KR20120057366A - Mimo antenna - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A multi-input multi-output antenna is provided to improve antenna characteristics by expanding isolation bandwidth in the resonance frequency band of each antenna. CONSTITUTION: A ground(104) is formed on a substrate(102) while having a constant area. A first antenna(106) is formed on one side of the top of the substrate. The first antenna comprises a first carrier(111) and a first radiator(113). The first carrier is can be composed of an insulating resin and supports the first radiator. A second antenna(108) comprises a second carrier(121) and a second radiator(123). The second radiator is formed on the second carrier. A second feeding line(125) is formed on the end of the second radiator. The first antenna, the second antenna, a first decoupling line, and an isolation matching circuit are formed on an area of the substrate in which the ground is not formed.

Description

ＭＩＭＯ 안테나{MIMO ANTENNA}MIMO antenna {MIMO ANTENNA}

본 발명의 실시예는 안테나에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 MIMO 안테나에 관한 것이다.
Embodiments of the present invention relate to antennas, and more particularly to a MIMO antenna.

최근 무선통신 기술의 급격한 발전에 따라 그에 적합한 이동통신 단말기의 안테나에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 특히 이동통신 단말기의 안테나 성능 향상을 위해 MIMO(Multi Input Multi Output) 안테나 시스템이 주목받고 있으며, 4세대 이동 통신에서는 통신 속도의 향상과 데이터의 용량 증대 등의 목적으로 MIMO 안테나 시스템 기술을 채택하였다.Recently, with the rapid development of wireless communication technology, research on the antenna of a mobile communication terminal suitable for it has been continuously conducted. In particular, MIMO (Multi Input Multi Output) antenna system is attracting attention to improve antenna performance of mobile communication terminals, and MIMO antenna system technology is adopted in 4th generation mobile communication for the purpose of improving communication speed and data capacity.

MIMO 안테나 시스템은 다수의 안테나를 구비하여 서로 다른 신호를 수신함으로써 고속의 데이터 전송을 가능하게 한다. 즉, MIMO 안테나 시스템에서는 복수 개의 안테나를 배열(Array)하여 데이터의 양과 신뢰도를 높일 수 있다.MIMO antenna system is provided with a plurality of antennas to enable high-speed data transmission by receiving different signals. That is, in the MIMO antenna system, a plurality of antennas may be arranged to increase the amount and reliability of data.

그러나, 이동통신 단말기에서 MIMO 안테나 시스템을 사용하면, 이동통신 단말기라는 공간적인 제약 때문에 안테나들 간에 상호 간섭(Mutual Coupling)이 발생하여 격리도(Isolation)가 저하되며, 그로 인해 안테나 성능이 저하되는 문제점이 있다.However, when the MIMO antenna system is used in the mobile communication terminal, due to the spatial constraints of the mobile communication terminal, mutual interference occurs between antennas, thereby reducing isolation, thereby degrading antenna performance. There is this.

즉, MIMO 안테나 시스템에서 안테나 상호 간의 성능 저하를 막기 위해서는 0.5λ 이상의 이격된 공간이 필요한데, 이동통신 단말기에서는 공간적 제약으로 인해 안테나들 간에 상호 간섭이 발생하여 격리도가 저하되고, MIMO 안테나 시스템의 용량 효율이 감소하는 문제가 발생한다. 따라서, 안테나들 상호 간의 간섭을 줄여 격리도를 개선할 수 있는 방안이 요구된다.
In other words, in order to prevent performance degradation between antennas in a MIMO antenna system, spaces of 0.5λ or more are required. In a mobile communication terminal, interference is generated between antennas due to spatial constraints, and isolation is reduced, and capacity efficiency of the MIMO antenna system is reduced. This decreasing problem occurs. Therefore, there is a need for a method capable of improving isolation by reducing interference between antennas.

본 발명의 실시예는 안테나들 상호 간의 간섭을 줄일 수 있는 MIMO 안테나를 제공하고자 한다.
An embodiment of the present invention is to provide a MIMO antenna that can reduce the interference between the antennas.

본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 안테나는, 기판 상에 형성되는 그라운드;상기 기판 상의 비그라운드(Non Ground) 영역에 상호 이격하여 형성되는 제1 안테나 및 제2 안테나; 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나를 연결하며 형성되는 제1 디커플링 라인; 및 일단과 타단 각각이 상기 제1 디커플링 라인에서 상기 그라운드 방향으로 연장되며, 상기 연장되는 부분이 일정 간격을 두고 서로 마주보며 형성되는 제2 디커플링 라인과 상기 제2 디커플링 라인의 서로 마주보는 부분을 연결하는 제1 매칭 소자를 포함하는 격리도 매칭 회로를 포함한다.MIMO antenna according to an embodiment of the present invention, a ground formed on a substrate; a first antenna and a second antenna formed to be spaced apart from each other in the non-ground (Non Ground) region on the substrate; A first decoupling line formed by connecting the first antenna and the second antenna; And one end and the other end of the second decoupling line and the second decoupling line, which extend from the first decoupling line to the ground direction, and wherein the extending portions face each other at a predetermined interval. And an isolation matching circuit including a first matching element.

