KR20140047184A - Antenna module using planar inverted-f antenna - Google Patents

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Abstract

An antenna module using a planar inverted-F antenna is disclosed. The antenna module according to the present invention comprises: a panel having a shape of a rectangular flat plate, each side of which has a length less than or equal to 1/2 of a wavelength (λ) of a preset center frequency; and at least one planar inverted-F antenna in which one of four diagonal lines is disposed, wherein each of the four diagonal lines has an independent ground plane having a length of 0.3λ or less and is oriented in a direction from the center of the panel to the edge of the panel. Therefore, up to four planar inverted-F antennas each having an independent ground plane are disposed in the antenna module having a square shape, each side of which has a length less than or equal to 0.5λ, in diagonal directions from a center of a square, thereby maintaining a 90-degree angle one another. Hence, a large number of planar inverted-F antennas can be disposed in a limited area, while minimizing mutual interference. In addition, as a plurality of antenna modules, in which at least one planar inverted-F antenna is disposed, is combined and arranged in various forms, a maximum number of the planar inverted-F antennas can be disposed in a limited space, without mutual interference.

Description

평판형 역-에프형 안테나를 이용한 안테나 모듈{ANTENNA MODULE USING PLANAR INVERTED-F ANTENNA}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an antenna module using a planar inverted-F type antenna,

본 발명은 안테나 모듈에 관한 것으로, 특히 평판형 역 에프형 안테나를 이용한 안테나 모듈에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna module, and more particularly, to an antenna module using a planar inverted-F antenna.

최근 무선 통신 기술의 발전에 따라 무선 통신 기기들의 크기가 소형화되고, 이에 무선 통신 기기를 구성하는 부품들의 소형화 및 집적화에 대한 요구가 증가하고 있다. 특히 이동성과 휴대성이 중요시 되는 휴대 단말기에서는 부품들의 소형화가 더욱 중요시 되고 있다.2. Description of the Related Art [0002] Recently, with the development of wireless communication technology, the size of wireless communication devices has been reduced, and the demand for miniaturization and integration of components making up wireless communication devices has increased. Particularly, miniaturization of parts is becoming more important in a mobile terminal in which mobility and portability are important.

이러한 소형화의 요구는 안테나에도 적용되어, 최근 안테나는 소형으로 무선 통신 기기에 부착이 용이하며, 다양한 서비스를 제공할 수 있도록 광대역 특성을 가져야 한다.The demand for miniaturization is also applied to an antenna. Recently, an antenna has a small size and it is easy to attach to a wireless communication device, and a broadband characteristic should be provided to provide various services.

평판형 역 에프형 안테나(Planar Inverted-F Antenna : 이하, PIFA)는 두께가 얇은 평판 마이크로스트립 안테나의 변형 구조를 갖는 안테나로서, 단말기에 쉽게 장착할 수 있으며, 안테나가 단말기 외부로 돌출되지 않고 단말기에 내장될 수 있다는 장점으로 인해 점차로 사용 영역이 확장되어가고 있다.A planar inverted-F antenna (hereinafter referred to as PIFA) is an antenna having a deformed structure of a flat-plate microstrip antenna having a small thickness and can be easily mounted on a terminal, The use area is gradually expanding.

기존에도 PIFA의 소형화 및 광대역 고성능화를 위한 다양한 연구가 진행되어 왔으나, 대부분 안테나 바디의 소형화에 치중되어 있었을 뿐, 접지면의 크기에 대해서는 고려되지 않았었다. 따라서 기존의 PIFA는 기본적으로 접지면의 크기가 무한대인 것으로 가정하고, PIFA의 안테나 바디면의 크기나 급전 라인의 위치와 단락면의 위치 및 크기를 설계하므로, 접지면의 크기가 매우 크게 형성되었다. 예를 들면, PIFA의 접지면의 크기가 작게는 안테나 바디면의 크기의 몇 배에서 크게는 안테나 바디면의 크기의 십여배의 크기를 갖는 경우도 있었다. 따라서 단말기 내에 PIFA의 배치가 용이하지 않았으며, 이를 해소하기 위해 복수개의 PIFA가 공통으로 접지면을 사용하도록 설계하는 경우도 있었다. 그러나 이러한 공통 접지면의 사용은 여전히 PIFA의 자유로운 배치에 장애가 된다.Various studies have been carried out to miniaturize PIFA and to improve the performance of broadband. However, most of the studies have focused on miniaturization of the antenna body, and the size of the ground plane has not been considered. Therefore, the existing PIFA basically assumes that the size of the ground plane is infinite, and the size of the ground plane is formed so as to design the size of the PIFA antenna body plane, the position of the feed line and the position and size of the short circuit plane . For example, if the size of the ground plane of the PIFA is small, the size of the antenna body surface may be several times larger than that of the antenna body surface. Therefore, it is not easy to arrange the PIFA in the terminal, and in order to solve this problem, a plurality of PIFAs are commonly designed to use the ground plane. However, the use of this common ground plane still impedes the free placement of the PIFA.

이에 한국 특허 출원 제2012-0066494호(이하 인용 발명)에는 접지면의 크기를 제한하여 전체 크기를 크게 줄인 PIFA를 제안하였다. 상기한 한국 출원 특허에 의해 PIFA 안테나는 개별적으로 제한된 접지면을 갖는 독립적인 안테나로서 독립적으로 자유로이 배치 가능하다는 것이 검증되었다.Therefore, Korean Patent Application No. 2012-0066494 (hereinafter referred to as the invention) proposes PIFA which greatly reduces the overall size by limiting the size of the ground plane. According to the above-mentioned Korean patent application, it has been verified that the PIFA antenna can be freely placed independently as an independent antenna having an individually limited ground plane.

한편 최근의 무선 통신 기기는 기존의 무선 통신 기기와 달리 복수개의 안테나를 이용하여 다중입출력(Multiple Input Multiple Output : 이하 MIMO) 통신을 지원하는 경우가 많다. MIMO는 이동 통신 기기들이 각각 안테나를 2개 이상으로 구비하여 송신단에서는 데이터를 여러 경로로 전송하고, 수신단에서 각각의 경로로 수신된 신호를 검출해 간섭을 줄이고 각각의 전송 속도를 낮출 수 있는 기술이다. 이러한 MIMO를 이용하는 무선 통신 기기 또한 소형화에 의한 크기의 제약이 따르기 마련이므로 안테나의 효율적 배치가 매우 중요한 이슈가 되고 있다.
On the other hand, in recent wireless communication devices, unlike conventional wireless communication devices, there are many cases that multiple input and multiple output (MIMO) communication is supported using a plurality of antennas. MIMO is a technique in which mobile communication devices each have two or more antennas to transmit data in a plurality of paths in a transmitting terminal and detect signals received in each path in a receiving terminal to reduce interference and reduce transmission speeds . Since the size of the wireless communication device using the MIMO is also limited, the efficient arrangement of the antennas becomes an important issue.

본 발명의 목적은 효율적으로 평판형-역 에프형 안테나가 배치된 안테나 모듈을 제공하는데 있다.
It is an object of the present invention to provide an antenna module in which a flat plate-inverted F-type antenna is disposed efficiently.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈은 정사각형 형태의 평판으로 각 변의 길이가 기설정된 중심 주파수의 파장(λ)의 1/2 이하인 패널; 및 각각 길이가 0.3λ 이하의 독립된 접지면을 갖고, 상기 패널의 중심에서 모서리 방향으로 향하는 4개의 대각선 중 하나 배치되는 적어도 하나의 평판형 역-에프형 안테나를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an antenna module comprising: a square flat plate having a length equal to or less than a half of a wavelength of a predetermined center frequency; And at least one planar inverted-F type antenna having independent ground planes each having a length of 0.3 [Lambda] or less and being arranged in one of four diagonal lines from the center of the panel toward the corner.

