KR20130023669A

KR20130023669A - 높은 격리도를 갖는 미모／다이버시티 안테나

Info

Publication number: KR20130023669A
Application number: KR1020110086616A
Authority: KR
Inventors: 김태형; 공기현; 이제민; 이병제; 김병관; 위현호; 신봉규
Original assignee: 엘에스엠트론 주식회사
Priority date: 2011-08-29
Filing date: 2011-08-29
Publication date: 2013-03-08
Also published as: CN102969568A; KR101293660B1; US20130050027A1

Abstract

본 발명은 높은 격리도를 갖는 미모/다이버시티 안테나를 개시한다. 본 발명에 따른 미모/다이버시티 안테나는, 인쇄회로기판; 복수개의 안테나 소자; 및 상기 안테나 소자와 일정 간격 이격되게 배치되며, 상기 인쇄회로기판의 공통 그라운드와 연결되는 전류 변환 소자를 포함하되, 상기 전류 변환 소자는 상기 안테나 소자와 커플링되어 안테나 소자에서 유기되는 전류를 상기 공통 그라운드를 통해 다시 안테나 소자 측으로 유도하는 것을 특징으로 한다.

Description

높은 격리도를 갖는 미모／다이버시티 안테나{MIMO/diversity antenna with high isolation}

본 발명은 미모/다이버시티 안테나에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이동통신 단말기와 같이 협소한 공간에서 안테나 소자 간의 격리도를 향상시킬 수 있는 미모/다이버시티 안테나에 관한 것이다.

종래의 이동통신 시스템에서는 단일 안테나 또는 내/외장형을 혼합한 안테나를 사용하였다. 하지만, 최근에는 이동통신 단말기에 대한 소형화, 슬림화 요구와 함께 단말기의 미관을 고려한 내장형 안테나가 선호되고 있다. 한편, 무선 이동통신 기술을 이용한 고속 멀티미디어 서비스 등에 대한 요구에 따라 이동통신 시스템에서의 통신용량 증대는 계속 가속화되고 있는 상황이다. 결국, 안테나의 소형화와 증가된 통신용량 및 통신의 신뢰성을 모두 만족시킬 수 있는 광대역 이동통신 시스템용 안테나 기술에 대해 관심이 커지고 있는 것이다.

이에 따라 제안된 기술이 최근 각광을 받고 있는 미모(MIMO: Multi-Input Multi-Output) 또는 다이버시티(Diversity)를 이용한 안테나 기술이다.

먼저 미모(MIMO)를 이용한 방식은 기지국과 이동통신 단말기의 안테나를 각각 2개 이상으로 늘려 데이터를 여러 경로로 전송하고, 수신단에서 각각의 경로로 수신된 신호를 검출하는 다중 입력 다중 출력의 방식이다. 다음으로 다이버시티를 이용한 방식은 둘 이상의 안테나를 이용해 신호 전파를 수신하며, 그 출력을 합성하여 수신된 신호를 검출하는 방식이다. 이러한 기술이 적용된 미모/다이버시티 안테나는 전송되는 데이터의 신뢰도를 높일 수 있으며, 데이터 통신 확대 등에 따른 이동통신 전송량의 한계를 극복할 수 있다는 장점이 있다.

하지만, 이동통신 단말기에서 미모/다이버시티 안테나를 사용하면, 이동통신 단말기라는 공간적인 제약 때문에 안테나 간 상호간섭(mutual coupling)이 발생하여 격리도(isolation)가 저하되는 문제점이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 안테나 사이의 거리를 λ/2 이상 (여기서, λ는 안테나가 방사하는 전파의 파장이다.) 떨어뜨리는 방안을 생각할 수 있다. 하지만, 내장형 안테나에서는 안테나가 설치되는 공간이 제약되기 때문에 안테나 간 거리를 이격시키는 방법으로는 상기 문제를 해결할 수 없다.

이와 같이 미모/다이버시티 안테나의 격리도를 향상시키는 구성을 제안하고 있는 기술문헌으로는 한국 공개특허 제2010-0097774호 등이 있다.

