KR20160067611A - 링크 라인을 이용한 안테나 장치 - Google Patents

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Abstract

링크 라인을 이용한 안테나 장치가 개시된다. 개시된 장치는, 제1 방사체; 상기 제1 방사체와 동일한 구조를 가지는 제2 방사체; 상기 제1 방사체 및 상기 제2 방사체 사이에 위치하는 제3 방사체; 상기 제1 방사체 및 상기 제3 방사체를 연결하는 제1 링크 라인; 및 상기 제2 방사체 및 상기 제3 방사체를 연결하는 제2 링크 라인을 포함하되, 상기 제1 방사체 및 상기 제2 방사체는 MIMO 방사체이며, 상기 제1 방사체, 제2 방사체 및 제3 방사체는 적어도 하나의 동일 주파수 대역의 공진 주파수를 가진다. 개시된 장치에 의하면, 셋 이상의 안테나들에 대해 양호한 격리도를 확보할 수 있으며, 서로 다른 구조를 가진 이종 안테나간에도 양호한 격리도를 확보할 수 있는 장점이 있다.

Description

링크 라인을 이용한 안테나 장치{Antenna Device Using Link Line}
본 발명은 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 링크 라인을 이용한 안테나 장치에 관한 것이다.
이동통신 기술의 발전에 따라 이동통신 단말기에는 다양한 종류의 안테나가 사용되고 있으며, 이동통신 단말기의 사이즈가 소형화되면서 다수의 안테나간 격리도 확보는 통신 품질을 결정하는 중요한 요소가 되고 있다.
안테나의 격리도에 대한 연구는 주로 두 개의 방사체가 이용되는 MIMO 안테나에 분야에서 연구되었다. MIMO 안테나에서 동일한 구조의 방사체가 인접하여 놓여지기 때문에 방사체간 격리도 확보를 위해 다양한 아이솔레이션 구조체들이 제안되었다.
그러나, 이동통신 단말기가 소형화되고 다양한 안테나가 이동통신 단말기에 내장됨에 따라 이종 안테나간에도 격리도 확보가 요구되고 있으며, 특히 안테나 점유 공간을 최소화하기 위해 방사체들이 인접한 상태에서 격리도를 확보할 수 있는 구조가 요구되고 있다.
특히, 와이파이 안테나 및 블루투스 안테나와 같이 적어도 하나의 동일 주파수 대역을 사용하는 안테나들에 대한 격리도의 확보는 더욱 중요한 문제로 부각되고 있다.
안테나의 격리도 확보를 위한 연구는 주로 MIMO 방사체에 집중되어 있어 와이파이 안테나 및 블루투스 안테나와 같이 이종 안테나간 격리도와 셋 이상의 방사체에 대해 격리도를 확보할 수 있는 구조에 대한 연구는 미흡한 실정이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 셋 이상의 안테나들에 대해 양호한 격리도를 확보할 수 있는 안테나 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 서로 다른 구조를 가진 이종 안테나간 양호한 격리도를 확보할 수 있는 안테나 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 방사체; 제2 방사체; 상기 제1 방사체 및 상기 제2 방사체 사이에 위치하는 제3 방사체; 상기 제1 방사체 및 상기 제3 방사체를 연결하는 제1 링크 라인; 및 상기 제2 방사체 및 상기 제3 방사체를 연결하는 제2 링크 라인을 포함하되, 상기 제1 방사체 및 상기 제2 방사체는 MIMO 방사체이며, 상기 제1 방사체, 제2 방사체 및 제3 방사체는 적어도 하나의 동일 주파수 대역의 공진 주파수를 가지는 안테나 장치가 제공된다.
상기 제2 방사체는 상기 제1 방사체와 동일한 구조를 가진다.
상기 안테나 장치는 기판을 더 포함하며, 상기 제1 방사체, 제2 방사체, 제3 방사체, 제1 링크 라인 및 제2 링크 라인은 상기 기판상의 동일 평면에 형성된다.
