KR20160016465A

KR20160016465A - 안테나 장치

Info

Publication number: KR20160016465A
Application number: KR1020140100691A
Authority: KR
Inventors: 고승태; 김윤건; 백광현; 홍원빈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2014-08-05
Filing date: 2014-08-05
Publication date: 2016-02-15
Also published as: US9799959B2; CN105337023B; CN105337023A; WO2016021935A1; CN205159495U; US20160043470A1; KR102151425B1

Abstract

본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 안테나 장치는, 기판부와, 기판부 구비되는 급전부 및 급전부에 연결되어 급전 신호를 제공받으며, 기판부의 주변둘레를 따라 상기 기판부의 폭 내에서 서로 마주하게 구비되는 방사부를 포함할 수 있다. 또한, 상기와 같은 장치는 실시예에 따라 더욱 다양하게 구현될 수 있다.

Description

안테나 장치{ANTENNA DEVICE}

본 발명의 다양한 실시 예들은 안테나 장치에 관한 것이다.

무선 통신 기술은 상용화된 이동통신망 접속뿐만 아니라, 최근에는 와이파이(Wi-Fi) 기술로 대표되는 근거리 무선통신(wireless local area network; w-LAN), 블루투스(Bluthooth), 근접무선통신(near field communication; NFC) 등 다양한 방식으로 구현되고 있다. 이동통신 서비스는 음성 통화 중심의 1세대 이동통신 서비스로부터 시작되어, 점차 초고속, 대용량 서비스(예: 고화질 동영상 스트리밍 서비스)로 점차 진화하고 있으며, 향후 상용화될 차세대 이동통신 서비스는 수십 GHz 이상의 초고주파수 대역('밀리미터파(mmWave) 통신'이라 고 함.)을 통해 제공될 것으로 전망된다.

밀리미터파 통신에서 사용되는 안테나 장치의 공진주파수 파장은 1~10mm에 불과하고, 방사체의 크기는 더 작아질 수 있다. 또한, 통신회로와 방사체 사이에서 발생하는 전송 손실을 억제하기 위해, 밀리미터파 통신에 사용되는 안테나 장치는 통신회로부가 탑재된 고주파집적회로 칩(Radio Frequency Integrated circuit chip: RFIC 칩)과 방사체를 서로 인접하게 배치할 수 있다. 이러한 안테나 장치는 폭과 길이가 30mm 이내, 예를 들면, 10mm*25mm 정도 크기의 인쇄회로 기판에 RFIC 칩과 방사체를 배치하여 모듈 형태로 구현될 수 있다.

일반적으로, 동작 주파수는 방사체의 길이에 따라 주파수가 결정될 수 있으며, 동작 주파수 대역이 높아질수록 안테나 장치, 예를 들면, 무선 신호의 직접적인 방사 동작을 수행하는 방사체의 크기가 작아질 수 있다. 안테나 장치의 공진주파수를 λ라고 할 때, 방사체는 N*(λ/4)의 전기적인 길이를 가질 수 있다. 여기서, N은 자연수를 의미한다. 이러한 안테나 장치가 이동통신 단말기와 같은 소형, 박형 및 경량화되는 전자 장치에 실장되는 경우에는 실장 공간에 제약을 받을 수 밖에 없다. 특히, 안테나 장치의 방사 성능 등을 고려하여 전자 장치의 내부에 실장되는데, 특히 밀리미터파 통신 시 360°커버리지를 위해 안테나 장치는 회로기판의 모서리 부분과 같이 테두리 부분에 실장되고 있다. 전자 장치는 길이방향에 대비하여 매우 얇은 두께를 가지므로, 전자 장치에 실장되는 안테나 장치는 길이 방향의 실장이 용이하다. 즉, 전자 장치에 실장되는 안테나 장치의 방사체는 길이방향으로는 주파수 대역에 따른 길이로 형성되는 것이 용이하다. 이에, 길이방향에 대한 편파(이하 '수평 편파'라 함.)를 가지는 방사체는 전자 장치에 실장이 용이하며, 주파수 설계도 용이하며, 방사 효율도 좋을 수 있다. 그러나, 전자 장치의 두께 방향으로는 안테나의 방사체를 실장할 수 있을 만큼의 길이가 제공되지 못하므로, 필요한 주파수의 설계는 물론 두께 방향에 대한 편파(이하 '수직 편파'라 함.)의 구현이 용이하지 않다.

또한, 기판의 둘레를 따라 복수개의 안테나 모듈이 설치되는 경우 안테나 모듈과, 인접한 안테나 모듈 간의 간섭으로 인해 편파 손실이 발생되므로, 복수개의 안테나 모듈이 실장되는 경우, 안테나 모듈 간의 소정 이격 간격이 필요할 수 밖에 없으며, 이에 따라 안테나 모듈의 집적도가 저하될 수밖에 없다.

따라서, 본 발명의 다양한 실시 예들은 실장 공간에 제약을 받지 않으면서 다양한 동작 특성을 확보할 수 있는 안테나 장치를 제공하고자 한다.

또한, 전자 장치에 길이 방향으로 용이하게 제공되는 수평 편파의 송, 수신뿐만 아니라 길이 방향에 대해 매우 얇은 두께를 가진 폭 방향으로도 수직 편파를 송, 수신 할 수 있는 안테나 장치를 제공하고자 한다.

또한, 안테나 모듈이 서로 인접하게 제공되어도 편파 손실을 최소화할 수 있으며, 안테나 모듈의 집적도를 향상시킬 수 있는 안테나 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치는, 기판부; 상기 기판부의 둘레를 따라 폭 방향으로 배치되어 폭 방향으로 전계 및 자계를 발생하는 방사체(radiator)를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치는, 기판부; 상기 기판부 구비되는 급전부; 및 상기 급전부에 연결되어 급전 신호를 제공받으며, 상기 기판부의 주변둘레를 따라 상기 기판부의 폭 내에서 서로 마주하게 구비되는 방사부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나에 따른 안테나 장치는, 기판부; 상기 기판부 구비되는 급전부; 및 상기 급전부에 연결되어 급전 신호를 제공받으며, 상기 기판부의 주변둘레를 따라 상기 기판부의 폭 사이에서 서로 마주하게 구비되는 제1, 2방사체를 포함하고, 상기 제1방사체는 상기 급전부가 연결되며, 상기 기판부의 길이의 수평한 방향으로 돌출되는 방사패치를 포함하고, 상기 제2방사체는 상기 제1방사체와 이격되고 상기 제1방사체의 상부 및 하부로 상기 제1방사체와 나란하게 마주하는 제1,2방사패치를 포함하여, 상기 제1방사체와 상기 제2방사체는 수직 편파의 방사 패턴을 발생할 수 있다.

또한, 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나에 따른 안테나 장치는, 기판부; 상기 기판부 구비되는 급전부; 및 상기 급전부에 연결되어 급전 신호를 제공받으며, 상기 기판부의 둘레면에 위치되며, 상기 기판부의 폭 사이에서 상기 기판부의 둘레면과 대향하여 서로 마주보게 구비되는 제1방사체와 제2방사체를 포함하고, 상기 제1방사체는 상기 기판부의 단부에서 이격 형성되며 상기 급전부와 연결되는 기둥부와, 상기 기둥부의 양단에서 상기 기판부 측으로 돌출되는 플레이트를 포함하고, 상기 제2방사체는 상기 기판부의 폭방향을 따라 기둥부 측으로 돌출되는 복수개의 방사패치들을 포함하고, 상기 제1방사체와 상기 제2방사체는 수직 편파의 방사 패턴을 발생할 수 있다.

또한, 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나에 따른 안테나 장치는, 기판부; 상기 기판부 구비되는 급전부; 상기 급전부에 연결되어 급전 신호를 제공받으며, 상기 기판부의 주변둘레를 따라 상기 기판부의 폭 내에서 서로 마주하게 구비되는 방사부재; 및 상기 기판부의 둘레면에서 멀어지는 방향을 따라 적어도 하나 이상 구비되며, 상기 방사부재와 인접하게 배치되는 가이드 방사부재를 포함하고, 상기 방사부재는 수직 편파의 방사 패턴을 발생하며, 상기 가이드 방사부재는 지향성을 조절할 수 있다.

또한, 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나에 따른 안테나 장치는, 기판부; 상기 기판부 구비되는 급전부; 및 상기 급전부에 연결되어 급전 신호를 제공받으며, 상기 기판부의 주변둘레를 따라 상기 기판부의 폭 내에서 서로 마주하게 구비되며, 상기 기판부와 수평한 방향으로 전계 및 상기 기판부의 수직한 방향의 전계를 발생하여 수평 편파 안테나 패턴 및 수직 편파의 안테나 패턴을 발생하는 제1,2방사패치를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나에 따른 안테나 장치는, 기판부; 상기 기판부 구비되는 급전부; 및 상기 급전부에 연결되어 급전 신호를 제공받으며, 상기 방사부는 상기 기판부의 둘레면에 위치되며, 상기 기판부의 폭 사이에서 상기 기판부의 둘레면과 대향하여 서로 마주보게 구비되는 제1방사체와 제2방사체를 포함하고, 상기 급전부는 상기 제1방사체에 연결되어 상기 제1방사체와 상기 제2방사체 사이에서 수평 편파 급전신호를 제공하는 제1급전라인과, 상기 제1방사체에 연결되어 상기 제1방사체와 상기 제2방사체 사이에서 수직 편파 급전 신호를 제공하는 제2급전라인을 포함하여, 상기 제1,2급전라인의 선택적인 온/오프에 따라 수평편파의 방사패턴, 수직편파의 방사패턴, 대각선 편파의 방사패턴 또는 원형편파의 방사패턴의 패턴들 중 적어도 어느 하나의 패턴을 발생할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 본 발명의 안테나 장치는 이동 통신 단말기와 같은 전자 장치의 폭 방향의 좁은 실장 공간으로 수직 편파를 송, 수신 할 수 있게 실장될 수 있다.

