KR20100042704A - 미모 안테나 장치 - Google Patents

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KR20100042704A
KR20100042704A KR1020080101814A KR20080101814A KR20100042704A KR 20100042704 A KR20100042704 A KR 20100042704A KR 1020080101814 A KR1020080101814 A KR 1020080101814A KR 20080101814 A KR20080101814 A KR 20080101814A KR 20100042704 A KR20100042704 A KR 20100042704A
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변준호
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김석호
박성구
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 다수개의 안테나 소자들을 구비하는 미모 안테나 장치에 관한 것으로, 일정 주파수 대역에서 공진하는 제 1 안테나 소자와, 제 1 안테나 소자로부터 이격되어 배열되며, 공진 주파수 대역에서 공진하는 제 2 안테나 소자와, 제 1 안테나 소자 및 제 2 안테나 소자에 접속하도록 제 1 안테나 소자 및 제 2 안테나 소자 사이에 배치되며, 공진 주파수 대역을 저지하여 제 1 안테나 소자 및 제 2 안테나 소자를 상호 격리시키는 대역 저지 소자로 구성된다. 본 발명에 따르면, 미모 안테나 장치에서 대역 저지 소자에 의해 안테나 소자들 간 간섭이 억제되고, 안테나 소자들 각각의 동작 효율이 향상될 수 있다.
Figure P1020080101814
미모 안테나 장치, 안테나 소자, 대역 저지 소자, 주파수 대역, 격리

Description

미모 안테나 장치{MIMO ANTENNA APPARATUS}
본 발명은 안테나 장치에 관한 것으로, 다수개의 안테나 소자들을 갖는 미모 안테나 장치에 관한 것이다.
일반적으로 무선 통신 시스템에서 비디오, 음악, 게임 등 각종 멀티미디어 서비스의 제공이 이루어지고 있다. 이 때 무선 통신 시스템에서 멀티미디어(multimedia) 서비스를 원활하게 제공하기 위하여, 방대한 용량의 멀티미디어 데이터에 대한 고속의 데이터 전송률이 보장되어야 한다. 이를 위해, 최근 무선 통신 시스템에서 통신 단말기에 장착되는 안테나 장치로, 미모(MIMO; Multiple-Input Multiple-Output) 안테나 장치가 제안되고 있다. 이 때 미모 안테나 장치는 다수개의 안테나 소자들을 구비한다. 이러한 미모 안테나 장치에서 안테나 소자들은 각각 일정 주파수 대역에서 상이한 신호를 송수신함으로써, 고속의 데이터 전송이 가능해진다.
그런데, 상기와 같은 미모 안테나 장치에서 안테나 소자들 사이에 전자기적 결합에 의한 간섭이 발생하는 문제점이 있다. 이러한 문제점은 통신 단말기의 소형화를 구현하기 위한 미모 안테나 장치의 소형화에 따라 더욱 심각해진다. 즉 미모 안테나 장치의 소형화를 위하여 안테나 소자들 사이의 간격이 좁아짐에 따라, 안테나 소자들 사이의 간섭이 더욱 심각해진다. 이로 인하여, 미모 안테나 장치에서 안테나 소자들 사이의 간섭을 억제하기 위한 방안이 요구된다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 미모 안테나 장치는, 일정 주파수 대역에서 공진하는 제 1 안테나 소자와, 상기 제 1 안테나 소자로부터 이격되어 배열되며, 상기 공진 주파수 대역에서 공진하는 제 2 안테나 소자와, 상기 제 1 안테나 소자 및 제 2 안테나 소자에 접속하도록 상기 제 1 안테나 소자 및 제 2 안테나 소자 사이에 배치되며, 상기 공진 주파수 대역을 저지하여 상기 제 1 안테나 소자 및 제 2 안테나 소자를 상호 격리시키는 대역 저지 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 미모 안테나 장치는, 상기 모서리들 중 어느 하나에 패터닝되어 있으며, 일정 주파수 대역에서 공진하는 제 1 안테나 소자와, 상기 제 1 안테나 소자에 이웃하는 상기 모서리들 중 다른 하나에 패터닝되어 있으며, 상기 공진 주파수 대역에서 공진하는 제 2 안테나 소자 와, 상기 제 1 안테나 소자 및 제 2 안테나 소자에 접속하도록 상기 기판 몸체에서 상기 제 1 안테나 소자 및 제 2 안테나 소자 사이에 패터닝되어 있으며, 상기 공진 주파수 대역을 저지하여 상기 제 1 안테나 소자 및 제 2 안테나 소자를 상호 격리시키는 대역 저지 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기와 같은 본 발명에 따른 미모 안테나 장치는, 안테나 소자들 공진 시, 안테나 소자들 간 간섭을 억제할 수 있다. 즉 대역 저지 소자에서 안테나 소자들이 공진하는 주파수 대역을 저지하여 안테나 소자들 각각을 격리시킴으로써, 안테나 소자들 간 간섭을 억제할 수 있다. 아울러, 미모 안테나 장치에서 안테나 소자들 각각의 동작 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이 때 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미모 안테나 장치를 도시하는 사시도이다. 이 때 본 실시예에서 미모 안테나 장치는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)으로 구현되는 경우를 가정하여 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 미모 안테나 장치(100)는 기판 몸체(board body; 110), 기판 그라운드층(board ground layer; 120), 제 1 안테나 소자(first antenna device; 130), 제 2 안테나 소자(second antenna device; 140) 및 대역 저지 소자(band stop device; 150)를 포함한다.
