KR20130024509A - Metamaterial antenna - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예는 메타머티리얼 안테나에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 단말기의 도체 커버를 이용한 메타머티리얼 안테나에 관한 것이다.
An embodiment of the present invention relates to a metamaterial antenna, and more particularly, to a metamaterial antenna using a conductor cover of a wireless terminal.
최근, 모바일 폰, 스마트 폰, PDA(Personal Digital Assistant) 등의 무선 단말기는 음성 통화, GPS(Global Positioning System), DMB(Digital Multimedia Broadcasting), 데이터 통신, 인터넷, 인증, 결제, 근거리 무선 통신 등 다양한 기능뿐만 아니라 외관상의 디자인도 중시되고 있다. 이에 보다 세련된 디자인을 위해 무선 단말기의 외관(예를 들어, 무선 단말기의 측면 등)에 도체 커버를 형성하는 경우가 있는데, 이 경우 도체 커버로 인해 무선 단말기의 내장형 안테나의 방사 효율이 저하되는 문제점이 있다. 즉, 무선 단말기의 외관에 형성된 도체 커버가 내장형 안테나에서 방사되는 전파를 억압하거나 방해하는 장애물로 작용하기 때문에, 내장형 안테나의 방사 효율이 저하되게 된다. 따라서, 무선 단말기의 외관에 도체 커버를 형성하여 세련된 디자인을 유지하면서도 내장형 안테나의 방사 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 방안이 요구된다.
Recently, wireless terminals such as mobile phones, smart phones, PDAs (Personal Digital Assistants), and the like, are widely used for voice calls, global positioning systems (GPS), digital multimedia broadcasting (DMB), data communications, the Internet, authentication, payment, short-range wireless communications, and the like. Not only the function but also the external design is emphasized. For this purpose, a conductor cover may be formed on the exterior of the wireless terminal (for example, the side of the wireless terminal) for a more sophisticated design. In this case, the radiation cover of the internal antenna of the wireless terminal is deteriorated due to the conductor cover. have. That is, since the conductor cover formed on the exterior of the wireless terminal acts as an obstacle that suppresses or obstructs radio waves radiated from the built-in antenna, the radiation efficiency of the built-in antenna is reduced. Therefore, there is a need for a method of forming a conductor cover on the exterior of a wireless terminal to prevent the radiation efficiency of the built-in antenna from being lowered while maintaining a refined design.
본 발명의 실시예는 무선 단말기의 외관에 도체 커버를 형성하면서도 내장형 안테나의 방사 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 메타머티리얼 안테나를 제공하고자 한다.
An embodiment of the present invention is to provide a metamaterial antenna that can prevent the degradation of the radiation efficiency of the built-in antenna while forming a conductor cover on the appearance of the wireless terminal.
본 발명의 일 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나는, 무선 단말기의 측면에 형성되는 도체 커버; 상기 도체 커버와 급전부를 연결하며 형성되는 급전 병렬 인덕터 소자; 및 상기 도체 커버와 적어도 하나의 접지부를 각각 연결하며 형성되는 적어도 하나의 접지 병렬 인덕터 소자를 포함한다.Metamaterial antenna according to an embodiment of the present invention, the conductor cover formed on the side of the wireless terminal; A feed parallel inductor element connected to the conductor cover and a feed unit; And at least one ground parallel inductor element formed while connecting the conductor cover and at least one ground portion, respectively.
본 발명의 다른 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나는, 무선 단말기의 측면에 형성되는 도체 커버; 상기 도체 커버의 일단과 급전부를 연결하며 형성되는 급전 병렬 인덕터 소자; 상기 도체 커버의 타단과 제1 접지부를 연결하며 형성되는 제1 접지 병렬 인덕터 소자; 및 상기 도체 커버의 양단 사이에서, 상기 도체 커버와 제2 접지부를 연결하며 형성되는 제2 접지 병렬 인덕터 소자를 포함한다.Metamaterial antenna according to another embodiment of the present invention, the conductor cover formed on the side of the wireless terminal; A feed parallel inductor element connected to one end of the conductor cover and a feed unit; A first ground parallel inductor element formed by connecting the other end of the conductor cover to a first ground portion; And a second ground parallel inductor element formed between the both ends of the conductor cover and connecting the conductor cover and the second ground portion.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나는, 무선 단말기의 측면에 형성되는 도체 커버; 상기 도체 커버와 일정 간격 이격하여 형성되는 복수 개의 커플 패치; 상기 복수 개의 커플 패치 중 하나의 커플 패치와 급전부를 연결하며 형성되는 급전 병렬 인덕터 소자; 및 상기 복수 개의 커플 패치 중 나머지 커플 패치와 접지부를 각각 연결하며 형성되는 적어도 하나의 접지 병렬 인덕터 소자를 포함한다.Metamaterial antenna according to another embodiment of the present invention, the conductor cover formed on the side of the wireless terminal; A plurality of couple patches formed spaced apart from the conductor cover at a predetermined interval; A feed parallel inductor element formed by connecting a couple patch of the plurality of couple patches and a feed unit; And at least one ground parallel inductor element formed while connecting the remaining couple patches and the ground portion of the plurality of couple patches, respectively.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나는, 무선 단말기의 측면에 형성되는 도체 커버; 상기 도체 커버와 일정 간격 이격하여 형성되는 커플 패치; 상기 커플 패치와 급전부를 연결하며 형성되는 급전 병렬 인덕터 소자; 및 상기 커플 패치와 접지부를 연결하며 형성되는 적어도 하나의 접지 병렬 인덕터 소자를 포함한다.
Metamaterial antenna according to another embodiment of the present invention, the conductor cover formed on the side of the wireless terminal; A couple patch formed spaced apart from the conductor cover at a predetermined interval; A feed parallel inductor element formed by connecting the couple patch and a feed unit; And at least one ground parallel inductor element formed while connecting the couple patch and the ground portion.
본 발명의 실시예에 의하면, 무선 단말기의 외관에 형성된 도체 커버를 안테나로 활용함으로써, 도체 커버에 의한 무선 단말기의 디자인을 유지하면서, 무선 단말기의 메인 보드에 형성된 내장형 안테나의 방사 효율의 저하를 줄일 수 있게 된다. 그리고, 무선 단말기에서 별도의 공간을 사용하지 않고도 안테나를 추가로 형성할 수 있으므로, 무선 단말기의 공간 활용을 극대화하면서 다중 안테나를 구현할 수 있게 된다.According to an embodiment of the present invention, by utilizing the conductor cover formed on the exterior of the wireless terminal as an antenna, while reducing the design of the wireless terminal by the conductor cover, the reduction in the radiation efficiency of the built-in antenna formed on the main board of the wireless terminal is reduced. It becomes possible. In addition, since the antenna can be additionally formed without using a separate space in the wireless terminal, it is possible to implement multiple antennas while maximizing the space utilization of the wireless terminal.