상기 안테나 장치는 상기 기판상에 형성되는 접지면을 더 포함한다.
상기 제1 방사체, 제2 방사체 및 제3 방사체는 급전점으로부터 연장되는 라인부 및 상기 라인부와 결합되는 패치부를 포함하며, 상기 제1 링크 라인은 상기 제1 방사체와 상기 제3 방사체의 라인부를 연결하고, 상기 제2 링크 라인은 상기 제3 방사체와 상기 제2 방사체의 라인부를 연결한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1 방사체; 제2 방사체; 상기 제1 방사체 및 상기 제2 방사체 사이에 위치하는 제3 방사체; 상기 제1 방사체 및 상기 제3 방사체를 연결하는 제1 링크 라인; 및 상기 제2 방사체 및 상기 제3 방사체를 연결하는 제2 링크 라인을 포함하되, 상기 제1 방사체 및 상기 제2 방사체는 MIMO 방사체이며, 상기 제1 방사체, 제2 방사체, 제3 방사체, 제1 링크 라인 및 제2 링크 라인은 기판상의 동일 평면에 형성되는 안테나 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 셋 이상의 안테나들에 대해 양호한 격리도를 확보할 수 있으며, 서로 다른 구조를 가진 이종 안테나간에도 양호한 격리도를 확보할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 링크 라인을 이용한 안테나 장치의 개념도를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 링크 라인을 이용한 안테나 장치 구조의 일례를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 링크 라인을 이용한 안테나 장치에서 각 방사체의 반사 손실을 도시한 그래프.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나에서 각 안테나간 격리도를 도시한 그래프.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 링크 라인을 이용한 안테나 장치의 개념도를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 링크 라인을 이용한 안테나 장치는 제1 방사체(100), 제2 방사체(110), 제3 방사체(120), 제1 방사체(100)와 제3 방사체(120)를 연결하는 제1 링크 라인(150), 제2 방사체(110)와 제3 방사체(120)를 연결하는 제2 링크 라인(160) 및 접지면(180)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는 세 개의 방사체(100, 110, 120)를 포함하며, 제1 방사체(100)와 제2 방사체(110)는 동일한 구조를 가지는 MIMO 안테나이다.
제3 방사체(120)는 제1 방사체(100) 및 제2 방사체(110) 사이에 위치하며, 제1 방사체(100)-제3 방사체(120)-제2 방사체(110)의 순서로 방사체가 배열된다.
제3 방사체(120)는 제1 방사체(100) 및 제2 방사체(110)와는 다른 구조를 가지는 이종 방사체이다. 다만, 제3 방사체(120)는 제1 방사체(100) 및 제2 방사체(110)와 동일한 대역의 신호를 송수신하는 방사체이다.
휴대용 단말기가 발전함에 따라 휴대용 단말기를 통해 제공되는 서비스가 다양화되고 있으며 이에 따라 휴대용 단말기에 사용되는 안테나의 종류도 증가하고 있다.
근래의 휴대용 단말기는 와이파이 서비스 및 블루투스 서비스를 모두 제공하고 있는데, 와이파이와 블루투스는 동일한 대역에서 서비스를 제공한다.
또한, 와이파이 안테나의 경우 안정적인 수신율을 유지할 수 있도록 MIMO 안테나가 주로 사용되고 있다.
본 발명에서는 이러한 와이파이 방사체와 블루투스 방사체가 먼 거리에 이격되어 위치하지 않으면서 격리도를 확보할 수 있는 구조를 제안한다. 와이파이 방사체와 블루투스 방사체는 적어도 하나의 동일한 공진 주파수 대역을 가지며, 2GHz를 중심 주파수로 하는 동일 주파수 대역에서 동작한다.
도 1에 도시된 개념도에서, 제1 방사체(100) 및 제2 방사체(110)는 각각 MIMO 와이파이 안테나일 수 있으며, 제3 방사체(120)는 블루투스 방사체일 수 있다.