또한, 동작 주파수를 안테나의 수평길이의 조절로 수직 편파의 송, 수신을 가능하게 하고, 수직 편파 안테나 활용하여 수직 편파의 송, 수신은 물론, 광대역 원형 편파의 송, 수신이나, 이중 급전이 가능한 안테나 장치를 구현할 수 있는 등, 실장 공간에 제약을 받지 않으면서 다양한 동작 특성을 확보할 수 있는 안테나 장치를 구현할 수 있다.

또한, 전자 장치의 테두리를 따라 안테나 장치가 서로 인접하게 실장되어도 편파 손실을 최소화 할 수 있고, 안테나 모듈과 이웃한 안테나 장치의 실장 거리를 최소화할 수 있어, 안테나 장치의 집적도가 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 오픈 스토브(open-stub) 구조를 가지는 방사부를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 쇼트 스토브(short-stub) 구조를 가지는 방사부를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제1 실시 예에 따른 안테나 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제1 실시 예에 따른 안테나 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제1 실시 예에 따른 안테나 장치에서 방사부에서 발생되는 수직 편파 방사 패턴을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제1실시 예에 따른 안테나 장치에서, 제1,2방사패치의 길이에 따른 주파수 변화를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제1실시 예에 따른 안테나 장치에서 제1,2방사패치의 길이의 차이에 따른 반사 계수(S1,1)를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제1실시 예에 따른 안테나 장치의 방사 특성을 측정하여 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제2실시 예에 따른 안테나 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제2실시 예에 따른 안테나 장치에서 방사부가 기판부에 실장된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제2실시 예에 따른 안테나 장치에서 방사패치의 길이에 따른 주파수 변화를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제2실시 예에 따른 안테나 장치의 방사 특성을 측정하여 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제3실시 예에 따른 안테나 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제3실시 예에 따른 안테나 장치에서 방사부가 기판부에 실장된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제3실시 예에 따른 안테나 장치의 반사 계수(S1,1)를 나타내는 그래프이다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제3실시 예에 따른 안테나 장치에서 가이드 방사부재의 개수에 따른 방사 특성을 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제3실시 예에 따른 안테나 장치의 방사 특성을 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제4실시 예에 따른 안테나 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제4실시 예에 따른 안테나 장치에서 방사부가 기판부에 실장된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 20은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제4실시 예에 따른 안테나 장치의 제1,2방사패치에서 발생되는 수직편파 방사패턴 및 수평편파 방사패턴의 전계를 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제4실시 예에 따른 안테나 장치의 반사 계수(S1,1)를 나타내는 그래프이다.
도 22는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제4실시 예에 따른 안테나 장치의 서 제1,2방사패치에 의해 확보될 수 있는 주파수 대역을 나타내는 그래프이다.
도 23은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제4실시 예에 따른 안테나 장치의 방사 특성을 측정하여 나타내는 도면이다.
도 24는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제5실시 예에 따른 안테나 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 25는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제5실시 예에 따른 안테나 장치에서 방사부가 기판부에 실장된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 26은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제5실시 예에 따른 안테나 장치에서 제1,2급전라인의 선택적인 온/오프에 따른 방사패턴을 나타내는 표이다.
도 27은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제5실시 예에 따른 안테나 장치의 반사 계수(S11)을 측정하여 나타내는 그래프이다.
도 28은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제5실시 예에 따른 안테나 장치의 방사 특성을 나타내는 도면이다.
도 29는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제5실시 예에 따른 안테나 장치에서 두 개의 서로 다른 주파수 대역을 구비한 방사부들이 구비되는 것을 나타내는 도면이다.
도 30은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제5실시 예에 따른 안테나 장치에서두 개의 방사부가 각각 송, 수신 패턴으로 구비되는 경우를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면과 연관되어 기재된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나, 이는 본 발명의 다양한 실시 예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 다양한 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.

본 발명의 다양한 실시 예에서 사용될 수 있는“포함한다” 또는 “포함할 수 있다” 등의 표현은 개시(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 발명의 다양한 실시 예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 다양한 실시 예에서 “또는” 등의 표현은 함께 나열된 단어들의 어떠한, 그리고 모든 조합을 포함한다. 예를 들어, “A 또는 B”는, A를 포함할 수도, B를 포함할 수도, 또는 A 와 B 모두를 포함할 수도 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에서 사용된 “제 1,”“제2,”“첫째,”또는“둘째,”등의 표현들은 다양한 실시 예들의 다양한 구성요소들을 수식할 수 있지만, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 표현들은 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는 모두 사용자 기기이며, 서로 다른 사용자 기기를 나타낸다. 예를 들어, 본 발명의 다양한 실시 예의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.

본 발명의 다양한 실시 예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 다양한 실시 예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명의 다양한 실시 예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 다양한 실시 예에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는, 전자 장치의 상태에 따라 발광되는 색을 통해 제공되는 기능을 가지거나, 제스쳐를 감지하거나, 생체 신호를 감지하는 기능이 포함된 장치일 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 스마트 폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 화상전화기, 전자북 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device)(예: 전자 안경과 같은 head-mounted-device(HMD), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리(appcessory), 전자 문신, 또는 스마트 와치(smart watch))중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

어떤 실시 예들에 따르면, 전자 장치는 전자 장치의 상태에 따른 다양한 색을 발광하는 서비스 광의 기능을 갖추거나, 제스쳐 감지 또는 생체 신호 감지 기능을 갖춘 스마트 가전 제품(smart home appliance)일 수 있다. 스마트 가전 제품은, 예를 들자면, 전자 장치는 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), TV 박스(예를 들면, 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(game consoles), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

어떤 실시 예들에 따르면, 전자 장치는 각종 의료기기(예: MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, GPS 수신기(global positioning system receiver), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치 및 자이로 콤파스 등), 항공 전자 장치(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛, 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller's machine) 또는 상점의 POS(point of sales) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

어떤 실시 예들에 따르면, 전자 장치는, 전자 장치의 상태에 따라 발광되는 색을 통해 제공되는 기능을 가지거나, 제스쳐를 감지하거나, 생체 신호를 감지하는 기능을 포함한 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 입력장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는 플렉서블 장치일 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않음은 당업자에게 자명하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예에 따른 안테나 장치에 대해서 살펴본다. 본 발명 다양한 실시 예에서 이용되는 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.

또한, 이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 안테나 장치의 개념을 설명할 수 있으며, 도 3 내지 도 8은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제1실시 예에 따른 안테나 장치를 설명할 수 있으며, 도 9 내지 도 12는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제2실시 예에 따른 안테나 장치를 설명할 수 있으며, 도 13 내지 도 17은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제3실시 예에 따른 안테나 장치를 설명할 수 있으며, 도 18 내지 도 23은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제4실시 예에 따른 안테나 장치를 설명할 수 있으며, 도 24 내지 도 30은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제5실시 예에 따른 안테나 장치를 설명할 수 있다.

도 1은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치(10)에서, 오픈 스토브(open-stub) 구조를 가지는 방사부(20)를 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치(10)에서, 쇼트 스토브(short-stub) 구조를 가지는 방사부(20)를 나타내는 도면이다.

도 1 및 도2를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 안테나 장치(10)는, 기판부(11)와, 급전부(12)와, 방사부(20)를 포함할 수 있다.

기판부(11)는 다수의 층들이 적층된 것으로, 가요성 인쇄회로기판, 유전체 기판 등으로 이루어질 수 있다. 각각의 층들은 도전체로 형성된 인쇄회로 패턴이나 접지층, 전, 후면(또는 상, 하면)을 관통하게 형성된 비아 홀들을 구비할 수 있다.

일반적으로, 다층 회로 기판에 형성된 비아 홀들(도 1, 2에서는 미도시함)은 서로 다른 층에 형성된 인쇄회로 패턴을 전기적으로 연결하거나 방열의 목적으로 형성한다. 본 발명의 실시 예들에 따른 안테나 장치(10)는, 기판부(11)의 일부분 또는 소정 간격 이격되는 부분으로 비아 홀들을 격자 형태로 배열하고, 폭 방향으로 연결되도록 적층시킴으로써 폭 방향으로 방사 부재(본원 발명에서 '기둥부'가 이에 해당될 수 있으며, 이하 '방사 기둥 부재(21)'라고 함.)로서 활용할 수 있다.

어떤 실시 예에서, 상기 기판부(11)를 이루는 각 층들은 일부 영역, 예를 들면, 가장자리에 인접하는 영역에 한 방향(이하, '수평 방향'이라 함.)으로 배열된 다수의 비아 홀들을 구비할 수 있다. 각각의 상기 층들이 적층되어 기판부(11)를 완성했을 때, 상기 층들 중 하나(이하, '제1 층')에 형성된 비아 홀들은 상기 제1 층에 인접하는 다른 층(이하, '제2 층')에 형성된 비아 홀들과 정렬될 수 있다. 상기 제1 층의 비아 홀들과 제2 층의 비아 홀들은 일직선으로 정렬될 수 있다. 상기 제1 층의 비아 홀들과 제2 층의 비아 홀들 사이에는 비아 패드가 각각 배치되어 서로 다른 층에 배치되면서 인접하는 두 비아 홀 사이에서 안정된 접속을 제공할 수 있다.

