KR20090122458A - 테이퍼진 슬롯 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 MIMO에 최적이고, 테이퍼진 모양의 방사 개구부를 통해 송수신을 행하는 테이퍼진 슬롯안테나를 제공하기 위한 것이다. 테이퍼진 모양의 방사 개구부를 각각 가지는 2이상의 방사소자에 의해 안테나가 형성된다. 방사소자는 테이퍼진 모양의 방사 개구부측의 선단부에 리플렉터를 포함한다. 방사소자의 선단부에 리플렉터가 형성되기 때문에, 테이퍼진 모양의 방사 개구부가 방사소자 및 리플렉터에 형성된다. 따라서, 광대역에 필요한 축 길이를 확보할 수 있다.

테이퍼, 방사 개구부, 방사소자, 리플렉터, 축길이, 광대역

Description

테이퍼진 슬롯 안테나{Tapered slot antenna}

본 발명은 테이퍼진 모양의 방사개구부를 통해서 송수신을 행하는 테이퍼진 슬롯안테나에 관한 것이다.

국제적인 통신 사양을 정하는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)의 위원회가 WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)표준화에 관한 작업을 하고 있다. WiMAX는 반경 약 50㎞를 커버하고, 최대로 70Mbps의 통신을 가능하게 하는 것이다. WiMAX는 건물내부의 통신을 대상으로 삼는 무선LAN과는 달리, 전화 회선이나 광화이버에 의한 가입자통신망의 종단부분에 이용되는 것을 의도한 것이다.

WiMAX를 포함시킨 무선LAN의 분야에서는 전송 속도의 고속화가 요구되고 있다. 이런 요구를 충족하기 위해서 MIMO(Multiple Input Multiple Output)가 개발되고 있다. MIMO는 복수의 안테나를 이용하는 것으로 데이터 송수신의 대역을 확대하는 기술을 의미한다.

MIMO에서는 송신측에서 복수의 안테나를 통해서 다른 데이터가 동시에 송신되고, 수신측의 복수의 안테나로 수신된 데이터가 합성된다. 이에 의해, 통신의 고속화를 실현하기 위해 송신측과 수신측의 사이에서의 통신 대역이 유사적으로 광대 역화되어 있다. MIMO에 따르면, 이론상, 안테나의 대수에 따라서 통신 대역폭이 증가한다, 예를 들면, 안테나가 2대이면 통신 대역은 2배, 안테나가 3대이면, 통신 대역은 3배로 증가하는 것이 된다.

안테나의 종류로서, 노치안테나의 방사 개구부가 점차 확대된 테이퍼진 모양의 방사 개구부를 가지는 테이퍼진 슬롯 안테나가 있다. 이 테이퍼진 슬롯 안테나는 광대역한 주파수특성을 가지고 있고, MIMO에 사용되는 안테나로서 주목되고 있다. 이런 종류의 테이퍼진 슬롯 안테나는, 예를 들면, 특허공보 1∼3등에 개시되어 있다.

특허문헌1 : 일본 공개특허공보 평11-298232호

특허문헌2 : 일본 공개특허공보 제2006-314127호

특허문헌3 : 일본 공개특허공보 제2006-67251호

(발명이 해결하려고 하는 과제)

MIMO에 사용된 테이퍼진 슬롯 안테나로서는 광대역에서의 송수신을 실행할 수 있는 것이 요구되고, 케이싱에 설정된 설치 스페이스 내에 적재가능한 크기인 것이 요구된다.

그러나, 특허공보1∼3에 개시된 테이퍼진 슬롯 안테나에서는 광대역화를 실현하기 위해서 테이퍼진 모양의 방사 개구부의 축길이가 확보되면, 안테나의 크기가 증가되는 트레이드오프 관계를 본질적으로 가지고 있다. 그 때문에, 이들 테이퍼진 슬롯 안테나들은 MIMO에 사용되는 테이퍼진 슬롯 안테나로서 최적인 구성으로 개선될 필요가 있다.

본 발명의 목적은 MIMO에 최적인 테이퍼진 슬롯 안테나를 제공하는 것이다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 테이퍼진 슬롯 안테나는 테이퍼진 모양의 방사 개구부를 각각 가지는 2이상의 방사소자의 결합을 구비하며, 이 방사소자는 테이퍼진 모양의 방사 개구부측의 선단부에 리플렉터를 포함한다.