제1 방사체(100)-제3방사체(120)-제2 방사체(110)의 순서로 방사체가 배열되기 때문에 MIMO 방사체인 제1 방사체(100)와 제2 방사체(110)는 제3 방사체를 사이에 두고 이격되는 구조를 가진다.
제1 방사체(100)와 제3 방사체(120) 사이에는 제1 링크 라인(150)이 결합된다. 제1 링크 라인(150)은 도전성 재질로 이루어지며 제1 방사체(100)의 특정 포인트와 제3 방사체(120)의 특정 포인트에 결합된다.
제3 방사체(120)와 제2 방사체(110) 사이에는 제2 링크 라인(160)이 결합된다. 제2 링크 라인(160) 역시 도전성 재질로 이루어지며 제2 방사체(110)이 특정 포인트와 제3 방사체(120)의 특정 포인트에 결합된다.
제1 링크 라인(150) 및 제2 링크 라인(160)은 세 개의 방사체(100, 110, 120)가 동일 주파수의 신호를 방사함으로 인해 발생하는 간섭을 제거하고 안테나의 격리도가 확보될 수 있도록 한다.
링크 라인(150, 160)의 폭 및 링크 라인과 방사체의 접점 위치에 따라 격리도 특성 조절이 가능하다.
접지면(180)은 제1 방사체(100) 내지 제3 방사체(120)와 동일 평면에 형성되고 방사에 필요한 접지 전압을 제공한다. 제1 방사체(100) 내지 제3 방사체(120) 중 어느 하나가 PIFA 방사체 또는 루프 방사체일 경우 해당 방사체는 접지면(180)과 전기적으로 연결될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 링크 라인을 이용한 안테나 장치 구조의 일례를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 링크 라인을 이용한 안테나 장치는 기판(200), 장치는 제1 방사체(100), 제2 방사체(110), 제3 방사체(120), 제1 방사체(100)와 제3 방사체(120)를 연결하는 제1 링크 라인(150), 제2 방사체(110)와 제3 방사체(120)를 연결하는 제2 링크 라인(160) 및 접지면(180)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는 기판(200)상에 형성될 수 있으며 기판은 유전체 재질로 이루어진다.
기판(200)의 소정 영역에는 제1 방사체(100), 제2 방사체9110) 및 제3 방사체(120)가 나란히 배열된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 방사체(100) 및 제2 방사체(110)는 동일한 구조를 가지며 MIMO 안테나로 동작한다. 제1 방사체(100) 및 제2 방사체(110)는 각각 독립적으로 신호의 수신 및 급전이 이루어지며 별도의 신호처리 과정을 통해 수신된 신호에 대한 복조가 이루어진다.
제1 방사체(100)는 제1 급전점(210)을 통해 급전이 이루어지며, 제2 방사체(110)는 제2 급전점(220)을 통해 급전이 이루어진다.
제1 방사체(100) 및 제2 방사체(120)는 급전점(210, 220)으로부터 연장되는 라인부(250) 및 라인부(250)와 결합되며 라인부(250)에 비해 넓은 폭을 가지는 패치부(252)를 포함한다. 라인부(250)에는 임피던스 매칭을 위해 오픈 스터브(254)가 결합될 수 있다.
제3 방사체(120) 역시 라인부(260) 및 패치부(262)를 포함할 수 있으며, 제2 방사체(120)의 형태는 MIMO 방사체로 동작하는 제1 방사체(100) 및 제2 방사체(110)와는 상이하다.
제1 링크 라인(150)은 제1 방사체(100) 및 제3 방사체(120)를 연결한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제1 링크 라인(150)은 제1 방사체(100)의 라인부(250)와 제3 방사체(120)의 라인부(260)를 연결한다.
제2 링크 라인(160)은 제3 방사체(120) 및 제2 방사체(110)를 연결한다. 제2 링크 라인(160)은 제3 방사체(120)의 라인부(260)와 제2 방사체(120)의 라인부를 연결한다.