한국 공개특허 제2010-0097774호에서는 2.4GHz 대역에서 동작하는 MIMO 안테나의 뒷면에 기생 소자를 추가적으로 설계한 안테나를 개시하고 있다. 이는 λ/2의 전기적 길이를 갖는 기생 소자를 안테나와 일정거리 이상의 간격을 두고 위치시키고, 브리지로 상호 연결하여 전류를 브리지로 유도하는 것을 통해 안테나의 격리도를 향상시키도록 한 구성이다.

그런데, 한국 공개특허 제2010-0097774호의 경우 격리도 향상을 위한 기생 소자의 길이가 λ/2로 그 크기가 클 뿐만 아니라 최근 도입되고 있는 LTE(Long Term Evolution)와 같이 낮은 주파수 대역에서 구동되는 차세대 무선 통신 서비스에는 상기 기생 소자를 구현하기 어려운 문제가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 안테나 소자와 그라운드에서의 전류 분포를 변화시킬 수 있는 전류 변환 소자를 구비함으로써, 낮은 주파수 대역에서 이동통신 단말기의 협소한 내부 공간에 구현될 수 있도록 구조를 소형화하면서도 안테나 소자 간의 격리도를 향상시킬 수 있고, 안테나의 안테나 패턴 구조를 개선하여 안테나 소자 간의 상관도를 확보할 수 있는 높은 격리도를 갖는 미모/다이버시티 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 높은 격리도를 갖는 미모/다이버시티 안테나는, 인쇄회로기판; 복수개의 안테나 소자; 및 상기 안테나 소자와 일정 간격 이격되게 배치되며, 상기 인쇄회로기판의 공통 그라운드와 연결되는 전류 변환 소자를 포함하되, 상기 전류 변환 소자는 상기 안테나 소자와 커플링되어 안테나 소자에서 유기되는 전류를 상기 공통 그라운드를 통해 다시 안테나 소자 측으로 유도하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 복수개의 안테나 소자는, 상기 인쇄회로기판의 가장자리에 위치한 급전부와 연결되는 급전 라인과, 상기 인쇄회로기판의 공통 그라운드 상에 위치한 접지부와 연결되는 접지 라인과, 상기 급전 라인 및 접지 라인과 연결되어 외부로 전자기파를 방사하는 안테나 패턴으로 이루어진다.

바람직하게, 상기 안테나 패턴은 적어도 일회 이상 절곡되며, 상기 인쇄회로기판의 가장자리 측에 말단이 위치하는 형태를 갖는다.

바람직하게, 상기 안테나 패턴의 말단은 상기 안테나 소자의 급전 라인과 다른 평면 상에서 평행하게 배치된다.

바람직하게, 상기 안테나 패턴의 말단은 상기 안테나 소자의 급전 라인과 동일 평면 상에 배치된다.

바람직하게, 상기 복수개의 안테나 소자는 각각 안테나의 동작 주파수 대역의 중심 주파수에 해당하는 파장(λ)의 1/4의 길이로 형성된다.

바람직하게, 상기 복수개의 안테나 소자는 상호 대칭되는 형태로 이루어진다.

바람직하게, 상기 복수개의 안테나 소자는 서로 간의 간격이 안테나의 동작 주파수 대역의 중심 주파수에 해당하는 파장(λ)의 1/20 이상 이격된다.

바람직하게, 상기 전류 변환 소자는, 상기 안테나 소자와 커플링되는 전류 커플링 패턴과, 상기 인쇄회로기판의 공통 그라운드에 상기 전류 커플링 패턴을 연결하는 전류 접지 라인으로 이루어진다.

바람직하게, 상기 전류 커플링 패턴은 상기 안테나 소자의 안테나 패턴과 평행한 형태로 배치된다.

바람직하게, 상기 전류 커플링 패턴은 일부 절곡된 형태로 형성된다.

바람직하게, 상기 전류 커플링 패턴은 상기 안테나 소자의 안테나 패턴과 다른 평면 상에서 안테나 패턴과 일부 중첩되게 배치된다.

바람직하게, 상기 전류 커플링 패턴은 상기 안테나 소자의 안테나 패턴과 동일 평면 상에 배치된다.

바람직하게, 상기 전류 접지 라인은 상기 안테나 소자의 접지 라인과 평행한 형태로 배치된다.