본 발명의 다른 실시예에 따른 MIMO 안테나는, 기판 상에 형성되는 그라운드; 상기 기판 상의 비그라운드(Non Ground) 영역에 상호 이격하여 형성되는 제1 안테나 및 제2 안테나; 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나를 연결하며 형성되는 제1 디커플링 라인; 및 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 사이에서 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나와 각각 상호 이격하여 형성되는 제2 디커플링 라인과 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나와 상기 제2 디커플링 라인을 각각 연결하는 매칭 소자를 포함하는 격리도 매칭 회로를 포함한다.
MIMO antenna according to another embodiment of the present invention, the ground formed on the substrate; First and second antennas spaced apart from each other in a non-ground area on the substrate; A first decoupling line formed by connecting the first antenna and the second antenna; And a second decoupling line, the first antenna, the second antenna, and the second decoupling line, which are formed to be spaced apart from each other between the first antenna and the second antenna, respectively, between the first antenna and the second antenna. An isolation matching circuit including a matching element to connect is included.

본 발명의 실시예들에 의하면, MIMO 안테나에서 안테나들 상호 간의 간섭을 줄여 격리도를 개선할 수 있다. 그리고, 각 안테나들의 공진 주파수 대역에서 격리도 대역폭을 넓혀 MIMO 안테나의 특성을 향상시킬 수 있다.
According to embodiments of the present invention, it is possible to improve the isolation by reducing the interference between the antennas in the MIMO antenna. In addition, by increasing the isolation bandwidth in the resonant frequency band of each antenna it is possible to improve the characteristics of the MIMO antenna.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 안테나의 구조를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 안테나를 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 MIMO 안테나를 나타낸 도면.
도 4는 기존의 MIMO 안테나의 S 파라미터를 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 MIMO 안테나의 S 파라미터를 나타낸 그래프.1 is a view showing the structure of a MIMO antenna according to an embodiment of the present invention.
2 schematically illustrates a MIMO antenna according to an embodiment of the invention.
3 illustrates a MIMO antenna according to another embodiment of the present invention.
4 is a graph showing an S parameter of a conventional MIMO antenna.
5 is a graph showing the S parameter of the MIMO antenna according to another embodiment of the present invention.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 MIMO 안테나의 구체적인 실시예를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시적 실시예에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, a specific embodiment of the MIMO antenna of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. However, this is only an exemplary embodiment and the present invention is not limited thereto.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intention or custom of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
The technical spirit of the present invention is determined by the claims, and the following embodiments are merely means for effectively explaining the technical spirit of the present invention to those skilled in the art to which the present invention pertains.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 안테나의 구조를 나타낸 도면이다.1 is a view showing the structure of a MIMO antenna according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, MIMO(Multi-In Multi-Out) 안테나(100)는 기판(102), 그라운드(104), 제1 안테나(106), 제2 안테나(108), 제1 디커플링 라인(Decoupling Line)(130), 및 격리도 매칭 회로(140)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the MIMO antenna 100 includes a substrate 102, a ground 104, a first antenna 106, a second antenna 108, and a first decoupling line. Line 130, and isolation matching circuit 140.

상기 그라운드(104)는 상기 기판(102) 상에 일정 면적을 가지고 형성된다. 여기서, 상기 제1 안테나(106), 제2 안테나(108), 디커플링 라인(Decoupling Line)(130), 및 격리도 매칭 회로(140)는 상기 기판(102) 상에서 상기 그라운드(104)가 형성되지 않은 영역에 형성된다.The ground 104 is formed to have a predetermined area on the substrate 102. Here, the first antenna 106, the second antenna 108, the decoupling line 130, and the isolation matching circuit 140 do not have the ground 104 formed on the substrate 102. Is formed in the non-area.

상기 제1 안테나(106)는 상기 기판(102)의 상단 일측에 형성된다. 상기 제1 안테나(106)는 예를 들어, LTE(Long Term Evolution), WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access), HSPA(High Speed Packet Access) 등의 주파수 대역에 해당하는 신호를 송수신할 수 있다.The first antenna 106 is formed on one side of the upper end of the substrate 102. The first antenna 106 may transmit and receive signals corresponding to frequency bands such as Long Term Evolution (LTE), Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX), High Speed Packet Access (HSPA), and the like.

상기 제1 안테나(106)는 제1 캐리어(111) 및 제1 방사체(113)를 포함한다. 상기 제1 캐리어(111)는 예를 들어, 절연성 수지로 이루어질 수 있으며, 상기 제1 방사체(113)를 기구적으로 지지해주는 역할을 한다.The first antenna 106 includes a first carrier 111 and a first radiator 113. The first carrier 111 may be made of, for example, an insulating resin, and serves to mechanically support the first radiator 113.