상기 안테나 모듈은 동일한 평면상에 복수개의 상기 안테나 모듈이 배치되어 제1 확장 안테나 모듈을 구성하고, 상기 제1 확장 안테나 모듈의 복수개의 안테나 모듈 중 서로 인접하여 배치되는 안테나 모듈들은 서로 정사각형 형태의 패널의 4변 중 한 변이 서로 마주보도록 인접하여 배치되는 것을 특징으로 한다.The antenna module includes a plurality of antenna modules disposed on the same plane to constitute a first extended antenna module, and antenna modules disposed adjacent to each other of the plurality of antenna modules of the first extended antenna module are connected to each other through a square- Are disposed adjacent to each other so that one side of the four sides of the side wall faces each other.

상기 복수개의 안테나 모듈은 상기 복수개의 안테나 모듈 각각의 상기 패널이 결합된 형태의 하나의 단일 패널 상에 상기 적어도 하나의 평판형 역-에프형 안테나를 배치하여 상기 제1 확장 안테나 모듈 구성하는 것을 특징으로 한다.Wherein the plurality of antenna modules are configured by arranging the at least one planar inverted-F type antenna on one single panel of the form in which the panels of each of the plurality of antenna modules are coupled, .

상기 안테나 모듈은 복수개의 상기 안테나 모듈이 배치되어 제2 확장 안테나 모듈을 구성하고, 상기 제2 확장 안테나 모듈의 복수개의 안테나 모듈 중 서로 인접하여 배치되는 안테나 모듈들은 서로 정사각형 형태의 패널의 4변 중 한 변이 서로 마주보며, 서로 마주보는 두 변이 270도 각도로 배치되는 것을 특징으로 한다.Wherein the antenna module includes a plurality of antenna modules arranged to constitute a second extended antenna module, and antenna modules disposed adjacent to each other of the plurality of antenna modules of the second extended antenna module form four One side facing each other, and two opposite sides being arranged at an angle of 270 degrees.

상기 확장 안테나 모듈은 적어도 하나의 상기 제1 확장 안테나 모듈과 적어도 하나의 상기 안테나 모듈이 조합 배치되어 제3 확장 안테나 모듈을 구성하고, 상기 제3 확장 안테나 모듈은 상기 적어도 하나의 제1 확장 안테나 모듈에 인접하여 배치되는 상기 적어도 하나의 제1 확장 안테나 모듈 또는 상기 적어도 하나의 안테나 모듈의 한 변이 서로 마주보고, 서로 마주 보는 두 변이 270도 각도로 배치되는 것을 특징으로 한다.Wherein the at least one first extended antenna module and at least one of the antenna modules are combined to constitute a third extended antenna module, and the third extended antenna module comprises the at least one first extended antenna module The at least one first extended antenna module or at least one of the at least one antenna module disposed adjacent to the first extended antenna module or the at least one first antenna module may face each other and two opposing sides may be disposed at an angle of 270 degrees.

상기 확장 안테나 모듈은 상기 복수개의 안테나 모듈 각각이 0.5 λ X 0.5 λ 크기의 영역 단위로 1개씩 배치되는 것을 특징으로 한다.Wherein each of the plurality of antenna modules is disposed in the area of 0.5? X 0.5?

상기 적어도 하나의 평판형 역-에프형 안테나 각각은 상기 중심 주파수에 대응하는 길이와 폭을 갖고 전파를 송수신하는 안테나 바디면; 상단이 상기 안테나 바디면의 일측면에 연결되고, 하단이 상기 접지면의 일측면에 연결되는 단락부; 및 임피던스 매칭을 수행하기 위해 상기 단락부와 기설정된 임피던스에 대응하는 거리만큼 이격되어 배치되고, 상기 안테나 바디와 상기 접지면 사이에 연결되어 신호를 전달하는 급전 라인; 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Each of the at least one planar inverted-F type antenna has an antenna body surface having a length and a width corresponding to the center frequency and transmitting and receiving radio waves; A shorting part having an upper end connected to one side of the antenna body surface and a lower end connected to one side of the ground plane; And a feed line disposed between the antenna body and the ground plane and spaced apart from each other by a distance corresponding to the short-circuit impedance and a predetermined impedance for carrying out impedance matching, Further comprising:

상기 안테나 바디면은 폭이 0.1 ㅁ 0.04λ의 범위 내에 포함되며, 길이가 상기 단락부의 높이와의 합이 상기 파장에 대응하여 0.25 ㅁ 0.05λ 의 범위 내에 포함되도록 설정되는 것을 특징으로 한다.
The antenna body surface is set to have a width in the range of 0.1 to 0.04 lambda, and the sum of the length and the height of the shorting portion is set to be within a range of 0.25 to 0.05? Corresponding to the wavelength.

따라서, 본 발명의 평판형 역-에프형 안테나를 이용한 안테나 모듈은 각 변의 길이가 0.5 λ이내의 정사각형 모양의 안테나 모듈에 각각 독립적인 접지면을 갖는 평판형 역-에프형 안테나가 정사각형의 중심을 기준으로 대각선 방향으로 최대 4개까지 배치되어 서로 90도 각도를 유지할 수 있으므로, 상호 간섭을 최소화하면서 제한된 면적에 많은 개수의 평판형 역-에프형 안테나를 배치할 수 있다. 또한 적어도 하나의 평판형 역-에프형 안테나가 배치된 복수개의 안테나 모듈이 여러 형태로 결합 및 배치함에 따라 한정된 공간에 평판형 역-에프형 안테나를 상호 간섭없이 최대한의 개수로 배치할 수 있다.
Therefore, in the antenna module using the planar inverted-F type antenna of the present invention, a planar inverted-F type antenna having a ground plane independent of each square antenna module having a length of 0.5? Up to four diagonal directions can be maintained in the diagonal direction so that they can maintain an angle of 90 degrees with each other. Therefore, a large number of planar inverted-F type antennas can be arranged in a limited area while minimizing mutual interference. Also, since a plurality of antenna modules in which at least one planar inverted-F type antenna is arranged are combined and arranged in various forms, it is possible to arrange the planar inverted-F type antennas in a limited space in a maximum number without interference.

도1 은 PIFA의 일 예를 나타낸다.
도2 는 본 발명에 따른 안테나 모듈의 일예를 나타낸다.
도3 은 도2 의 안테나 모듈에 배치되는 PIFA의 일예를 나타낸다.
도4 는 도2 의 안테나 모듈의 주파수 특성을 나타낸다.
도5 는 도2 의 복수개의 PIFA 각각의 빔 방사 특성을 나타낸다.
도6 은 확장 안테나 모듈의 일 예를 나타낸다.
도7 은 확장 안테나 모듈의 다른 예를 나타낸다.
도8 은 확장 안테나 모듈의 또 다른 예를 나타낸다.1 shows an example of PIFA.
2 shows an example of an antenna module according to the present invention.
3 shows an example of PIFA disposed in the antenna module of Fig.
4 shows frequency characteristics of the antenna module of Fig.
FIG. 5 shows the beam radiation characteristics of each of the plurality of PIFAs of FIG. 2;
6 shows an example of an extended antenna module.
7 shows another example of the extended antenna module.
8 shows another example of an extended antenna module.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로서, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, the present invention can be implemented in various different forms, and is not limited to the embodiments described. In order to clearly describe the present invention, parts that are not related to the description are omitted, and the same reference numerals in the drawings denote the same members.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “...부”, “...기”, “모듈”, “블록” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
Throughout the specification, when an element is referred to as " including " an element, it does not exclude other elements unless specifically stated to the contrary. The terms "part", "unit", "module", "block", and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, And a combination of software.