또한, ENG 구조를 이용하여 도체 커버를 안테나로 활용함으로써, 병렬 인덕터 소자의 인덕턴스 값 및 병렬 인덕터 소자의 위치 중 적어도 하나를 통해 메타머티리얼 안테나의 공진 주파수 및 입력 임피던스를 용이하게 조정할 수 있게 된다.In addition, by using the conductor cover as an antenna using the ENG structure, the resonance frequency and the input impedance of the metamaterial antenna can be easily adjusted through at least one of the inductance value of the parallel inductor element and the position of the parallel inductor element.
또한, 도체 커버를 무선 단말기의 메인 보드에 직접 연결하지 않음으로써, 외부 서지 신호에 의해 무선 단말기의 메인 보드가 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.
In addition, since the conductor cover is not directly connected to the main board of the wireless terminal, it is possible to prevent the main board of the wireless terminal from being damaged by an external surge signal.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나의 등가 회로를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나를 나타낸 도면.
도 4는 도 1의 제1 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나의 반사 계수를 나타낸 그래프.
도 5는 도 3의 제2 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나의 반사 계수를 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나에서, 슬롯의 폭의 변화에 따른 공진 주파수의 변화를 나타낸 그래프.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나에서, 슬롯의 길이의 변화에 따른 공진 주파수의 변화를 나타낸 그래프.
도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나를 나타낸 사시도.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나를 나타낸 평면도.
도 12는 본 발명의 제5 실시에에 따른 메타머티리얼 안테나의 등가 회로를 나타낸 도면.
도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나에 있어서, 제1 커플 패치 및 제2 커플 패치의 길이에 따른 공진 주파수의 변화를 나타낸 그래프.
도 14는 본 발명의 제6 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나를 나타낸 평면도.
도 15는 본 발명의 제7 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나를 나타낸 사시도.
도 16은 본 발명의 제7 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나를 나타낸 평면도.
도 17은 본 발명의 제7 실시예에 의한 메타머티리얼 안테나의 등가 회로를 나타낸 도면.1 illustrates a metamaterial antenna according to a first embodiment of the present invention.
2 shows an equivalent circuit of the metamaterial antenna according to the first embodiment of the present invention.
3 illustrates a metamaterial antenna according to a second embodiment of the present invention.
4 is a graph showing reflection coefficients of the metamaterial antenna according to the first embodiment of FIG.
5 is a graph illustrating reflection coefficients of the metamaterial antenna according to the second embodiment of FIG.
6 illustrates a metamaterial antenna according to a third embodiment of the present invention.
7 illustrates a metamaterial antenna according to a fourth embodiment of the present invention.
8 is a graph showing a change in resonance frequency according to a change in width of a slot in the metamaterial antenna according to the fourth embodiment of the present invention.
9 is a graph illustrating a change in resonance frequency according to a change in the length of a slot in the metamaterial antenna according to the fourth embodiment of the present invention.
10 is a perspective view illustrating a metamaterial antenna according to a fifth embodiment of the present invention.
11 is a plan view illustrating a metamaterial antenna according to a fifth embodiment of the present invention.
12 is an equivalent circuit diagram of a metamaterial antenna according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a graph illustrating a change in resonance frequency according to lengths of a first couple patch and a second couple patch in a metamaterial antenna according to a fifth embodiment of the present invention. FIG.
14 is a plan view illustrating a metamaterial antenna according to a sixth embodiment of the present invention.
15 is a perspective view illustrating a metamaterial antenna according to a seventh embodiment of the present invention.
16 is a plan view illustrating a metamaterial antenna according to a seventh embodiment of the present invention.
17 shows an equivalent circuit of the metamaterial antenna according to the seventh embodiment of the present invention.
이하, 도 1 내지 도 17을 참조하여 본 발명의 메타머티리얼 안테나의 구체적인 실시예를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시적 실시예에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the metamaterial antenna of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 17. 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 제1 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나를 나타낸 도면이다. 1 is a diagram illustrating a metamaterial antenna according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 메타머티리얼 안테나(100)는 도체 커버(102), 급전 병렬 인덕터 소자(104), 및 접지 병렬 인덕터 소자(106)를 포함한다. 메타머티리얼 안테나(100)는 급전 병렬 인덕터 소자(104) 및 접지 병렬 인덕터 소자(106)를 통해 메타머티리얼 특성을 나타내며, 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.Referring to FIG. 1, the