(발명의 효과)

본 발명은 방사소자에서 테이퍼진 모양의 방사 개구부의 선단부에 리플렉터를 가져서, 광대역에 필요한 축길이를 얻음과 동시에 작은 크기로 형성될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예1에 따른 테이퍼진 슬롯안테나를 나타내는 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예1에 따른 테이퍼진 슬롯안테나를 나타내는 측면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예1에 따른 테이퍼진 슬롯안테나를 나타내는 평면도이다.

도 4는 도 3의 A시점에서 본 단면도이다.

도 5는 도 3이 B부를 확대한 도면이다

도 6은 본 발명의 실시예1에 따른 테이퍼진 슬롯안테나에서의 실제치수를 나타내는 측면도이다.

도 7은 본 발명의 실시예1에 따른 테이퍼진 슬롯안테나에서의 실제치수를 나타내는 평면도이다.

도 8은 본 발명의 실시예1에 따른 테이퍼진 슬롯안테나에서의 지향특성을 나타내는 특성도이다.

도 9는 본 발명의 실시예1에 따른 테이퍼진 슬롯안테나에서의 지향특성을 나타내는는 특성도이다.

도 10은 본 발명의 실시예2에 따른 테이퍼진 슬롯안테나를 나타내는 사시도이다.

도 11은 본 발명의 실시예3에 따른 테이퍼진 슬롯안테나를 나타내는 사시도이다.

도 12은 본 발명의 실시예3에 따른 테이퍼진 슬롯안테나를 나타내는 사시도이다.

도 13은 본 발명의 실시예4에 따른 테이퍼진 슬롯안테나를 나타내는 사시도이다.

도 14는 본 발명의 실시예4에 따른 테이퍼진 슬롯안테나를 나타내는 사시도이다.

도 15는 본 발명의 실시예5에 따른 테이퍼진 슬롯안테나를 나타내는 사시도이다.

도 16은 본 발명의 실시예5에 따른 테이퍼진 슬롯안테나를 나타내는 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1, 2, 3, 4 : 방사소자

1a, 2a, 3a, 4a : 방사소자의 테이퍼진 모양의 방사 개구부

5, 6, 7, 8 : 리플렉터

9 : 직접급전구조

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초해 상세히 설명한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 테이퍼진 슬롯 안테나는, 도 1, 도 10∼도 14에 나타낸 바와 같이, 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)를 가지는 2이상의 방사소자(1, 2, 3, 4)를 결합시켜 형성되며, 이 방사소자(1, 2, 3, 4)는 테이퍼진 모양의 방사 개구부측의 선단부에 리플렉터(5, 6, 7, 8)를 구비한다.

본 발명의 실시형태에 따른 테이퍼진 슬롯 안테나는 진행파형의 평면 안테나이다. 송신안테나로서 기능할 경우, 방사소자(1, 2, 3, 4)로의 급전이 행하여지면, 안테나는 안테나면에 대하여 평행한 방향으로 전자파를 송신한다. 방사소자(1, 2, 3, 4)의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)는 테이퍼진 구조, 즉, 방사소자(1, 2, 3, 4)가 형성된 슬롯의 폭이 서서히 확대하는 구조로 형성된다. 따라서, 평면안테나, 즉, 방사 방향에서 본 방사소자가 일차원의 구조인데도 불구하고, 수평면과 수직면에서의 방사패턴이 서로에 대해 거의 대칭인 전자파가 송신된다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 방사소자(1, 2, 3, 4)의 선단부에 리플렉터(5, 6, 7, 8)가 형성된다. 따라서, 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)를 방사소자(1, 2, 3, 4) 및 리플렉터(5, 6, 7, 8)에 형성함으로써, 광대역에 필요한 축길이를 확보할 수 있다.

또한, 방사소자(1, 2, 3, 4)의 선단부는 리플렉터(5, 6, 7, 8)이다. 리플렉터(5, 6, 7, 8)가 결합된 다른 방사소자(1, 2, 3, 4)에 대한 반사 기능을 실행시키기 위해서 테이퍼진 슬롯 안테나의 특성때문에 리플렉터(5, 6, 7, 8)가 방사소자(1, 2, 3, 4)의 선단부에서 굴곡하고, 결합된 다른 방사소자(1, 2, 3, 4)에 대향할 필요가 있다. 도 1의 경우, 방사소자(1)의 리플렉터(5)는 방사소자(2)에 대한 반사 기능을 실행하고, 방사소자(2)의 리플렉터(6)는 방사소자(3)에 대한 반사 기능을 실행하고, 방사소자(3)의 리플렉터(7)는 방사소자(4)에 대한 반사 기능을 실행하고, 방사소자(4)의 리플렉터(8)는 방사소자(1)에 대한 반사 기능을 실행하는 것이 된다.