상기 방사 기둥 부재(21)는 후술하는 방사체(23)나 방사패치(22) 등이 방사 기둥 부재(21)에서 수직방향으로 배치되기 위해서 기판부(11) 내 또는 근접하게 비아 홀들로 이루어지므로, 별도의 접속 부재 등을 배치하지 않더라도 기판부(11)에 제공된 통신회로부 또는 접지부(GND)에 연결될 수 있다. 즉, 상기 기판부(11)의 제작과 동시에 상기 방사 기둥 부재(21)에 급전부(12)의 급전 라인, 접지 라인이 연결될 수 있다.

급전부(12)는 상기 비아 홀들 중 하나에 연결되어 상기 기판부(11)에 구성된 RFIC 칩(14)으로부터 급전 신호를 제공할 수 있다. 아울러, 방사 기둥 부재(21)를 구성하는 비아 홀들 또는 비아 패드들 중 일부, 예컨대, 적어도 하나의 비아 패드가 상기 방사부(20)에 접지를 제공하여 급전 신호의 누설을 억제할 수 있다. 상기 급전부(12)나 접지부(GND)는 기판부(11)의 표면에 위치하는 층에 구성될 수도 있다.

방사부(20)는 기판부(11)의 주변둘레를 따라 기판부(11)의 폭 내에서 서로 마주하게 구비될 수 있으며, 급전부(12)에 연결되어 상기 급전 신호를 제공받을 수 있다. 특히 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 방사부(20)는 기판부(11)의 길이방향 대비하여 매우 얇은 두께를 가지는 폭방향으로 설치되어 수직편파 방사패턴을 구현할 수 있으며, 캐비티 안테나 구조(cavity antenna model)를 가질 수 있다. 구체적으로 방사부(20)의 적층 또는 형상 등에 따라 오픈-오픈(open-open)되는 오픈 스터브(open-stub) 구조를 가질 수 있고, 이와는 달리 오픈-쇼트(open-short)되는 쇼트 스터브(short-stub) 구조를 가질 수도 있다.

구체적으로 도 1을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 방사부(20)는 오픈 스터브 구조를 구현할 수 있도록 방사체(23) 및 방사패치(22)를 포함할 수 있다. 방사체(23) 및 방사패치(22)는 소정의 면적을 가지는 편평한 플레이트 형상으로 기판부(11)의 폭 방향(Z 축 방향)으로 구비되는 방사 기둥 부재(21)의 양단부에서 기판부(11)의 상면 및 하면에 수평한 방향(Y축 방향)으로 돌출되게 형성될 수 있다. 구체적으로 방사체(23)는 급전부(12)와 접점되고, 기판부(11)의 상면 및 하면의 폭 사이에서 둘레면의 수직방향으로 돌출 형성될 수 있다. 또한, 방사패치(22)는 기판부(11)의 상면 및 하면에 각각 배치될 수 있다. 즉, 기판부(11)의 둘레면을 따라 구비된 방사 기둥 부재(21)의 상부 및 하부에서 수직 방향으로 소정의 너비를 가진 상부 방사패치(22)와 하부 방사패치(22) 사이에 방사체(23)가 구비될 수 있다. 이에, 상부 방사패치(22)와 방사체(23) 사이가 오픈되고, 하부 방사패치(22)와 방사체(23) 사이가 오픈되어 오픈 스터브 구조를 가질 수 있게 되는 것이다. 이때, 방사패치(22)의 길이는 N*(λ/2)의 전기적인 길이를 가질 수 있다. 여기서 N은 자연수를, λ는 안테나 장치(10)의 공진 주파수를 의미한다. 이러한 구조를 가지는 안테나 장치(10)는 전류인가에 따라 방사패치(22)에서 수직방향의 전계가 생성되며, 오픈된 영역에서 방사하여 수평 방향의 방사 특성을 가질 수 있다.

또한, 도 2를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 방사부(20)는 쇼트 스터브 구조를 구현할 수 있도록 방사 기둥 부재(21)에서 서로 마주하며 배치되는 방사패치(22)들을 포함할 수 있다. 구체적으로, 방사패치(22)들은 도 2(a)와 같이 두 개의 방사패치(22)가 기판부(11)의 폭 너비 내에서, 구체적으로 방사 기둥 부재(21)의 양단에서 서로 마주보게 배치될 수 있을 것이다. 또한, 도 2(b)나 2(c)와 같이, 방사패치(22)들 중 상부에 배치되는 방사패치(22) 또는 하부에 배치되는 방사패치(22) 중 하나가 다른 상부 방사패치(22)에 근접하도록 단부에서 연장되는 방사 기둥 부재(21)에 의해 마치 절곡되는 것처럼 형성되어 다른 방사패치(22)와 서로 마주보게 구비될 수 있다. 이에, 상부 방사패치(22)와 하부 방사패치(22)의 일단은 쇼트되고 타단은 오픈되는 오픈-쇼트의 쇼트 스터브 구조를 가질 수 이다. 이때, 방사패치(22)의 길이는 N*(λ/4)의 전기적인 길이를 가질 수 있다. 여기서 N은 자연수를, λ는 안테나 장치(10)의 공진 주파수를 의미한다. 이러한 구조를 가지는 안테나 장치(10)는 전류인가에 따라 방사패치(22)들 사이에서 수직방향의 전계가 생성되며, 오픈된 영역에서 방사하여 수평 방향의 방사 특성을 가질 수 있게 되는 것이다.

이하에서는, 도 3 내지 도 8을 참조하여 제1실시 예에 따른 안테나 장치(100)를 설명할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제1 실시 예에 따른 안테나 장치(100)를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 4는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제1 실시 예에 따른 안테나 장치(100)를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 5는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제1 실시 예에 따른 안테나 장치(100)에서 방사부(200)에서 발생되는 수직 편파 방사 패턴을 나타내는 도면이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시 예들 중 하나의 실시 예에 따른 안테나 장치는 앞서 설명한 도 1(a)에 도시된 안테나 장치와 같은 구조로서, 본 발명의 안테나 장치들 중 오픈 스토프 구조의 일 실시 예이다.

앞서 설명하였듯이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치(100)는 기판부(110)와, 급전부(120)와, 방사부(200)를 포함할 수 있다.

기판부(110)는 다수의 층들이 적층되며, 다층 회로 기판에는 비아홀들(111)이 구비될 수 있다. 비아홀들(111)은 서로 다른 층에 형성되는 인쇄회로 패턴을 전기적으로 연결하거나, 방열의 목적으로 구비될 수 있고, 접지층, 전, 후면(또는 상, 하면)을 관통하게 형성되도록 구비될 수 있다.

상기 방사부(200)는 급전부(120)을 통해 RFIC 칩(140)으로부터 급전 신호를 제공받을 수 있다. 방사부(200)는 상기 기판부(110)의 둘레면에 위치되고, 상기 기판부(110)의 폭 사이에서 서로 마주하며 나란하게 배치되는 제1,2방사체(230, 220))를 포함할 수 있다.

상기 제1방사체(230)는 상기 급전부(120)와 연결되며, 상기 기판부(110)의 길이의 수평한 방향(Y방향)으로 소정의 면적(X-Y 축 방향으로 면적을 가짐.)을 가지며 돌출되는 방사패치(230)로 구비될 수 있다. 언급하였듯이 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사패치(230)는 기판부(110)의 둘레면에서 기판부(110)의 길이방향으로 소정의 면적을 가질 수 있다. 또한, 방사패치(230)는 후술하는 제1,2방사패치(221, 222) 사이에 놓일 수 있다. 상기와 같이 방사패치(230)이 제1,2방사패치(221, 222) 사이에 배치됨에 따라, 방사부(200)는 앞서 설명한 오픈 스터부의 구조를 가질 수 있게 되는 것이다.

상기 제2방사체(220)는 상기의 방사패치(230)와 대향하여 오픈 스터브 구조를 가질 수 있도록 구비될 수 있다. 구체적으로 방사체(220)는 제1,2방사패치(221, 222)를 포함할 수 있으며, 기판부(200)의 상면 및 하면으로 서로가 기판부의 폭 방향만큼 이격되어 서로 대향하게 구비될 수 있다. 제1,2방사패치(221, 222)는 상기 제1방사체(230)를 사이에 두고 제1방사체(230)의 상면과 하면에 나란하게 배치될 수 있다. 상기 제1방사패치(221)와 상기 제2방사패치(222)는 상기 기판부(110)의 폭으로 다수의 층으로 적층되어 연결되는 비아홀들(111)로 구성된 방사 기둥 부재(210)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.

급전부(120)을 통해 급전 신호가 인가되면, 상기 제1방사패치(221)에는 상기 제1방사패치(221) 일면의 수직한 방향으로 전계가 발생되고, 상기 제2방사패치(222)에는 상기 제2방사패치(222) 일면의 수직한 방향으로 전계가 발생될 수 있다. 따라서, 상기 제1방사패치(221)와 상기 제1방사체(230), 상기 제2방사패치(222)와 상기 제1방사체(230) 사이에서 발생되는 수직방향 전계에 따라 수직 편파가 발생될 수 있으며, 제1방사패치(221)와 방사패치(230) 및 제2방사패치(222)와 방사패치(230) 사이의 오픈된 영역을 통해 방사되어 수평 방향의 방사 특성도 함께 가질 수 있게 되는 것이다.