상기 제1 방사체(113)는 상기 제1 캐리어(111) 상에 형성된다. 예를 들어, 상기 제1 방사체(113)는 상기 제1 캐리어(111) 상에 헬리컬(Helical) 형태로 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 방사체(113)의 감겨진 턴 수에 따라 상기 제1 안테나(106)의 공진 주파수를 조절할 수 있다. The first radiator 113 is formed on the first carrier 111. For example, the first radiator 113 may be formed in a helical shape on the first carrier 111. In this case, the resonant frequency of the first antenna 106 may be adjusted according to the number of turns of the first radiator 113.

상기 제1 방사체(113)의 말단에는 제1 급전 라인(115)이 형성된다. 상기 제1 급전 라인(115)은 신호 회로(미도시)와 연결되며, 상기 제1 방사체(113)는 상기 제1 급전 라인(115)을 통해 피딩(Feeding)되어 전류를 공급받는다.A first feed line 115 is formed at the end of the first radiator 113. The first feed line 115 is connected to a signal circuit (not shown), and the first radiator 113 is fed through the first feed line 115 to receive current.

상기 제2 안테나(108)는 상기 기판(102)의 상단 타측에 형성된다. 이때, 상기 제2 안테나(108)는 상기 제1 안테나(106)와의 간섭을 최소화하기 위해 상기 제1 안테나(106)와 최대 이격 거리를 갖도록 형성한다.The second antenna 108 is formed on the other side of the upper surface of the substrate 102. In this case, the second antenna 108 is formed to have a maximum separation distance from the first antenna 106 in order to minimize interference with the first antenna 106.

상기 제2 안테나(108)는 예를 들어, LTE(Long Term Evolution), WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access), HSPA(High Speed Packet Access) 등의 주파수 대역에 해당하는 신호를 송수신할 수 있으며, 이때 상기 제1 안테나(106)와 동일한 주파수 대역의 신호를 송수신할 수도 있고, 상기 제1 안테나(106)와 서로 다른 주파수 대역의 신호를 송수신할 수도 있다.For example, the second antenna 108 may transmit and receive signals corresponding to frequency bands such as Long Term Evolution (LTE), Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX), High Speed Packet Access (HSPA), and the like. Signals of the same frequency band as the first antenna 106 may be transmitted and received, or signals of different frequency bands may be transmitted and received with the first antenna 106.

상기 제2 안테나(108)는 제2 캐리어(121) 및 제2 방사체(123)를 포함한다. 상기 제2 방사체(123)는 상기 제2 캐리어(121) 상에 형성되는데, 예를 들어 상기 제2 캐리어(121) 상에 헬리컬 형태로 형성될 수 있다.The second antenna 108 includes a second carrier 121 and a second radiator 123. The second radiator 123 is formed on the second carrier 121. For example, the second radiator 123 may be formed in a helical shape on the second carrier 121.

상기 제2 방사체(123)의 말단에는 제2 급전 라인(125)이 형성된다. 상기 제2 급전 라인(125)은 신호 회로(미도시)와 연결되며, 상기 제2 방사체(123)는 상기 제2 급전 라인(125)을 통해 피딩되어 전류를 공급받는다.A second feed line 125 is formed at the end of the second radiator 123. The second feed line 125 is connected to a signal circuit (not shown), and the second radiator 123 is fed through the second feed line 125 to receive a current.

상기 제1 디커플링 라인(Decoupling Line)(130)은 상기 기판(102) 상에 형성된 제1 급전 라인(115) 및 상기 제2 급전 라인(125)을 연결하며 형성된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제1 디커플링 라인(130)은 상기 제1 방사체(113)와 상기 제2 방사체(123)를 연결하며 형성될 수도 있다.The first decoupling line 130 is formed by connecting the first feed line 115 and the second feed line 125 formed on the substrate 102. However, the present invention is not limited thereto, and the first decoupling line 130 may be formed by connecting the first radiator 113 and the second radiator 123.

상기 제1 디커플링 라인(130)은 상기 제1 안테나(106)와 상기 제2 안테나(108)의 리액티브 커플링(Reactive Coupling) 성분을 제거해줌으로써, 상기 제1 안테나(106)와 상기 제2 안테나(108) 간의 간섭을 줄여주는 역할을 한다. The first decoupling line 130 removes reactive coupling components of the first antenna 106 and the second antenna 108 to thereby remove the first antenna 106 and the second antenna. It serves to reduce the interference between the (108).

