있는 주파수 범위를 결정하여, 안테나의 동작 주파수를 구할 수 있다. 이러한 특정 방법에 따르면, 제조된 안테나에 동축 케이블 등을 접속하지 않고, 급전부(112)가 개방된 상태에서 동작 주파수가 측정될 수 있다. 따라서, 안테나의 제조 시점에서의 성능 평가가 용이하다.

도5a 내지 도5d에 도시된 엘리먼트(111)의 다양한 구성에 대해 엘리먼트(111)의 개수와 반사계수 사이의 관계를 연구하였다. 각각의 구성에서, 유전체 기판(130)의 비유전율을 9.8, 두께 T를 1.27mm, 엘리먼트(111)의 피치 P를 5.5mm, 갭 G를 0.3mm로 하여 계산이 이루어졌다. 그리고, 2개의 급전부(112)에 서로 반대 위상을 가진 RF 신호를 인가하는 급전 방식이 이용되었다. 도5a 내지 도5d에서, 2개의 엘리먼트(112a)가 다른 엘리먼트들(111) 사이에 끼워져 있는 대칭 배치가 이 루어졌다.

도5a 내지 도5d에 도시된 안테나(100)와의 비교를 위해, 도6에 도시된 패치 안테나(20)가 적용되었다. 구체적으로는, 유전체 기판(130)과 마찬가지로, 9.8의 비유전율 및 1.27mm의 두께를 가진 기판(21) 상에, 7.4mm의 변길이를 가진 정사각형으로 패치 안테나(20)가 위치된다. 그리고, 패치 안테나(20)의 하변으로부터 2.8mm 또는 그 이하의 거리의 중앙부에 급전부(22)가 제공된다. 금속 전극(도시 안됨)은 그 금속 전극과 급전부(22) 사이에 RF 신호가 공급되도록 기판(21)의 배면 전체에 제공된다.

이러한 연구에서는, 동작 주파수를 패치 안테나(20)를 포함하는 종래 기술(비교대상)의 동작 주파수와 비교하기 위해, 급전부(112,22)의 반사계수의 주파수 의존성이 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 계산되었다. 계산 결과는 도7에 도시되어 있다. 전술한 바와 같이, 안테나가 동작하고 있는 상태에서, 급전부로부터 입력되는 RF 신호는 공중으로 전파로서 방사된다. 그러므로, 급전부에서의 반사 계수가 작아지게 된다. 일반적으로, 실용적인 안테나는 -10dB 또는 그 이하의 반사 계수를 갖는다. 이러한 관점에서 도7의 결과를 평가하면, 비교대상인 패치 안테나(20)의 실용적인 주파수 범위는 도7에 Fp로 도시된 범위에 있으며, 약 70MHz의 주파수폭이 되고, 대역폭을 중심주파수 나눈 비대역폭(比帶域幅)(specific bandwidth)은 1.7%로 매우 좁았다.

한편, 본 실시예에 따른 안테나(100)에서는, 엘리먼트의 총 개수가 증가함에 따라, 급전부(112)에서의 반사 계수가 더 작아졌다. 예를 들어, 엘리먼트(111)의 총 개수가 8인 경우에, 실용적인 반사 계수가 도7에 F8로 도시된 범위로 얻어졌다. 이때의 F8의 범위는 약 325MHz의 주파수폭과 약 4.5%의 비대역폭을 나타냈으며, 이것은 패치 안테나(20) 보다 훨씬 넓은 것이다. 엘리먼트(111)의 총 개수가 12로 더 증가되면, 도7에 F12로 도시된 실용적인 반사 계수를 보이는 주파수 범위가 얻어졌으며, 약 500MHz의 주파수폭과 약 7.3%의 비대역폭을 나타냈다.

본 실시예의 안테나(100)에 따르면, 안테나(100)가 비교대상 보다 더 넓은 범위에서 이용될 수 있다는 것은 명백하다. 그리고, 급전부(112)를 포함하여 적어도 2개의 엘리먼트가 존재할 수 있다. 안테나(100)를 구성하는 파라미터에 다르기는 하지만, 만일 엘리먼트(111)의 총 개수가 8개 또는 그 이상이 되면, 급전부(112)의 반사 계수는 실용적인 안테나의 가이드라인이 되는 -10dB 이하로 설정될 수 있다. 따라서, 안테나(100)가 효율적으로 동작할 수 있다.