도 6은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제1실시 예에 따른 안테나 장치(100)에서, 제1,2방사패치(221, 222)의 길이에 따른 주파수 변화를 나타내는 도면이다. 도 7은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제1실시 예에 따른 안테나 장치(100)에서 제1,2방사패치(221, 222)의 길이의 차이에 따른 반사 계수(S1,1)를 나타내는 그래프이다. 도 8은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제1실시 예에 따른 안테나 장치(100)의 방사 특성을 측정하여 나타내는 도면이다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 제1실시 예에 따른 안테나 장치(100)의 주파수는 상기 제1,2방사패치(221, 222)의 길이(L)에 따라 조절될 수 있다. 앞서도 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 오픈 스터브 구조를 가짐으로써, 제1,2방사패치(221, 222)의 길이 'L'은 N*(λ/2)의 전기적인 길이를 가질 수 있다. 여기서 N은 자연수를, λ는 안테나 장치(100)의 공진 주파수를 의미한다. 예를 들어, 도 6을 참조하여 보면, 전자 장치에 실장되는 안테나 장치의 필요 공진 주파수가 55~60GHz 사이라면, 제1,2방사패치(221,222)의 길이는 0.5mm가 적당할 수 있을 것이다.

또한, 도 7에서 'case 1~5'는 도 6에 개시된 제2방사체(220)의 L=0.4, L=0.45, L=0.5, L=0.55, L=0.6일 때 안테나 장치(100)의 반사 계수(S1,1)를 각각 나타내고 있다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1,2방사패치(221, 222)의 L의 길이에 따라 안테나 장치(100)의 공진 주파수를 가변할 수 있음을 알 수 있다. 이에, 안테나 장치(100)가 실장되는 전자 장치에 요구되는 동작 특성에 따라 제2방사체(220)의 길이를 선택할 수 있을 것이다. 또한, 도 8을 참조하면, 제1,2방사체(230, 220)에서 발생되는 수직 방향 전계 및 오픈 구조에 따라 수직 방향 및 수평 방향의 방사 특성 나타날 수 있음을 알 수 있다.

이하에서는, 도 9 내지 도 12를 참조하여 제2실시 예에 따른 안테나 장치(100)를 설명할 수 있다.

도 9는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제2실시 예에 따른 안테나 장치(100)를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 10은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제2실시 예에 따른 안테나 장치(100)에서 방사부(200)가 기판부(110)에 실장된 상태를 나타내는 사시도이다.

본 발명의 제2실시 예에 따른 상기 방사부(200)는 방사체(230) 및 접지부(220)를 포함할 수 있다. 방사체(230) 및 접지부(220)는 상기 기판부(110)의 둘레면에 위치되며, 제2실시 예에 따른 방사체(230)는 상기 기판부(110)의 폭 사이에서 상기 기판부(110)의 둘레면과 대향하여 서로 마주보게 구비될 수 있다.

상기 방사체(230)는 기판부(110) 둘레면에서 소정 간격 이격되게 구비되며 후술하는 기판부(110) 둘레면에 구비되는 접지면(220)과 소정 간격 이격되게 구비될 수 있다. 본 발명의 제2실시 예에 따른 방사체(230)는 기둥부(231, 이하 '방사기둥부재(231)'라 함.)와, 방사플레이트(232)를 포함할 수 있다. 방사기둥부재(231)는 상기 기판부(110)의 단부에서 소정간격 이격 형성되며, 상기 급전부(120)와 연결될 수 있다. 방사기둥부재(231)의 최대 크기는 기판부(110)의 폭 방향의 길이(W)를 가질 수 있으며, 후술하는 두 개의 방사플레이트(232)는 방사기둥부재(231)의 양단에서 기판부(110)를 향하여 돌출되어 서로 마주보게 구비될 수 있다. 방사기둥부재(231)는 비아홀들과 비아패드들이 폭 방향으로 적층되게 형성될 수 있다. 또한, 비아홀들과 비아패드들은 급전부(120)를 통해 급전 신호가 방사플레이트(232)로 전달될 수 있도록 전기적으로 연결될 수 있다.

방사플레이트(232)는 상기 방사기둥부재(231)의 양단에서 상기 기판부(110) 측으로 돌출되게 구비되며, 방사기둥부재(231)의 일단에 돌출된 방사플레이트(232)와 방사기둥부재(231)의 타단에 돌출된 방사플레이트(232)는 서로 마주하게 구비될 수 있다. 방사체(230)는 급전부(120)의 급전 신호를 통해 방사 패턴을 방사하는 기능을 가질 수 있다.

상기 접지면(220)은 기판부(210) 둘레면에 구비되며, 방사체(230)와 마주하게 구비될 수 있다. 접지면(220)은 기판부(110)의 폭 방향을 따라 복수개의 플레이트(221)들이 적층 형성되어 주름진 것과 같은 형상을 가질 수 있다.

도 11은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제2실시 예에 따른 안테나 장치(100)에서 방사패치의 길이에 따른 주파수 변화를 나타내는 도면이다. 도 12는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제2실시 예에 따른 안테나 장치(100)의 방사 특성을 측정하여 나타내는 도면이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 제2실시 예에 있어서, 접지면(220)은 방사체(230)에서 방사된 방사 패턴이 반사될 수 있도록 구비되는 구성으로서, 방사체(230)의 전체적인 길이보다 약 두 배 정도의 길이(L)로 구비될 수 있다. 접지면(220)이 방사체(230)보다 두 배 정도의 길이(L)를 가지게 됨으로써, 급전부(120)에서 급전신호가 제공될 때, 안테나 장치(100)에서 방사체(230)와 접지면(220)이 서로 각각의 기능을 가질 수 있게 된다. 즉, 방사체(230)와 접지면(220)이 서로 대향하고 있는 오픈 스터부 구조에서, 급전신호가 인가되면, 상대적으로 길이가 긴 부분은 접지면(220)으로 역할을 하게 되며, 상대적으로 짧은 부분은 접지면(230)으로 역할을 하게 된다. 이에 따라, 본 발명의 제2실시 예의 안테나 장치(100)는 접지면(220)의 길이에 따라 공진주파수가 가변될 수 있을 것이다.

특히, 도 11을 참조하면, 접지면의 길이 'L'이 짧아질수록 공진주파수의 주파수는 고주파로 변형되는 것을 알 수 있다. 즉, 방사체(230)에서 방사된 방사 패턴이 접지면(220)에서 반사되므로 접지면의 길이 'L'에 따라 공진주파수의 주파수가 정해질 수 있는 것이다. 또한, 도 12를 참조하면, 본 발명의 제2실시 예에 따른 안테나 장치(100)는 수직방향뿐만 아니라 수평방향으로의 방사 특성이 나타날 수 있음을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 제2실시 예에 따른 안테나 장치(100)는 상기 방사플레이트(232)들 사이에서 발생되는 수직 방향의 전계로 인해 수직 편파가 발생될 수 있으며, 방사체(230)와 접지면(220)의 오픈 구조에 따라 수직 방향 및 수평 방향의 방사 특성이 모두 나타날 수 있는 것이다.

이하에서는, 도 13 내지 도 17을 참조하여 제3실시 예에 따른 안테나 장치(100)를 설명할 수 있다.

도 13은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제3실시 예에 따른 안테나 장치(100)를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 14는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제3실시 예에 따른 안테나 장치(100)에서 방사부(200)가 기판부(110)에 실장된 상태를 나타내는 사시도이다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명의 제3실시 예에 따른 상기 방사부(200)는 트레블링 웨이브(traveling wave) 형태의 방사패턴을 구현할 수 있다. 본 발명의 제3실시 예에 따른 방사부(200)는 방사부재(220)와 가이드 방사부재(250)를 포함할 수 있다.

방사부재(220)는 상기 기판부(110)의 둘레면에 위치되며, 상기 기판부(110)의 폭 사이에서 서로 마주하게 배치될 수 있다.

상기 방사부재(220)는 제1방사체(221) 및 2방사체(222)를 포함할 수 있다.

상기 제1방사체(221)와 2방사체(222)는 상기 기판부(110)의 폭 사이에서 길이방향을 따라 서로 나란하게 배치될 수 있다. 제1방사체(221)와 상기 제2방사체(222)는 기판부(110)의 주변둘레 단부에 구비되는 방사기둥부재(210)의 양단부에 각각 연결될 수 있으며, 기판부(110)의 길이 방향으로 돌출 형성되어 서로 마주하게 구비될 수 있다.

상기 제1방사체(221)는 상기 급전부(120)와 연결될 수 있고, 기판부(110)의 상면에서 상기 기판부(110)의 길이방향(Y방향)으로 돌출될 수 있다. 상기 제1방사체(221)는 기판부(110)의 상면으로 방사기둥부재(210)의 일단에서 기판부(110)의 길이 방향으로 돌출 형성될 수 있다.

상기 제2방사체(222)는 제1방사체(221)와 이격되고, 기판부(110)의 하면으로 방사기둥부재(210) 타단에서 기판부(110)의 길이 방향으로 돌출 형성될 수 있다.

상기와 같은 제1방사체(221)와 제2방사체(222)는 쇼트 스터부 구조를 가질 수 있고, 제1방사체(221)와 제2방사체(222)에서 발생되는 수직 방향 전계 및 제1,2방사체(221, 222) 사이의 오픈 구조로 인해 수직 및 수평 방향 편파가 함께 발생될 수 있다.

상기 가이드 방사부재(250)는 상기 기판부(110)의 둘레면에서 멀어지는 방향, 구체적으로 방사부재(220)에서 길이방향(Y방향)으로 소정 멀어지는 방향으로 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 가이드 방사부재(250)는 길이방향(Y방향)을 따라 상기 방사부재(220)와 인접하여 이웃하게 배치될 수 있다. 본 발명의 제3실시 예에서는, 기판부(110)의 둘레면에서 길이 방향으로 멀어지는 방향으로 두 개의 가이드 방사부재(250)가 배치되는 것을 예를 들어 설명한다. 그러나, 가이드 방사부재(250)의 개수는 이에 한정되는 것은 아니며, 지향성 및 안테나 실장 공간 등을 고려하여 실장되는 가이드 방사부재(250)의 실장 개수는 얼마든지 변경이나 변형이 가능할 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 가이드 방사부재(250)는 제1,2가이드 패치(251, 252)를 포함할 수 있다. 상기 제1,2가이드 패치(251, 252)는 상기 1,2방사체(221, 222)와 인접하여 상기 제1,2방사체(221, 222)와 나란하게 배치되어, 서로 마주보게 구비될 수 있다.