즉, 상기 제1 안테나(106)와 상기 제2 안테나(108)의 리액티브 커플링 성분이 상기 그라운드(104)를 통해 상대방 안테나에 영향을 주게 되는데, 상기 제1 디커플링 라인(130)을 통해 상기 리액티브 커플링 성분을 제거해줌으로써, 상기 제1 안테나(106)와 상기 제2 안테나(108) 상호 간의 영향을 줄여준다. 이 경우, 상기 제1 디커플링 라인(130)을 통해 상기 제1 안테나(106)와 상기 제2 안테나(108) 간의 격리도를 향상시킬 수 있다.That is, the reactive coupling component of the first antenna 106 and the second antenna 108 affects the other antenna through the ground 104, and through the first decoupling line 130. By removing the reactive coupling component, the influence between the first antenna 106 and the second antenna 108 is reduced. In this case, the isolation between the first antenna 106 and the second antenna 108 can be improved through the first decoupling line 130.

상기 격리도 매칭 회로(140)는 상기 제1 안테나(106)와 상기 제2 안테나(108) 간의 격리도 대역폭을 향상시킨다. 여기서, 격리도 대역폭(Isolation Bandwidth)이란 상기 제1 안테나(106)와 상기 제2 안테나(108) 간의 격리도를 S 파라미터(즉, S 21)로 나타내었을 때, 각 안테나의 공진 주파수에서의 격리도의 대역폭을 말한다.The isolation matching circuit 140 improves the isolation bandwidth between the first antenna 106 and the second antenna 108. Here, the isolation bandwidth refers to the isolation at the resonance frequency of each antenna when the isolation between the first antenna 106 and the second antenna 108 is represented by an S parameter (ie, S 21). Refers to bandwidth.

상기 격리도 매칭 회로(140)는 제2 디커플링 라인(141), 제1 매칭 소자(145), 보조 선로(147), 및 제2 매칭 소자(149)를 포함한다.The isolation matching circuit 140 includes a second decoupling line 141, a first matching element 145, an auxiliary line 147, and a second matching element 149.

상기 제2 디커플링 라인(141)은 일단과 타단이 각각 상기 제1 디커플링 라인(130)에서 상기 그라운드 방향(104)으로 연결되다가 굴곡되어 일정 간격을 두고 서로 마주보며 형성된다. 이때, 상기 제2 디커플링 라인(141)에서 상기 일정 간격을 두고 서로 마주보는 부분은 상기 제1 매칭 소자(145)를 통해 연결된다. 예를 들어, 상기 제2 디커플링 라인(141)은 상기 제1 디커플링 라인(130)에 'ㄷ'자 형상으로 연결되어 형성될 수 있다. 상기 제1 매칭 소자(145)로는 예를 들어, 커패시터 또는 인덕터 등을 사용할 수 있다.One end and the other end of the second decoupling line 141 are connected to the ground direction 104 in the first decoupling line 130 and are bent to face each other at a predetermined interval. In this case, portions of the second decoupling line 141 facing each other at the predetermined intervals are connected through the first matching element 145. For example, the second decoupling line 141 may be connected to the first decoupling line 130 in a 'c' shape. For example, a capacitor or an inductor may be used as the first matching element 145.

상기 보조 선로(147)는 상기 제2 디커플링 라인(141)에서 각각 상기 그라운드(104) 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 그리고, 상기 보조 선로(147)와 상기 그라운드(104)는 상기 제2 매칭 소자(149)를 통해 연결할 수 있다. 상기 제2 매칭 소자(149)로는 예를 들어, 커패시터 또는 인덕터 등을 사용할 수 있다. 한편, 상기 보조 선로(147) 없이 상기 제2 디커플링 라인(141)과 상기 그라운드(104)를 상기 제2 매칭 소자(149)를 이용하여 직접 연결할 수도 있다.The auxiliary line 147 may extend in the direction of the ground 104 from the second decoupling line 141, respectively. The auxiliary line 147 and the ground 104 may be connected through the second matching element 149. For example, a capacitor or an inductor may be used as the second matching element 149. Meanwhile, the second decoupling line 141 and the ground 104 may be directly connected using the second matching element 149 without the auxiliary line 147.

여기서, 예를 들어 상기 제1 매칭 소자(145)로 커패시터를 사용하고, 상기 제2 매칭 소자(149)로 인덕터를 사용하는 경우, 격리도 매칭(Isolation Matching)을 이루어 상기 제1 안테나(106) 및 상기 제2 안테나(108)의 공진 주파수에서 격리도 대역폭을 향상시킬 수 있게 된다. Here, for example, when a capacitor is used as the first matching element 145 and an inductor is used as the second matching element 149, isolation matching is performed to form the first antenna 106. And an isolation bandwidth at the resonance frequency of the second antenna 108.