도8a에 도시된 엘리먼트(111a)에서의 급전부(112)의 구성 하에서, 엘리먼트(111a)에서의 급전부의 위치와 반사계수 사이의 관계가 도8b에 도시되어 있다. 안테나(100)를 구성하는 엘리먼트(111)는 도5d에 도시된 구성을 갖는다. 그러나, 도8a는 급전부(112)를 가진 엘리먼트(111a)만을 도시하고 있다. 엘리먼트(111a)에서, 각각의 급전부(112)는 C1 내지 C4(조건 C1-C4)로 나타낸 위치에 제공된다.

도7과 마찬가지로, 이들 조건 C1 내지 C4에 대하여, 급전부(112)의 반사 계수는 서로 다른 주파수를 이용하여 계산되었다. 전술한 계산과 마찬가지로, 이 계산도 역시 유전체 기판(130)의 비유전율을 9.8, 두께 T를 1.27mm, 엘리먼트(111)의 피치 P를 5.5mm, 갭 G를 0.3mm로 하여 이루어졌다.

도8b에 도시된 바와 같이, 급전부(112)가 엘리먼트(111a)의 중심위치에 위치한 조건 C2에서는, 급전부(112)의 반사 계수가 높았으며, 이것은 안테나(100)가 비효율적으로 동작한다는 것을 나타낸다. 조건 C3의 위치에서는 약간 개선이 이루어졌다. 조건 C1, 즉 엘리먼트(111a)의 대향변의 2개의 근접하는 셀들의 중앙위치, 또는 조건 C4, 즉 조건 C1의 대향변의 대향측의 중앙위치에 급전부(112)가 배치된 경우에는, 반사 계수가 작아지고, 안테나(100)가 효율적으로 동작하는 것으로 나타났다.

본 실시예에 따른 안테나(100)에서, 2개의 엘리먼트(111a)에 제공되는 급전부(112)의 위치가 제한되지 않는다. 그러나, 다각형상의 2개의 엘리먼트(111a)에 있어서, 서로 대향하는 대향변의 중앙위치 또는 대향하는 꼭지점위치, 또는 2개의 엘리먼트(111a)의 중심점을 지나는 라인이 엘리먼트(111a)의 단부들과 교차하고, 2개의 엘리먼트(111a) 사이의 갭 G를 가로질러 서로 대향하는 위치 관계에 있는 위치에 각각 급전부(112)가 제공되는 경우에, 급전부(112)의 반사 계수가 작아질 수 있으며, 그러므로, 안테나가 효율적으로 동작할 수 있다.

본 실시예에서는, 복수의 엘리먼트(111)의 중앙위치에 급전부(112)를 가진 엘리먼트(111a)를 배치하고, 엘리먼트(111a)의 양쪽에 잔여 엘리먼트(111)를 대칭으로 배치하는 예를 설명했다. 그러나, 예를 들어, 도9a에 도시된 바와 같이, 평면을 구성하는 적어도 하나의 축방향에 있어서, 급전부(112)를 가진 2개의 엘리먼트(111a)의 양쪽에 다른 엘리먼트(111)가 비대칭으로 배치될 수도 있다. 이 경우에, 적은 수의 엘리먼트(111)를 가진 쪽으로 전계분포가 기울어지기 때문에, 적어 도 하나의 축방향으로 소망하는 지향성이 제공될 수 있다.

본 실시예에서는, 도9a에 도시된 바와 같이, 잔여 엘리먼트(111)들이 급전부(112)를 가진 엘리먼트(111a)의 좌우 양쪽에만 배치되고, 엘리먼트(111a)의 상하쪽에는 배치되지 않았다. 그러나, 도9b에 도시된 바와 같이, 2개의 엘리먼트(111a) 주위를 둘러싸도록 다른 엘리먼트(111)들이 배치될 수도 있다. 이 경우에, 전계분포가 더욱 균일하게 될 수 있다.

(제2 실시예)

본 실시예에서는, 평면 방향으로의 엘리먼트(111)의 형상이 정사각형이다. 정사각형의 경우에도, 정육각형의 경우와 마찬가지로 엘리먼트들이 효율적으로 배치될 수 있다. 또한, 다른 다각형상의 경우보다 제조가 용이하기 때문에 제조 비용이 절감될 수 있다.