구체적으로 가이드 방사부재(250)는 기판부(110), 구체적으로 방사부재(220)를 향하여 '⊃'와 같은 형상으로 형성될 수 있다. 제1가이드 패치(251)와 제2가이드 패치(252)는 서로가 기판부(110)의 폭 방향 길이만큼 이격되어 형성될 수 있고, 제1가이드 패치(251)의 단부와 제2가이드 패치(252)의 단부가 기둥부(253)에 의해 연결될 수 있다. 기둥부(253)는 제1,2가이드 패치(251, 252)를 지지하기 위한 구성물이며, 기둥부(253)의 최대 길이는 기판부(110)의 폭 너비일 수 있다.

도 15는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제3실시 예에 따른 안테나 장치(100)의 반사 계수(S1,1)를 나타내는 그래프이다. 도 16은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제3실시 예에 따른 안테나 장치(100)에서 가이드 방사부재(250)의 개수에 따른 방사 특성을 나타내는 도면이다. 도 17은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제3실시 예에 따른 안테나 장치(100)의 방사 특성을 나타내는 도면이다.

도 15 내지 도 17을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치(100)는 쇼트 스터브 구조를 가짐으로써, 제1,2방사체(221, 222)의 길이 'L1' 및 상기 제1,2가이드 패치(251, 252)의 길이 'L2'는 N*(λ/4)의 전기적인 길이를 가질 수 있다. 여기서 N은 자연수를, λ는 안테나 장치(100)의 공진 주파수를 의미한다. 따라서, 제1,2방사체(221, 222)의 길이(L1) 및 제1,2가이드 패치(251, 252)의 길이(L2)에 따라 공진 주파수를 조절할 수 있으며, 안테나 장치(100)를 실장하는 전자 장치에 요구되는 동작 특성에 따라 제1,2방사체(221, 222)의 길이 및 제1,2가이드 패치(251, 252)의 길이를 선택할 수 있을 것이다. 도 15를 보면 알 수 있듯이 설계된 공진주파수가 28GHz 근처에서 반사계수 값이 -16 정도로 급격하게 낮아지며, 깊게 파이는 것을 알 수 있다. 즉, 공진 주파수가 28GHz에서 반사 손실이 가장 낮으며, 복사 효율이 높고 매칭이 잘 되는 것을 알 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 (λ/13) 높이의 수직 편파 안테나 장치를 구비할 수 있을 것이다.

또한, 도 16을 보면, 상기 가이드 방사부재(250)의 설치 개수에 따라 안테나 장치(100)의 지향성(directivity)이 증가함을 알 수 있다. 즉, 가이드 방사부재(250)의 개수가 증가함에 따라 지향성이 증가됨을 알 수 있다.

또한, 도 17을 참조하면, 본 발명의 제3실시 예에 따른 안테나 장치(100)는 수직방향(Z축 방향)뿐만 아니라 수평방향(Y축 방향)으로의 방사 특성이 나타날 수 있음을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 제3실시 예에 따른 안테나 장치(100)는 상기 제1,2방사체(221, 222) 사이에서 수직 방향의 전계가 발생될 수 있고, 제1,2방사체 사이의 오픈 구조에 따라 수평 방향의 방사 특성까지 나타날 수 있는 것이다.

이하에서는, 도 18 내지 도 23을 참조하여 제4실시 예에 따른 안테나 장치(100)를 설명할 수 있다.

도 18은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제4실시 예에 따른 안테나 장치(100)를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 19는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제4실시 예에 따른 안테나 장치(100)에서 방사부(200)가 기판부(110)에 실장된 상태를 나타내는 사시도이다.

도 18 및 도 19를 참조하면, 본 발명의 제4실시 예에 따른 안테나 장치(100)는 광대역 원형편파 안테나의 방사패턴을 구현할 수 있다.

본 발명의 제4실시 예에 따른 상기 방사부(200)는 기판부(110)의 주변둘레를 따라 기판부(110)의 폭 방향 너비 내로 배치될 수 있다. 본 발명의 제4실시 예에 따른 방사부(200)는 제1,2방사체(220, 230)를 포함할 수 있다. 제1,2방사체(220, 230)는 상기 기판부(110)의 둘레면에 위치되고, 상기 기판부(110)의 폭 사이에서 서로 마주하게 배치될 수 있다. 또한, 본 발명의 제4실시 예에 따른 제1,2방사체(220, 230)는 상기 기판부(110)의 둘레면과 평행한 방향(X축 방향) 전계 및 상기 기판부(110)의 수직한 방향(Z축 방향)의 전계를 발생할 수 있다. 이에 따라, 제1,2방사체(220, 230)에서 발생되는 방사패턴은 기판부(110)의 둘레면과 평행한 편파의 방사패턴 및 수직 편파의 방사 패턴을 발생할 수 있는 것이다.

구체적으로, 상기 제1방사체(230)는 상기 급전부(120)와 연결되며, 상기 기판부(110)의 길이 방향(Y축 방향)으로 돌출되는 방사패치(230)로 구비될 수 있다. 방사패치(230)는 기판부(110)의 상, 하면 사이에 배치될 수 있으며, 후술하는 제2방사체(220), 구체적으로 제1,2방사패치(221, 222, 223, 224) 사이에 배치될 수 있을 것이다.

상기 제2방사체(220)는 상기 방사패치(230)와 이격되고, 상기 방사패치(230)의 상부 및 하부로 상기 방사패치(230)와 나란하게 마주하게 구비될 수 있다. 구체적으로 제2방사체(220)는 기판부(110)의 상, 하면에 기판부(110)의 폭 너비만큼 이격되게 배치되어, 기판부(110)의 길이 방향(Y축 방향)으로 돌출되어 서로 나란하게 배치될 수 있다. 제2방사체(220)는 수평 편파 및 수직 편파를 갖는 방사 패턴을 발생하는 제1,2방사패치(221, 222, 223, 224)를 포함할 수 있다.

상기 제1방사패치(221, 222)는 기판부(110)의 상면에서 길이방향으로 돌출 형성되며, 제1방사체의 상면에서 소정 간격 이격되게 구비될 수 있다.

1방사패치(221, 222)는 제1수직편파 방사부(221)와, 제1수평편파 방사부(222)를 포함할 수 있다. 제1수직편파 방사부(221)는 상기 기판부(110)의 상면 둘레에서 소정의 면적을 가지면서 기판부(110)의 길이방향(Y축 방향)으로 돌출될 수 있다. 제1수평편파 방사부(222)는 제1수직편파 방사부(221)의 단부에서 'ㄷ'자 형상으로 연장 절곡 형성될 수 있다. 즉, 제1수평편파 방사부(222)는 제1수직편파 방사부(221)의 일단 단부에서 연장되며, 기판부(110)의 둘레면과 평행한 방향으로 절곡되어, 제1수직편파 방사부(222)의 단부에서 소정 간격 떨어져 구비될 수 있다. 제1수평편파 방사부(222)는 제1수직편파 방사부(221)의 단부에서 'ㄴ'자 형상으로 구비됨에 따라 마치 제1수직편파 방사부(221)의 단부가 컷팅된 것과 같이 형성될 수 있다.

제2방사패치(223, 224)는 제2수직편파 방사부(223)와, 제2수평편파 방사부(224)를 포함할 수 있다. 제2수직편파 방사부(223)는 상기 기판부(110)의 상면 둘레에서 소정의 면적을 가지면서 기판부(110)의 길이방향(Y축 방향)으로 돌출될 수 있다. 제2수평편파 방사부(224)는 제2수직편파 방사부(223)의 단부에서 '⊃'자 형상으로 연장 절곡 형성될 수 있다. 제2수평편파 방사부(224)는 상기 제1수평편파 방사부(222)와 서로 반대 방향으로 어긋나게 형성될 수 있는 것이다. 즉, 제2수평편파 방사부(224)는 제2수직편파 방사부(223)의 타단 단부에서 연장되며, 기판부(110)의 둘레면과 평행한 방향으로 절곡되어, 제2수직편파 방사부(223)의 단부에서 소정 간격 떨어져 구비될 수 있다. 제2수평편파 방사부(224)는 제2수직편파 방사부(223)의 단부에서 '┛'자 형상으로 구비됨에 따라 마치 제2수직편파 방사부(223)의 단부가 컷팅된 것과 같이 형성될 수 있다.

도 20은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제4실시 예에 따른 안테나 장치(100)의 제1,2방사패치에서 발생되는 수직편파 방사패턴 및 수평편파 방사패턴의 전계를 나타내는 도면이다.

도 20을 참조하면, 급전부(120)를 통해 제1방사체(230)와 제2방사체(220)에 급전 신호가 인가되면, 제1방사체(230)와 제2방사체(220) 사이에 수직 방향 및 기판부(110)의 둘레면에 평행한 방향의 전계가 발생될 수 있다. 구체적으로, 제1수평편파 방사부(222)는 일측에서 타측 방향(도 20(a)를 기준으로 왼쪽에서 오른쪽 방향)의 수평방향 전계가 발생될 수 있다. 또한, 제2수평편파 방사부(224)는 타측에서 일측 방향(도 20(a)를 기준으로 오른쪽에서 왼쪽 방향)의 수평방향 전계가 발생될 수 있다.