따라서, 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)의 축길이가 필요한 길이로 확보된다고 하여도 그 축길이를 연장하기 위해서 사용된 리플렉터(5, 6, 7, 8)가 방사소자(1, 2, 3, 4)의 선단부에서 가로방향으로 시프트된 방향에 대해 굴곡하기 때문에, 방사소자(1, 2, 3, 4)의 외형크기가 소형화될 수 있다.

본 발명의 실시 형태에서는 4개의 방사소자(1, 2, 3, 4)가 십자(十字)모양으로 적재됨으로써 방사상으로 결합된다. 그러나, 본 발명은 도시한 구조에 한정되는 것은 아니다. 복수의 방향에서 들어오는 전자파를 수신하거나 복수의 방향으로 전자파를 방사하도록 설정함으로써, 복수의 방사소자가 방사상으로 결합되는 한 어떠한 구조도 사용될 수 있다. 즉, 방사소자(1, 2, 3, 4)의 선단부의 리플렉터(1, 2, 3, 4)가 결합된 다른 방사소자에 대한 반사 기능을 실행할 수 있고, 방사소자가 방사상으로 결합된 어떠한 구조라도 사용될 수 있다.

테이퍼진 슬롯 안테나가 송신안테나로서 작용할 경우에는, 방사소자(1, 2, 3, 4)에 대한 리플렉터(5, 6, 7, 8)에 의한 반사 기능은 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)로부터 송신되는 전자파에 대하여 지향성을 부여하는 기능을 의미한다. 또한, 테이퍼진 슬롯 안테나가 수신 안테나로 작용할 경우에 방사소자(1, 2, 3, 4)에 대한 리플렉터(5, 6, 7, 8)의 반사 기능은 테이퍼진 모양의 방사소자(1a, 2a, 3a, 4a)가 배치되어 있는 측에서 도래하는 전자파에 대하여 보다 높은 감도를 부여하는 기능을 의미한다.

다음으로, 본 발명의 실시 형태에 따른 테이퍼진 슬롯 안테나를 실시예를 참조로 하여 설명한다.

(실시예1)

도 1에 보이는 바와 같이, 본 발명의 실시예1에 따른 테이퍼진 슬롯 안테나는 4개의 방사소자(1, 2, 3, 4)를 가진다.

도 1 및 도 2에 보이는 바와 같이, 4개의 방사소자(1, 2, 3, 4)가 금속판으로부터 형성되고, 그 기부(1b, 2b, 3b, 4b)측에서 선단부(1c, 2c, 3c, 4c)를 향하는 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)가 금속판에 형성된다. 그러나, 방사소자(1, 2, 3, 4)는 금속판의 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)를 가진 종류에 한정되는 것은 아니라는 점에 유의하자. 예를 들면, 유전체의 평판위로 전기 전도막이 형성되고, 이 전기 전도막에 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)가 형성된 구조를 사용할 수도 있다. 즉, 방사소자(1, 2, 3, 4)는 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)를 통해 송수신을 행할 수 있는 구성이면, 어떤 종류의 구조도 사용할 수 있다.

테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)는 방사소자(1, 2, 3, 4)의 기부(1b, 2b, 3b, 4b)측에서 선단부(1c, 2c, 3c, 4c)를 향해서 테이퍼진 모양, 즉, 개구 영역이 점차 확대되는 방식으로 형성된다.