도체 커버(102)는 예를 들어, 무선 단말기(미도시)의 측면에 일정 길이를 가지고 형성될 수 있다. 이때, 도체 커버(102)는 무선 단말기(미도시)의 일측면에 형성될 수도 있고, 무선 단말기(미도시)의 양측면에 형성될 수도 있다. 도체 커버(102)의 양단은 무선 단말기의 메인 보드(110)에 각각 고정된다. 무선 단말기의 메인 보드(110)에는 일정 면적을 가지고 그라운드(112)가 형성되고, 그라운드(112)가 형성되지 않은 영역에 메타머티리얼 안테나(100)와는 별도의 내장형 안테나(114)가 형성된다. 여기서는 설명의 편의상 내장형 안테나(114)를 점선으로 표시하였다. 또한, 여기서는 설명의 편의상 무선 단말기(미도시)의 좌측면에 형성된 도체 커버(102)에 대해서만 설명하였으나, 무선 단말기(미도시)의 우측면에 형성된 도체 커버를 이용하여서도 메타머티리얼 안테나를 동일하게 구현할 수 있으며, 무선 단말기(미도시)의 양측면에 형성된 도체 커버 중 적어도 하나를 이용하여 메타머티리얼 안테나를 구현할 수도 있다. 또한, 여기서는 도체 커버(102)가 무선 단말기(미도시)의 측면에 형성된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 도체 커버(102)는 무선 단말기(미도시)의 전면, 후면, 상면, 하면 등 어느 곳에나 형성될 수 있다.The
급전 병렬 인덕터 소자(104)는 도체 커버(102)의 일단과 급전부(116)의 일단을 연결하며 형성된다. 이때, 급전부(116)의 타단은 그라운드(112)와 일정 간격 이격된다. 급전부(116)의 타단에는 급전 포인트(Feeding Point)(118)가 형성된다.The feed
접지 병렬 인덕터 소자(106)는 도체 커버(102)의 타단과 접지부(120)의 일단을 연결하며 형성된다. 이때, 접지부(120)의 타단은 그라운드(112)와 연결된다.The ground
이와 같이, 도체 커버(102)의 일단을 급전 병렬 인덕터 소자(104)를 통해 급전부(116)와 연결하고, 도체 커버(102)의 타단을 접지 병렬 인덕터 소자(106)를 통해 접지부(120)와 연결함으로써, 도체 커버(102)를 안테나로 활용할 수 있게 된다. 이 경우, 내장형 안테나(114)의 방사 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.As such, one end of the
일반적으로, 안테나 주위에 도체 물질이 있는 경우, 도체 물질은 안테나에서 방사되는 전파를 가두거나 억압하며, 안테나의 전기적 체적을 제한하기 때문에 안테나의 방사 특성을 열화시킨다. 이와 같이, 기존의 도체 커버는 단순한 도체 물질로, 내장형 안테나(114)의 방사 특성을 열화시키는 작용을 하였다.In general, when there is a conductor material around the antenna, the conductor material traps or suppresses radio waves radiated from the antenna and deteriorates the radiation characteristics of the antenna because it limits the electrical volume of the antenna. As such, the existing conductor cover is a simple conductor material, and serves to deteriorate the radiation characteristics of the built-in
반면에, 본 발명의 일 실시예에 따른 도체 커버(102)는 단순한 도체 물질이 아닌 안테나로 동작하며, 이 경우 기존의 도체 커버로 인해 열화되었던 내장형 안테나(114)의 방사 효율을 증가시킬 수 있게 된다. 이때, 도체 커버(102)의 공진 주파수를 내장형 안테나(114)의 공진 주파수와 동일한 주파수로 하는 경우, 내장형 안테나(114)만을 이용하는 경우에 비하여 방사 효율을 향상시킬 수 있게 된다. 한편, 내장형 안테나(114)는 메인 보드(110)의 전단 또는 후단에 형성되고, 도체 커버(102)는 메인 보드(110)의 측면에 형성되어 두 안테나가 서로 직교하기 때문에, 내장형 안테나(114)와 도체 커버(102) 간에는 상호 간섭이 거의 발생하지 않게 된다.On the other hand, the
여기서, 도체 커버(102)는 디자인 측면에서 설계되고 무선 단말기(미도시)에 고정되어 형성되기 때문에, 도체 커버(102)를 안테나로 활용하려고 할 때, 공진 주파수의 조정 및 임피던스 정합을 위한 구조 변경이 어렵다. 이에 본 발명의 실시예에서는, 메타머티리얼의 일종인 ENG(Epsilon Negative) 구조를 이용하여, 도체 커버(102)의 구조 변경이 없이도 도체 커버(102)를 안테나로 활용할 수 있도록 하였다.Here, since the
메타머티리얼은 일반적인 자연에서는 찾을 수 없는 특수한 전자기적 특성을 갖도록 인공적으로 설계된 물질 또는 전자기적 구조를 말하는 것으로, 유전율 및 투자율 중 적어도 하나가 음수인 물질을 말한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나(100)는 급전 병렬 인덕터 소자(104) 및 접지 병렬 인덕터 소자(106)로 인해 음의 유전율을 가지므로 메타머티리얼 특성을 가지게 된다. 메타머티리얼을 통해 전파되는 전자파는 그 전송 방향과 반대의 음의 위상 속도 및 군 속도를 가지기 때문에, 메타머티리얼을 통해 전파되는 전자파는 플레밍의 오른손 법칙을 따르지 않고 왼손 법칙에 의해 전달되는 LH(Left Handed) 특성을 가진다. 메타머티리얼 안테나(100)는 이러한 특성으로 인해 0차 공진 및 음(-)의 차수의 공진을 가지며, 공진 주파수를 안테나의 길이와 무관하게 결정할 수 있게 된다.Metamaterial refers to a material or electromagnetic structure that is artificially designed to have special electromagnetic properties not found in general nature, and refers to a material in which at least one of permittivity and permeability is negative. The
즉, 메타머티리얼 안테나(100)의 공진 주파수는 급전 병렬 인덕터 소자(104) 및 접지 병렬 인덕터 소자(106)의 인덕턴스 값에 의해 결정할 수 있기 때문에, 도체 커버(102)를 안테나로 활용할 때, 공진 주파수 및 임피던스 매칭을 위해 도체 커버(102)의 구조를 변경할 필요가 없고, 단지 급전 병렬 인덕터 소자(104) 및 접지 병렬 인덕터 소자(106)의 인덕턴스 값을 조정하면 된다. 구체적으로, 메타머티리얼 안테나(100)의 공진 주파수 및 입력 임피던스는 급전 병렬 인덕터 소자(104) 및 접지 병렬 인덕터 소자(106)의 인덕턴스 비율로 조정할 수 있다. 이와 같이, ENG 구조를 이용하면 도체 커버(102)를 안테나로 용이하게 활용할 수 있게 된다.That is, since the resonant frequency of the
본 발명의 실시예에 의하면, 도체 커버(102)를 안테나로 활용함으로써, 도체 커버(102)에 의한 무선 단말기의 디자인을 유지하면서, 무선 단말기의 메인 보드(110)에 형성된 내장형 안테나(114)의 방사 효율의 저하를 줄일 수 있게 된다. 그리고, 무선 단말기에서 별도의 공간을 사용하지 않고도 안테나를 추가로 형성할 수 있으므로, 무선 단말기의 공간 활용을 극대화하면서 다중 안테나를 구현할 수 있게 된다.
According to an embodiment of the present invention, by utilizing the
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나의 등가 회로를 나타낸 도면이다.2 is a diagram showing an equivalent circuit of the metamaterial antenna according to the first embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 메타머티리얼 안테나(100)는 직렬 인덕턴스(LR), 병렬 커패시턴스(CR), 및 병렬 인덕턴스(LL)를 포함한다. 여기서, 직렬 인덕턴스(LR)는 도체 커버(102)의 길이에 의한 인덕턴스 성분을 말하고, 병렬 커패시턴스(CR)는 도체 커버(102)와 그라운드(112) 간의 간격에 의한 커패시턴스 성분을 말하며, 병렬 인덕턴스(LL)는 급전 병렬 인덕터 소자(104) 및 접지 병렬 인덕터 소자(106)에 의한 인덕턴스 성분을 말한다.Referring to FIG. 2, the
메타머티리얼 안테나(100)는 직렬 인덕턴스(LR) 및 병렬 커패시턴스(CR)에 의해 RH(Right Handed) 특성을 가지고, 병렬 인덕턴스(LL)에 의해 LH(Left Handed) 특성을 가진다. 메타머티리얼 안테나(100)는 병렬 인덕턴스(LL)에 의해 위에서 살펴본 메타머티리얼 특성을 가지게 되며, 그로 인해 도체 커버(102)의 구조 변경 없이 병렬 인덕턴스(LL)의 인덕턴스 값에 의해 공진 주파수 및 입력 임피던스를 조정할 수 있게 된다.