바람직하게, 상기 전류 접지 라인은 미앤더 형태로 형성된다.

바람직하게, 상기 안테나 소자는 상기 인쇄회로기판의 일면에 연결되고, 상기 전류 접지 라인은 상기 인쇄회로기판의 타면에 연결된다.

바람직하게, 상기 안테나 소자와 상기 전류 접지 라인은 상기 인쇄회로기판의 동일면에 연결된다.

바람직하게, 상기 전류 변환 소자는 안테나의 동작 주파수 대역의 중심 주파수에 해당하는 파장(λ)의 1/10 내지 1/20의 길이로 형성된다.

바람직하게, 상기 복수개의 안테나 소자와 전류 변환 소자는, 소정의 유전율을 갖는 유전체 블록에 형성하여 고정한다.

바람직하게, 상기 복수개의 안테나 소자와 전류 변환 소자는, 공간상에 형성된다.

바람직하게, 상기 복수개의 안테나 소자는, 상기 인쇄회로기판의 일측에 위치한 제1 안테나 소자와, 상기 인쇄회로기판의 타측에 위치한 제2 안테나 소자를 포함하고, 상기 제1 및 제2 안테나 소자 사이에 상기 전류 변환 소자가 위치한다.

바람직하게, 상기 제1 및 제2 안테나 소자는 상기 전류 변환 소자를 중심으로 대칭되는 형태로 이루어진다.

바람직하게, 상기 제1 및 제2 안테나 소자의 급전 라인은 각각 상기 인쇄회로기판의 일측 및 타측 가장자리에 배치된다.

바람직하게, 상기 제1 및 제2 안테나 소자의 접지 라인은 각각 상기 제1 및 제2 안테나 소자의 급전 라인 사이에 배치된다.

바람직하게, 상기 전류 변환 소자는 'T'자 형태로 이루어진다.

바람직하게, 상기 복수개의 안테나 소자는, 상기 인쇄회로기판의 일단에 위치한 제1 안테나 소자와, 상기 인쇄회로기판의 타단에 위치한 제2 안테나 소자를 포함하고, 상기 제1 및 제2 안테나 소자에 상기 전류 변환 소자가 각각 개별적으로 위치한다.

바람직하게, 상기 제1 및 제2 안테나 소자는 상기 인쇄회로기판을 중심으로 대칭되는 형태로 이루어진다.

바람직하게, 상기 제1 및 제2 안테나 소자의 급전 라인은 각각 상기 인쇄회로기판의 일단 및 타단 가장자리에 배치된다.

바람직하게, 상기 제1 및 제2 안테나 소자의 접지 라인은 각각 상기 제1 및 제2 안테나 소자의 급전 라인 안쪽에 배치된다.

바람직하게, 상기 전류 변환 소자는 'ㄱ'자 형태로 이루어진다.

본 발명에 따르면, 안테나 소자와 그라운드에서의 전류 분포를 변화시킬 수 있는 전류 변화 소자의 구비와, 안테나의 안테나 패턴 구조를 개선함으로써, 안테나 소자 간의 격리도를 향상시킬 수 있고 안테나 소자 간의 상관도를 확보할 수 있음으로 안테나 특성이 저하되는 것을 방지할 수 잇는 효과를 제공한다. 또한, 이동통신 단말기의 협소한 내부 공간에 구현될 수 있도록 구조를 소형화하면서도 안테나 소자 간의 격리도 및 상관도를 향상시킬 수 있기 때문에 일반 통신 대역뿐만 아니라 낮은 주파수 대역에서 구동되는 LTE(Long Term Evolution)와 같은 차세대 무선 통신 서비스에 적용 가능하다.

본 명세서에 첨부되는 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 후술되는 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명에 따른 높은 격리도를 갖는 미모/다이버시티 안테나의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 높은 격리도를 갖는 미모/다이버시티 안테나의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 높은 격리도를 갖는 미모/다이버시티 안테나 전체에 흐르는 전류의 분포를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 높은 격리도를 갖는 미모/다이버시티 안테나 전체의 3D 복사 패턴을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 안테나 소자와 전류 분포 소자에서 흐르는 전류의 분포를 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 전류 분포 소자의 변형예를 도시한 평면도들이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 높은 격리도를 갖는 미모/다이버시티 안테나의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 높은 격리도를 갖는 미모/다이버시티 안테나의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.