도1 은 PIFA의 일 예를 나타낸다.1 shows an example of PIFA.

도1 의 PIFA는 상기한 한국 출원 특허에 공개된 제한된 접지면을 갖는 PIFA의 일예로서 안테나 바디면(110), 단락부(120), 급전 라인(130) 및 접지면(140)을 구비한다.The PIFA of FIG. 1 has an antenna body surface 110, a short-circuit part 120, a feed line 130, and a ground plane 140 as an example of PIFA having a limited ground plane disclosed in the above-mentioned Korean patent application.

PIFA(100)에서 안테나 바디면(110), 단락면(120) 및 접지면(140)은 모두 평판으로 구현된다. PIFA(100)의 동작 원리를 살펴보면, 급전 라인(130)을 통해 공급된 전류가 안테나 바디면(110)로 인가되고, 인가된 전류는 안테나 바디면(110)을 순환하여 단락면(120)을 통해 접지면(140)으로 전달된다. 안테나 바디면(110)과 접지면(140)이 공진되면서 복사 소자로서의 역할을 수행하여 전파를 수신하거나 방사한다.In the PIFA 100, the antenna body surface 110, the short-circuit surface 120, and the ground plane 140 are all implemented as flat plates. The current supplied through the feed line 130 is applied to the antenna body surface 110 and the applied current is circulated through the antenna body surface 110 to form the short circuit surface 120 To the ground plane 140. The antenna body surface 110 and the ground plane 140 resonate with each other to serve as a radiation element to receive or radiate radio waves.

PIFA(100)는 안테나 바디면(110)의 높이, 넓이, 길이와 급전 라인(130)의 위치와 단락면(120)의 위치에 따라 대역폭, 이득, 공진 주파수 등이 결정된다. 예를 들면, PIFA(100)의 공진 주파수는 안테나 바디면(110)의 폭(D1)과 길이(D2)의 비에 따라 변화하고, 안테나의 급전 라인(130)의 위치(S1 과 S2 의 비)에 따라 PIFA(100)의 어드미턴스(Admittance)가 가변된다. 또한 일반적으로 단락면(120)의 폭(w)이 넓고, 높이(h)가 높을수록 PIFA(10)의 대역폭이 증가한다.The PIFA 100 determines a bandwidth, a gain, a resonance frequency, and the like according to the height, width, and length of the antenna body surface 110, the position of the feeding line 130, and the position of the shorting face 120. For example, the position of the PIFA (100), the resonance frequency has an antenna body (110) width (D 1) and the length (D 2), the power supply line 130 changes in accordance with the ratio, the antenna of the (with S 1 S 2 ), the admittance of the PIFA 100 is varied. Generally, the bandwidth of the PIFA 10 increases as the width w of the short circuit plane 120 increases and the height h increases.

도1 의 PIFA(100)에서 안테나 바디면(110)의 폭(D1)은 수신 또는 방사하고자 하는 주파수(f)의 λ에 대응하여 결정된다. 도1 의 PIFA에서 안테나 바디면(110)의 폭(D1)은 0.1 λ을 기준으로 기설정된 범위(0.1 ㅁ 0.04λ)내에서 결정될 수 있다. 한편, 안테나 바디면(110)의 길이(D2)는 λ에 대응하여 독립적으로 설정되는 것이 아니라, 안테나 바디면(110)의 길이(D2)와 단락부(120)의 높이(h)의 합이 λ에 대응하여 결정된다. 일 예로, 안테나 바디면(110)의 길이(D2)와 단락부(120)의 높이(h)의 합은 0.25 λ을 기준으로 기설정된 범위(0.25 ㅁ 0.05λ)내에서 결정될 수 있다.The width D 1 of the antenna body surface 110 in the PIFA 100 of FIG. 1 is determined in correspondence with the lambda of the frequency f to be received or emitted. The width D 1 of the antenna body surface 110 in the PIFA of FIG. 1 may be determined within a predetermined range (0.1? 0.04?) Based on 0.1 ?. The length D 2 of the antenna body surface 110 is not independently set corresponding to λ but the length D 2 of the antenna body surface 110 and the height h of the short- The sum is determined corresponding to?. For example, the sum of the length D 2 of the antenna body surface 110 and the height h of the shorting portion 120 can be determined within a predetermined range (0.25? 0.05?) Based on 0.25 ?.

단락부(120)는 상단이 안테나 바디면(110)의 일측단에 연결되고, 하단이 접지면(140)의 일측단에 연결된다. 즉 단락부(120)는 바디면(110)과 접지면(140) 사이에 연결되어, 바디면(110)과 접지면(140) 사이의 거리(h)가 유지되도록 지지한다. 또한 상기한 바와 같이 단락부(120)의 높이(h)는 안테나 바디면(110)의 길이(D2)와 함께 수신 또는 방사하고자 하는 주파수(f)의 λ에 대응하여 결정된다. 그리고 단락부(120)의 폭(w)은 안테나의 대역폭에 연관되므로, λ에 대응하여 결정될 수 있으나, 여기서는 안테나 바디면(110)의 폭(D1)과 동일한 것으로 가정한다.The shorting part 120 has an upper end connected to one end of the antenna body surface 110 and a lower end connected to one end of the grounding surface 140. The shorting portion 120 is connected between the body surface 110 and the grounding surface 140 to support the distance h between the body surface 110 and the grounding surface 140. It is also determined corresponding to the frequency of λ (f) of a height (h) of the short circuit part 120, as described above, or to receive radiation with the length (D 2) of the antenna body (110). Since the width w of the shorting part 120 is related to the bandwidth of the antenna, it may be determined corresponding to?, But it is assumed here that it is equal to the width D 1 of the antenna body surface 110.

급전 라인(130)은 안테나 바디면(110)과 접지면(140) 사이에 단락부(120)와 이격되어 형성되며, 급전 라인(130)과 단락부(120) 사이의 거리(S1)는 PIFA(100)의 어드미턴스를 가변하므로, 급전 라인(130)에 연결되는 회로 또는 케이블의 임피던스에 대응하여 급전 라인(130)과 단락부(120) 사이의 거리(S1)가 조절될 수 있다. 즉 급전 라인(130)의 위치는 외부 회로 또는 케이블과의 임피던스 매칭을 위해 조절된다. 그리고 급전 라인(130)과 단락부(120) 사이의 거리(S1) 또한 주파수(f)의 λ 비로 표현될 수 있다. The feeding line 130 is spaced apart from the shorting part 120 between the antenna body 110 and the ground plane 140 and the distance S 1 between the feeding line 130 and the shorting part 120 is The distance S 1 between the feeding line 130 and the shorting part 120 can be adjusted in accordance with the impedance of the circuit or cable connected to the feeding line 130. [ That is, the position of the feed line 130 is adjusted for impedance matching with an external circuit or cable. And the distance S 1 between the feeding line 130 and the shorting part 120 can also be expressed by a ratio of the frequency f.