도10a에 도시된 바와 같이, 급전부(112)를 가진 엘리먼트(111a)들의 변들이 서로 대향하도록 엘리먼트(111)들이 배치된 구성에서, 급전부(112)가 대향변의 중앙 또는 대향변의 반대측의 중앙에 제공되는 경우에, 급전부(112)의 반사 계수가 감소될 수 있으며, 따라서 안테나(100)가 효율적으로 동작할 수 있다. 도10b에 도시된 바와 같이, 급전부(112)를 가진 엘리먼트(111a)들의 꼭지점이 서로 대향하도록 엘리먼트(111)들이 배치된 구성에서는, 급전부(112)가 대향하는 꼭지점 또는 당해 꼭지점의 대향하는 꼭지점에 제공되는 경우에, 급전부(112)의 반사 계수가 감소도될 수 있으며, 따라서 안테나(100)가 효율적으로 동작할 수 있다.

다른 구성, 동작 및 특성은 제1 실시예에서 설명한 안테나와 유사하다. 그러므로, 동작 주파수를 계산하는 방법, 동작 주파수를 측정하는 방법, 엘리먼트(111)의 개수와 반사 계수 사이의 관계, 및 급전부(112)의 위치와 반사계수 사이의 관계는 제1 실시예에서 연구된 구조와 동일한 방식으로 만들어질 수 있다.

(제3 실시예)

본 실시예에서는, 외부에 접속하기 위해, 엘리먼트들이 형성된 유전체 기판(130)의 표면에 마이크로스트립 라인(microstrip line)(150)이 제공되며, 따라서, 이 마이크로스트립 라인(150)을 통해 안테나(100)로 급전이 이루어지게 된다. 구체적으로는, 제1 또는 제2 실시예에서의 안테나에 있어서, 급전부(112)는 2개의 엘리먼트(111a)의 대향변(또는 대향 꼭지점)의 반대쪽 변의 중앙(또는 꼭지점)에 제공되고, 엘리먼트들은 급전부(112)가 제공된 변 또는 꼭지점이 다른 엘리먼트(111)들에 근접하지 않도록 배치된다. 마이크로스트립 라인(150)은 급전부(112)의 위치에 각각 접속되고, 안테나(100)(유전체 기판 130)의 외부에도 접속된다. RF 신호의 위상이 서로 반대가 되도록 마이크로스트립 라인(150)으로 급전이 이루어진다. 즉, 하나의 RF 신호의 위상이 0°이면, 다른 것의 위상은 180°가 된다. 이러한 마이크로스트립 라인(150)은 유전체 기판(130)에 제공된 금속박(예, 동박)의 패터닝 또는 스크린 인쇄에 의해 형성될 수 있다. 본 실시예에서는, 유전체 기판(130)의 표면 상에 금속박을 패터닝함으로써, 엘리먼트(111)와 동시에 마이크로스트립 라인(150)이 형성된다.

마이크로스트립 라인(150)에는 기존의 마이크로스트립을 사용하는 RF 회로를 접속하여 이용할 수 있다. 공지의 접속 방법을 이용하여, 동축 케이블의 접속을 가능하게 하기 위해 마이크로스트립 라인(150)에 동축 커넥터가 접속될 수 있다.

(제4 실시예)

제4 실시예의 안테나(100)는 제1 및 제2 실시예의 안테나와 많은 공통 부분을 갖고 있다. 그러나, 본 실시예에 있어서는, 외부에 접속하기 위해, 유전체 기판(130)의 배면(제2 도전층(120)이 형성된 면)에 동축 커넥터(160)가 배치되며, 따라서, 이 동축 커넥터(160)를 통해 안테나(100)로 급전이 이루어진다. 구체적으로는, 제1 또는 제2 실시예의 안테나(100)에 있어서, 유전체 기판(130) 상의 급전부(112)에 대응하는 위치에 관통홀이 제공되고, 동축 커넥터(160)의 코어 와이어(core wires)(161)가 안테나(111a)의 급전부(112)와의 전기적 접속을 위해 유전체 기판(130)의 배면으로부터 그 표면까지 관통홀을 통해 관통된다. 접속점은 급전부(112)에 대응한다. 급전 신호가 제2 도전층(120)과 접촉하는 것을 방지하기 위해, 도12b에 도시된 바와 같이, 코어 와이어(161)가 배치되는 위치 및 그 주위 영역에는 제2 도전층이(120)이 제공되지 않는다. 동축 커넥터(160)의 GND(162)는 제2 도전층(120)에 접속된다.