본 발명에 따른 높은 격리도를 갖는 미모/다이버시티 안테나는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(100), 복수개의 안테나 소자(110, 120), 전류 변환 소자(130, 130') 및 유전체 블록(140)을 포함한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 높은 격리도를 갖는 미모/다이버시티 안테나는, 인쇄회로기판(100), 상기 인쇄회로기판(100)의 일측에 위치한 제1 안테나 소자(110), 상기 인쇄회로기판(100)의 타측에 위치한 제2 안테나 소자(120), 상기 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)와 일정 간격 이격되게 배치되며 인쇄회로기판(100)의 공통 그라운드와 연결되는 전류 변환 소자(130) 및 상기 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)와 전류 변환 소자(130)가 형성되어 고정되는 소정의 유전율을 갖는 유전체 블록(140)을 포함한다.

상기 인쇄회로기판(100)은 이동통신 단말기의 각종 기능을 동작시키기 위한 전자부품들이 장착되고 상기 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)에 전력을 공급하는 급전부가 위치한 부분과, 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)와 전력 변환 소자(130)를 공통적으로 접지하는 공통 그라운드 부분으로 이루어진다. 상기 공통 그라운드는 인쇄회로기판(100)의 일면에 금속 물질이 패터닝되어 형성될 수 있다. 하지만, 본 발명이 공통 그라운드의 형태에 의해 한정되는 것은 아니다.

상기 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)는 상기 인쇄회로기판(100)의 일단에 위치한 단일의 유전체 블록(140)에 상기 전류 변환 소자(130)와 함께 형성되며, 상기 전류 변환 소자(130)를 중심으로 대칭되는 형태로 이루어진다.

상기 제1 안테나 소자(110)는 인쇄회로기판(100)의 좌측 가장자리에 위치한 급전부와 연결되는 제1 급전 라인(111)과, 인쇄회로기판(100)의 공통 그라운드에 위치한 접지부와 연결되는 제1 접지 라인(112)과, 상기 제1 급전 라인(111) 및 제1 접지 라인(112)과 연결되어 외부로 전자기파를 방사하는 제1 안테나 패턴(113)으로 이루어진다.

상기 제2 안테나 소자(120)는 인쇄회로기판(100)의 우측 가장자리에 위치한 급전부와 연결되는 제2 급전 라인(112)과, 인쇄회로기판(100)의 공통 그라운드에 위치한 접지부와 연결되는 제2 접지 라인(112)과, 상기 제2 급전 라인(121) 및 제2 접지 라인(122)과 연결되어 외부로 전자기파를 방사하는 제2 안테나 패턴(123)으로 이루어진다.

여기에서, 상기 제1 및 제2 안테나 패턴(113, 123)은 각각 안테나의 동작 주파수 대역의 중심 주파수에 해당하는 파장(λ)의 1/4의 길이로 형성되며, 상기 유전체 블록(140)에 입체적인 구조 형성된다. 제1 및 제2 안테나 패턴(113, 123)은 상기 제1 및 제2 급전 라인(111, 121)으로부터 시작되어 적어도 일회 이상 절곡되어 인쇄회로기판(100)의 좌측 및 우측 가장자리 측에 말단(114, 124)이 위치하는 형태를 갖는다. 이 때, 상기 제1 및 제2 안테나 패턴(113, 123)의 말단(114, 124)은 상기 제1 및 제2 급전 라인(111, 121)과 다른 평면 상에서 평행하게 배치되게 된다.