접지면(140)은 안테나 바디면(110)과 평행하게 배치되며, 단락부(12)의 하단이 가운데 접촉되는 도1 의 PIFA(10)와는 달리 본 발명의 PIFA(100)는 단락부(120)의 하단이 접지면(140)의 일측단에 연결된다. 또한 도1 의 PIFA(10)에서는 접지면(14)의 폭(L12)과 길이(L2) 각각이 안테나 바디면(110)의 폭(D1)과 길이(D2) 보다 크지만, 본 발명에 따른 PIFA(100)에서는 접지면(140)의 폭(L1)이 안테나 바디면(110)의 폭(D1)과 같거나 작도록 구현된다. 즉 접지면(140)의 폭(L1)이 안테나 바디면(110)의 폭(D1) 이하가 되도록 설정된다. 그리고 접지면(140)의 길이(L2)는 안테나 바디면(110)의 길이(D2)보다 같거나 길도록 설정된다.Unlike the PIFA 10 of FIG. 1 in which the ground plane 140 is disposed in parallel with the antenna body surface 110 and the lower ends of the shortcircuits 12 are in contact with each other, the PIFA 100 of the present invention includes a short- Is connected to one end of the ground plane 140. 1, the width L 12 and the length L 2 of the ground plane 14 are larger than the width D 1 and the length D 2 of the antenna body surface 110, respectively, In the PIFA 100 according to the present invention, the width L 1 of the ground plane 140 is equal to or smaller than the width D 1 of the antenna body plane 110. That is, the width L 1 of the ground plane 140 is set to be equal to or less than the width D 1 of the antenna body plane 110. The length L 2 of the ground plane 140 is set to be equal to or longer than the length D 2 of the antenna body plane 110.

PIFA(100)에서 접지면(140)의 면적이 클수록 접지 효과를 발휘하기 용이하므로, 본 발명에서의 PIFA(100)과 같이 접지면의 폭(L1)이 한정되는 경우 접지면(140)의 길이(L2)가 가능한 길어지는 것이 바람직하다. 그러나 접지면(140)의 크기를 또한 PIFA(100)의 크기로서 PIFA(100)의 배치에 장애 요인이 되므로, 접지면(140)의 길이(L2)는 접지 효과와 PIFA(100)의 크기를 고려하여 설정되는 것이 바람직하다.The grounding effect can be exerted as the area of the ground plane 140 is larger in the PIFA 100. When the width L 1 of the ground plane is limited like the PIFA 100 in the present invention, It is preferable that the length L 2 is as long as possible. However, since the size of the ground plane 140 is also an obstacle to the arrangement of the PIFA 100 as the size of the PIFA 100, the length L 2 of the ground plane 140 depends on the ground effect and the size of the PIFA 100 And the like.

본 발명에서 PIFA의 접지 면의 길이(L2)는 0.3λ이하로 설정되는 것이 바람직하다.In the present invention, the length (L 2 ) of the ground plane of PIFA is preferably set to 0.3 or less.

또한 본 발명에서 접지면(140)의 길이(L2)는 안테나 바디면(110)의 길이(D2)에 반비례하여 조절될 수 있다. 즉 안테나 바디면(110)의 길이(D2)가 길어지면 접지면(140)의 길이(L2)는 짧아질 수 있으나, 상기한 바와 같이 접지면(140)의 길이(L2)는 안테나 바디면(110)의 길이(D2) 이상의 길이로 설정되어야 한다. 그리고 안테나 바디면(110)의 길이(D2)가 길어지면 임피던스 매칭을 위해 급전 라인(130)과 단락부(120) 사이의 거리(S1)가 짧아져야 하므로, 안테나 바디면(110)의 길이(D2)는 필요로 하는 임피던스에 대해 임피던스 매칭이 가능한 수준에서 설정될 수 있으며, 이에 따라 접지면(140)의 길이(L2)는 안테나 바디면(110)의 길이(D2)에 대응하여 결정된다. 또한 안테나 바디면(110)의 길이(D2)는 급전 라인(130)의 임피던스 매칭뿐만 아니라 PIFA(100)에서 방사하는 전파의 빔 중심 위치, 빔 이득 및 빔 폭과 연관 관계가 있으므로, PIFA(100)에 요구되는 특성에 따라 적절하게 설정되어야 한다.Also, in the present invention, the length L 2 of the ground plane 140 can be adjusted in inverse proportion to the length D 2 of the antenna body plane 110. That is the length (L 2) of the antenna body (110), the length (D 2) is ground the ground plane lengthened 140, but can be shortened, the length (L 2) of the ground plane 140, as described above, an antenna Should be set to a length equal to or greater than the length (D 2 ) of the body surface 110. When the length D 2 of the antenna body 110 is long, the distance S 1 between the feeding line 130 and the shorting part 120 must be shortened for impedance matching. The length D 2 can be set at a level at which impedance matching is possible for the required impedance such that the length L 2 of the ground plane 140 is equal to the length D 2 of the antenna body surface 110 Respectively. Since the length D 2 of the antenna body surface 110 is related not only to the impedance matching of the feeding line 130 but also to the beam center position, beam gain and beam width of the radio waves radiated from the PIFA 100, 100) according to the characteristics required.

상기에서는 급전 라인(130)이 사각 기둥 형태로 구현되었으나, 급전 라인(130)은 원기둥이나 다른 형태로 구현될 수 있다.Although the feed line 130 is implemented as a quadrangular prism, the feed line 130 may be a cylindrical shape or another shape.

그리고 상기에서는 단락부(120)가 안테나 바디면(110)과 접지면(140)과 유사하게 평판 형태로 구현되었으나, 이는 구현상의 편의를 위한 구성이며, 단락부(120)는 경우에 따라서 급전 라인(130)과 유사하게 사각 기둥 또는 원 기둥 및 기둥 이외의 다른 형태로 구현될 수 있다.
Although the shorting part 120 is implemented in a flat plate shape similar to the antenna body 110 and the grounding plane 140 in the above description, this is a configuration for convenience of implementation, and the shorting part 120 may be formed as a feed line (130), it can be realized in other forms other than a quadratic column or a circular column and a column.

도2 는 본 발명에 따른 안테나 모듈의 일예를 나타낸다.2 shows an example of an antenna module according to the present invention.

도2 에 도시된 안테나 모듈(AM)은 정사각형 평판 형태로 구현되는 패널(PN)과 적어도 하나의 PIFA(PF1 ~ PF4)를 포함한다. 본 발명에서 적어도 하나의 PIFA(PF1 ~ PF4) 각각은 패널(PN)의 중심점으로부터 각 모서리 방향, 즉 대각선 방향으로 배치된다. 따라서 도2 의 안테나 모듈(AM)은 최대 4개의 PIFA(PF1 ~ PF4)가 집적되어 배치될 수 있다. 여기서 적어도 하나의 PIFA(PF1 ~ PF4)를 패널(PN)의 대각선 방향으로 배치하는 이유는 정사각형의 가로 및 세로 길이보다 대각선의 길이가 길기 때문에 적어도 하나의 PIFA(PF1 ~ PF4)가 서로 수직로 배치되더라도 세로 또는 가로 방향으로 배치하는 경우보다 상대적으로 크기가 큰 PIFA(PF1 ~ PF4)를 배치할 수 있기 때문이다. 그리고 적어도 하나의 PIFA(PF1 ~ PF4)가 인접한 PIFA와 수직을 유지하여 배치되는 것은 각각의 PIFA(PF1 ~ PF4)를 통해 송수신되는 무선 신호의 상호 간섭을 최소화하기 위함이다. 복수개의 PIFA 배치 시, 복수개의 PIFA 안테나를 90도 단위(90도, 180도, 270도)로 배치하면, 상호 간섭이 최소화되는 것은 공지된 기술이므로 여기서는 상세하게 설명하지 않는다.The antenna module AM shown in Fig. 2 includes a panel PN implemented in the form of a square plate and at least one PIFA (PF1 to PF4). In the present invention, each of at least one PIFA (PF1 to PF4) is arranged in each corner direction from the center point of the panel (PN), that is, diagonally. Accordingly, up to four PIFAs PF1 to PF4 can be integrated and arranged in the antenna module AM of FIG. The reason for arranging the at least one PIFA (PF1 to PF4) in the diagonal direction of the panel (PN) is that the at least one PIFA (PF1 to PF4) The PIFA (PF1 to PF4) having a relatively large size can be arranged rather than the case of being arranged in the vertical or horizontal direction. In addition, at least one PIFA (PF1 to PF4) is arranged to be perpendicular to an adjacent PIFA in order to minimize mutual interference of radio signals transmitted / received through each PIFA (PF1 to PF4). When a plurality of PIFA antennas are arranged in units of 90 degrees (90 degrees, 180 degrees, 270 degrees) at the time of arranging a plurality of PIFAs, mutual interference is minimized because it is a known technology and will not be described in detail here.