The
한편, 도 1에서는 도체 커버(102)의 양단에 급전 병렬 인덕터 소자(104) 및 접지 병렬 인덕터 소자(106)가 각각 연결되는 것으로 도시하였으나, 급전 병렬 인덕터 소자(104) 및 접지 병렬 인덕터 소자(106)가 도체 커버(102)에 연결되는 위치는 이에 한정되지 않으며, 그 이외의 다양한 위치에 연결될 수 있다.Meanwhile, in FIG. 1, although the feed
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 급전 병렬 인덕터 소자(104)가 도체 커버(102)의 일단에 연결되고, 접지 병렬 인덕터 소자(106)가 도체 커버(102)의 중앙에 연결될 수 있다. 여기서, 급전 병렬 인덕터 소자(104) 및 접지 병렬 인덕터 소자(106)가 도체 커버(102)에 연결되는 위치를 통해 공진 주파수 및 입력 임피던스를 조정할 수 있다. For example, as shown in FIG. 3, the feed
즉, 급전 병렬 인덕터 소자(104) 및 접지 병렬 인덕터 소자(106)의 인덕턴스 값 이외에 급전 병렬 인덕터 소자(104) 및 접지 병렬 인덕터 소자(106)의 도체 커버(102)에 연결되는 위치를 통해서도 공진 주파수 및 입력 임피던스를 조정할 수 있게 된다. 이에 대해 도 4 및 도 5를 참조하여 살펴보기로 한다.That is, in addition to the inductance values of the feed
도 4는 도 1의 제1 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나의 반사 계수를 나타낸 그래프이고, 도 5는 도 3의 제2 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나의 반사 계수를 나타낸 그래프이다.4 is a graph illustrating reflection coefficients of the metamaterial antenna according to the first embodiment of FIG. 1, and FIG. 5 is a graph illustrating reflection coefficients of the metamaterial antenna according to the second embodiment of FIG. 3.
도 4를 참조하면, 급전 병렬 인덕터 소자(104) 및 접지 병렬 인덕터 소자(106)를 도체 커버(102)의 양단에 각각 연결한 경우, 메타머티리얼 안테나(100)는 1GHz 및 2GHz에서 반사 계수가 각각 -3dB 및 -14 dB 인 것을 볼 수 있다. 이때, 1GHz는 반사 계수가 커서 안테나로 동작하기에 어렵게 된다. 이렇게 1GHz에서 반사 계수가 크게 나온 이유는, 도체 커버(102)의 길이가 길어서 임피던스 매칭이 잘 안 이루어졌기 때문이다.Referring to FIG. 4, when the feed
반면에, 도 5를 참조하면, 급전 병렬 인덕터 소자(104)가 도체 커버(102)의 일단에 연결되고, 접지 병렬 인덕터 소자(106)가 도체 커버(102)의 중앙에 연결된 경우, 메타머티리얼 안테나(100)는 950 MHz 및 1.7GHz에서 반사 계수가 각각 -9.5dB 및 -13 dB 인 것을 볼 수 있다. On the other hand, referring to FIG. 5, when the feed
여기서, 공진 주파수가 1GHz 및 2GHz에서 950 MHz 및 1.7GHz으로 조정된 것을 볼 수 있고, 950 MHz의 경우 도 4의 경우보다 임피던스 매칭이 더 잘 이루어진 것을 볼 수 있다. 이와 같이, 접지 병렬 인덕터 소자(106)의 연결되는 위치를 변경하여 공진 주파수 및 입력 임피던스를 조정할 수 있게 된다.Here, it can be seen that the resonant frequency is adjusted to 950 MHz and 1.7 GHz at 1 GHz and 2 GHz, and in the case of 950 MHz, it can be seen that impedance matching is better than that of FIG. 4. In this way, the resonance frequency and the input impedance can be adjusted by changing the position where the ground
본 발명의 실시예에 의하면, ENG 구조를 이용하여 도체 커버를 안테나로 활용함으로써, 병렬 인덕터 소자의 인덕턴스 값 및 병렬 인덕터 소자의 위치 중 적어도 하나를 통해 메타머티리얼 안테나의 공진 주파수 및 입력 임피던스를 용이하게 조정할 수 있게 된다.
According to an embodiment of the present invention, by using the conductor cover as an antenna using the ENG structure, the resonance frequency and the input impedance of the metamaterial antenna are easily facilitated through at least one of the inductance value of the parallel inductor element and the position of the parallel inductor element. You can adjust it.
한편, 제1 및 제2 실시예에서는 메타머티리얼 안테나가 하나의 단위셀로 이루어진 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나는 복수 개의 단위셀로 이루어질 수도 있다. 이하에서, 메타머티리얼 안테나가 복수 개의 단위셀로 이루어진 경우에 대해 살펴보기로 한다.Meanwhile, in the first and second embodiments, the metamaterial antenna is illustrated as being composed of one unit cell, but is not limited thereto. The metamaterial antenna according to the embodiment of the present invention may be formed of a plurality of unit cells. Hereinafter, a case in which the metamaterial antenna is composed of a plurality of unit cells will be described.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나를 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a metamaterial antenna according to a third embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 메타머티리얼 안테나(200)는 도체 커버(202), 급전 병렬 인덕터 소자(204), 제1 접지 병렬 인덕터 소자(206), 및 제2 접지 병렬 인덕터 소자(208)를 포함한다.Referring to FIG. 6, the