이 경우, 본 발명의 MIMO 안테나(100)는 도 2에서와 같이 개략적으로 나타낼 수 있다. 이때, 상기 제1 디커플링 라인(130)을 통해 상기 제1 안테나(106) 및 상기 제2 안테나(108) 간의 격리도를 향상시킬 수 있게 된다. 그리고, 상기 격리도 매칭 회로(140)를 통해 상기 제1 안테나(106) 및 상기 제2 안테나(108)의 공진 주파수에서 격리도 대역폭을 향상시킬 수 있게 된다. 그로 인해, 본 발명의 MIMO 안테나(100)는 ADG(Actual Diversity Gain), ECC(Envelope Correlation Coefficient), 및 CC(Channel Capacity) 등 MIMO 안테나의 성능을 평가하는 지표들이 향상된 값을 갖게 된다. 이하에서는 표 1을 참조하여 이에 대해 상세히 살펴보기로 한다.In this case, the MIMO antenna 100 of the present invention can be schematically shown as shown in FIG. In this case, the isolation between the first antenna 106 and the second antenna 108 can be improved through the first decoupling line 130. In addition, the isolation bandwidth may be improved at the resonance frequencies of the first antenna 106 and the second antenna 108 through the isolation matching circuit 140. Therefore, the MIMO antenna 100 of the present invention has improved values of indicators for evaluating the performance of the MIMO antenna, such as an Actual Diversity Gain (ADG), an Envelope Correlation Coefficient (ECC), and a Channel Capacity (CC). Hereinafter, this will be described in detail with reference to Table 1.

표 1은 본 발명의 MIMO 안테나와 기존의 MIMO 안테나의 성능을 비교한 표이다. 여기서, 기존의 MIMO 안테나는 제1 안테나와 제2 안테나 간에 디커플링을 위한 별도의 장치를 하지 않은 MIMO 안테나를 말한다.Table 1 is a table comparing the performance of the MIMO antenna and the conventional MIMO antenna of the present invention. Here, the existing MIMO antenna refers to a MIMO antenna without a separate device for decoupling between the first antenna and the second antenna.

주파수 대역(MHz)Frequency band (MHz) ADG(dB)    ADG (dB) ECC    ECC CC(SNR 0 dB)CC (SNR 0 dB) CC(SNR 10 dB)CC (SNR 10 dB) 기존의 MIMO 안테나Conventional MIMO Antenna 746 ~ 794  746-794 4.65    4.65 0.2415  0.2415 0.802   0.802 3.59    3.59 본 발명의 MIMO 안테나MIMO antenna of the present invention 746 ~ 794  746-794 5.8    5.8 0.1513  0.1513 0.889   0.889 3.89    3.89

표 1에서 MIMO 안테나의 성능 지표들은 LTE(Long Term Evolution) 대역인 746 ~ 794 MHz에서 측정하였다. 그리고, MIMO 안테나의 성능 지표들은 반향 챔버(Reverberation Chamber)에서 측정하였다. 상기 반향 챔버(Reverberation Chamber)는 다중 경로 페이딩(Multipath Fading) 환경을 반영할 수 있기 때문에, MIMO 안테나의 성능을 측정하는데 적합하다.In Table 1, the performance indicators of the MIMO antennas were measured at 746-794 MHz, which is a long term evolution (LTE) band. In addition, the performance indicators of the MIMO antenna were measured in a reverberation chamber. Since the reverberation chamber may reflect a multipath fading environment, the reverberation chamber is suitable for measuring the performance of the MIMO antenna.

ADG(Actual Diversity Gain)는 이상적인 기준 안테나(Ideal Reference Antenna)를 사용한 경우와 대비하여 MIMO 안테나를 사용하였을 때의 안테나 이득을 나타낸 것이다. 표 1을 참조하면, 기존의 MIMO 안테나는 ADG가 4.65 dB 인데 반하여, 본 발명의 MIMO 안테나는 5.8 dB 로 ADG가 향상된 것을 볼 수 있다. ADG (Actual Diversity Gain) shows the antenna gain when MIMO antenna is used as compared to the case of using ideal reference antenna. Referring to Table 1, the conventional MIMO antenna has an ADG of 4.65 dB, whereas the MIMO antenna of the present invention has an improved ADG of 5.8 dB.

ECC(Envelope Correlation Coefficient)는 MIMO 안테나에서 안테나들 상호 간의 상관도를 나타내는 값으로, ECC 값이 높을 수록 안테나들 상호 간에 간섭이 많이 일어난다는 것을 나타낸다. 표 1을 참조하면, 기존의 MIMO 안테나는 ECC 값이 0.2415인데 반하여, 본 발명의 MIMO 안테나는 ECC 값이 0.1513 인 것을 볼 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 MIMO 안테나는 기존의 MIMO 안테나보다 안테나들 상호 간의 간섭이 줄어든 것을 확인할 수 있다.Envelope Correlation Coefficient (ECC) represents a correlation between antennas in a MIMO antenna. A higher ECC value indicates more interference between antennas. Referring to Table 1, an existing MIMO antenna has an ECC value of 0.2415, whereas the MIMO antenna of the present invention has an ECC value of 0.1513. As such, the MIMO antenna of the present invention can confirm that the interference between the antennas is reduced than the conventional MIMO antenna.