4개의 방사소자(1, 2, 3, 4)는 그 기부(1b, 2b, 3b, 4b)측을 서로 맞대서 방사상으로 결합되어 있다. 도 1에서는, 4개의 방사소자(1, 2, 3, 4)가 십자(十字)모양으로 적재되어 방사상으로 결합되어 있다. 4개의 방사소자(1, 2, 3, 4)의 기부(1b, 2b, 3b, 4b)를 맞댈 경우, 4개의 방사소자(1, 2, 3, 4)는 전기적으로 접속된다. 4개의 방사소자(1, 2, 3, 4)의 기부(1b, 2b, 3b, 4b)가 전기적으로 접속되고 서로 맞대어지지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 4개의 방사소자(1, 2, 3, 4)의 기부(1b, 2b, 3b, 4b)가 서로 이격되고, 예를 들면 단락편 등을 써서 4개의 방사소자(1, 2, 3, 4)의 기부(1b, 2b, 3b, 4b)가 전기적으로 접속되어 4개의 방사소자(1, 2, 3, 4)를 방사상으로 결합하는 구조를 사용할 수도 있다.

방사소자(1, 2, 3, 4)는, 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3 a, 4a)측의 선단부(1c, 2c, 3c, 4c)에 리플렉터(5, 6, 7, 8)를 구비한다.

도 1에 보이는 실시예1에서, 리플렉터(5, 6, 7, 8)는 방사소자(1, 2, 3, 4)의 선단부(1c, 2c, 3c, 4c)에 일체로 형성된다. 리플렉터(5, 6, 7, 8)는, 도 1 및 도 3에 보이는 바와 같이, 방사소자(1, 2, 3, 4)의 선단부(1c, 2c, 3c, 4c)로부터 가로방향으로 시프트된 방향으로 굴곡되어 있다. 도 1 및 도 3의 경우, 방사소자(1)의 리플렉터(5)는 방사소자(2)에 대한 반사 기능을 실행하고, 방사소자(2)의 리플렉터(6)는 방사소자(3)에 대한 반사 기능을 실행하고, 방사소자(3)의 리플렉터(7)는 방사소자(4)에 대한 반사 기능을 실행하고, 방사소자(4)의 리플렉터(8)는 방사소자(1)에 대한 반사 기능을 실행하는 것이 된다.

테이퍼진 슬롯 안테나가 송신 안테나로서 작용할 경우, 방사소자(1, 2, 3, 4)에 대한 리플렉터(5, 6, 7, 8)의 반사 기능은 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)로부터 송신되는 전자파에 대하여 지향성을 부여하는 기능을 의미한다. 또한, 테이퍼진 슬롯 안테나가 수신 안테나로서 작용할 경우, 방사소자(1, 2, 3, 4)에 대한 리플렉터(5, 6, 7, 8)의 반사 기능은 테이퍼진 모양의 방사소자(1a, 2a, 3a, 4a)가 배치되어 있는 방향에서 도래하는 전자파에 대하여 보다 높은 감도를 부여하는 기능을 의미한다.

테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 방사소자(1, 2, 3, 4) 및 리플렉터(5, 6, 7, 8)에 형성된다. 즉, 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2 a, 3a, 4a)는, 도 1에 보이는 바와 같이, 방사소자(1, 2, 3, 4)의 기부(1b, 2b, 3b, 4b)측에서 선단부(1c, 2c, 3c, 4c)를 향해 테이퍼진 모양으로 형성됨과 동시에, 방사소자(1, 2, 3, 4)의 리플렉터(5, 6, 7, 8)를 이용해 리플렉터(5, 6, 7, 8)의 선단부(5a, 6a, 7a, 8a)를 향해 연장되어 형성되어 있다. 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)는 리플렉터(5, 6, 7, 8)의 선단부(5a, 6a, 7a, 8a)측에 개방되어 있다. 이상의 구성에 의해, 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)는 사용될 주파수에 대해 1파장 이상의 축길이를 확보할 수 있다.

도 1 및 도 3에 보이는 실시예1에서는, 도 6 및 도 7에 보이는 바와 같이, 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)의 축길이로서 사용주파수의 파장이 λ이면, 1.2λ의 길이가 확보된다. 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)의 축길이의 길이 “1.2λ”는, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 방사소자(1, 2, 3, 4)의 축길이(0.6λ) + 리플렉터(5, 6, 7, 8)의 축길이(0.6λ)에 의해 얻을 수 있다. 또한, 도 6 및 도 7에 보이는 테이퍼진 모양의 방사 개구부의 축길이는 일 예를 게시하는 것이며, 테이퍼진 모양의 방사 개구부의 축길이는 사용 주파수의 1파장(λ) 이상의 축길이로 확보되는 한 광대역화에 대응함으로써 변경될 수 있다. 이는 실험의 결과로 얻을 수 있다.