급전 병렬 인덕터 소자(204)는 도체 커버(202)의 일단과 급전부(216)의 일단을 연결하며 형성된다. 이때, 급전부(116)의 타단은 그라운드(212)와 일정 간격 이격된다. 급전부(216)의 타단에는 급전 포인트(Feeding Point)(218)가 형성된다.The feed
제1 접지 병렬 인덕터 소자(206)는 도체 커버(202)의 중앙 부분과 제1 접지부(220)의 일단을 연결하며 형성된다. 이때, 제1 접지부(220)의 타단은 그라운드(212)와 연결된다. 여기서는, 제1 접지 병렬 인덕터 소자(206)가 도체 커버(202)의 중앙 부분에 연결되는 것으로 도시하였으나, 제1 접지 병렬 인덕터 소자(206)가 형성되는 위치는 이에 한정되지 않으며, 도체 커버(202)의 양단 사이에서 도체 커버(202)와 연결되면 된다.The first ground
제2 접지 병렬 인덕터 소자(208)는 도체 커버(202)의 타단과 제2 접지부(222)의 일단을 연결하며 형성된다. 이때, 제2 접지부(222)의 타단은 그라운드(212)와 연결된다.The second ground
여기서, 메타머티리얼 안테나(200)는 제1 단위셀(252) 및 제2 단위셀(254)을 포함한다. 즉, 그라운드(212)부터 제2 접지부(222), 제2 접지 병렬 인덕터 소자(208), 도체 커버(202)의 타단에서 도체 커버(202)의 중앙 부분, 제1 접지 병렬 인덕터 소자(206), 제1 접지부(220)까지가 제1 단위셀(252)을 이루고, 다시 그라운드(212)부터 제1 접지부(222), 제1 접지 병렬 인덕터 소자(206), 도체 커버(202)의 중앙 부분에서 도체 커버(202)의 일단, 급전 병렬 인덕터 소자(204), 급전부(216)까지가 제2 단위셀(254)을 이룬다.Here, the
한편, 여기서는 메타머티리얼 안테나(200)가 2개의 단위셀(252, 254)로 이루어진 것으로 도시하였으나, 그보다 더 많은 수의 단위셀을 포함하도록 구현할 수도 있다. 예를 들어, 도체 커버(202)의 양단 사이에서 접지 병렬 인덕터 소자의 일단을 도체 커버(202)에 추가로 연결하여 메타머티리얼 안테나(200)가 보다 많은 수의 단위셀을 포함하도록 할 수 있다. 이때, 추가되는 접지 병렬 인덕터 소자의 타단은 접지부들을 통해 그라운드와 연결시킨다.Meanwhile, although the
이와 같이, 메타머티리얼 안테나(200)가 복수 개의 단위셀을 포함하도록 구현하는 경우, 메타머티리얼 안테나(200)의 입력 임피던스를 변화시킬 수 있으며, 그로 인해 메타머티리얼 안테나(200)의 입력 임피던스를 조정할 수 있게 된다. 구체적으로, 메타머티리얼 안테나(200)의 단위셀이 증가할수록 메타머티리얼 안테나(200)의 입력 임피던스가 증가하게 된다. 따라서, 메타머티리얼 안테나(200)의 입력 임피던스가 낮아 임피던스 매칭이 잘 이루어지지 않는 경우, 메타머티리얼 안테나(200)의 단위셀을 증가시켜 입력 임피던스를 높임으로써, 임피던스 매칭을 잘 이룰 수 있게 된다.
As such, when the
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나를 나타낸 도면이다. 여기서는 도체 커버(302)에 일정 길이(Ls) 및 폭(Ws)을 가지는 슬롯(303)이 형성된 경우를 나타내었으며, 그 이외에는 도 6의 경우와 동일하다.7 is a diagram illustrating a metamaterial antenna according to a fourth embodiment of the present invention. Here, the case in which the
일반적인 안테나에서는 슬롯을 이용하여 또 다른 공진 주파수를 발생시킴으로써, 주파수 대역폭을 확장시키거나 다중 주파수 대역을 구현한다. 그러나, 도체 커버(302)에 슬롯(303)을 형성한 경우는, 도체 커버(302)와 그라운드(312) 간의 간격에 의한 병렬 커패시턴스(CR)의 커패시턴스 값이 바뀌어 메타머티리얼 안테나(300)의 공진 주파수 및 입력 임피던스가 변하게 된다. 즉, 슬롯(303)의 폭(Ws) 및 길이(Ls)에 따라 병렬 커패시턴스(CR)의 커패시턴스 값이 바뀌어 메타머티리얼 안테나(300)의 공진 주파수 및 입력 임피던스가 변하게 된다. In general antennas, slots are used to generate another resonant frequency, thereby extending frequency bandwidth or implementing multiple frequency bands. However, in the case where the
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나에서, 슬롯의 폭의 변화에 따른 공진 주파수의 변화를 나타낸 그래프이다. 여기서, 슬롯(303)의 폭(Ws)이 1mm에서 5mm까지 1mm 씩 증가할 때, 메타머티리얼 안테나(300)의 공진 주파수 변화를 나타내었다.8 is a graph illustrating a change in resonance frequency according to a change in the width of a slot in the metamaterial antenna according to the fourth embodiment of the present invention. Here, when the width Ws of the
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나에서, 슬롯의 길이의 변화에 따른 공진 주파수의 변화를 나타낸 그래프이다. 여기서, 슬롯(303)의 길이(Ls)가 60 mm에서 100 mm까지 10mm 씩 증가할 때, 메타머티리얼 안테나(300)의 공진 주파수 변화를 나타내었다.9 is a graph illustrating a change in resonance frequency according to a change in the length of a slot in the metamaterial antenna according to the fourth embodiment of the present invention. Here, when the length Ls of the
이렇게 슬롯(303)의 폭(Ws) 및 길이(Ls)에 의해 메타머티리얼 안테나(300)의 공진 주파수 및 입력 입피던스가 변하는 경우, 각 병렬 인덕터 소자의 인덕턴스 값을 조절하여 메타머티리얼 안테나(300)의 공진 주파수 및 입력 입피던스를 조정할 수 있다.
When the resonant frequency and input impedance of the
도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나를 나타낸 사시도이고, 도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나를 나타낸 평면도이다.10 is a perspective view illustrating a metamaterial antenna according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a plan view illustrating a metamaterial antenna according to a fifth embodiment of the present invention.