즉 본 발명에서 안테나 모듈(AM)은 정사각형 평판 형태로 구현되는 패널(PN)상에 적어도 하나의 PIFA(PF1 ~ PF4)를 패널(PN)의 중심점으로부터 대각선 방향으로 배치하여 가급적 많은 PIFA(PF1 ~ PF4)를 상호 간섭을 최소화하면서 최대의 크기로 집적하여 배치할 수 있도록 한다. 이때 적어도 하나의 PIFA(PF1 ~ PF4)는 모두 동일한 PIFA 인 것으로 가정한다.That is, in the present invention, the antenna module AM has at least one PIFA (PF1 to PF4) arranged diagonally from the center point of the panel (PN) on a panel (PN) PF4) can be integrated and arranged in a maximum size while minimizing mutual interference. At this time, it is assumed that at least one PIFA (PF1 to PF4) are all the same PIFA.

안테나 모듈(AM)에서 복수개의 PIFA(PF1 ~ PF4)가 도2 에 도시된 바와 같이 배치되는 경우, 복수개의 PIFA(PF1 ~ PF4)에서 방출되는 전파는 패널(PN)의 상부면 방향, 즉 복수개의 PIFA(PF1 ~ PF4)가 배치된 평면측으로 방사된다.
When a plurality of PIFAs PF1 to PF4 are arranged in the antenna module AM as shown in FIG. 2, the radio waves emitted from the plurality of PIFA PF1 to PF4 are propagated in the upper surface direction of the panel PN, PIFA (PF1 to PF4) are arranged.

도2 에서 점선은 단순히 설명의 편의를 위해 패널(PN)의 대각선을 표시한 것이다.In FIG. 2, the dotted line indicates the diagonal line of the panel (PN) for convenience of explanation.

그리고 최대 4개의 PIFA(PF1 ~ PF4)가 정사각형 형태의 패널(PN)상의 대각선 방향에 배치됨에 각각의 PIFA(PF1 ~ PF4)가 서로 중첩되지 않고 배치될 수 있도록 되기 위해서는 각각의 PIFA(PF1 ~ PF4)의 길이가 패널(PN)의 중심점으로부터 모서리까지의 거리(k)보다 짧아야 한다. 그리고 패널(PN)의 중심점으로부터 모서리까지의 거리(k)는 삼각 함수 공식에 따라 수학식 1과 같이 표현된다.In order that the four PIFAs PF1 to PF4 are arranged in a diagonal direction on the square panel PN so that each PIFA PF1 to PF4 can be arranged without overlapping each other, each PIFA (PF1 to PF4 ) Should be shorter than the distance (k) from the center point of the panel (PN) to the edge. And the distance (k) from the center point of the panel (PN) to the corner is expressed by Equation (1) according to the trigonometric function formula.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서 정사각형 평판 형태의 패널(PN)의 한 변의 길이(w)가 0.5λ로 설정되는 경우를 가정하면, 수학식 1 에 의해 적어도 하나의 PIFA(PF1 ~ PF4) 각각의 길이는 0.35355λ 이하로 설정되어야 한다.Here, assuming that the length w of one side of the panel PN in the form of a square plate is set to 0.5 ?, the length of each of at least one PIFA (PF1 to PF4) is set to 0.35355? .

다만 PIFA는 직선이 아니라 직각사각형 형태이므로, PIFA(PF1 ~ PF4)의 바디면(110)의 폭(D1) 및 접지면의 폭(L1)을 고려하여, 상기한 바와 같이 0.3λ이하로 설정되는 것이 바람직하다.Because the PIFA is just as well form a straight right angle rectangle, in consideration of the width of the PIFA (PF1 ~ PF4), the body surface 110 of the (D 1) and a ground contacting width of the plane (L 1), with 0.3λ or less, as described above .

상기에서 패널(PN)의 한 변의 길이(w)가 0.5λ로 설정되는 것으로 가정하였다. 이는 도2 의 안테나 모듈(AM)이 하나만 배치되지 않고, 복수개의 안테나 모듈(AM)이 서로 인접하여 배치되는 무선 통신 기기를 고려한 것으로서 복수개의 안테나가 서로 수평으로 나란히 배치될 때 최소 0.5λ 이상 간격으로 배치되어야 상호 간섭을 최소화 할 수 있기 때문이다. 즉 도2 의 안테나 모듈(AM)을 제한된 공간에 최대 개수로 확장하기 용이하도록 하기 위함이다. 복수개의 안테나 모듈(AM)의 배치 방법에 대해서는 후술하도록 한다.
It is assumed that the length w of one side of the panel PN is set to 0.5 ?. 2 is a schematic view of a wireless communication device in which a plurality of antenna modules AM are disposed adjacent to each other without arranging only one antenna module AM of FIG. 2, and when a plurality of antennas are arranged horizontally side by side, So that mutual interference can be minimized. That is, the antenna module AM of FIG. 2 can be easily expanded to a limited number of spaces. A method of arranging the plurality of antenna modules AM will be described later.

도3 은 도2 의 안테나 모듈에 배치되는 PIFA의 일예를 나타낸다.3 shows an example of PIFA disposed in the antenna module of Fig.

도3 에서 PIFA(200)의 (a)는 상면도이고, (b)측면도이다. 도3 의 PIFA는 2GHz 의 공진 주파수를 기준으로 설계되었으며, 공진 주파수가 2GHz 이므로 1λ 는 150mm이다. 따라서 0.5 λ 는 75mm 이다.3, (a) is a top view of the PIFA 200, and (b) is a side view thereof. The PIFA shown in FIG. 3 is designed based on a resonance frequency of 2 GHz, and since the resonance frequency is 2 GHz, 1? Is 150 mm. Therefore, 0.5 λ is 75 mm.

도3 의 PIFA(200)에서 안테나 바디면(210)의 폭(D1)과 길이(D2)는 각각 0.07 λ(10mm)과 0.21 λ(31mm)으로 설정된다. 그리고 단락부(220)의 높이(h)는 안테나 바디면(210)의 길이(D2)와 단락부(220)의 높이(h)의 합은 0.25 λ을 기준으로 기설정된 범위(0.25 ㅁ 0.05λ)내에 포함되도록 0.04λ(6mm) 설정되었다.The width D 1 and the length D 2 of the antenna body surface 210 in the PIFA 200 of FIG. 3 are set to 0.07? (10 mm) and 0.21? (31 mm), respectively. The sum of the length D 2 of the antenna body surface 210 and the height h of the shorting part 220 is 0.25? 0.04 lambda (6 mm) so as to be included in the wavelength?

단락부(220)의 폭(w)과 접지면(240)의 폭(L1)은 안테나 바디면(210)의 폭(D1)과 동일하게 0.07 λ으로 설정된다. 또한 접지면(240)의 길이(L2)는 안테나 바디면(210)의 길이(D2)가 0.24 λ(36mm)를 갖는다. 즉 상기한 0.3λ 이내의 길이를 갖는다.The width w of the shorting part 220 and the width L 1 of the ground plane 240 are set to 0.07 lambda equal to the width D 1 of the antenna body surface 210. The length L 2 of the ground plane 240 has a length D 2 of 0.24 λ (36 mm) of the antenna body plane 210. That is, the length within 0.3 [theta] described above.