동축 커넥터(160)에는 동축 케이블이 접속되고, RF 신호의 위상이 서로 반대가 되도록, 즉, 하나의 RF 신호의 위상이 0°이면, 다른 것의 위상은 180°가 되도록 급전이 이루어진다.

(제5 실시예)

일반적인 무선 송수신 회로(처리회로)는 종종 안테나 접속 단자가 동축 케이블 또는 마이크로스트립 라인을 통해 안테나에 접속되어 있는 것을 가정하는 경우가 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 무선장치(200)는 분배/합성 회로(201)를 통해 안테나 단자를 서로 반대의 위상을 가진 2개의 신호로 분리시킨다. 분리된 신호는 다시 동축 케이블 및 마이크로스트립 라인(150)을 통해 전파되어, 제3(제4) 실시예의 안테나(100)에 접속된다. 분배/합성 회로(201) 대신에, 동축 케이블로부터 다이폴 안테나 등에 급전하기 위해 일반적으로 이용되는 밸룬(balun)이 이용될 수도 있다. 도13에서는, 제3 실시예에 도시된 안테나(100)(도11)가 적용된다.

본 실시예에 따른 무선장치(200)는 안테나(100), 분배/합성 회로(201), 및 RF 신호에 대해 송신처리 및 수신처리 중 적어도 하나의 처리를 수행하는 처리회로(202)를 포함한다. 분배/합성 회로(201)는 2개의 분배 출력 신호 또는 2개의 합성 입력 신호를 서로 반대 위상으로 하도록 동작한다. 따라서, 안테나(100)에 요구되는 서로 반대 위상을 가진 신호를 적용하는 급전 방법이 분배/합성 회로(201)에 의해 실현되고, 그러므로 넓은 주파수 대역을 가진 안테나(100)를 포함하는 소형의 무선장치(200)(예, 트랜시버)가 제공될 수 있다. 처리 회로(202)는 공지의 회로 구성을 가질 수 있으며, 예를 들어, 필터, 국부발신기, 주파수 변환부, 증폭기, 검파회로 등을 포함한다.

(제6 실시예)

본 실시예에 따른 무선장치(200)에서는, 도14a 및 도14b에 도시된 바와 같이, RF 신호에 대해 송신처리 및 수신처리 중 적어도 하나의 처리를 수행하는 회로부가 IC(210) 또는 소형 패키지 내에 수납되어 있으며, 이것은 안테나(100)의 표면에 실장된다.

구체적으로는, RFID(Radio Frequency Identification)의 ID용 IC(태그용 IC)인 IC(210)는 서로 반대의 위상을 가진 신호를 입출력할 수 있는 2개의 급전 단자(210a)를 갖고 있다. 안테나(100)는 제1 및 제2 실시예와 관련된 구성을 가질 수 있다. 본 실시예에서는, 도1에 도시된 구성을 가진 안테나(100)에 있어서, 급전부(112)가 2개의 엘리먼트(111a)의 대향변의 중앙에 제공된다. IC(210)는 단자(210a)를 급전부(112)에 각각 접속하기 위해(예, 납땜접합) 갭 G를 브릿지하는(bridge) 2개의 엘리먼트(111)의 표면에 배치된다. 그러나, 이러한 구성에 있어서, IC(210)가 넓은 범위에 걸쳐 배치되면, IC(210)의 동작에 의해 발생되는 전계가 안테나(100)에 영향을 줄 수 있다(또는 안테나(100)에 의해 IC(210)에 영향을 줄 수 있다). 따라서, 무선장치(200)의 IC(210)가 길이에 있어 갭 G와 거의 동일한 경우에 특별히 높은 효과가 얻어지며, 이 경우에 안테나(100)와 일체화된 소형의 무선장치(200), 예를 들어, RFID 태그가 만들어질 수 있다.

공지의 기술인 일반적인 RFID 태그의 회로인 도15에 도시된 회로는 정류회로(211)를 이용하여 안테나(100)에서 수신되는 RF 신호를 정류하고, 그것을 전체 RFID 태그를 구동시키기 위한 전원으로서 이용하고, 그 전원을 변조회로(212)에 공급하고, 응답 신호에 기초하여 트랜지스터(213)를 제어하고, 안테나(100)로부터 응 답 신호를 송출한다. 이들 구성요소가 IC(210)를 구성한다. 많은 RFID 회로는 한쌍의 출력 단자를 다이폴 안테나에 직접 접속하여 이용하는 것을 가정하고 있다. 그러므로, 각각의 단자는 0도/180도와 같은 서로 반대 위상의 신호에 의해 급전하는 제1 및 제2 실시예에 관련된 안테나에 그대로 이용될 수 있다.