이와 같이 형성된 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)은 각각의 제1 및 제2 급전 라인(111, 121)을 통해 외부의 신호 회로와 개별적으로 연결되어 각각 해당되는 전기적 신호를 공급받아 서로 상이한 전자기파를 송신하거나, 외부로부터 각각 서로 다른 전자기파를 수신하여 상기 신호 회로로 전달할 수 있는 미모/다이버시티 안테나 역할을 수행한다. 또한, 상기 제1 및 제2 급전 라인(111, 121)이 인쇄회로기판(100)의 좌측 및 우측 가장자리에 배치되어 있고, 제1 및 제2 안테나 패턴(113, 123)의 말단(114, 124)이 상기 제1 및 제2 급전 라인(111, 121)과 다른 평면 상에서 평행하게 배치되도록 함으로써, 인쇄회로기판(100)의 공통 그라운드의 전류를 우측 하단에서 좌측 상단으로 흐르게 하거나, 인쇄회로기판(100)의 공통 그라운드의 전류를 좌측 하단에서 우측 상단으로 흐르게 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미모/다이버시티 안테나에 700MHz ~ 800MHz 대역의 동작 주파수를 제1 안테나 소자(110)에 인가하였을 때 인쇄회로기판(100)의 공통 그라운드에 흐르는 전류 분포를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미모/다이버시티 안테나에 700MHz ~ 800MHz 대역의 동작 주파수를 제1 안테나 소자(110)에 인가하였을 때 안테나 전체의 3D 복사 패턴을 나타낸 도면이다.

즉, 도 3 및 4를 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 미모/다이버시티 안테나의 제1 안테나 소자(110)의 제1 급전 라인(111)으로 700MHz ~ 800MHz 대역의 동작 주파수를 급전할 경우, 인쇄회로기판(100)의 공통 그라운드에 흐르는 전류는 우측 하단에서 좌측 상단으로 흐르게 되게 되고, 도 4에 도시된 형태의 안테나 패턴을 갖게 된다. 이는 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)가 서로 대칭되는 형태로 이루어졌기 때문에 각각의 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)의 안테나 패턴은 서로 직교하는 형태를 갖게 되므로 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120) 간의 낮은 상관도(ECC)를 확보할 수 있게 된다.

상기 전류 변환 소자(130)는 상기 인쇄회로기판(100)의 일단에 위치한 단일의 유전체 블록(140)에 상기 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120) 사이에 함께 형성되며, 상기 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)와는 일정 간격 이격되게 배치되며, 상기 인쇄회로기판(100)의 공통 그라운드와 연결된다.

상기 전류 변환 소자(130)는 안테나의 동작 주파수 대역의 중심 주파수에 해당하는 파장(λ)의 1/10 내지 1/20의 길이로 형성되며, 전체적인 형상이 'T'자 형태의 구조로 형성된다. 전류 변환 소자(130)는 상기 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)와 커플링되는 전류 커플링 패턴(131)과, 상기 인쇄회로기판(100)의 공통 그라운드에 상기 전류 커플링 패턴(131)을 연결하는 전류 접지 라인(132)으로 이루어진다.

상기 전류 커플링 패턴(131)은 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)의 제1 및 제2 안테나 패턴(113, 123)과 평행한 형태로 배치되어 제1 및 제2 안테나 패턴(113, 123)과 커플링되어 제1 및 제2 안테나 패턴(113, 123)에서 유기되는 전류를 흡수하는 역할을 수행한다. 이 때, 전류 커플링 패턴(131)은 상기 제1 및 제2 안테나 패턴(113, 123)과 다른 평면 상에서 제1 및 제2 안테나 패턴(113, 123)과 일부 중첩되게 배치된다. 하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 전류 커플링 패턴(131)과 상기 제1 및 제2 안테나 패턴(113, 123)이 동일 평면 상에서 이격되게 배치될 수도 있다.

상기 전류 접지 라인(132)는 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)의 제1 및 제2 접지 라인(112, 122)과 평행한 형태로 배치되며, 상기 전류 커플링 패턴(131)과 연결되어 전류 커플링 패턴(131)에서 흡수한 전류를 상기 인쇄회로기판(100)의 공통 그라운드로 인가하여 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)에서 유기된 전류를 다시 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)의 제1 및 제2 접지 라인(112, 122) 측으로 유도하게 된다.