또한, 제1수직편파 방사부(221)와 제2수직편파 방사부(223)은 각각 수직 방향 전계가 발생될 수 있다. 이에, 제1방사패치(221, 222)와 제2방사패치(223, 224)의 수직 방향 전계 및 기판부(110)의 둘레면에 평행한 방향의 전계가 발생되면서 광대역 원형편파 안테나의 방사패턴을 구현할 수 있게 된다.

도 21은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제4실시 예에 따른 안테나 장치(100)의 반사 계수(S1,1)를 나타내는 그래프이다. 도 22는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제4실시 예에 따른 안테나 장치(100)에서 제1,2방사패치에 의해 확보될 수 있는 주파수 대역을 나타내는 그래프이다. 도 23은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제4실시 예에 따른 안테나 장치(100)의 방사 특성을 측정하여 나타내는 도면이다.

도 21 내지 도 23을 참조하면, 반사 계수 값이 -10 이하의 값을 가질 경우, 안테나 장치(100)의 공진 주파수는 약 57GHz에서 68GHz의 범위를 가질 수 있다. 또한, 축비(Axial Ratio Value)를 보면, 상기의 공진 주파수의 범위 내에서 축비는 3 이하의 값을 가질 수 있다. 즉, 단일 급전기준 제1,2방사패치의 면전 대비 최고의 대역폭을 확보할 수 있게 되는 것이다.

따라서, 도 23을 참조하면, 본 발명의 제4실시 예의 안테나 장치(100)와 같이, 제1방사패치(221, 222)와 제2방사패치(223, 224)를 통해 수직 방향 전계 및 이와 직교하는 방향의 전계를 함께 발생시켜 광대역 원형편파의 방사패턴을 구현할 수 있으며, 이러한 방사 특성이 나타날 수 있음을 알 수 있다.

이하에서는, 도 24 내지 도 30을 참조하여 제5실시 예에 따른 안테나 장치(100)를 설명할 수 있다.

도 24는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제5실시 예에 따른 안테나 장치(100)를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 25는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제5실시 예에 따른 안테나 장치(100)에서 방사부(200)가 기판부(110)에 실장된 상태를 나타내는 사시도이다.

도 24 및 도 25를 참조하면, 본 발명의 제5실시 예에 따른 안테나 장치(100)의 상기 방사부(200)는 상기 기판부(110)의 둘레면에 위치되며, 상기 기판부(110)의 폭 너비 사이에서 상기 기판부(110)의 둘레면과 대향하여 서로 마주보게 구비되는 방사체(230)와 접지부(220)를 포함할 수 있다.

본 발명의 제5실시 예에 따른 안테나 장치(100)는 앞서 설명한 제2실시 예에 따른 안테나 장치(100)의 구조와 유사하나, 급전부(120)의 구성에서 차이점이 있다.

구체적으로, 본 발명의 제5실시 예에 따른 방사부(200)는 방사체(230) 및 접지부(220)를 포함할 수 있다. 방사체(230) 및 접지부(220)는 상기 기판부(110)의 둘레면에 위치되며, 본 발명의 제5실시 예에 따른 방사체(230)는 상기 기판부(110)의 폭너비(W) 사이에서 상기 기판부(110)의 둘레면과 대향하여 서로 마주보게 구비될 수 있다.

상기 방사체(230)는 기판부(110) 둘레면에서 소정 간격 이격되어, 기판부(110)의 둘레면에 구비되는 접지면(220)과 소정 간격 이격되게 구비될 수 있다. 방사체(230)는 기판부(110)의 폭 너비 사이에 배치되는 방사기둥부재(231)와, 상기 방사기둥부재의 양단에서 기판부(110)측으로 돌출되는 방사플레이트(232)를 포함할 수 있다. 이에, 방사체(230)는 '⊃' 형상으로 형성될 수 있다.

방사기둥부재(231)는 비아홀들과 비아패드들이 폭 방향으로 적층되게 형성될 수 있다. 또한, 비아홀들과 비아패드들은 급전부(120)를 통해 급전 신호가 방사플레이트(232)로 전달될 수 있도록 전기적으로 연결될 수 있다.

방사플레이트(232)는 상기 방사기둥부재(231)의 양단에서 상기 기판부(110) 측으로 돌출되게 구비되며, 방사기둥부재(231)의 일단에 돌출된 방사플레이트(232)와 방사기둥부재(231)의 타단에 돌출된 방사플레이트(232)는 서로 마주하게 구비될 수 있다. 방사체(230)는 후술하는 급전부(120)의 급전 신호를 통해 다양한 형태의 방사 패턴을 방사할 수 있다. 본 발명의 제5실시 예에 따른 방사체(230)는 서로 다른 편파의 급전 신호를 제공하는 두 개 서로 다른 급전 라인과 전기적으로 연결되어, 급전 신호 인가에 따라 수평편파의 방사패턴(X축 방향), 수직 편파의 방사패턴(Z축 방향), 대각선 편파의 방사패턴 또는 원형편파의 방사패턴을 발생시킬 수 있도록 구비될 수 있다.

앞서 언급하였으나, 본 발명의 제5실시 예에 따른 급전부(120)는 상기 방사체(230)에 연결되어 제1방사체(230)와 상기 제2방사체(220) 사이에서 수평 편파 급전신호를 제공하는 제1급전라인(121)과, 상기 제1방사체(230)에 연결되어 상기 제1방사체(230)와 상기 제2방사체(220) 사이에서 수직 편파 급전 신호를 제공하는 제2급전라인(122)을 포함할 수 있다. 상기 제1급전라인(121)과 상기 제2급전라인(122)은 선택적으로 온/오프될 수 있다.

도 26은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제5실시 예에 따른 안테나 장치(100)에서 제1,2급전라인의 선택적인 온/오프에 따른 방사패턴을 나타내는 표이다.

도 26을 참조하면, 상기 제1급전라인(121)은 온되고 상기 제2급전라인(122)은 오프되어, 방사부(200)로 제1급전라인(121)으로부터 급전신호가 유입되면, 상기 방사부(200)는, 수평 편파의 방사패턴(기판부 둘레면과 평행한 방향을 일컬음.)을 발생할 수 있다. 이와는 달리, 상기 제1급전라인(121)은 오프되고, 상기 제2급전라인(122)은 온되어, 방사부(200)로 제2급전라인(122)으로부터 급전신호가 유입되면, 상기 방사부(200)는 수직편파의 방사패턴을 발생할 수 있다. 또한, 이와는 달리, 상기 제1급전라인(121)과 상기 제2급전라인(122)이 온되어 방사부(200)로 제1급전라인(121) 및 제2급전라인(122)으로부터 급전신호가 유입되면, 상기 방사부(200)는 대각선 편파의 방사패턴이 발생할 수 있다. 또한, 이와는 달리 상기 제1급전라인(121)과 상기 제2급전라인(122)이 온되어 방사부(200)로 제1급전라인(121) 및 제2급전라인(122)으로부터 급전신호가 유입되되, 상기 제1급전라인(121)과 상기 제2급전라인(122)이 90°간격으로 급전신호가 유입되면, 방사부(200)는 원형편파의 방사패턴을 발생할 수 있다.

도 27은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제5실시 예에 따른 안테나 장치(100)의 반사 계수(S11)을 측정하여 나타내는 그래프이다. 도 28은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제5실시 예에 따른 안테나 장치(100)의 방사 특성을 나타내는 도면이다.

도 27 및 도 28을 참조하면, 본 발명의 제1급전라인(121) 및 제2급전라인(122)이 선택적으로 구동되어 방사부(200)로 급전신호가 인가되는 경우, 수평편파 방사패턴(X축 방향)은 약 61GHz의 반사 계수를 가질 수 있으며, 수직편파 방사패턴(Z축 방향)은 약 60GHz의 반사계수를 가질 수 있음을 알 수 있다.

또한, 방사부(200)로 제1급전라인(121)에서만 급전신호가 인가되는 경우, 도 28(b)와 같이 수평 편파의 방사 특성(X축 방향)이 나타나는 것을 알 수 있다. 즉, 상기 방사체(230)와 접지부(220) 사이에는 수평 방향(X 축 방향)의 전계가 발생되고, 방사체(230)와 접지면(220)의 오픈 구조에 따라 X축 방향의 수평 방향 및 Y축 방향의 수평 방향 방사 특성이 모두 나타날 수 있는 것이다.

또한, 방사부(200)로 제2급전라인(122)에서만 급전신호가 인가되는 경우, 도 28(a)와 같이 수직 편파의 방사 특성(Z축 방향)이 나타나는 것을 알 수 있다. 즉, 상기 방사체(230)와 접지부(220) 사이에는 수직 방향(Z축 방향)의 전계가 발생되고, 방사체(230)와 접지면(220)의 오픈 구조에 따라 Z축 방향의 수직 방향 및 Y축 방향의 수평 방향 방사 특성이 모두 나타날 수 있는 것이다.

도 29는 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제5실시 예에 따른 안테나 장치(100)에서 두 개의 서로 다른 주파수 대역을 구비한 방사부(200)들이 구비되는 것을 나타내는 도면이다.

도 29를 참조하면, 본 발명의 제5실시 예에 따른 안테나 장치(100)는 기판부(110)의 둘레면을 따라 복수개가 배치될 수 있다. 또한, 본 발명의 제5실시 에에 따른 안테나 장치(100)는 안테나 장치(100)와, 안테나 장치(100)와 이웃한 안테나 장치(100)의 배치가 바로 인접하게 배치될 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 제5실시 예에 따른 상기 방사부(200)는 제1방사부(200a)와, 제1방사부(200a)에 인접하여 배치되는 제2방사부(200b)를 포함할 수 있다.