무선단말에 허용되는 사용 주파수는 2.5㎓와 3.5㎓로 예정되어 있다. 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)의 축길이로서, 사용주파수의 1파장 이상의 축길이가 확보된다. 따라서, 주파수대역에 대응할 수 있고, 이에 의애 광대역화가 실현될 수 있다.

방사소자(1, 2, 3, 4)는 송수신을 행하기 위한 직접급전구조를 가지고 있다. 도 1 내지 도 3에 나타낸 직접급전구조는 동축케이블(9)이 사용된다. 동축케이블(9)은 중심도체(9a)와, 중심도체(9a)의 주위에 절연되어서 배치된 외피도체(그라운드 전위, 9b)를 구비한다. 동축케이블(9)은 방사소자(1, 2, 3, 4)의 기부(1b, 2b, 3b, 4b)측에서 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)를 가로 지르는 위치에 배치된다. 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)의 각각에 대향하는 일측변측에 외피도체(9b)의 각각이 전기적으로 접속되고, 대향하는 각각의 타측변측에 중심도체(9a)의 각각이 전기적으로 접속된다.

상기 직접급전구조는, 도 1 및 도2에 나타낸 바와 같이, 방사소자(1, 2, 3, 4)와 매칭을 행하는 매칭회로부(10)를 구비한다. 도 1 및 도 2에 보이는 매칭회로부(10)는 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)측으로 뚫고 나온 돌기편으로 구성된다. 그러나, 매칭회로부(10)는 도 1 및 도 2에 보이는 돌기편에 한정되는 것은 아니라는 점에 유의하자. 매칭회로부(10)로서, 방사소자(1, 2, 3, 4)와 직접급전구조(9) 사이에 매칭을 행할 수 있는 구조라면 어떠한 유형이라도 사용할 수 있다.

다음으로, 실시예1에 따른 슬롯안테나가 송신안테나로서 동작할 경우에 대해서 설명한다.

테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)의 축길이(전기길이)를 1/4파장으로 한 주파수의 전력이 직접급전구조(9)로부터 테이퍼진 모양의 방사소자(1a, 2a, 3a, 4a)의 대향변에 공급되면, 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)에서 공진이 유도된다. 이에 의해 전자파가 송신된다.

이 때, 방사소자(1)의 리플렉터(5)는 방사소자(2)에 대한 반사 기능을 실행하고, 방사소자(2)의 리플렉터(6)는 방사소자(3)에 대한 반사 기능을 실행하고, 방사소자(3)의 리플렉터(7)는 방사소자(4)에 대한 반사 기능을 실행하고, 방사소 자(4)의 리플렉터(8)는 방사소자(1)에 대한 반사 기능을 실행하는 것이 된다. 이에 의해, 리플렉터(5, 6, 7, 8)의 작용 때문에, 방사소자(1, 2, 3, 4)의 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)로부터 방사되는 전자파의 방사 방향은 지향성을 가지는 것이 된다.

도 1에 나타낸 실시예1에 따른 테이퍼진 슬롯 안테나를 송신안테나로서 사용했을 경우에 있어서의 지향 특성이 도 8 및 도 9에서 보인다. 도 8은 수평방향에서의 지향 특성을 나타내고, 도 9는 수직방향에서의 지향특성을 나타내고 있다.

방사소자(1, 2, 3, 4)의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)는 테이퍼진 모양, 즉, 방사소자(1, 2, 3, 4)가 형성된 슬롯의 폭이 서서히 확대되는 방식으로 형성된다. 따라서, 슬롯안테나가 평면안테나, 즉, 방사 방향에서 본 방사소자가 일차원의 구조인데도 불구하고, 방사소자는, 도 8 및 도 9로부터 명확한 바와 같이, 수평면과 수직면에서의 방사패턴 Pl, P2이 거의 대칭인 전자파를 송신하는, 즉, 이 안테나는 테이퍼진 슬롯 안테나로서 기능한다.

다음으로, 실시예1에 따른 슬롯안테나가 수신안테나로서 동작할 경우에 대해서 설명한다.

테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)의 축길이(전기길이)를 1/4파장으로 한 주파수의 전자파가 도래하면, 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a) 위로 전계 및 자계가 각각 유기되어, 직접급전구조(9)를 통해 수신된다.