이와 같이 형성된 전류 변환 소자(130)는 상기 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)에서 유기되는 전류를 상기 공통 그라운드를 통해 다시 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120) 측으로 유도할 수 있음으로 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120) 간의 격리도를 향상시킬 수 있다. 즉, 제1 안테나 소자(110)의 제1 안테나 패턴(113)에서 유기된 전류가 제2 안테나 소자(120) 측으로 흐르는 것을 방지하고, 다시 제1 안테나 소자(110)의 제1 접지 라인(112)으로 유도할 수 있고. 반대로, 제2 안테나 소자(120)의 제2 안테나 패턴(123)에서 유기된 전류가 제1 안테나 소자(110) 측으로 흐르는 것을 방지하고, 다시 제2 안테나 소자(120)의 제2 접지 라인(122)으로 유도할 수 있게 된다. 또한, 전류 변환 소자(130)를 통해 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)로부터 유기되는 전류를 다시 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120) 측으로 유도할 수 있음으로 안테나의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미모/다이버시티 안테나에 700MHz ~ 800MHz 대역의 동작 주파수를 제1 안테나 소자(110)에 인가하였을 때 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)와 전류 분포 소자(130)에서 흐르는 전류의 분포를 나타낸 도면이다.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 미모/다이버시티 안테나의 제1 안테나 소자(110)의 제1 급전 라인(111)으로 700MHz ~ 800MHz 대역의 동작 주파수를 급전할 경우, 전류는 제1 접지 라인(112)을 통해 제1 안테나 패턴(113)을 거쳐 제1 안테나 패턴(113)의 말단(114)으로 흐르게 된다. 이 때, 제1 안테나 패턴(113)에서 유기되는 전류는 상기 전류 변환 소자(130)의 전류 커플링 패턴(131)에서 흡수하게 되고, 전류 접지 라인(132)을 거쳐 인쇄회로기판(100)의 공통 그라운드로 인가되어 다시 제1 접지 라인(112)으로 유도되게 된다. 이는 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)에서 유기되는 전류가 반대측의 안테나 소자로 인가되는 것을 막고 다시 동작되는 안테나로 전류를 유도할 수 있음으로 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120) 간의 격리도를 높일 수 있고 안테나 성능 또한 향상시킬 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 미모/다이버시티 안테나는 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120) 사이에 낮은 상관도를 확보하고, 높은 격리도를 가질 수 있음으로 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)가 서로 간의 간격이 안테나의 동작 주파수 대역의 중심 주파수에 해당하는 파장(λ)의 1/20 이상 이격되면 안테나의 동작을 수행할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)의 격리도 향상을 위한 전류 변환 소자(130)의 크기 역시 안테나의 동작 주파수 대역의 중심 주파수에 해당하는 파장(λ)의 1/10 내지 1/20의 길이로 종래 기술에 비해 상대적으로 작은 형태로 구성할 수 있다. 따라서, 이동통신 단말기의 협소한 내부 공간에 구현될 수 있도록 구조를 소형화하면서도 낮은 주파수 대역에서 구동되는 LTE(Long Term Evolution)와 같은 차세대 무선 통신 서비스에 적용되는 것이 가능하다.

한편, 상기한 일 실시예에서는 미모/다이버시티 안테나의 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)이 인쇄회로기판(100)의 동일 단에 위치하고, 단일의 유전체 블록(140) 상에 형성되는 것으로 설명하였다. 하지만, 본 발명이 이에 한하는 것은 아니며, 다른 실시예의 형태로 구성될 수 있다. 이하, 본 발명의 다른 실시예를 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 높은 격리도를 갖는 미모/다이버시티 안테나는, 인쇄회로기판(100), 상기 인쇄회로기판(100)의 일단에 위치한 제1 안테나 소자(110), 상기 인쇄회로기판(100)의 타단에 위치한 제2 안테나 소자(120), 상기 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)에 각각 개별적으로 위치하는 전류 변환 소자(130') 및 상기 인쇄회로기판(100)의 일단과 타단에 개별적으로 위치하여 각각의 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)와 전류 변환 소자(130')가 개별적으로 형성되어 고정되는 소정의 유전율을 갖는 유전체 블록(140')을 포함한다.

상기 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)는 상기 인쇄회로기판(100)을 중심으로 대칭되는 형태로 이루어진다. 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)는 인쇄회로기판(100)의 일단 및 타단에 각각 제1 및 제2 급전 라인(111, 121)이 배치되며, 그 안쪽으로 제1 및 제2 접지 라인(112, 122)가 배치되게 된다.