CC(Channel Capacity)는 채널 용량을 나타내는 것으로, CC 값이 클수록 한 번에 많은 양의 데이터를 전송할 수 있게 된다. 여기서, CC 값은 SNR(Signal to Noise Ratio)이 0 dB인 경우와 10 dB인 경우에 대해서 각각 측정하였다. 표 1을 참조하면, 기존의 MIMO 안테나는 CC 값이 SNR이 0 dB인 경우는 0.802, SNR이 10 dB인 경우는 3.59 인 것을 볼 수 있다. 반면에, 본 발명의 MIMO 안테나는 CC 값이 SNR이 0 dB인 경우는 0.889, SNR이 10 dB인 경우는 3.89 인 것을 볼 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 MIMO 안테나는 기존의 MIMO 안테나 보다 채널 용량이 더 크게 향상된 것을 확인할 수 있다.
Channel Capacity (CC) represents a channel capacity. A larger CC value enables a large amount of data to be transmitted at one time. Here, the CC value was measured for the case of SNR (Signal to Noise Ratio) is 0 dB and 10 dB, respectively. Referring to Table 1, it can be seen that the conventional MIMO antenna has a CC value of 0.802 when the SNR is 0 dB and 3.59 when the SNR is 10 dB. On the other hand, the MIMO antenna of the present invention can be seen that the CC value is 0.889 when the SNR is 0 dB, and 3.89 when the SNR is 10 dB. As such, it can be seen that the MIMO antenna of the present invention has a larger channel capacity than the conventional MIMO antenna.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 MIMO 안테나를 나타낸 도면이다.3 illustrates a MIMO antenna according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, MIMO 안테나(200)는 기판(202), 그라운드(204), 제1 안테나(206), 제2 안테나(208), 제1 디커플링 라인(230), 및 격리도 매칭 회로(240)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the MIMO antenna 200 includes a substrate 202, a ground 204, a first antenna 206, a second antenna 208, a first decoupling line 230, and an isolation matching circuit ( 240).

상기 제1 안테나(206)는 상기 기판(202)의 상단에 형성된 캐리어(211) 및 상기 캐리어(211)의 일측에 헬리컬 형태로 형성된 제1 방사체(213)를 포함한다. 상기 제2 안테나(208)는 상기 캐리어(211) 및 상기 캐리어(211)의 타측에 헬리컬 형태로 형성된 제2 방사체(223)를 포함한다. 즉, 상기 제1 방사체(213) 및 상기 제2 방사체(223)는 별개의 캐리어 상에 형성될 수도 있지만, 동일한 캐리어 상에 형성될 수도 있다.The first antenna 206 includes a carrier 211 formed on the top of the substrate 202 and a first radiator 213 formed in a helical shape on one side of the carrier 211. The second antenna 208 includes a carrier 211 and a second radiator 223 formed in a helical shape on the other side of the carrier 211. That is, the first radiator 213 and the second radiator 223 may be formed on separate carriers or may be formed on the same carrier.

상기 제1 디커플링 라인(230)은 상기 캐리어(211) 상에서 상기 제1 방사체(213)와 상기 제2 방사체(223)를 연결하며 형성된다. 여기서는 상기 제1 디커플링 라인(230)이 상기 제1 방사체(213)와 상기 제2 방사체(223)를 연결하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 제1 급전 라인(215)과 제2 급전 라인(225)을 연결하며 형성될 수도 있다. 즉, 상기 제1 디커플링 라인(230)은 상기 제1 안테나(206)와 상기 제2 안테나(208)를 연결하며 형성되면 된다.The first decoupling line 230 is formed by connecting the first radiator 213 and the second radiator 223 on the carrier 211. Although the first decoupling line 230 is illustrated as connecting the first radiator 213 and the second radiator 223, the present invention is not limited thereto, and the first decoupling line 230 is not limited thereto. It may be formed while connecting the 225. That is, the first decoupling line 230 may be formed by connecting the first antenna 206 and the second antenna 208.