기판 몸체(110)는 미모 안테나 장치(100)의 지지체로서 제공된다. 이러한 기판 몸체(110)는 적어도 네 개의 모서리들로 구성된 평판 구조를 갖는다. 그리고 기판 몸체(110)는 유전체로 이루어진다. 또한 기판 몸체(110)의 일 면은 그라운드 영역(111)과 소자 영역(113)으로 구분된다. 이 때 소자 영역(113)은 기판 몸체(110)의 모서리들 중 어느 두 개를 포함하도록 배치된다.
기판 그라운드층(120)은 미모 안테나 장치(110)의 접지를 위해 제공된다. 이러한 기판 그라운드층(120)은 기판 몸체(110)의 그라운드 영역(111)에 형성된다. 이 때 기판 그라운드층(120)은 그라운드 영역(111)을 덮도록 형성된다.
제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140)는 일정 주파수 대역에서 공진한다. 즉 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140)는 일정 주파수 대역의 신호를 각각 통과시키는 역할을 수행한다. 이러한 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140)는 기판 몸체(110)의 소자 영역(113)에 상호 이격되어 배열된다. 이 때 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(104)는 기판 몸체(110)에서 각각 상이한 모서리에 위치된다. 그리고 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140)는 금속 물질이 기판 몸체(110)에 패터닝(patterning)됨에 따라 형성된다. 이 때 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140)는 상호 대칭적인 형태로 형성될 수 있다. 또한 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140)는 각각 메타머티어리얼(metamaterial) 구조의 전송 회로로 구현될 수 있다.
여기서, 메타머티어리얼은 자연계에서 흔히 볼 수 없는 특수한 전자기적 성질을 나타내도록 인공적인 방법으로 합성된 물질 또는 전자기적 구조를 의미한다. 이러한 메타머티어리얼은 특정 조건 하에서 유전율(permitivity)과 투자율(permeability)이 모두 음의 값을 가지며, 일반적인 물질 또는 전자기적 구조와 상이한 전자파 전송 특성을 나타낸다. 즉 본 실시예에서 메타머티어리얼 구조는 전자파의 위상 속도가 반전되는 특성을 이용하기 위한 구조로서, CRLH(Composite Right/Left Handed) 구조로 이루어진다. 여기서, CRLH 구조는 전장, 자장 및 전자파의 전파 방향이 오른손 법칙을 따르는 일반적인 특성을 나타내는 RH(Right Handed) 구조와 전장, 자장 및 전자파의 전파 방향이 오른손 법칙과는 반대로 왼손 법칙을 따르는 특성을 나타내는 LH(Left Handed) 구조가 결합된 구조로 이루어진다.
게다가, 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140)는 기판 그라운드층(120)에 인접하여 각각의 일 단에 제 1 급전점(131) 및 제 2 급전점(141)이 위치하도록 배치된다. 이러한 제 1 급전점(131) 및 제 2 급전점(141)은 기판 몸체(110)를 관통하여, 기판 몸체(110)의 타 면으로 연장될 수 있다. 그리고 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140)는 제 1 급전점(131) 및 제 2 급전점(141)을 통해 전류를 공급받는다.