도 10 및 도 11을 참조하면, 메타머티리얼 안테나(400)는 도체 커버(402), 제1 커플 패치(404), 제2 커플 패치(406), 급전 병렬 인덕터 소자(408), 및 접지 병렬 인덕터 소자(410)를 포함한다. 메타머티리얼 안테나(400)는 급전 병렬 인덕터 소자(408) 및 접지 병렬 인덕터 소자(410)를 통해 메타머티리얼 특성을 나타내며, 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.Referring to FIGS. 10 and 11, the
도체 커버(402)는 예를 들어, 무선 단말기(미도시)의 측면에 일정 길이를 가지고 고정되어 형성될 수 있다. 이때, 도체 커버(102)는 무선 단말기(미도시)의 일측면에 형성될 수도 있고, 무선 단말기(미도시)의 양측면에 형성될 수도 있다. 여기서는 설명의 편의상 무선 단말기(미도시)의 좌측면에 형성된 도체 커버(402)에 대해서만 설명하였으나, 무선 단말기(미도시)의 우측면에 형성된 도체 커버를 이용하여서도 메타머티리얼 안테나를 동일하게 구현할 수 있으며, 무선 단말기(미도시)의 양측면에 형성된 도체 커버 중 적어도 하나를 이용하여 메타머티리얼 안테나를 구현할 수 있다. 또한, 여기서는 도체 커버(402)가 무선 단말기(미도시)의 측면에 형성된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 도체 커버(402)는 무선 단말기(미도시)의 전면, 후면, 상면, 하면 등 어느 곳에나 형성될 수 있다.The
제1 커플 패치(404)는 무선 단말기의 메인 보드(412)의 측면 일단에 고정되어 형성된다. 이때, 제1 커플 패치(404)는 도체 커버(402)의 일단과 상호 이격되어 형성된다. 예를 들어, 제1 커플 패치(404)는 도체 커버(402)의 일단과 일정 간격 이격되어 평행하게 형성될 수 있다.The
한편, 무선 단말기의 메인 보드(412)에는 일정 면적을 가지고 그라운드(414)가 형성되고, 그라운드(414)가 형성되지 않은 영역에 메타머티리얼 안테나(400)와는 별도의 내장형 안테나(416)가 형성된다. 여기서는 설명의 편의상 내장형 안테나(416)를 점선으로 표시하였다.On the other hand, the
제2 커플 패치(406)는 무선 단말기의 메인 보드(412)의 측면 타단에 고정되어 형성된다. 이때, 제2 커플 패치(406)는 도체 커버(402)의 타단과 상호 이격되어 형성된다. 예를 들어, 제2 커플 패치(406)는 도체 커버(402)의 타단과 일정 간격 이격되어 평행하게 형성될 수 있다.The
급전 병렬 인덕터 소자(408)는 제1 커플 패치(404)와 급전부(418)의 일단을 연결하며 형성된다. 이때, 급전부(418)의 타단은 그라운드(414)와 일정 간격 이격된다. 급전부(418)의 타단에는 급전 포인트(Feeding Point)(420)가 형성된다.The feed
접지 병렬 인덕터 소자(410)는 제2 커플 패치(406)와 접지부(422)의 일단을 연결하며 형성된다. 이때, 접지부(422)의 타단은 그라운드(414)와 연결된다.The ground
여기서, 도체 커버(402)의 일단이 급전부(418)와 연결된 제1 커플 패치(404)와 일정 간격 이격하여 형성되고, 도체 커버(402)의 타단이 접지부(422)와 연결된 제2 커플 패치(406)와 일정 간격 이격하여 형성됨으로써, 도체 커버(402)는 제1 커플 패치(404) 및 제2 커플 패치(406)와 전자기적 결합을 형성하며, 그로 인해 도체 커버(402)가 안테나로 동작하게 된다.Herein, one end of the
이때, 도체 커버(402)는 무선 단말기의 메인 보드(112)와 직접 연결되어 있지 않기 때문에, 정전기와 같은 외부 서지 신호가 발생하더라도 무선 단말기의 메인 보드(412)가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 도체 커버(402)는 무선 단말기의 측면에 노출되어 형성되기 때문에, 무선 단말기의 사용시 사용자의 신체와 직접 접촉하게 된다. 이 경우, 도체 커버(402)에 정전기와 같은 외부 서지 신호가 발생할 수 있는데, 도체 커버(402)가 무선 단말기의 메인 보드(412)와 직접 연결되어 있으면, 무선 단말기의 메인 보드(412)에 형성된 회로가 외부 서지 신호에 의해 손상될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에서는 도체 커버(402)가 무선 단말기의 메인 보드(412)와 직접 연결되지 않기 때문에 외부 서지 신호가 발생하더라도 무선 단말기의 메인 보드(412)가 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.In this case, since the
이와 같이, 도체 커버(402)를 안테나로 활용함으로써, 도체 커버(402)에 의한 무선 단말기의 디자인을 유지하면서, 무선 단말기의 메인 보드(412)에 형성된 내장형 안테나(416)의 방사 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 무선 단말기에서 별도의 공간을 사용하지 않고도 안테나를 추가로 형성할 수 있으므로, 무선 단말기의 공간 활용을 극대화하면서 다중 안테나를 구현할 수 있게 된다. 또한, 도체 커버(402)는 무선 단말기의 메인 보드(412)와 직접 연결되어 있지 않기 때문에, 외부 서지 신호에 의해 무선 단말기의 메인 보드(412)가 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.
As such, by utilizing the
도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나의 등가 회로를 나타낸 도면이다.12 illustrates an equivalent circuit of the metamaterial antenna according to the fifth embodiment of the present invention.
도 12를 참조하면, 메타머티리얼 안테나(400)는 전송 선로(TL), 추가 병렬 커패시턴스(C0), 및 병렬 인덕턴스(LL)를 포함한다. 여기서, 전송 선로(TL)는 도체 커버(402)를 나타낸 것으로, 전송 선로(TL)는 도체 커버(402)의 길이에 의한 직렬 인덕턴스 및 도체 커버(402)와 그라운드(414) 간의 간격에 의한 병렬 커패시턴스를 포함한다. 추가 병렬 커패시턴스(C0)는 제1 커플 패치(404) 및 제2 커플 패치(406)와 도체 커버(402) 간의 간격에 의한 병렬 커패시턴스 성분을 말하고, 병렬 인덕턴스(LL)는 급전 병렬 인덕터 소자(408) 및 접지 병렬 인덕터 소자(410)에 의한 인덕턴스 성분을 말한다.Referring to FIG. 12, the
메타머티리얼 안테나(400)는 전송 선로(TL)(즉, 직렬 인덕턴스 및 병렬 커패시턴스)에 의해 RH(Right Handed) 특성을 가지고, 병렬 인덕턴스(LL)에 의해 LH(Left Handed) 특성을 가진다. 메타머티리얼 안테나(100)는 병렬 인덕턴스(LL)에 의해 위에서 살펴본 메타머티리얼 특성을 가지게 되며, 그로 인해 도체 커버(402)의 구조 변경 없이 병렬 인덕턴스(LL)의 인덕턴스 값에 의해 공진 주파수 및 입력 임피던스를 조정할 수 있게 된다.The
한편, 메타머티리얼 안테나(400)는 병렬 인덕턴스(LL)에 추가 병렬 커패시턴스(C0)가 직렬로 연결되어 LC 직렬 공진 회로를 이루는 것을 볼 수 있다. 여기서, 추가 병렬 커패시턴스(C0)의 커패시턴스 값은 제1 커플 패치(404)와 제2 커플 패치(406)의 크기, 제1 커플 패치(404) 및 제2 커플 패치(406)와 도체 커버(402) 간의 간격에 따라 변하게 된다. 그런데, 메타머티리얼 안테나(400)의 공진 주파수는 추가 병렬 커패시턴스(C0)의 커패시턴스 값이 변하더라도 크게 변하지 않으며, 그로 인해 메타머티리얼 안테나(400)는 제1 커플 패치(404) 및 제2 커플 패치(406)에 의한 환경 변화에 둔감한 것을 알 수 있다. 이를 도 13을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.On the other hand, the
도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나에 있어서, 제1 커플 패치 및 제2 커플 패치의 길이에 따른 공진 주파수의 변화를 나타낸 그래프이다. FIG. 13 is a graph illustrating a change in resonance frequency according to lengths of a first couple patch and a second couple patch in the metamaterial antenna according to the fifth embodiment of the present invention.