상기 격리도 매칭 회로(240)는 제2 디커플링 라인(241) 및 매칭 소자(243)를 포함한다. 상기 제2 디커플링 라인(241)은 상기 제1 급전 라인(215)과 상기 제2 급전 라인(225) 사이에서 상기 제1 급전 라인(215) 및 상기 제2 급전 라인(225)과 각각 상호 이격하여 형성된다. 그리고, 상기 매칭 소자(243)는 상기 제1 급전 라인(215) 및 상기 제2 급전 라인(225)과 상기 제2 디커플링 라인(241)을 각각 연결하며 형성된다. 상기 매칭 소자(243)로는 예를 들어 커패시터가 사용될 수 있다. The isolation matching circuit 240 includes a second decoupling line 241 and a matching element 243. The second decoupling line 241 is spaced apart from the first feed line 215 and the second feed line 225, respectively, between the first feed line 215 and the second feed line 225. Is formed. The matching element 243 is formed by connecting the first feed line 215, the second feed line 225, and the second decoupling line 241, respectively. For example, a capacitor may be used as the matching element 243.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 제1 디커플링 라인(230)을 통해 상기 제1 안테나(206)와 상기 제2 안테나(208) 상호 간의 간섭을 줄여 격리도를 향상시킬 수 있게 된다. 그리고, 상기 격리도 매칭 회로(240)를 통해 각 안테나들의 공진 주파수에서 격리도 대역폭을 향상시킬 수 있게 된다. 여기서, 상기 매칭 소자(243)로 커패시터를 사용하는 경우, 상기 커패시터의 커패시턴스 값에 따라 상기 격리도 대역폭을 조절할 수 있게 된다.
According to the exemplary embodiment of the present invention, the isolation between the first antenna 206 and the second antenna 208 may be reduced through the first decoupling line 230 to improve isolation. In addition, the isolation matching circuit 240 may improve the isolation bandwidth at the resonance frequency of each antenna. In this case, when the capacitor is used as the matching element 243, the isolation bandwidth may be adjusted according to the capacitance value of the capacitor.

도 4는 기존의 MIMO 안테나의 S 파라미터를 나타낸 그래프이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 MIMO 안테나의 S 파라미터를 나타낸 그래프이다. 여기서, 제1 안테나 및 제2 안테나의 공진 주파수는 LTE(Long Term Evolution) 대역인 746 ~ 794 MHz 으로 하였다.4 is a graph showing the S parameter of the conventional MIMO antenna, Figure 5 is a graph showing the S parameter of the MIMO antenna according to another embodiment of the present invention. Here, the resonant frequencies of the first antenna and the second antenna are 746 to 794 MHz, which is a Long Term Evolution (LTE) band.

도 4를 참조하면, 기존의 MIMO 안테나는 공진 주파수 대역에서 반사 계수(S 11, S 22)가 약 8 ~ 12 dB 이고, 격리도(S 21)가 약 5 ~ 6 dB 인 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that the conventional MIMO antenna has reflection coefficients S 11 and S 22 of about 8 to 12 dB and an isolation degree S 21 of about 5 to 6 dB in a resonance frequency band.

반면에 도 5를 참조하면, 본 발명의 MIMO 안테나는 공진 주파수 대역에서 반사 계수(S 11, S 22)가 약 10 ~ 21 dB 이고, 격리도(S 21)가 15 ~ 18 dB 인 것을 알 수 있다. 이와 같이, 기존의 MIMO 안테나에 비하여 격리도가 상당히 향상된 것을 볼 수 있으며, 격리도 대역폭도 공진 주파수 대역폭을 만족시키는 것을 볼 수 있다. 즉, 공진 주파수 전 대역에 걸쳐 15 ~ 18 dB의 우수한 격리도를 나타내는 것을 볼 수 있다.
On the other hand, referring to Figure 5, the MIMO antenna of the present invention can be seen that the reflection coefficient (S 11, S 22) is about 10 ~ 21 dB, the isolation (S 21) is 15 ~ 18 dB in the resonant frequency band. have. As such, it can be seen that the isolation is significantly improved compared to the conventional MIMO antenna, and the isolation bandwidth also satisfies the resonance frequency bandwidth. That is, it can be seen that excellent isolation of 15 to 18 dB over the entire resonant frequency band.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. I will understand.

그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.

102, 202 : 기판 104, 204 : 그라운드
106, 206 : 제1 안테나 108, 208 : 제2 안테나
111 : 제1 캐리어 113, 213 : 제1 방사체
115, 215 : 제1 급전 라인 121 : 제2 캐리어
123, 223 : 제2 방사체 125, 225 : 제2 급전 라인
130, 230 : 제1 디커플링 라인 140, 240 : 격리도 매칭 회로
141, 241 : 제2 디커플링 라인
145 : 제1 매칭 소자 147 : 보조 선로
149 : 제2 매칭 소자 243 : 매칭 소자102, 202: substrate 104, 204: ground
106, 206: first antenna 108, 208: second antenna
111: first carrier 113, 213: first radiator
115, 215: First feed line 121: Second carrier
123, 223: second radiator 125, 225: second feed line
130 and 230: first decoupling line 140 and 240: isolation matching circuit
141, 241: second decoupling line
145: first matching element 147: auxiliary line
149: second matching element 243: matching element

Claims (11)