대역 저지 소자(150)는 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140)에서 공진하는 주파수 대역을 저지하는 역할을 수행한다. 즉 대역 저지 소자(150)는 해당 주파수 대역의 신호를 제외한 나머지 신호를 통과시킨다. 이를 통해, 대역 저 지 소자(150)는 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140)를 격리(isolation)시킨다. 이러한 대역 저지 소자(150)는 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140)에 접속하도록, 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140) 사이에 배치된다. 이 때 대역 저지 소자(150)는 양 단을 통해 제 1 급전점(131) 및 제 2 급전점(141)에 각각 접속하여, 이들을 연결한다. 그리고 대역 저지 소자(150)는 금속 물질이 기판 몸체(100)에 패터닝됨에 따라 형성된다. 이 때 대역 저지 소자(150)는 다수개의 곡절(曲折)부가 형성된 형상으로 이루어질 수 있다. 여기서, 대역 저지 소자(150)는 곡절부에 의해 구분되는 다수개의 수평 성분 회로(151)들과 수직 성분 회로(153)들로 이루어지는 미앤더(meander) 타입의 전송 회로로 형성될 수 있다.
이러한 미모 안테나 장치(10)에서 제 1 안테나 소자(130), 제 2 안테나 소자(140) 및 대역 저지 소자(150)는 각각의 역할을 수행하기 위하여, 각기 다른 인덕턴스(inductance), 커패시턴스(capacitance) 등을 갖도록 설계된다. 이를 도 2를 이용하여 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미모 안테나 장치의 등가 회로를 도시하는 회로도이다. 이 때 본 실시예에서 제 1 안테나 소자(130), 제 2 안테나 소자(140) 및 대역 저지 소자(150)가 단일 셀(cell)로 이루어진 예를 설명할 것이나, 이에 한정하는 것은 아니다. 즉 제 1 안테나 소자(130), 제 2 안테나 소자(140) 및 대역 저지 소자(150)는 각각 다수개의 셀들의 조합으로 이루어질 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 미모 안테나 장치(100)에서, 제 1 안테나 소 자(130) 및 제 2 안테나 소자(140)는 각각 대역 저지 소자(150)에 접속한다.
제 1 안테나 소자(130)는 일정 주파수 대역에서 공진하기 위한 인덕턴스 및 커패시턴스를 갖도록 구성된다. 이러한 제 1 안테나 소자(130)는 메타머티어리얼 구조, 즉 CRLH 구조로 이루어진다. 즉 제 1 안테나 소자(130)는 제 1 직렬 인덕터(LR1), 제 1 직렬 커패시터(CL1), 제 1 병렬 인덕터(LL1) 및 제 1 병렬 커패시터(CR1)로 이루어진다. 이 때 제 1 직렬 인덕터(LR1)와 제 1 직렬 커패시터(CL1)는 직렬로 접속하며, 제 1 병렬 인덕터(LL1)와 제 1 병렬 커패시터(CR1)는 각각 제 1 직렬 인덕터(LR1)와 제 1 직렬 커패시터(CL1)에 병렬로 접속한다. 여기서, 제 1 직렬 인덕터(LR1)와 제 1 병렬 커패시터(CR1)는 RH 구조로 배열되며, 제 1 직렬 커패시터(CL1)와 제 1 병렬 인덕터(LL1)는 LH 구조로 배열된다.
제 2 안테나 소자(140)는 일정 주파수 대역에서 공진하기 위한 인덕턴스 및 커패시턴스를 갖도록 구성된다. 이러한 제 2 안테나 소자(140)는 메타머티어리얼 구조, 즉 CRLH 구조로 이루어진다. 즉 제 2 안테나 소자(140)는 제 2 직렬 인덕터(LR2), 제 2 직렬 커패시터(CL2), 제 2 병렬 인덕터(LL2) 및 제 2 병렬 커패시터(CR2)로 이루어진다. 이 때 제 2 직렬 인덕터(LR2)와 제 2 직렬 커패시터(CL2)는 직렬로 접속하며, 제 2 병렬 인덕터(LL2)와 제 2 병렬 커패시터(CR2)는 각각 제 2 직렬 인덕터(LR2)와 제 2 직렬 커패시터(CL2)에 병렬로 접속한다. 여기서, 제 2 직렬 인덕 터(LR2)와 제 2 병렬 커패시터(CR2)는 RH 구조로 배열되며, 제 2 직렬 커패시터(CL2)와 제 2 병렬 인덕터(LL2)는 LH 구조로 배열된다.