이 때, 방사소자(1)의 리플렉터(5)는 방사소자(2)에 대한 반사 기능을 실행하고, 방사소자(2)의 리플렉터(6)는 방사소자(3)에 대한 반사 기능을 실행하고, 방 사소자(3)의 리플렉터(7)는 방사소자(4)에 대한 반사 기능을 실행하고, 방사소자(4)의 리플렉터(8)는 방사소자(1)에 대한 반사 기능을 실행하는 것이 된다. 이에 의해, 리플렉터(5, 6, 7, 8)의 작용 때문에, 방사소자(1, 2, 3, 4)의 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)가 배치되어 있는 측에서 도래하는 전자파에 대하여 높은 감도를 가지는 것이 된다.

본 발명의 실시예1은 방사소자(1, 2, 3, 4)의 선단부에 리플렉터(5, 6, 7, 8)를 형성한 구조이다. 따라서, 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)를 방사소자(1, 2, 3, 4) 및 리플렉터(5, 6, 7, 8)에 형성함으로써, 광대역에 필요한 축길이를 확보할 수 있다.

리플렉터(5, 6, 7, 8)가 결합된 다른 방사소자(1, 2, 3, 4)에 대한 반사 기능을 실행하기 위해서, 테이퍼진 슬롯안테나의 특성 때문에 리플렉터(5, 6, 7, 8)가 방사소자(1, 2, 3, 4)의 선단부에서 굴곡하고, 결합된 다른 방사소자(1, 2, 3, 4)에 대향할 필요가 있다. 도 1의 경우, 방사소자(1)의 리플렉터(5)는 방사소자(2)에 대한 반사 기능을 실행하고, 방사소자(2)의 리플렉터(6)는 방사소자(3)에 대한 반사 기능을 실행하고, 방사소자(3)의 리플렉터(7)는 방사소자(4)에 대한 반사 기능을 실행하고, 방사소자(4)의 리플렉터(8)는 방사소자(1)에 대한 반사 기능을 실행하는 것이 된다.

따라서, 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)의 축길이가 필요한 길이로 확보되더라도, 그 축길이를 연장하기 위해 사용된 리플렉터(5, 6, 7, 8)는 방사소자(1, 2, 3, 4)의 선단부에서 가로방향으로 시프트된 방향으로 굴곡하기 때 문에, 방사소자(1, 2, 3, 4)의 외형크기가 소형화될 수 있다.

본 발명의 실시예1에서는, 리플렉터(5, 6, 7, 8)가 방사소자(1, 2, 3, 4)와 일체로 형성되고, 리플렉터(5, 6, 7, 8)가 방사소자(1, 2, 3, 4)의 선단부에서 굴곡되어 있다. 따라서, 리플렉터에서의 전자파에 대한 리액턴스(reactance) 성분이 작아져, 방사소자(1, 2, 3, 4)와 직접급전구조(9)의 매칭이 용이하게 행해질 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 리플렉터(5, 6, 7, 8)와 방사소자(1, 2, 3, 4)를 일체로 형성하는 것에 의해, 제조비용을 저렴하게 할 수 있다. 또한, 리플렉터(5, 6, 7, 8)와 방사소자(1, 2, 3, 4)를 일체로 형성하고, 또한, 리플렉터(5, 6, 7, 8)와 방사소자(1, 2, 3, 4)에 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)를 형성하는 것에 의해 제조공정이 간소화될 수 있다. 따라서, 제조비용을 더욱 저렴하게 할 수 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 방사소자(1, 2, 3, 4) 중 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)에서 상하로 분리된 영역의 위쪽영역 Al의 폭치수 Wl보다 아래쪽 영역 A2의 폭치수 W2가 좁게 설정되어도 좋다. 이렇게 구성하면, 실시예1에 따른 테이퍼진 모양의 슬롯안테나를 무선 LAN용의 케이싱에 적재할 경우, 아래쪽 영역 A2의 폭이 좁아진 부분에 무선 LAN(미도시)에 필요한 기기를 적재할 수 있다. 따라서, 무선 LAN용 케이싱의 내부가 유효하게 이용될 수 있다.