기판 상에 형성되는 그라운드;
상기 기판 상의 비그라운드(Non Ground) 영역에 상호 이격하여 형성되는 제1 안테나 및 제2 안테나;
상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나를 연결하며 형성되는 제1 디커플링 라인; 및
일단과 타단 각각이 상기 제1 디커플링 라인에서 상기 그라운드 방향으로 연장되며, 상기 연장되는 부분이 일정 간격을 두고 서로 마주보며 형성되는 제2 디커플링 라인과 상기 제2 디커플링 라인의 서로 마주보는 부분을 연결하는 제1 매칭 소자를 포함하는 격리도 매칭 회로를 포함하는, MIMO 안테나.
A ground formed on the substrate;
First and second antennas spaced apart from each other in a non-ground area on the substrate;
A first decoupling line formed by connecting the first antenna and the second antenna; And
One end and the other end extend from the first decoupling line to the ground direction, and the extending portions connect the second decoupling line formed to face each other at a predetermined interval and the opposite parts of the second decoupling line. And an isolation matching circuit comprising a first matching element.
상기 제1항에 있어서,
상기 제1 매칭 소자는 커패시터인, MIMO 안테나.
The method of claim 1,
And the first matching element is a capacitor.
제1항에 있어서,
상기 격리도 매칭 회로는,
상기 제2 디커플링 라인과 상기 그라운드를 연결하며 형성되는 하나 이상의 제2 매칭 소자를 포함하는, MIMO 안테나.
The method of claim 1,
The isolation matching circuit,
And at least one second matching element formed between the second decoupling line and the ground.
제3항에 있어서,
상기 제2 매칭 소자는 인덕터인, MIMO 안테나.
The method of claim 3,
And the second matching element is an inductor.
제1항에 있어서,
상기 제1 안테나는, 상기 기판의 상단 일측에 형성되는 제1 캐리어, 상기 제1 캐리어 상에 형성되는 제1 방사체, 및 상기 제1 방사체의 말단에서 상기 그라운드와 연결되어 형성되는 제1 급전 라인을 포함하고,
상기 제2 안테나는, 상기 기판의 상단 타측에 상기 제1 캐리어와 상호 이격하여 형성되는 제2 캐리어, 상기 제2 캐리어 상에 형성되는 제2 방사체, 및 상기 제2 방사체의 말단에서 상기 그라운드와 연결되어 형성되는 제2 급전 라인을 포함하는, MIMO 안테나.
The method of claim 1,
The first antenna may include a first carrier formed at an upper end side of the substrate, a first radiator formed on the first carrier, and a first feed line connected to the ground at an end of the first radiator. Including,
The second antenna is connected to the ground at the other end of the second carrier, the second carrier formed on the second carrier, the second radiator formed on the second carrier, and the end of the second radiator And a second feed line formed therein.
제5항에 있어서,
상기 제1 방사체 및 상기 제2 방사체는,
상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어 상에 각각 헬리컬(Helical) 형태로 형성되는, MIMO 안테나.
The method of claim 5,
The first radiator and the second radiator,
And a helical shape on the first carrier and the second carrier, respectively.
기판 상에 형성되는 그라운드;
상기 기판 상의 비그라운드(Non Ground) 영역에 상호 이격하여 형성되는 제1 안테나 및 제2 안테나;
상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나를 연결하며 형성되는 제1 디커플링 라인; 및
상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 사이에서 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나와 각각 상호 이격하여 형성되는 제2 디커플링 라인과 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나와 상기 제2 디커플링 라인을 각각 연결하는 매칭 소자를 포함하는 격리도 매칭 회로를 포함하는, MIMO 안테나.
A ground formed on the substrate;
First and second antennas spaced apart from each other in a non-ground area on the substrate;
A first decoupling line formed by connecting the first antenna and the second antenna; And
A second decoupling line and the first antenna, the second antenna and the second decoupling line, which are formed to be spaced apart from each other between the first antenna and the second antenna, are respectively connected between the first antenna and the second antenna. And an isolation matching circuit comprising a matching element.
제7항에 있어서,
상기 매칭 소자는 커패시터인, MIMO 안테나.
The method of claim 7, wherein
And the matching element is a capacitor.
제7항에 있어서,
상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 각각은,
상기 기판의 상단에 형성되는 캐리어와 상기 캐리어의 일측 또는 타측에 형성되는 방사체를 포함하는, MIMO 안테나.
The method of claim 7, wherein
Each of the first antenna and the second antenna,
And a carrier formed on the top of the substrate and a radiator formed on one side or the other side of the carrier.
제9항에 있어서,
상기 방사체는,
상기 캐리어의 일측 또는 타측에 헬리컬(Helical) 형태로 형성되는, MIMO 안테나.
10. The method of claim 9,
The radiator,
MIMO antenna, which is formed in a helical form on one side or the other side of the carrier.
제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 기재된 MIMO 안테나를 구비하는 이동통신 단말기.A mobile communication terminal comprising the MIMO antenna according to any one of claims 1 to 10.
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