대역 저지 소자(150)는 일정 주파수 대역을 저지하기 위한 인덕턴스 및 커패시턴스를 갖도록 구성된다. 이 때 대역 저지 소자(150)는 제 1 안테나 소자(130)의 제 1 직렬 인덕터(LR1) 및 제 2 안테나 소자(140)의 제 2 직렬 인덕터(LR2)와의 결합을 고려하여, 인덕턴스 및 커패시턴스를 갖도록 구성된다. 이러한 대역 저지 소자(150)는 저지 직렬 인덕터(LF1, LF2), 저지 직렬 커패시터(CF1, CF2) 및 저지 병렬 커패시터(CF3)로 이루어진다. 이 때 저지 직렬 인덕터(LF1, LF2)는 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140), 즉 제 1 급전점(131) 및 제 2 급전점(141) 사이를 연결한다. 즉 저지 직렬 인덕터(LF1, LF2)는 제 1 직렬 인덕터(LR1) 및 제 2 직렬 인덕터(LR2)에 직렬로 접속한다. 그리고 저지 직렬 커패시터(CF1, CF2)는 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140)에 직렬로 접속되고, 저지 직렬 인덕터(LF1, LF2)에 병렬로 접속한다. 또한 저지 병렬 커패시터(CF3)는 제 1 안테나 소자(130), 제 2 안테나 소자(140), 저지 직렬 인덕터(LF1, LF2) 및 저지 직렬 커패시터(CF1, CF2)에 병렬로 접속한다.
이 때 제 1 안테나 소자(130), 제 2 안테나 소자(140) 및 대역 저지 소자(150)는 각각의 구조 또는 형상에 따라 해당 등가 회로의 구성과 같은 특성을 나 타낸다. 예를 들면, 대역 저지 소자(150)에서 수평 성분 회로(151)들 및 수직 성분 회로(153)들의 총 길이 및 폭에 따라, 대역 저지 소자(150)에서 저지 직렬 인덕터(LF1, LF2)와 같은 특성이 결정된다. 그리고 대역 저지 소자(150)에서 수직 성분 회로(153)들의 간격(dh)에 따라, 저지 직렬 커패시터(CF1, CF2)와 같은 특성이 결정된다. 또한 대역 저지 소자(150)에서 수평 성분 회로(151)들과 기판 그라운드층(120)의 간격(dv1) 및 대역 저지 소자(150)에서 수직 성분 회로(153)들의 길이(dv2)에 따라, 대역 저지 소자(150)의 저지 병렬 커패시터(CF3)와 같은 특성이 결정된다. 이로 인하여, 미모 안테나 장치(100)를 대형화시키지 않더라도, 제 1 안테나 소자(130), 제 2 안테나 소자(140) 및 대역 저지 소자(150)를 용이하게 구성할 수 있다. 이에 따라, 미모 안테나 장치(100)의 소형화를 구현할 수 있다.
즉 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140)는 각각 일정 주파수 대역에서 공진할 수 있다. 그리고 대역 저지 소자(150)는 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140)에서 공진하는 주파수 대역을 저지한다. 다시 말해, 대역 저지 소자(150)는 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140) 간 신호를 차단시킴으로써, 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140)를 각각 격리시킨다. 이로 인하여, 미모 안테나 장치(100)에서 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140) 간 간섭이 대역 저지 소자(150)에 의해 억제될 수 있다.
이러한 미모 안테나 장치(100)의 동작 결과를 예를 통해 설명하면 다음과 같다. 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 미모 안테나 장치의 동작 결과 를 설명하기 위한 그래프들이다. 이 때 도 3a는 대역 저지 소자(150)가 동작하지 않는 경우의 예이며, 도 3b는 대역 저지 소자(150)가 동작하는 경우의 예를 나타내고 있다. 여기서, 도 3a 및 도 3b는 고주파 특성 그래프로서, 주파수 대역에 따른 S 파라미터(S parameter)의 변화를 나타낸다. S 파라미터는 특정 주파수 대역에서 입출력 간 전압비(출력 전압/입력 전압)를 의미하는 지표로서, dB 스케일로 나타낸다. 즉 S11은 제 1 안테나 소자(130)에 대한 S 파라미터의 변화를 나타내고, S22는 제 2 안테나 소자(140)에대한 S 파라미터의 변화를 나타내며, S21은 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140) 간 간섭에 따른 S 파라미터의 변화를 나타낸다.
도 3a를 참조하면, S11 및 S22가 대략 3.3㎓에서 급격히 낮아지는 것으로 판단 시, 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140)는 대략 3.3㎓에서 공진을 일으킨다. 다만, S21이 대략 3.3㎓에서 높아지는 것으로 판단 시, 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140) 공진 시, 간섭이 발생한다. 이 때 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140) 간 간섭에 의해, 제 1 안테나 소자(130) 또는 제 2 안테나 소자(140)의 동작 효율은 저하된다. 여기서, 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140)의 동작 효율은 하기 <표 1>과 같다. 즉 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140) 공진 시, 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140)는 평균 48%의 동작 효율로 동작한다.