여기서, 제1 커플 패치(404) 및 제2 커플 패치(406)의 길이(Ld1)가 5mm 에서 15mm까지 2mm씩 증가할 때, 메타머티리얼 안테나(400)의 공진 주파수의 변화를 나타내었다. 이때, 제1 커플 패치(404) 및 제2 커플 패치(406)와 도체 커버(402) 간의 간격 및 제1 커플 패치(404)와 제2 커플 패치(406)의 폭은 동일한 조건으로 실험하였다. 이 경우, 제1 커플 패치(404) 및 제2 커플 패치(406)의 길이(Ld1)가 길어지면, 추가 병렬 커패시턴스(C0)의 커패시턴스 값이 증가하게 되는데, 그로 인해 메타머티리얼 안테나(400)의 공진 주파수는 조금 낮아지게 된다.Here, when the length Ld1 of the
도 13을 참조하면, 제1 커플 패치(404) 및 제2 커플 패치(406)의 길이(Ld1)를 5mm 에서 15mm로 변화시킬 때, 메타머티리얼 안테나(400)의 공진 주파수는 1.075GHz에서 0.95GHz로 변하는 것을 볼 수 있다. 이는 공진 주파수의 10%에 해당하는 변동량으로, 추가 병렬 커패시턴스(C0)의 커패시턴스 값이 변하여도 공진 주파수의 변화가 크지 않은 것을 확인할 수 있으며, 따라서 메타머티리얼 안테나(400)는 제1 커플 패치(404) 및 제2 커플 패치(406)에 의한 환경 변화에 둔감하다는 것을 알 수 있다.
Referring to FIG. 13, when the length Ld1 of the
한편, 본 발명의 제5 실시예에서는 메타머티리얼 안테나(400)가 하나의 단위셀로 이루어진 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 2개 이상의 단위셀로 이루어질 수도 있다. Meanwhile, in the fifth embodiment of the present invention, the
예를 들어, 도 14에 도시한 바와 같이, 제3 커플 패치(424)를 무선 단말기의 메인 보드(412)의 측면 중앙 부분에 추가로 형성하는 경우, 메타머티리얼 안테나(400)는 2개의 단위셀(452, 454)을 포함하게 된다. 이때, 제3 커플 패치(424)는 도체 커버(402)와 상호 이격되어 형성되며, 제2 접지 병렬 인덕터 소자(426)를 통해 접지부(428)와 연결된다.For example, as shown in FIG. 14, when the
도 14에서는 메타머티리얼 안테나(400)가 2개의 단위셀(452, 454)을 포함하는 것으로 도시하였으나, 그보다 더 많은 수의 단위셀을 포함하도록 구현할 수도 있다. In FIG. 14, the
이와 같이, 메타머티리얼 안테나(400)가 복수 개의 단위셀을 포함하는 경우, 메타머티리얼 안테나(400)의 입력 임피던스를 변화시킬 수 있으며, 그로 인해 메타머티리얼 안테나(400)의 입력 임피던스를 조정할 수 있게 된다. 구체적으로, 메타머티리얼 안테나(400)의 단위셀이 증가할수록 메타머티리얼 안테나(400)의 입력 임피던스가 증가하게 된다. 따라서, 메타머티리얼 안테나(400)의 입력 임피던스가 낮아 임피던스 매칭이 잘 이루어지지 않는 경우, 메타머티리얼 안테나(400)의 단위셀을 증가시켜 입력 임피던스를 높임으로써, 임피던스 매칭을 잘 이룰 수 있게 된다.
As such, when the
도 15는 본 발명의 제7 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나를 나타낸 사시도이고, 도 16은 본 발명의 제7 실시예에 따른 메타머티리얼 안테나를 나타낸 평면도이다.FIG. 15 is a perspective view illustrating a metamaterial antenna according to a seventh embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a plan view illustrating a metamaterial antenna according to a seventh embodiment of the present invention.
도 15 및 도 16을 참조하면, 메타머티리얼 안테나(500)는 도체 커버(502), 커플 패치(504), 급전 병렬 인덕터 소자(508), 및 접지 병렬 인덕터 소자(510)를 포함한다.15 and 16, the
여기서, 커플 패치(504)는 일체로 형성되며, 무선 단말기의 메인 보드(512)의 측면에서 도체 커버(502)와 상호 이격하여 형성된다. 이때, 커플 패치(504)의 양단은 무선 단말기의 메인 보드(512)의 측면 양단에 각각 고정되어 형성된다. 예를 들어, 커플 패치(504)는 도체 커버(502)와 일정 간격 이격되어 평행하게 형성될 수 있다.Here, the
급전 병렬 인덕터 소자(508)는 커플 패치(504)의 일단과 급전부(518)의 일단을 연결하며 형성된다. 이때, 급전부(518)의 타단은 그라운드(514)와 일정 간격 이격된다. 급전부(518)의 타단에는 급전 포인트(520)가 형성된다. 접지 병렬 인덕터 소자(510)는 커플 패치(504)의 타단과 접지부(510)의 일단을 연결하며 형성된다. 이때, 접지부(520)의 타단은 그라운드(514)와 연결된다. The feeding
본 발명의 실시예에 의하면, 도체 커버(502)는 커플 패치(504)와 전자기적 결합을 형성하여 안테나로 동작하게 된다. 이때, 도체 커버(502)는 무선 단말기의 메인 보드(512)와 직접 연결되지 않기 때문에, 외부 서지 신호가 발생하더라도 무선 단말기의 메인 보드(512)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
한편, 도 15 및 도 16에서는 메타머티리얼 안테나(500)가 하나의 단위셀로 이루어진 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 복수 개의 단위셀을 포함하도록 구현할 수도 있다. 예를 들어, 커플 패치(504)의 양단 사이에서 커플 패치(504)와 접지부를 연결하며 접지 병렬 인덕터 소자를 추가로 형성하면, 메타머티리얼 안테나(500)가 복수 개의 단위셀을 포함하도록 할 수 있다.
15 and 16 illustrate that the
도 17은 본 발명의 제7 실시예에 의한 메타머티리얼 안테나의 등가 회로를 나타낸 도면이다.17 illustrates an equivalent circuit of the metamaterial antenna according to the seventh embodiment of the present invention.