상기 전류 변환 소자(130')는 상기 제1 및 제2 안테나(110, 120)에 각각 개별적으로 위치하며, 전체적인 형상이 'ㄱ'자 형태의 구조로 형성된다. 전류 변환 소자(130')는 상기 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120) 측으로 연장되고, 각각의 제1 및 제2 안테나 패턴(113, 123)과 일정 간격 이격되게 배치되어 제1 및 제2 안테나 패턴(113, 123)과 커플링되는 전류 커플링 패턴(131')과, 상기 인쇄회로기판(100)의 공통 그라운드에 상기 전류 커플링 패턴(131')을 연결하는 전류 접지 라인(132')으로 이루어진다.

이와 같이 다른 실시예에 따른 미모/다이버시티 안테나는 제1 및 제2 안테나(110, 120)의 배치가 인쇄회로기판(100)의 일단과 타단에 각각 개별적으로 위치한다는 것을 제외하면, 상기 일 실시예에 따른 구성과 실질적으로 동일한 형태로 구현된다. 이러한 다른 실시예에 따른 구성은 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120) 간의 간격을 더욱 이격시킬 수 있음으로 안테나 간의 격리도가 중요한 구조에 적용될 수 있다.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 전류 분포 소자의 변형예를 도시한 평면도들이다.

한편, 본 발명에 따른 전류 변환 소자(130, 130')의 형태는 도 1 및 도 2에 도시된 형태 이외에도 예컨대, 도 6 및 도 7에 예시된 바와 같이 다양한 형태로 제작될 수 있음은 물론이다. 즉, 도 6의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 전류 변환 소자(130, 130')의 전류 커플링 패턴(131, 131')의 형태를 절곡된 형태로 구성하는 것으로, 이는 상기 제1 및 제2 안테나 소자(110, 120)의 제1 및 제2 안테나 패턴(113, 123)과 동일 평면 상에서 이격되게 배치되는 구조에 적용될 수 있다. 또한, 도 7의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 전류 변환 소자(130, 130')의 전류 접지 라인(132, 132')의 형태를 미앤더(meander) 형태로 구성하는 것으로, 이는 공간적으로 전류 접지 라인(132, 132')의 길이를 더 길어지게 하는 효과가 있어, 협소한 공간에서의 공간 활용도를 높일 수 있게 된다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

110 : 제1 안테나 소자 120 : 제2 안테나 소자
111 : 제1 급전 라인 121 : 제2 급전 라인
112 : 제1 접지 라인 122 : 제2 접지 라인
113 : 제1 안테나 패턴 123 : 제2 안테나 패턴
130 : 전류 변환 소자 140 : 유전체 블록