Figure 112008072166431-PAT00001
도 3b를 참조하면, S11 및 S22가 대략 3.3㎓에서 급격히 낮아지는 것으로 판단 시, 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140)는 대략 3.3㎓에서 공진을 일으킨다. 그리고 S21이 대략 3.3㎓에서 급격히 낮아지는 것으로 판단 시, 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140) 공진 시, 간섭이 억제된다. 이 때 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140) 간 간섭이 억제됨에 따라, 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140)의 동작 효율은 향상된다. 여기서, 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140)의 동작 효율은 하기 <표 2>와 같다. 즉 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140) 공진 시, 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140)는 평균 63%의 동작 효율로 동작한다.
Figure 112008072166431-PAT00002
이에 따라, 도 3a 및 도 3b를 비교해 볼 때, 미모 안테나 장치(100)에서 대역 저지 소자(150)에 의해, 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140)의 간섭이 억제된다. 아울러, 제 1 안테나 소자(130) 및 제 2 안테나 소자(140)는 서로로부터 격리되기 때문에, 각각의 동작 효율이 향상된다.
한편, 전술한 실시예의 미모 안테나 장치에서, 대역 저지 소자가 미앤더 타입의 전송 회로로 형성된 예를 개시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 즉 대역 저지 소자는 고유의 인덕턴스, 커패시턴스 등을 갖기 위한 다양한 형상으로 이루어짐으로써, 본 발명을 구현할 수 있다. 도 4 및 도 5는 그러한 예로서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 미모 안테나 장치들을 도시하는 사시도들이다.
이 때 본 발명의 다른 실시예에 따른 미모 안테나 장치(200, 300)에서, 기판 몸체(210, 310), 기판 그라운드층(220, 320), 제 1 안테나 소자(230, 330) 및 제 2 안테나 소자(240, 340)는 전술한 실시예의 대응하는 구성과 유사하므로, 상세한 설명을 생략한다. 다만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 미모 안테나 장치(200, 300)에서, 대역 저지 소자(250, 350)는 미앤더 타입 이외에 스파이럴(spiral) 타입, 스텝(step) 타입 또는 루프(loop) 타입 중 어느 하나의 전송 회로로 형성될 수 있다. 또는 대역 저지 소자는 미앤더 타입, 스파이럴 타입, 스텝 타입 또는 루프 타입 중 적어도 두 개가 결합된 형상의 전송 회로로 형성될 수 있다.
한편, 전술한 실시예들의 미모 안테나 장치들에서, 대역 저지 소자가 기판 몸체에 패터닝된 전송 회로로 형성된 예들을 개시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 즉 대역 저지 소자는 고유의 인덕턴스, 커패시턴스 등을 갖기 위한 실질적인 소자 결합체로 형성됨으로써, 본 발명을 구현할 수 있다. 도 6은 그러한 예로서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미모 안테나 장치를 도시하는 사시도이다.
이 때 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미모 안테나 장치(400)에서, 기판 몸체(410), 기판 그라운드층(420), 제 1 안테나 소자(430) 및 제 2 안테나 소자(440)은 전술한 실시예들의 대응하는 구성들과 유사하므로, 상세한 설명을 생략한다. 다만, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미모 안테나 장치(400)에서, 대역 저지 소자(450)는 저지 직렬 인덕터, 저지 직렬 커패시터 및 저지 병렬 커패시터가 결합된 소자 결합체로 형성될 수 있다.
한편, 전술한 실시예들에서, 미모 안테나 장치가 두 개의 안테나 소자들을 구비하는 예를 개시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 즉 미모 안테나 장치가 적어도 세 개의 안테나 소자들을 구비하도록 구성하더라도, 본 발명을 구현하는 것이 가능하다. 그리고 전술한 실시예들에서, 안테나 소자들이 메타머티어리얼 구조로 구현되는 예를 개시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, 안테나 소자들을 칩(chip), 평판 역 F 안테나(Planar Inverted F Antenna; PIFA), 역 L 안테나(Inverted L Antenna; ILA), 모노폴 안테나(monopole antenna), 다이폴 안테나(dipole antenna) 등으로 구현하더라도, 본 발명을 구현하는 것이 가능하다.