그리고 급전 라인(230)의 위치는 50 옴(Ω)으로 임피던스 매칭이 되는 것으로 가정하여 안테나 바디면(210)의 폭(D1)과 길이(D2)에 따라 단락부(220)에 근접한 0.03 λ(5mm)의 거리에 배치되었다. 급전 라인(230)이 50 옴(Ω)으로 임피던스 매칭되므로 일반적인 동축 케이블(Coaxial cable)로 직접 연결이 가능한 구조이다.
Assuming that the impedance of the feeding line 230 is 50 ohm, impedance matching is performed between the short side 220 and the short side 220 according to the width D 1 and length D 2 of the antenna body 210, lambda (5 mm). Since the feeding line 230 is impedance-matched to 50 ohms (Ω), it can be directly connected to a general coaxial cable.

도4 는 도2 의 안테나 모듈의 주파수 특성을 나타내고, 도5 는 도2 의 복수개의 PIFA 각각의 빔 방사 특성을 나타낸다.FIG. 4 shows the frequency characteristics of the antenna module of FIG. 2, and FIG. 5 shows beam radiation characteristics of each of the plurality of PIFAs of FIG.

도4 의 주파수 특성에서 안테나 모듈(AM)은 S 파라미터의 크기가 ??10dB 이하로 가장 낮게 되는 주파수가 대략 2.03 GHz로서 중심 주파수가 2.03 GHz 임을 알 수 있으며, -10dB 주파수 대역폭이 90 MHz 로 나타난다. 즉 PIFA 설계시에 고려한 2GHz의 공진 주파수용 안테나로 사용이 가능하다. 한편 각 PIFA 사이의 격리도(Isolation)는 2.03 GHz의 중심 주파수에서 ??14dB로 양호한 것으로 분석되었다.In the frequency characteristics of FIG. 4, the antenna module AM has a center frequency of 2.03 GHz with a S-parameter of 2.03 GHz, which is the lowest frequency of ?? 10 dB or less, and a -10 dB frequency bandwidth of 90 MHz . That is, it can be used as an antenna for resonance frequency of 2 GHz considered in PIFA design. On the other hand, the isolation between each PIFA was analyzed to be good at ~ 14dB at the center frequency of 2.03 GHz.

한편 도5 을 분석하면, 도2 의 적어도 하나의 PIFA(PF1 ~ PF4)는 빔 중심 위치가 ??35도로 나타나며, 최대 빔 이득은 2.3dBi로 나타나며, 반전력 빔폭은 225도로 나타난다.
On the other hand, FIG. 5 shows that at least one PIFA (PF1 to PF4) of FIG. 2 has a beam center position of 35 degrees, a maximum beam gain of 2.3 dBi, and a half power beam width of 225 degrees.

도6 은 확장 안테나 모듈의 일 예를 나타낸다.6 shows an example of an extended antenna module.

도6 의 확장 안테나 모듈(EAM1)은 도2 의 안테나 모듈이 복수개로 서로 인접하여 나란히 배치된다. 이렇게 동일한 평면상에 복수개의 안테나 모듈(AM)이 나란하게 배치되면, 복수개의 안테나 모듈(AM) 각각이 평면의 상부면 방향, 즉 PIFA가 배치된 방향으로 전파를 방출하므로, 지향성을 높일 수 있게 된다.The extended antenna module EAM1 of FIG. 6 is arranged such that a plurality of antenna modules of FIG. 2 are arranged adjacent to each other. When a plurality of antenna modules AM are arranged side by side on the same plane, each of the plurality of antenna modules AM emits radio waves in the direction of the upper surface of the plane, that is, the direction in which the PIFA is arranged. do.

상기에서는 안테나 모듈(AM)이 0.5 λ 이하의 크기를 갖는 것으로 가정하였다. 즉 안테나 모듈(AM)의 한변의 최대 길이는 0.5 λ로 설정될 수 있다. 만일 복수개의 안테나 모듈(AM) 각각의 한 변이 0.5 λ의 길이를 갖는 경우에는 복수개의 안테나 모듈(AM)을 서로 인접하여 밀착 배치할 수 있으나, 복수개의 안테나 모듈(AM) 각각에서 한 변의 길이가 0.5 λ보다 작은 경우에는 확장 안테나 모듈(EAM1)은 복수개의 안테나 모듈(AM) 각각에 0.5 λ X 0.5 λ 보다 큰 크기의 영역을 할당하여 배치할 수 있다. 이는 상기한 바와 같이 각 PIFA 사이의 거리가 0.5 λ 보다 짧은 경우에 상호 간섭이 발생하기 때문이다. 즉 확장 안테나 모듈(EAM)에서 각각의 복수개의 안테나 모듈(AM)은 적어도 0.5 λ X 0.5 λ의 면적을 점유한다.In the above, it is assumed that the antenna module (AM) has a size of 0.5 [lambda] or less. That is, the maximum length of one side of the antenna module AM can be set to 0.5 [lambda]. If one side of each of the plurality of antenna modules AM has a length of 0.5 ?, a plurality of antenna modules AM may be closely arranged adjacent to each other. However, 0.5, the extended antenna module EAM1 can allocate and allocate a region larger than 0.5? X0.5? To each of the plurality of antenna modules AM. This is because mutual interference occurs when the distance between PIFAs is shorter than 0.5 [mu] as described above. That is, in the extended antenna module (EAM), each of the plurality of antenna modules (AM) occupies an area of at least 0.5 λ X 0.5 λ.

그리고 서로 인접하여 나란하게 배치되는 복수개의 안테나 모듈(AM)에 각각에 배치된 최대 4개의 PIFA(PF1 ~ PF4)는 정사각형 패널(PN)의 중심점으로부터 대각선 방향으로 배치되어 있으므로, 안테나 모듈(AM)의 PIFA는 인접한 안테나 모듈(AM)의 PIFA와의 각도가 수직을 이루게 된다. 복수개의 안테나 모듈(AM)을 인접하여 배치하여도 안테나 모듈(AM)의 패널(PN)의 형태가 정사각형이기 때문에 인접하여 배치된 안테나 모듈(AM)의 PIFA가 서로 수직으로 배치되므로 상호 간섭을 최소화 할 수 있다.The maximum four PIFAs PF1 to PF4 arranged in each of the plurality of antenna modules AM arranged adjacent to each other are arranged diagonally from the center point of the square panel PN, The angle of the PIFA of the adjacent antenna module (AM) becomes perpendicular to the PIFA of the adjacent antenna module (AM). Even when a plurality of antenna modules AM are disposed adjacent to each other, since the shape of the panel PN of the antenna module AM is square, the PIFAs of the adjacent antenna modules AM are disposed perpendicular to each other, can do.

도6 에서는 도2 의 안테나 모듈(AM)이 복수개로 단순 배치되는 것으로 도시하였으나, 경우에 따라서 복수개의 안테나 모듈(AM)은 패널(PN)을 공유할 수도 있다. 즉 배치하고자 하는 안테나 모듈의 개수에 대응하는 크기의 하나의 패널(PN) 상에 복수개의 PIFA를 도6 과 같이 배치하여 확장 안테나 모듈(AM)을 구성할 수도 있다.In FIG. 6, a plurality of antenna modules (AM) of FIG. 2 are shown as being simply disposed. However, in some cases, a plurality of antenna modules (AM) may share a panel (PN). That is, the plurality of PIFAs may be arranged on one panel (PN) having a size corresponding to the number of the antenna modules to be arranged as shown in FIG. 6 to form an extended antenna module (AM).