제1방사부(200a)는 상기 기판부(110)의 둘레면을 따라 소정 간격 이격되게 배치되며, 제1방사부(200a)와 이웃한 제1방사부(200a) 사이로 후술하는 제2방사부(200b)가 배치될 수 있다. 제1방사부(200a)는 후술하는 제2방사부와 서로 다른 주파수 대역(이하 에서 '제1주파수 대역'이라 함.)의 송, 수신을 겸용하도록 구비될 수 있다.

제2방사부(200b)는 상기 기판부(110)의 둘레면을 따라 소정 간격 이격되게 배치되며, 제2방사부(200b)와 이웃한 제2방사부(200b) 사이로 후술하는 제1방사부(200a)가 배치될 수 있다. 제2방사부는 상술한 제1방사부와 서로 다른 주파주 대역(이하에서 '제2주파수 대역'이라 함.)의 송, 수신을 겸용하도록 구비될 수 있다.

본 발명의 제5실시 예에 따른 제1방사부(200a)들은 서로가 제1주파수 대역을 가짐으로써, 서로간의 간섭 발생을 방지하기 위해 소정 간격 이격되게 배치되는 것이 바람직하다. 그러나, 제2방사부(200b)는 제1방사부(200a)와 서로 다른 주파수 대역인 제2주파수 대역을 송, 수신하므로, 제1방사부(200a)와의 간섭발생이 방지될 수 있다. 이에, 제1방사부(200a)와 제2방사부(200b)는 서로 인접하게 배치될 수 있는 것이다. 상기 제1방사부(200)와 상기 제2방사부(200)는 상기 제1주파수 대역 또는 상기 제2주파수 대역의 송, 수신에 따라 선택적으로 온/오프되게 구비될 수 있다.

따라서, 제1주파수 대역을 송, 수신하는 경우, 제1방사부(200a)는 구동될 수 있고, 반대로 제2주파수 대역을 송, 수신하는 경우, 제2방사부(200b)가 구동될 수 있다. 이와 같이 제1,2방사부(200a, 200b)가 서로 다른 주파수 대역을 가짐으로, 기판부(110)의 둘레면을 따라 제1,2방사부(200a, 200b)가 인접하게 배치되어 공간 활용을 할 수 있으며, 안테나 방사 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

도 30은 본 발명의 다양한 실시 예들 중 제5실시 예에 따른 안테나 장치(100)에서 두 개의 방사부(200)가 각각 송, 수신 패턴으로 구비되는 경우를 나타내는 도면이다.

도 30을 참조하면, 앞서 도 29를 참조하여 설명한 방사부(200)와 유사한 구조를 가지고 있다. 그러나, 앞서 설명한 방사부(200)의 제1방사부(200a)는 제1주파수 대역의 송, 수신을 겸용하도록 구비되고, 제2방사부(200b)는 제1주파수 대역과 간섭이 발생되지 않는 제2주파수 대역의 송, 수신을 겸용하도록 구비되는 구성이었으나, 본 발명의 제1,2방사부(200c, 200d)의 경우, 제1방사부(200c)는 특정 주파수의 송신 또는 수신만을 위해 구동되고, 제2방사부(200d)는 수신 또는 송신만을 위해 구동되는 것이다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사부(200)는 기판부(110)의 주변둘레를 따라 소정 간격 이격되어 배치되는 제1방사부(200c)와, 제1방사부(200c)와 이웃한 제1방사부(200c) 사이에 배치되며, 기판부(110)의 주변둘레를 따라 소정 간격 이격되어 배치되는 제2방사부(200d)를 포함할 수 있다. 이에, 본 발명의 제5실시 예에 따른 제1방사부와 제2방사부는 하나는 송신용 안테나로 구동되며, 나머지 하나는 수신용 안테나로 구동될 수 있다.

예를 들어 도 30(b)와 같이 제1방사부(200c)가 송신용 안테나로 구동되는 경우, 제2방사부(200d)는 수신용 안테나로 구동될 수 있는 것이다. 또한, 도 30(c)와 같이 제1방사부(200c)가 수신용 안테나로 구동되는 경우, 제2방사부(200d)는 송신용 안테나로 구동될 수 있는 것이다.

또한, 제1,2방사부(200c, 200d)가 각각 송신용 안테나 및 수신용 안테나로 구동될 때, 서로 다른 전계의 방사 패턴을 가지는 주파수 대역을 송, 수신하도록 구비될 수도 있다. 즉, 상기 제1방사부(200)는 수직, 수평, 대각선, 원형 편파의 방사 패턴 의 패턴들 중 적어도 하나의 패턴을 송신 또는 수신하게 구비되며, 상기 제2방사부(200)는 수직, 수평, 대각선, 원형 편파의 방사 패턴 의 패턴들 중 상기의 상기 제1방사부(200)와 다른 패턴의 주파수를 송신, 또는 수신하게 구비될 수 있는 것이다. 예를 들어 제1방사부는 수직 편파의 방사 패턴을 송신하는 송신용 안테나로 구동되나, 제2방사부는 수평 편파 방사 패턴을 수신하는 수신용 안테나로 구동될 수 잇는 것이다,

따라서, 제1방사부(200c)와 제2방사부(200d) 서로 간의 간섭이 발생되지 않으므로, 제1방사부(200c)와 제2방사부(200d)는 기판부(110)의 주변둘레를 따라 서로 인접하게 위치될 수 있는 것이다.

그리고 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 실시 예에 따른 의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시 예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시 예의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시 예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 안테나 장치 110: 기판부
200: 방사부