Claims

인쇄회로기판;
복수개의 안테나 소자; 및
상기 안테나 소자와 일정 간격 이격되게 배치되며, 상기 인쇄회로기판의 공통 그라운드와 연결되는 전류 변환 소자를 포함하되,
상기 전류 변환 소자는 상기 안테나 소자와 커플링되어 안테나 소자에서 유기되는 전류를 상기 공통 그라운드를 통해 다시 안테나 소자 측으로 유도하는 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제1항에 있어서,
상기 복수개의 안테나 소자는,
상기 인쇄회로기판의 가장자리에 위치한 급전부와 연결되는 급전 라인과,
상기 인쇄회로기판의 공통 그라운드 상에 위치한 접지부와 연결되는 접지 라인과,
상기 급전 라인 및 접지 라인과 연결되어 외부로 전자기파를 방사하는 안테나 패턴으로 이루어진 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제2항에 있어서,
상기 안테나 패턴은 적어도 일회 이상 절곡되며, 상기 인쇄회로기판의 가장자리 측에 말단이 위치하는 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제3항에 있어서,
상기 안테나 패턴의 말단은 상기 안테나 소자의 급전 라인과 다른 평면 상에서 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제3항에 있어서,
상기 안테나 패턴의 말단은 상기 안테나 소자의 급전 라인과 동일 평면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제1항에 있어서,
상기 복수개의 안테나 소자는 각각 안테나의 동작 주파수 대역의 중심 주파수에 해당하는 파장(λ)의 1/4의 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제1항에 있어서,
상기 복수개의 안테나 소자는 상호 대칭되는 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제7항에 있어서,
상기 복수개의 안테나 소자는 서로 간의 간격이 안테나의 동작 주파수 대역의 중심 주파수에 해당하는 파장(λ)의 1/20 이상 이격되는 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제1항에 있어서,
상기 전류 변환 소자는,
상기 안테나 소자와 커플링되는 전류 커플링 패턴과,
상기 인쇄회로기판의 공통 그라운드에 상기 전류 커플링 패턴을 연결하는 전류 접지 라인으로 이루어진 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제9항에 있어서,
상기 전류 커플링 패턴은 상기 안테나 소자의 안테나 패턴과 평행한 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제9항에 있어서,
상기 전류 커플링 패턴은 일부 절곡된 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제10항에 있어서,
상기 전류 커플링 패턴은 상기 안테나 소자의 안테나 패턴과 다른 평면 상에서 안테나 패턴과 일부 중첩되게 배치되는 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제10항에 있어서,
상기 전류 커플링 패턴은 상기 안테나 소자의 안테나 패턴과 동일 평면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제9항에 있어서,
상기 전류 접지 라인은 상기 안테나 소자의 접지 라인과 평행한 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제9항에 있어서,
상기 전류 접지 라인은 미앤더 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제1항에 있어서,
상기 안테나 소자는 상기 인쇄회로기판의 일면에 연결되고,
상기 전류 접지 라인은 상기 인쇄회로기판의 타면에 연결되는 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제1항에 있어서,
상기 안테나 소자와 상기 전류 접지 라인은 상기 인쇄회로기판의 동일면에 연결되는 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제1항에 있어서,
상기 전류 변환 소자는 안테나의 동작 주파수 대역의 중심 주파수에 해당하는 파장(λ)의 1/10 내지 1/20의 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제1항에 있어서,
상기 복수개의 안테나 소자와 전류 변환 소자는,
소정의 유전율을 갖는 유전체 블록에 형성하여 고정하는 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제1항에 있어서,
상기 복수개의 안테나 소자와 전류 변환 소자는, 공간상에 형성되는 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제1항에 있어서,
상기 복수개의 안테나 소자는,
상기 인쇄회로기판의 일측에 위치한 제1 안테나 소자와,
상기 인쇄회로기판의 타측에 위치한 제2 안테나 소자를 포함하고,
상기 제1 및 제2 안테나 소자 사이에 상기 전류 변환 소자가 위치하는 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제21항에 있어서,
상기 제1 및 제2 안테나 소자는 상기 전류 변환 소자를 중심으로 대칭되는 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제21항에 있어서,
상기 제1 및 제2 안테나 소자의 급전 라인은 각각 상기 인쇄회로기판의 일측 및 타측 가장자리에 배치되는 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제23항에 있어서,
상기 제1 및 제2 안테나 소자의 접지 라인은 각각 상기 제1 및 제2 안테나 소자의 급전 라인 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제21항에 있어서,
상기 전류 변환 소자는 'T'자 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제1항에 있어서,
상기 복수개의 안테나 소자는,
상기 인쇄회로기판의 일단에 위치한 제1 안테나 소자와,
상기 인쇄회로기판의 타단에 위치한 제2 안테나 소자를 포함하고,
상기 제1 및 제2 안테나 소자에 상기 전류 변환 소자가 각각 개별적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제26항에 있어서,
상기 제1 및 제2 안테나 소자는 상기 인쇄회로기판을 중심으로 대칭되는 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제26항에 있어서,
상기 제1 및 제2 안테나 소자의 급전 라인은 각각 상기 인쇄회로기판의 일단 및 타단 가장자리에 배치되는 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제28항에 있어서,
상기 제1 및 제2 안테나 소자의 접지 라인은 각각 상기 제1 및 제2 안테나 소자의 급전 라인 안쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.
제26항에 있어서,
상기 전류 변환 소자는 'ㄱ'자 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 미모/다이버시티 안테나.