본 발명의 실시예1에 있어서, 4개의 방사소자(1, 2, 3, 4)가 결합되었다. 그러나, 결합될 방사소자(1, 2, 3, 4)의 개수는 4개에 한정되는 것은 아니다. 방사소자(1, 2, 3, 4)의 선단부에 리플렉터(1, 2, 3, 4)가 결합된 다른 방사소자에 대한 반사 기능을 실행할 수 있는 개수, 즉, 2개 이상의 방사소자의 결합이면, 결합될 방사소자의 개수가 제한되는 것은 아니다.

(실시예2)

도 10에 보이는 실시예2에 따른 테이퍼진 슬롯안테나에 있어서, 방사소자(1, 2, 3, 4)의 선단부(1c, 2c, 3c, 4c)에 형성된 리플렉터(5, 6, 7, 8)의 굴곡 방향이 도 1의 경우와는 다른 방향으로 설정되어 있다.

도 10의 경우, 방사소자(1)의 리플렉터(5)는 방사소자(4)에 대한 반사 기능을 실행하고, 방사소자(2)의 리플렉터(6)는 방사소자(1)에 대한 반사 기능을 실행하고, 방사소자(3)의 리플렉터(7)는 방사소자(2)에 대한 반사 기능을 실행하고, 방사소자(4)의 리플렉터(8)는 방사소자(3)에 대한 반사 기능을 실행하는 것이 된다.

(실시예3)

도 1 및 도 10에 보이는 실시예에 있어서, 방사소자(1, 2, 3, 4) 중, 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)에서 상하로 분리된 위쪽 영역 Al의 폭치수 Wl보다 아래쪽 영역 A2의 폭치수 W2가 좁게 설정되었다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 방사소자(1, 2, 3, 4) 중 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)에서 상하로 분리된 위쪽 영역 Al의 폭치수 Wl과 아래쪽 영역 A2의 폭치수 W2가 동일하게 설정되어도 좋다.

도 11에 보이는 실시예3에 있어서, 도 12에 나타낸 바와 같이, 방사소자(1, 2, 3, 4)의 선단부(1c, 2c, 3c, 4c)에 형성된 리플렉터(5, 6, 7, 8)의 굴곡 방향은 도 11의 경우와 역방향으로 설정해도 좋다.

도 11 및 도 12에 보이는 실시예에 따른 테이퍼진 슬롯안테나의 다른 구성은, 도 1에 나타낸 실시예1과 같다.

(실시예4)

도 11에 나타낸 바와 같이, 방사소자(1, 2, 3, 4) 중 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)에서 상하로 분리된 위쪽 영역 Al과 아래쪽영역 A2는 폭이 넓게 설정되었다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

도 13에 나타낸 바와 같이, 방사소자(1, 2, 3, 4) 중 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)에서 상하로 분리된 위쪽 영역 Al과 아래쪽영역 A2의 폭 W3, W4가 좁게 설정되어도 좋다.

또한, 도 14에 나타낸 바와 같이, 방사소자(1, 2, 3, 4)의 선단부(1c, 2c, 3c, 4c)에 형성된 리플렉터(5, 6, 7, 8)의 굴곡 방향은 도 13의 경우와 역방향으로 설정해도 좋다.

도 13에 나타낸 바와 같이, 방사소자(1, 2, 3, 4) 중, 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)에서 상하로 분리된 위쪽 영역 Al과 아래쪽 영역 A2의 폭 W3, W4가 좁게 설정되어 있다. 따라서, 테이퍼진 슬롯 안테나를 무선 LAN용의 케이싱에 적재할 경우, 위쪽 영역 Al과 아래쪽 영역 A2의 폭 W3, W4가 좁아진 부분에 무선 LAN(미도시)에 필요한 기기를 적재할 수 있다. 따라서, 무선 LAN용 케이싱의 내부가 유효하게 이용될 수 있다.

(실시예5)

도 1에 나타낸 실시예에 있어서, 직접급전구조(9)로서 동축케이블이 사용되었다. 그러나, 본 발명은 이러한 경우에 한정되는 것은 아니다.

도 15에 나타낸 직접급전구조(9)는 마이크로스트립라인(microstrip line)이 사용된다. 마이크로스트립라인(9)은 방사소자(1, 2, 3, 4)의 기부(1b, 2b, 3b, 4b)측에서 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)를 가로 지르는 위치에 배치된다. 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)의 대향하는 일변측에 일방의 라인(미도시)이 전기적으로 접속되고, 타방의 라인(9c)은 대향하는 타변측에 전기적으로 접속되도록 절연체스페이서(9d)에 의해 전기적으로 절연된다.