Claims

안테나 장치에 있어서,
기판부;
상기 기판부의 둘레를 따라 폭 방향으로 배치되어 폭 방향으로 전계 및 자계를 발생하는 방사체(radiator)를 포함하는 안테나 장치
안테나 장치에 있어서,
기판부;
상기 기판부에 구비되는 급전부; 및
상기 급전부에 연결되어 급전 신호를 제공받으며, 상기 기판부의 주변둘레를 따라 상기 기판부의 폭 내에서 서로 마주하게 구비되는 방사부를 포함하는 안테나 장치.
제2항에 있어서, 상기 방사부는,
상기 급전부와 연결되는 방사체; 및
상기 방사체에서 서로 마주하게 배치되는 방사패치를 포함하며,
상기 방사체와 상기 방사패치는 오픈-오픈 구조를 가지는 안테나 장치.
제3항에 있어서,
상기 방사패치의 길이는 N*(λ/2)의 전기적인 길이를 가지는 안테나 장치.
제2항에 있어서, 상기 방사부는,
상기 기판부의 폭 사이에서 방사패치가 서로 마주하게 구비되며,
상기 방사패치는 오픈-쇼트 구조를 가지는 안테나 장치.
제5항에 있어서,
상기 방사패치의 길이는 N*(λ/4)의 전기적인 길이를 가지는 안테나 장치.
제2항에 있어서,
상기 방사부는 상기 기판부의 둘레면에 위치되고, 상기 기판부의 폭 사이에서 서로 마주하며 나란하게 배치되는 제1,2방사체를 포함하고,
상기 제1방사체는 상기 급전부가 연결되며, 상기 기판부의 길이의 수평한 방향으로 돌출되는 방사패치를 포함하고,
상기 제2방사체는 상기 제1방사체와 이격되고 상기 제1방사체의 상부 및 하부로 상기 제1방사체와 나란하게 마주하는 제1,2방사패치를 포함하는 안테나 장치.
제7항에 있어서,
상기 제1방사패치와 상기 제2방사패치는 상기 기판부의 폭으로 다수의 층으로 적층되어 연결되는 비아홀들에 의해 연결되는 안테나 장치.
제7항에 있어서,
상기 제1방사패치에는 상기 제1방사패치 일면의 수직한 방향으로 전계가 발생되고, 상기 제2방사패치에는 상기 제2방사패치 일면의 수직한 방향으로 전계가 발생되어 상기 제1방사패치와 상기 제1방사체, 상기 제2방사패치와 상기 제1방사체 사이에서 수직 편파가 발생되는 안테나 장치.
제9항에 있어서,
상기 제1,2방사패치의 길이에 따라 주파수가 조절되는 안테나 장치.
제2항에 있어서,
상기 방사부는 상기 기판부의 둘레면에 위치되며, 상기 기판부의 폭 사이에서 상기 기판부의 둘레면과 대향하여 서로 마주보게 구비되는 방사체와 접지부를 포함하고,
상기 방사체는 상기 기판부의 단부에서 이격 형성되며 상기 급전부와 연결되는 기둥부와, 상기 기둥부의 양단에서 상기 기판부 측으로 돌출되는 방사 플레이트를 포함하고,
상기 접지부는상기 기판부의 폭방향을 따라 기둥부 측으로 돌출되는 복수개의 방사패치들을 포함하는 안테나 장치.
제11항에 있어서,
상기 기둥부는 다수의 층으로 적층되어 연결되는 비아홀들에 의해 연결되는 안테나 장치.
제11항에 있어서,
상기 방사체와 상기 접지부사이에서 발생되는 전계로 인해 수직 편파가 발생되는 안테나 장치.
제11항에 있어서,
상기 방사플레이트의길이에 따라 주파수가 조절되는 안테나 장치.
제2항에 있어서, 상기 방사부는,
상기 기판부의 둘레면에 위치되어 상기 기판부의 폭 사이에서 서로 마주하게 배치되는 방사부재; 및
상기 기판부의 둘레면에서 멀어지는 방향을 따라 적어도 하나 이상 구비되며, 상기 방사부재와 인접하게 배치되는 가이드 방사부재를 포함하는 안테나 장치.
제15항에 있어서,
상기 방사부재는 상기 기판부의 폭 사이에서 길이방향을 따라 서로 나란하게 배치되는 제1,2방사체를 포함하는 안테나 장치.
제16항에 있어서,
상기 가이드 방사부재는 상기 1,2방사체와 인접하여 상기 제1,2방사체와 나란하게 배치되어 서로 마주보게 구비되는 제1,2가이드 패치를 포함하는 안테나 장치.
제17항에 있어서,
상기 제1,2가이드 패치는 다수의 층으로 적층되어 연결되는 비아홀들에 의해 연결되는 안테나 장치.
제17항에 있어서,
상기 제1,2방사체의 길이 및 상기 제1,2가이드 패치의 길이에 따라 주파수가 조절되는 안테나 장치.
제15항에 있어서,
상기 가이드 방사 부재의 설치 개수에 따라 안테나의 지향성이 조절되는 안테나 장치.
제2항에 있어서,
상기 방사부는 상기 기판부의 둘레면에 위치되고, 상기 기판부의 폭 사이에서 서로 마주하게 배치되며, 상기 기판부와 수평한 방향으로 전계 및 상기 기판부의 수직한 방향의 전계를 발생하여 수평 편파의 방사패턴 및 수직 편파의 방사 패턴을 발생하는 제1,2방사패치를 포함하는 안테나 장치.
제21항에 있어서,
상기 제1방사체는 상기 급전부가 연결되며, 상기 기판부의 길이의 수평한 방향으로 돌출되는 방사패치를 포함하고,
상기 제2방사체는 상기 제1방사체와 이격되고 상기 제1방사체의 상부 및 하부로 상기 제1방사체와 나란하게 마주하며, 수평 편파 및 수직 편파를 갖는 방사 패턴을 발생하는 제1,2방사패치를 포함하는 안테나 장치.
제22항에 있어서,
상기 제1방사패치는 상기 기판부의 둘레면에서 일방향으로 돌출되는 제1수직편파 방사부와, 상기 제1수직편파 방사부의 일단에서 상기 제1수직편파 방사부의 일단에서 타단 방향으로 절곡연장되는 제1수평편파 방사부를 포함하며,
상기 제2방사패치는 상기 기판부의 둘레면에서 일방향으로 돌출되며 상기 제1수직편파 방사부와 마주하게 구비되는 제2수직편파 방사부와, 상기 제2수직 편파 방사부의 타단에서 일단방향으로 절곡 연장되는 제2수평편파 방사부를 포함하는 안테나 장치.
제2항에 있어서,
상기 방사부는 상기 기판부의 둘레면에 위치되며, 상기 기판부의 폭 사이에서 상기 기판부의 둘레면과 대향하여 서로 마주보게 구비되는 방사체와 접지부를 포함하고,
상기 급전부는 상기 방사체에 연결되어 상기 방사체와 상기 접지부 사이에서 수평 편파 급전신호를 제공하는 제1급전라인과, 상기 방사체에 연결되어 상기 방사체와 상기 접지부 사이에서 수직 편파 급전 신호를 제공하는 제2급전라인을 포함하는 안테나 장치.
제24항에 있어서,
상기 제1급전라인과 상기 제2급전라인은 선택적으로 온/오프되는 안테나 장치.
제25항에 있어서, 상기 방사부는,
상기 제1급전라인이 온되고 상기 제2급전라인이 오프되면 수평편파의 방사패턴을 발생하고,
상기 제1급전라인이 오프되고, 상기 제2급전라인이 온되면 수직편파의 방사패턴을 발생하고,
상기 제1급전라인과 상기 제2급전라인이 온되면 대각선 편파의 방사패턴이 발생하고,
상기 제1급전라인과 상기 제2급전라인이 90°간격으로 온되면, 원형편파의 방사패턴을 발생하는 안테나 장치.
제24항에 있어서,
상기 방사체는 상기 기판부의 단부에서 이격 형성되며 상기 급전부와 연결되는 기둥부와, 상기 기둥부의 양단에서 상기 기판부 측으로 돌출되는 방사플레이트를 포함하고,
상기 접지부는 상기 기판부의 폭방향을 따라 기둥부 측으로 돌출되는 복수개의 방사패치들을 포함하는 안테나 장치.
제24항에 있어서, 상기 방사부는
상기 기판부의 둘레면을 따라 소정 간격 이격되게 배치되는 제1방사부; 및
상기 제1방사부와 상기 제1방사부에 이웃한 제1방사부 사이에 배치되는 제2방사부를 포함하고,
상기 제1방사부는 제1주파수 대역의 송, 수신을 겸용하게 구비되고,
상기 제2방사부는 상기 제1주파수 대역과 서로 다른 제2주파수 대역의 송, 수신을 겸용하게 구비되는 안테나 장치.
제28항에 있어서,
상기 제1방사부와 상기 제2방사부는 상기 제1주파수 대역 또는 상기 제2주파수 대역의 송, 수신에 따라 선택적으로 온/오프되는 안테나 장치.
제24항에 있어서, 상기 방사부는
상기 기판부의 둘레면을 따라 소정 간격 이격되게 배치되는 제1방사부; 및
상기 제1방사부와 상기 제1방사부에 이웃한 제1방사부 사이에 배치되는 제2방사부를 포함하고,
상기 제1방사부와 상기 제2방사부 중 하나는 송신용 안테나로 구비되고, 나머지 하나는 수신용 안테나로 구비되는 안테나 장치.
제30항에 있어서,
상기 제1방사부는 수직, 수평, 대각선, 원형 편파의 방사 패턴의 패턴들 중 적어도 하나의 패턴을 송신 또는 수신하게 구비되며,
상기 제2방사부는 상기 제1방사부와 다른 패턴을 송신, 또는 수신하게 구비며, 수직, 수평, 대각선, 원형 편파의 방사 패턴 의 패턴들 중 적어도 하나의 패턴을 송신 또는 수신하게 구비되는 안테나 장치.
안테나 장치에 있어서,
기판부;
상기 기판부 구비되는 급전부; 및
상기 급전부에 연결되어 급전 신호를 제공받으며, 상기 기판부의 주변둘레를 따라 상기 기판부의 폭 사이에서 서로 마주하게 구비되는 제1, 2방사체를 포함하고,
상기 제1방사체는 상기 급전부가 연결되며, 상기 기판부의 길이의 수평한 방향으로 돌출되는 방사패치를 포함하고,
상기 제2방사체는 상기 제1방사체와 이격되고 상기 제1방사체의 상부 및 하부로 상기 제1방사체와 나란하게 마주하는 제1,2방사패치를 포함하여,
상기 제1방사체와 상기 제2방사체는 수직 편파의 방사 패턴을 발생하는 안테나 장치.
안테나 장치에 있어서,
기판부;
상기 기판부 구비되는 급전부; 및
상기 급전부에 연결되어 급전 신호를 제공받으며, 상기 기판부의 둘레면에 위치되며, 상기 기판부의 폭 사이에서 상기 기판부의 둘레면과 대향하여 서로 마주보게 구비되는 제1방사체와 제2방사체를 포함하고,
상기 제1방사체는 상기 기판부의 단부에서 이격 형성되며 상기 급전부와 연결되는 기둥부와, 상기 기둥부의 양단에서 상기 기판부 측으로 돌출되는 플레이트를 포함하고,
상기 제2방사체는 상기 기판부의 폭방향을 따라 기둥부 측으로 돌출되는 복수개의 방사패치들을 포함하고,
상기 제1방사체와 상기 제2방사체는 수직 편파의 방사 패턴을 발생하는 안테나 장치.
안테나 장치에 있어서,
기판부;
상기 기판부 구비되는 급전부;
상기 급전부에 연결되어 급전 신호를 제공받으며, 상기 기판부의 주변둘레를 따라 상기 기판부의 폭 내에서 서로 마주하게 구비되는 방사부재; 및
상기 기판부의 둘레면에서 멀어지는 방향을 따라 적어도 하나 이상 구비되며, 상기 방사부재와 인접하게 배치되는 가이드 방사부재를 포함하고,
상기 방사부재는 수직 편파의 방사 패턴을 발생하며,
상기 가이드 방사부재는 지향성을 조절하는 안테나 장치.
안테나 장치에 있어서,
기판부;
상기 기판부 구비되는 급전부; 및
상기 급전부에 연결되어 급전 신호를 제공받으며, 상기 기판부의 주변둘레를 따라 상기 기판부의 폭 내에서 서로 마주하게 구비되며, 상기 기판부와 수평한 방향으로 전계 및 상기 기판부의 수직한 방향의 전계를 발생하여 수평 편파 안테나 패턴 및 수직 편파의 안테나 패턴을 발생하는 제1,2방사패치를 포함하는 안테나 장치.
안테나 장치에 있어서,
기판부;
상기 기판부 구비되는 급전부; 및
상기 급전부에 연결되어 급전 신호를 제공받으며, 상기 기판부의 둘레면에 위치되며, 상기 기판부의 폭 사이에서 상기 기판부의 둘레면과 대향하여 서로 마주보게 구비되는 제1방사체와 제2방사체를 구비하는 방사부를 포함하고,
상기 급전부는 상기 제1방사체에 연결되어 상기 제1방사체와 상기 제2방사체 사이에서 수평 편파 급전신호를 제공하는 제1급전라인과, 상기 제1방사체에 연결되어 상기 제1방사체와 상기 제2방사체 사이에서 수직 편파 급전 신호를 제공하는 제2급전라인을 포함하여,
상기 제1,2급전라인의 선택적인 온/오프에 따라 수평편파의 방사패턴, 수직편파의 방사패턴, 대각선 편파의 방사패턴 또는 원형편파의 방사패턴의 패턴들 중 적어도 어느 하나의 패턴을 발생하는 안테나 장치.