도6 에서는 일예로서 동일 평면상에 6개의 안테나 모듈이 배치되는 것으로 도시하였으나, 안테나 모듈은 가로 및 세로 방향으로 계속 확장될 수 있음은 자명하다.
Although FIG. 6 shows six antenna modules disposed on the same plane as an example, it is apparent that the antenna module can be continuously extended in the horizontal and vertical directions.

도7 은 확장 안테나 모듈의 다른 예를 나타낸다.7 shows another example of the extended antenna module.

도7 의 (a)는 확장 안테나 모듈(EAM2)의 정면도이며, (b)는 사시도를 도시하였다. 도7 의 확장 안테나 모듈(EAM2)은 도6 의 확장 안테나 모듈(EAM1)과 달리 6개의 안테나 모듈(AM)이 정육면체 형상으로 배치된다. 즉 복수개의 안테나 모듈(AM) 중 인접한 안테나 모듈들은 패널(PN)들은 270도 각도로 배치된다. 안테나 모듈(AM)들이 270도 각도로 배치됨에 따라 각각의 안테나 모듈(AM)에 배치된 복수개의 PIFA는 정육면체의 외부면 방향으로 배치된다. 그리고 복수개의 PIFA가 확장 안테나 모듈(EAM2)의 외부면 방향에 배치됨에 따라 확장 안테나 모듈(EAM2)는 일방향의 지향성을 갖는 도6 의 확장 안테나 모듈(EAM2)와 달리 전방향 지향성을 갖는다.7 (a) is a front view of the extended antenna module EAM2, and FIG. 7 (b) is a perspective view thereof. The extended antenna module EAM2 of FIG. 7 is different from the extended antenna module EAM1 of FIG. 6 in that six antenna modules AM are arranged in a cube shape. That is, adjacent antenna modules among the plurality of antenna modules AM are arranged at a 270 degree angle. As the antenna modules AM are arranged at an angle of 270 degrees, the plurality of PIFAs arranged in the respective antenna modules AM are arranged in the outer surface direction of the cube. As a plurality of PIFAs are arranged in the direction of the outer surface of the extended antenna module EAM2, the extended antenna module EAM2 has omnidirectional directivity unlike the extended antenna module EAM2 of FIG. 6 having unidirectional directivity.

다만 도7 의 확장 안테나 모듈(EAM2) 또한 도6 의 확장 안테나 모듈(EAM1)과 마찬가지로 각각의 안테나 모듈(AM)은 0.5λ X 0.5λ의 크기에 배치되어야 한다. 그러므로 도7 의 확장 안테나 모듈은 0.5λ X 0.5λ X 0.5 λ의 크기에 최대 24개(4 X 6)의 PIFA를 배치할 수 있다.However, the extended antenna module EAM2 of FIG. 7 and each of the antenna modules AM of the extended antenna module EAM1 of FIG. 6 should be arranged in a size of 0.5? X 0.5 ?. Therefore, the extended antenna module of FIG. 7 can arrange a maximum of 24 (4 * 6) PIFAs in a size of 0.5? X 0.5? X 0.5 ?.

비록 도7 에서는 정육면체 형상으로 구현된 확장 안테나 모듈(EAM2)을 도시하였으나, 본 발명의 확장 안테나 모듈은 단순히 정육면체 형상으로 한정되는 것이 아니라 서로 인접하여 배치되는 안테나 모듈(AM)이 270도 각도를 유지하도록 구현되면 된다. 즉 도7 의 확장 안테나 모듈(EAM2)에서 하나 또는 그 이상의 안테나 모듈(AM)이 제거되어도 무방하다.
Although the extended antenna module EAM2 implemented in the shape of a cube is shown in FIG. 7, the extended antenna module of the present invention is not limited to a simple cube shape. Instead, the antenna module AM disposed adjacent to the extended antenna module . That is, one or more antenna modules AM may be removed from the extended antenna module EAM2 of FIG.

도8 은 확장 안테나 모듈의 또 다른 예를 나타낸다.8 shows another example of an extended antenna module.

도8 또한 도7 과 유사하게 (a)는 확장 안테나 모듈(EAM3)의 정면도이며, (b)는 사시도를 도시하였다. 도8 의 확장 안테나 모듈(EAM3)은 도6 및 도7 의 확장 안테나 모듈(EAM1, EAM2)가 조합된 형태를 갖는다. 즉 복수개의 안테나 모듈이 180도 각도로 평면상에 나란히 배치되는 도6 의 확장 안테나 모듈(EAM1)과 복수개의 안테나 모듈이 270도 각도로 인접하여 배치되는 도7 의 확장 안테나 모듈(EAM2)이 결합된 형태로서, 정육면체가 아닌 직육면체 형태를 갖는다. 또한 각각의 안테나 모듈(AM)은 0.5λ X 0.5λ의 크기에 배치된다. 8, similarly to FIG. 7, (a) is a front view of the extended antenna module EAM3, and FIG. 8 (b) is a perspective view. The extended antenna module EAM3 of FIG. 8 has a form in which the extended antenna modules EAM1 and EAM2 of FIG. 6 and FIG. 7 are combined. That is, the extended antenna module EAM1 of FIG. 6 in which a plurality of antenna modules are arranged on a plane at an angle of 180 degrees, and the extended antenna module EAM2 of FIG. 7 in which a plurality of antenna modules are disposed adjacent to each other by 270 degrees, And has a rectangular parallelepiped shape, not a cube. Each antenna module AM is arranged at a size of 0.5? X 0.5?.

도8 에 도시된 바와 같이 확장 안테나 모듈(EAM3)의 전면, 후면, 상면 및 하면에는 각각 2개의 안테나 모듈(AM)이 나란히 배치되는 반면 양측면에는 1개씩의 안테나 모듈(AM)이 배치된다. 따라서 상기한 바와 같이 각 안테나 모듈(AM)이 최대 4개의 PIFA를 포함할 수 있으므로, 도8 의 확장 안테나 모듈(EAM3)는 최대 40개(4 X 10)의 PIFA를 포함할 수 있다. 그리고 도8 의 확장 안테나 모듈의 크기는 최소 0.5λ X 0.5λ X 1.0λ의 크기를 갖는다.As shown in FIG. 8, two antenna modules AM are arranged side by side on the front, rear, top and bottom surfaces of the extended antenna module EAM3, while one antenna module AM is arranged on both sides. Therefore, as described above, each antenna module AM may include up to four PIFAs, so that the extended antenna module EAM3 of FIG. 8 may include up to 40 (4 X 10) PIFAs. The size of the extended antenna module of FIG. 8 has a minimum size of 0.5? X 0.5? X 1.0?.

도8 과 같은 형태의 확장 안테나 모듈(EAM3)은 도7 의 확장 안테나 모듈(EAM2)에서 특정 방향으로의 지향성이 다른 방향보다 더 크게 필요할 때 유용하다. 그리고 도7 과 마찬가지로 도8의 확장 안테나 모듈(EAM3)에서 적어도 하나의 안테나 모듈(AM2)가 제거되어도 무방하다. 즉 도6 과 같은 평판평 확장 안테나 모듈(EAM1)들이 서로 270도 각도로 배치되는 구조도 사용될 수 있다.The extended antenna module EAM3 of FIG. 8 is useful when the directivity in a specific direction is required to be larger in the extended antenna module EAM2 of FIG. 7 than in the other direction. 7, at least one antenna module AM2 may be removed from the extended antenna module EAM3 of FIG. That is, a structure in which the flat plate expansion antenna modules EAM1 as shown in FIG. 6 are disposed at an angle of 270 degrees with each other can also be used.