도 17을 참조하면, 메타머티리얼 안테나(500)는 제1 전송 선로(TL1), 제2 전송 선로(TL2), 및 병렬 인덕턴스(LL)를 포함한다. 여기서, 제1 전송 선로(TL1)는 도체 커버(502)를 나타내고, 제2 전송 선로(TL2)는 커플 패치(504)를 나타내며, 병렬 인덕턴스(LL)는 급전 병렬 인덕터 소자(508) 및 접지 병렬 인덕터 소자(510)에 의한 인덕턴스 성분을 나타낸다. 이때, 제1 전송 선로(TL1)와 제2 전송 선로(TL2) 간에 전자기적 결합(Coupling)이 발생하게 된다.
Referring to FIG. 17, the
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. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
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 taken by way of limitation, I will understand. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by equivalents to the appended claims, as well as the appended claims.
102 : 도체 커버 104 : 급전 병렬 인덕터 소자
106 : 접지 병렬 인덕터 소자 110 : 무선 단말기의 메인 보드
112 : 그라운드 114 : 내장형 안테나
116 : 급전부 118 : 급전 포인트
120 : 접지부
402 : 도체 커버 404 : 제1 커플 패치
406 : 제2 커플 패치 408 : 급전 병렬 인덕터 소자
410 : 접지 병렬 인덕터 소자 412 : 무선 단말기의 메인 보드
414 : 그라운드 416 : 내장형 안테나
418 : 급전부 420 : 급전 포인트
422 : 접지부102
106: grounded parallel inductor element 110: the main board of the wireless terminal
112: ground 114: built-in antenna
116: feeding section 118: feeding point
120: grounding part
402: conductor cover 404: first couple patch
406: second couple patch 408: feeding parallel inductor element
410: ground parallel inductor element 412: the main board of the wireless terminal
414: ground 416: built-in antenna
418: feeder 420: feed point
422 grounding unit
Claims (9)
상기 도체 커버와 급전부를 연결하며 형성되는 급전 병렬 인덕터 소자; 및
상기 도체 커버와 적어도 하나의 접지부를 각각 연결하며 형성되는 적어도 하나의 접지 병렬 인덕터 소자를 포함하는, 메타머티리얼 안테나.
A conductor cover formed on one side of the wireless terminal;
A feed parallel inductor element connected to the conductor cover and a feed unit; And
And at least one ground parallel inductor element formed respectively connecting the conductor cover and at least one ground portion.
상기 도체 커버는,
일정 길이 및 폭을 갖는 슬롯을 포함하는, 메타머티리얼 안테나.
The method of claim 1,
The conductor cover,
A metamaterial antenna comprising a slot having a predetermined length and width.
상기 메타머티리얼 안테나는,
상기 급전 병렬 인덕터 소자와 상기 접지 병렬 인덕터 소자의 인덕턴스 값, 상기 급전 병렬 인덕터 소자와 상기 접지 병렬 인덕터 소자가 상기 도체 커버에 연결되는 위치, 및 상기 접지 병렬 인덕터 소자의 개수 중 적어도 하나에 의해 공진 주파수를 조정하는, 메타머티리얼 안테나.
The method of claim 1,
The metamaterial antenna,
A resonance frequency by at least one of an inductance value of the feed parallel inductor element and the ground parallel inductor element, a position where the feed parallel inductor element and the ground parallel inductor element are connected to the conductor cover, and the number of ground parallel inductor elements To adjust the metamaterial antenna.
상기 도체 커버의 일단과 급전부를 연결하며 형성되는 급전 병렬 인덕터 소자;
상기 도체 커버의 타단과 제1 접지부를 연결하며 형성되는 제1 접지 병렬 인덕터 소자; 및
상기 도체 커버의 양단 사이에서, 상기 도체 커버와 제2 접지부를 연결하며 형성되는 제2 접지 병렬 인덕터 소자를 포함하는, 메타머티리얼 안테나.
A conductor cover formed on one side of the wireless terminal;
A feed parallel inductor element connected to one end of the conductor cover and a feed unit;
A first ground parallel inductor element formed by connecting the other end of the conductor cover to a first ground portion; And
And a second ground parallel inductor element formed between the both ends of the conductor cover and connecting the conductor cover and a second ground portion.
상기 도체 커버는,
일정 길이 및 폭을 갖는 슬롯을 포함하는, 메타머티리얼 안테나.
5. The method of claim 4,
The conductor cover,
A metamaterial antenna comprising a slot having a predetermined length and width.
상기 도체 커버와 일정 간격 이격하여 형성되는 복수 개의 커플 패치;
상기 복수 개의 커플 패치 중 하나의 커플 패치와 급전부를 연결하며 형성되는 급전 병렬 인덕터 소자; 및
상기 복수 개의 커플 패치 중 나머지 커플 패치와 접지부를 각각 연결하며 형성되는 적어도 하나의 접지 병렬 인덕터 소자를 포함하는, 메타머티리얼 안테나.
A conductor cover formed on one side of the wireless terminal;
A plurality of couple patches formed spaced apart from the conductor cover at a predetermined interval;
A feed parallel inductor element formed by connecting a couple patch of the plurality of couple patches and a feed unit; And
And at least one ground parallel inductor element formed while connecting the remaining couple patches and ground portions of the plurality of couple patches, respectively.
상기 도체 커버와 일정 간격 이격하여 형성되는 커플 패치;
상기 커플 패치와 급전부를 연결하며 형성되는 급전 병렬 인덕터 소자; 및
상기 커플 패치와 접지부를 연결하며 형성되는 적어도 하나의 접지 병렬 인덕터 소자를 포함하는, 메타머티리얼 안테나.
A conductor cover formed on one side of the wireless terminal;
A couple patch formed spaced apart from the conductor cover at a predetermined interval;
A feed parallel inductor element formed by connecting the couple patch and a feed unit; And
And at least one ground parallel inductor element coupled to the couple patch and the ground portion.
상기 메타머티리얼 안테나는,
상기 급전 병렬 인덕터 소자와 상기 접지 병렬 인덕터 소자의 인덕턴스 값 및 상기 접지 병렬 인덕터 소자의 개수 중 적어도 하나에 의해 공진 주파수를 조정하는, 메타머티리얼 안테나.
8. The method according to claim 6 or 7,
The metamaterial antenna,
And adjusting the resonant frequency by at least one of an inductance value of the feed parallel inductor element and the ground parallel inductor element and the number of the ground parallel inductor elements.
상기 커플 패치는,
상기 도체 커버와 평행하게 형성되는, 메타머티리얼 안테나.8. The method according to claim 6 or 7,
The couple patch,
A metamaterial antenna formed in parallel with the conductor cover.
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KR1020110087995A KR101332396B1 (en) | 2011-08-31 | 2011-08-31 | Metamaterial antenna |
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