도 16에 나타낸 직접급전구조(9)는 프린트기판의 양면을 사용해서 라인을 형성한 구조의 것을 사용하고 있다. 프린트기판(11)은 스트립형으로 성형되고 라인(12)은 양 면 위에 형성된다. 프린트기판(11)은 방사소자(1, 2, 3, 4)의 기부(1b, 2b, 3b, 4b)측에서 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a)를 가로지르는 위치에 배치된다. 프린트기판(11)의 이면측의 라인(미도시)이 테이퍼진 모양의 방사 개구부(1a, 2a, 3a, 4a) 각각의 대향하는 일변측에 전기적으로 접속되고, 프린트기판(11)의 표면측의 라인(12)이 프린트기판(11)에 형성된 관통홀(미도시)을 통해 대향하는 타변측에 전기적으로 접속된다.

이상의 설명에서는, 방사소자로의 급전이 직접급전구조에 의해 행하지도록 했다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 직접급전구조에 대신해서 다른 급전구조를 써도 좋다. 상기 다른 급전구조로서는, 급전라인의 선단에 매칭회로부가 적재되고, 이 매칭회로부를 통해 테이퍼진 모양의 방사 개구부의 대향변에 급전이 행해지는, 소위 간접급전구조가 고려된다. 이 간접급전구조로 송수신을 행하는 것이다. 즉, 급전구조로서는, 방사소자에 의해 송수신을 행하는 구조라면, 어떠한 것이라도 가능하다.

이상, 실시형태(및 실시예)를 참조해서 본원발명을 설명했지만, 본원발명은 상기 실시형태(및 실시예)에 한정되는 것은 아니다. 본원발명의 구성이나 상세에는 본원발명의 범위 내에서 당업자가 이해할 수 있는 다양한 변경을 할 수 있다.

이 출원은 2007년 5월 17일에 출원된 일본 특허출원 제2007-132108호를 기초로 우선권을 주장하고, 그 개시의 모두는 여기에 통합된다.

본 발명에 따르면, 트레이드오프 관계에 있는 테이퍼진 모양의 방사 개구부의 축길이의 확보와 안테나 치수의 확대를, 방사소자의 선단부에 리플렉터를 가지는 구성에 의해 해결할 수 있다. 따라서, MIMO에 사용된 안테나로서 최적인 테이퍼진 슬롯안테나가 제공될 수 있다. 한편, 본 발명의 테이퍼진 슬롯안테나는 MIMO의 안테나뿐만 아니라, 그 밖의 안테나로서도 사용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

Claims (9)

1. 테이퍼진 모양의 방사 개구부를 각각 가지는 2이상의 방사소자의 결합을 포함하는 테이퍼진 슬롯안테나에 있어서,

   방사소자는, 테이퍼진 모양의 방사 개구부측의 선단부에 리플렉터를 구비하는 슬롯안테나.
2. 제1항에 있어서, 상기 테이퍼진 모양의 방사 개구부는 상기 방사소자 및 상기리플렉터에 형성된 테이퍼진 슬롯안테나.
3. 제2항에 있어서, 상기 테이퍼진 모양의 방사 개구부는 사용 주파수의 1파장이상의 축길이를 확보하도록 형성된 테이퍼진 슬롯안테나.
4. 제1항에 있어서, 상기 리플렉터는 결합된 방사소자 중에서 다른 방사소자에 대해 반사 기능을 실행하는 테이퍼진 슬롯안테나.
5. 제1항에 있어서, 상기 리플렉터는 상기 방사소자에 일체로 형성된 테이퍼진 슬롯안테나.
6. 제1항에 있어서, 2이상의 방사소자는 방사상으로 결합된 테이퍼진 슬롯안테 나.
7. 제6항에 있어서, 2이상의 방사소자는 십자모양으로 적재됨으로써 방사상으로 결합된 테이퍼진 슬롯안테나.
8. 제1항에 있어서, 상기 방사소자는 송수신을 행하기 위한 직접급전구조를 가지는 테이퍼진 슬롯안테나.
9. 제7항에 있어서, 상기 직접급전구조는 상기 방사소자와의 매칭을 행하는 매칭회로부를 구비하는 테이퍼진 슬롯안테나.

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