도7 및 도8 과 같은 형태의 확장 안테나 모듈(EAM2, EAM3)은 일종의 박스 형상으로서 내부에 각종 전자 부품이 포함될 수 있다. 이러한 특징을 활용하면, 각종 사용자 단말 또는 기지국 및 분산 소형 기지국 등의 장치를 확장 안테나 모듈(EAM2, EAM3)의 내부 빈공간에 구현함으로서 장치를 최소화 할 수 있다.The extension antenna modules EAM2 and EAM3 of the form as shown in Figs. 7 and 8 may be in the form of a box, and various electronic components may be included therein. With this feature, devices can be minimized by implementing devices such as various user terminals, base stations and distributed small base stations in the inner empty space of the extended antenna modules (EAM2, EAM3).

이는 기존의 이동 통신 시스템에서 복수개의 안테나를 구비하는 단말 또는 기지국이 복수개의 안테나의 배치 공간을 확보하기 위해 소형화가 불가능한 점을 개선하여 단말 또는 기지국의 크기를 크게 줄일 수 있게 된다는 장점이 있다.
This is advantageous in that a terminal or a base station having a plurality of antennas in an existing mobile communication system can not be miniaturized in order to secure a space for arranging a plurality of antennas, thereby greatly reducing the size of a terminal or a base station.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

Claims (10)

정사각형 형태의 평판으로 각 변의 길이가 기설정된 중심 주파수의 파장(λ)의 1/2 이하인 패널; 및
각각 길이가 0.3λ 이하의 독립된 접지면을 갖고, 상기 패널의 중심에서 모서리 방향으로 향하는 4개의 대각선 중 하나 배치되는 적어도 하나의 평판형 역-에프형 안테나를 포함하는 안테나 모듈.
A flat plate having a square shape and each side having a length equal to or less than 1/2 of a wavelength? Of a predetermined center frequency; And
And at least one planar inverted-f antenna, each having an independent ground plane of 0.3 lambda or less in length and disposed in one of four diagonal lines from the center of the panel toward the edge.
제1 항에 있어서, 상기 안테나 모듈은
동일한 평면상에 복수개의 상기 안테나 모듈이 배치되어 제1 확장 안테나 모듈을 구성하고, 상기 제1 확장 안테나 모듈의 복수개의 안테나 모듈 중 서로 인접하여 배치되는 안테나 모듈들은 서로 정사각형 형태의 패널의 4변 중 한 변이 서로 마주보도록 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
The method of claim 1, wherein the antenna module
A plurality of antenna modules are disposed on the same plane to form a first extended antenna module, and among the plurality of antenna modules of the first extended antenna module, antenna modules disposed adjacent to each other among four sides of a panel having a square shape. An antenna module, characterized in that the side is disposed adjacent to face each other.
제2 항에 있어서, 상기 확장 안테나 모듈은
상기 복수개의 안테나 모듈 각각이 0.5 λ X 0.5 λ 크기의 영역 단위로 1개씩 배치되는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
The method of claim 2, wherein the expansion antenna module
The antenna module, characterized in that each one of the plurality of antenna modules are arranged in units of an area of 0.5 λ X 0.5 λ size.
제3 항에 있어서, 상기 복수개의 안테나 모듈은
상기 복수개의 안테나 모듈 각각의 상기 패널이 결합된 형태의 하나의 단일 패널 상에 상기 적어도 하나의 평판형 역-에프형 안테나를 배치하여 상기 제1 확장 안테나 모듈 구성하는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
The method of claim 3, wherein the plurality of antenna modules
And the at least one planar inverted-f antenna is disposed on one single panel in which the panels of each of the plurality of antenna modules are combined to configure the first extended antenna module.
제1 항에 있어서, 상기 안테나 모듈은
복수개의 상기 안테나 모듈이 배치되어 제2 확장 안테나 모듈을 구성하고, 상기 제2 확장 안테나 모듈의 복수개의 안테나 모듈 중 서로 인접하여 배치되는 안테나 모듈들은 서로 정사각형 형태의 패널의 4변 중 한 변이 서로 마주보며, 서로 마주보는 두 변이 270도 각도로 배치되는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
The method of claim 1, wherein the antenna module
A plurality of antenna modules are disposed to constitute a second extended antenna module, and antenna modules disposed adjacent to each other among a plurality of antenna modules of the second extended antenna module face each other with one of four sides of a square panel. The antenna module, characterized in that the two sides facing each other are arranged at an angle of 270 degrees.
제5 항에 있어서, 상기 확장 안테나 모듈은
상기 복수개의 안테나 모듈 각각이 0.5 λ X 0.5 λ 크기의 영역 단위로 1개씩 배치되는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
The method of claim 5, wherein the expansion antenna module
The antenna module, characterized in that each one of the plurality of antenna modules are arranged in units of an area of 0.5 λ X 0.5 λ size.
제3 항에 있어서, 상기 확장 안테나 모듈은
적어도 하나의 상기 제1 확장 안테나 모듈과 적어도 하나의 상기 안테나 모듈이 조합 배치되어 제3 확장 안테나 모듈을 구성하고, 상기 제3 확장 안테나 모듈은 상기 적어도 하나의 제1 확장 안테나 모듈에 인접하여 배치되는 상기 적어도 하나의 제1 확장 안테나 모듈 또는 상기 적어도 하나의 안테나 모듈의 한 변이 서로 마주보고, 서로 마주 보는 두 변이 270도 각도로 배치되는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
The method of claim 3, wherein the extension antenna module
At least one first extension antenna module and at least one antenna module are combined to form a third extension antenna module, and the third extension antenna module is disposed adjacent to the at least one first extension antenna module. And at least one side of the at least one first extended antenna module or at least one antenna module facing each other and at least two sides facing each other at an angle of 270 degrees.
제1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 평판형 역-에프형 안테나 각각은
상기 중심 주파수에 대응하는 길이와 폭을 갖고 전파를 송수신하는 안테나 바디면;
상단이 상기 안테나 바디면의 일측면에 연결되고, 하단이 상기 접지면의 일측면에 연결되는 단락부; 및
임피던스 매칭을 수행하기 위해 상기 단락부와 기설정된 임피던스에 대응하는 거리만큼 이격되어 배치되고, 상기 안테나 바디와 상기 접지면 사이에 연결되어 신호를 전달하는 급전 라인; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
The antenna of claim 1, wherein each of the at least one planar inverted-F type antenna
An antenna body surface having a length and a width corresponding to the center frequency to transmit and receive radio waves;
A shorting part having an upper end connected to one side of the antenna body surface and a lower end connected to one side of the ground plane; And
A feed line disposed between the antenna body and the ground plane and spaced apart from each other by a distance corresponding to the predetermined impedance so as to perform impedance matching and transmitting a signal; Antenna module, characterized in that it further comprises.
제8 항에 있어서, 상기 안테나 바디면은
폭이 0.1 ㅁ 0.04λ의 범위 내에 포함되며, 길이가 상기 단락부의 높이와의 합이 상기 파장에 대응하여 0.25 ㅁ 0.05λ 의 범위 내에 포함되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
9. The antenna of claim 8, wherein the antenna body surface
And a width is within a range of 0.1 W 0.04 lambda and a length is set such that a sum of the height of the short circuit portion is within a range of 0.25 W 0.05 mm corresponding to the wavelength.
제1 항 내지 제9 항에 중 어느 한 항에 따라 구현되는 상기 안테나 모듈; 및
상기 안테나 모듈의 상기 적어도 하나의 평판형 역-에프형 안테나 각각의 상기 급전 라인으로 상기 신호를 전송하는 회로기판을 포함하는 무선 통신 기기.The antenna module implemented according to any one of claims 1 to 9; And
And a circuit board for transmitting the signal to the feed line of each of the at least one planar inverted-f antennas of the antenna module.
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