본 실시예에서는, 엘리먼트(111)의 표면에 IC(210)를 실장하는 예를 설명한다. 그러나, 도16a 및 도16b에 도시된 바와 같이, 유전체 기판(130)에 제공된 비아홀을 내의 급전용 접속부재(141)를 통해 단자(210a)를 급전부(112)에 각각 전기적으로 접속하기 위해 유전체 기판(130)의 제2 도전층(120)과 동일한 면(즉, 배면)에 IC(210)가 실장될 수도 있다. 도16b에 도시된 바와 같이, 급전용 접속부재(141)와 전기적으로 접속되는 접속부위(121)가 제공되고, 이 접속부위(121)에 IC(210)의 단자(210a)가 접속된다. IC(210)의 단자(210a)가 접속부위(121)에 접속될 때, 단자(210a)와 제2 도전층(120)가 서로 접촉하는 것을 제한하기 위해 접속부위(121)와 제2 도전층(120) 사이에는 전기적 절연 영역이 제공된다. 이러한 구성에 있어서, IC(210)는 유전체 기판(130)의 배면에 실장된다. 그러므로, 이러한 구성이 도14에 도시된 구성보다 그 구조가 복잡하지만, IC(210)의 동작 동안에 안테나(100)에 대한 영향(또는 안테나(100)에 의한 IC(210)에 대한 영향)이 감소될 수 있다. 따라서, 도14에 도시된 구성보다 약간 더 큰 IC(210) 및 무선통신회로를 패키지 내에 수납하는 전자부품과 안테나(100)를 일체화할 수 있다.

본 발명은 특정 실시예에 제한되지 않으며, 다양한 방식으로 변경될 수 있다.

전술한 실시예에서, 유전체 기판(130)이 유전체로서 채용되었지만, 제1 도전층(110)(각각의 엘리먼트 111)과 제2 도전층(120) 사이에 유전체가 배치될 때, 기판이 절대적으로 필수적인 것은 아니다. 제1 도전층(110)과 제2 도전층(120)을 지지하기 위한 기판이 없는 경우에도, 제1 도전층(110)(각각의 엘리먼트 111)과 제2 도전층(120)이 커넥터(140)를 통해 소망의 구조를 유지할 수 있는 경우에는, 도17에 도시된 바와 같이 가스(131)(예, 공기)가 채용될 수 있다.

전술한 실시예에서, 엘리먼트(111)의 형상으로서 정육각형 및 정사각형이 채용되었지만, 그러나 삼각형도 채용될 수 있다. 이들 다각형상 이외에도, 원형, 또는 캐패시터의 표면적을 얻기 위해 대향면을 파형으로 만든 구성도 채용될 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 넓은 주파수대역을 갖고 설계가 용이한 안테나, 무선장치, 안테나 설계 방법, 및 안테나의 동작 주파수 측정 방법이 제공될 수 있다.

Claims

동일한 평면 상에서 서로 이격되어 근접배치된 복수의 엘리먼트를 구비한 제1 도전층;