본 발명에 따르면, 미모 안테나 장치에서 안테나 소자들 공진 시, 안테나 소자들 간 간섭을 억제할 수 있다. 즉 대역 저지 소자에서 안테나 소자들이 공진하는 주파수 대역을 저지하여 안테나 소자들 각각을 격리시킴으로써, 안테나 소자들 간 간섭을 억제할 수 있다. 아울러, 미모 안테나 장치에서 안테나 소자들 각각의 동작 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미모 안테나 장치를 도시하는 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미모 안테나 장치의 등가 회로를 도시하는 회로도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 미모 안테나 장치의 동작 결과를 설명하기 위한 그래프들, 그리고
도 4 내지 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 미모 안테나 장치들을 도시하는 사시도들이다.

Claims (11)

  1. 다수개의 안테나 소자들을 구비하는 미모 안테나 장치에 있어서,
    일정 주파수 대역에서 공진하는 제 1 안테나 소자와,
    상기 제 1 안테나 소자로부터 이격되어 배열되며, 상기 공진 주파수 대역에서 공진하는 제 2 안테나 소자와,
    상기 제 1 안테나 소자 및 제 2 안테나 소자에 접속하도록 상기 제 1 안테나 소자 및 제 2 안테나 소자 사이에 배치되며, 상기 공진 주파수 대역을 저지하여 상기 제 1 안테나 소자 및 제 2 안테나 소자를 상호 격리시키는 대역 저지 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 미모 안테나 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 대역 저지 소자는,
    상기 제 1 안테나 소자 및 제 2 안테나 소자에서 각각 전류를 공급받기 위한 제 1 급전점 및 제 2 급전점 사이를 연결하는 것을 특징으로 하는 미모 안테나 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 대역 저지 소자는,
    상기 제 1 안테나 소자 및 제 2 안테나 소자에 직렬로 접속된 저지 직렬 인덕터와,
    상기 제 1 안테나 소자 및 제 2 안테나 소자에 직렬로 접속되고, 상기 저지 직렬 인덕터에 병렬로 접속된 저지 직렬 커패시터와,
    상기 제 1 안테나 소자, 제 2 안테나 소자, 저지 직렬 인덕터 및 저지 직렬 커패시터에 병렬로 접속된 저지 병렬 커패시터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미모 안테나 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나 소자, 제 2 안테나 소자 및 대역 저지 소자가 패터닝된 인쇄회로기판인 것을 특징으로 하는 미모 안테나 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 대역 저지 소자는,
    다수개의 곡절부가 형성된 전송 회로이며,
    미앤더(meander) 타입, 스파이럴(spiral) 타입, 스텝(step) 타입 또는 루프(loop) 타입 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미모 안테나 장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 안테나 소자 및 제 2 안테나 소자는,
    메타머티어리얼(metamaterial) 구조의 전송 회로인 것을 특징으로 하는 미모 안테나 장치.
  7. 적어도 네 개의 모서리들로 이루어진 기판 몸체와,
    상기 모서리들 중 어느 하나에 패터닝되어 있으며, 일정 주파수 대역에서 공진하는 제 1 안테나 소자와,
    상기 제 1 안테나 소자에 이웃하는 상기 모서리들 중 다른 하나에 패터닝되어 있으며, 상기 공진 주파수 대역에서 공진하는 제 2 안테나 소자와,
    상기 제 1 안테나 소자 및 제 2 안테나 소자에 접속하도록 상기 기판 몸체에서 상기 제 1 안테나 소자 및 제 2 안테나 소자 사이에 패터닝되어 있으며, 상기 공진 주파수 대역을 저지하여 상기 제 1 안테나 소자 및 제 2 안테나 소자를 상호 격리시키는 대역 저지 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 미모 안테나 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 대역 저지 소자는,
    상기 제 1 안테나 소자 및 제 2 안테나 소자에서 각각 전류를 공급받기 위한 제 1 급전점 및 제 2 급전점 사이를 연결하는 것을 특징으로 하는 미모 안테나 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 대역 저지 소자는,
    다수개의 곡절부가 형성된 전송 회로인 것을 특징으로 하는 미모 안테나 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 대역 저지 소자는,
    미앤더(meander) 구조, 스파이럴(spiral) 구조, 스텝(step) 구조 또는 루 프(loop) 구조 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미모 안테나 장치.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 안테나 소자 및 제 2 안테나 소자는,
    메타머티어리얼(metamaterial) 구조의 전송 회로인 것을 특징으로 하는 미모 안테나 장치.
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