유전체를 통해 상기 제1 도전층으로부터 소정의 거리에 배치된 제2 도전층; 및

상기 제1 도전층의 엘리먼트들과 상기 제2 도전층을 각각 전기적으로 접속하기 위한 접속부를 구비한 LC 공진 회로

를 포함하고,

여기서, 상기 LC 공진 회로는 안테나의 동작 주파수에서 임피던스가 증가되는 공진상태를 얻도록 구성되고,

상기 복수의 엘리먼트들 중 2개의 인접하는 엘리먼트들 각각에 급전부가 제공되고,

송신 동안에, 동작 주파수의 신호들이 서로 반대의 위상 관계에 있도록 급전부에 급전이 이루어지고,

수신 동안에, 상기 2개의 엘리먼트로 입력되는 동작 주파수의 신호들은 상기 급전부로부터 서로 반대의 위상 관계로 출력되는

안테나.
제1항에 있어서,

상기 복수의 엘리먼트들은 모두 실질적으로 동일한 형상 및 크기를 갖는

안테나.
제2항에 있어서,

상기 엘리먼트들은 그 형상이 다각형이고, 근접하는 엘리먼트들의 대향변들 사이의 거리는 모두 실질적으로 동일한

안테나.
제3항에 있어서,

상기 엘리먼트들은 모두 정육각형으로 이루어진

안테나.
제3항에 있어서,

상기 다각형은 정사각형인

안테나.
제3항에 있어서,

상기 2개의 근접하는 엘리먼트에 있어서, 서로 대향하는 대향변의 중앙위치 또는 대향하는 꼭지점 위치에 각각 상기 급전부가 제공되는

안테나.
제3항에 있어서,

상기 급전부는, 평면방향으로 상기 2개의 엘리먼트들의 중심점을 지나는 라인이 상기 엘리먼트들의 단부와 교차하고, 상기 2개의 엘리먼트들 사이의 갭을 가로질러 서로 대향하는 위치관계에 있는 위치에 제공되는

안테나.
제1항에 있어서,

상기 복수의 엘리먼트들의 개수는 8개 또는 그 이상인

안테나.
제1항에 있어서,

평면을 구성하는 일축방향에 있어서, 상기 2개의 엘리먼트들에 대해 다른 엘리먼트들이 대칭으로 배치된

안테나.
제1항에 있어서,

평면을 구성하는 일축방향에 있어서, 상기 2개의 엘리먼트들에 대해 다른 엘리먼트들이 비대칭으로 배치된

안테나.
제1항에 있어서,

상기 2개의 엘리먼트들의 주위를 둘러싸도록 다른 엘리먼트들이 대칭으로 배치된

안테나.
제1항에 있어서,

상기 유전체는 유전체 기판이고, 상기 제1 도전층과 동일면 상에 마이크로스트립 라인이 제공되고,

상기 급전부는 상기 마이크로스트립 라인을 통해 안테나의 외부에 각각 접속되는

안테나.
제1항에 있어서,

상기 유전체는 유전체 기판이고, 상기 제2 도전층과 동일면 상에 2개의 동축 커넥터가 제공되고,

상기 동축 커넥터들의 코어 와이어는 상기 유전체 기판에 제공된 관통홀을 통해 상기 급전부에 각각 접속되는

안테나.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 안테나;

분배/합성 회로; 및

RF 신호에 대한 송신처리 및 수신처리 중 적어도 하나의 처리를 수행하는 처리회로

를 포함하고,

여기서, 상기 분배/합성 회로는 2개의 분배 출력 신호 또는 2개의 합성 입력 신호가 서로 반대의 위상이 되도록 동작하는

무선장치.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 안테나; 및

RF 신호에 대한 송신처리 및 수신처리 중 적어도 하나의 처리를 수행하는 회로부

를 포함하고,

여기서, 상기 회로부는 IC 또는 소형의 패키지 내에 수납되고, 외부 접속을 위한 단자를 통해 급전부에 접속되는

무선장치.
제15항에 있어서,

상기 유전체는 유전체 기판이고,

상기 회로부의 단자는 상기 유전체 기판의 상기 제2 도전층과 동일면 상에 실장되고, 상기 유전체 기판에 제공된 비아홀 내의 접속부재를 통해 안테나의 급전부에 접속되는

무선장치.
제15항에 있어서,

상기 회로부는 RFID 태그의 기능을 가진

무선장치.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 안테나를 설계하는 방법에 있어서,

상기 안테나의 급전부가 개방상태에 있는 상태하에서, 안테나 표면상에서 신호의 반사위상을 계산하는 단계;

상기 계산된 반사위상이 -90°로부터 +90°까지의 범위에 있을 때, 상기 안테나의 동작 주파수를 결정하는 단계; 및

상기 결정된 동작 주파수가 소망의 주파수가 될 때까지 안테나 사양을 변경하는 단계

를 포함하는 안테나 설계 방법.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 안테나의 동작 주파수를 측정하는 방법에 있어서,

상기 안테나의 급전부를 개방상태로 구동시키는 단계;

상기 안테나 표면상에서 신호의 반사위상을 측정하는 단계; 및

상기 계산된 반사위상이 -90°로부터 +90°까지의 범위에 있을 때, 상기 안테나의 동작 주파수를 결정하는 단계

를 포함하는 안테나의 동작 주파수 측정 방법.