기판(200)의 소정 영역에는 접지면(180)이 형성되며, 접지면(180)은 급전 신호를 제공하는 커넥터의 접지와 전기적으로 연결된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는 동일한 주파수 대역을 사용하는 세 개의 방사체가 협소한 공간에 배열되면서도 방사체간 격리도가 확보되도록 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는 서로 동일한 사용 주파수를 가지는 방사체를 동일 기판에 배열하여 그 사이즈를 축소하면서도 링크 라인을 통해 각 방사체간 격리도가 확보하는 것이 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 링크 라인을 이용한 안테나 장치에서 각 방사체의 반사 손실을 도시한 그래프이다.
도 3을 참조하면, 제1 방사체(100)의 반사 손실은 S11으로 표시되어 있고, 제2 방사체(110)의 반사 손실은 S33로 표시되어 있으며, 제3 방사체(120)의 반사 손실은 S22로 표시되어 있다.
제1 방사체(100)와 제2 방사체(110)는 유사한 반사 손실을 가지는 것을 확인할 수 있다.
또한, 제1 방사체(100), 제2 방사체(110) 및 제3 방사체(120)는 동일 기판에 일렬로 배열된 상태에서도 모두 동일한 주파수 대역인 2GHz 대역에서 공진 주파수를 방사하는 것을 확인할 수 있다.
또한, MIMO 안테나인 제1 방사체(100) 및 제2 방사체(110)는 5GHz에서도 공진 주파수가 형성되도록 이중 대역 특성을 가진다는 점을 확인할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나에서 각 안테나간 격리도를 도시한 그래프이다.
도 4를 참조하면, 제1 방사체(100) 및 제2 방사체(110)간 격리도는 S13로 표시되어 있고, 제2 방사체(110) 및 제3 방사체(120)간 격리도는 S23로 표시되어 있으며, 제1 방사체(100) 및 제3 방사체(120)간 격리도는 S12로 표시되어 있다.
도 4를 참조하면, 제1, 제2 및 제3 방사체 각각은 동일 주파수 대역인 2GHz 대역에서 양호한 격리도를 가지는 것을 확인할 수 있다. 도 4를 통해 세 개의 방사체를 연결하는 두 개의 링크 라인에 의해 양호한 격리도를 확보한다는 것을 확인할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (8)

  1. 제1 방사체;
    제2 방사체;
    상기 제1 방사체 및 상기 제2 방사체 사이에 위치하는 제3 방사체;
    상기 제1 방사체 및 상기 제3 방사체를 연결하는 제1 링크 라인; 및
    상기 제2 방사체 및 상기 제3 방사체를 연결하는 제2 링크 라인을 포함하되,
    상기 제1 방사체 및 상기 제2 방사체는 MIMO 방사체이며, 상기 제1 방사체, 제2 방사체 및 제3 방사체는 적어도 하나의 동일 주파수 대역의 공진 주파수를 가지는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 방사체는 상기 제1 방사체와 동일한 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    기판을 더 포함하며, 상기 제1 방사체, 제2 방사체, 제3 방사체, 제1 링크 라인 및 제2 링크 라인은 상기 기판상의 동일 평면에 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기판상에 형성되는 접지면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방사체, 제2 방사체 및 제3 방사체는 급전점으로부터 연장되는 라인부 및 상기 라인부와 결합되는 패치부를 포함하며, 상기 제1 링크 라인은 상기 제1 방사체와 상기 제3 방사체의 라인부를 연결하고, 상기 제2 링크 라인은 상기 제3 방사체와 상기 제2 방사체의 라인부를 연결하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  6. 제1 방사체;
    제2 방사체;
    상기 제1 방사체 및 상기 제2 방사체 사이에 위치하는 제3 방사체;
    상기 제1 방사체 및 상기 제3 방사체를 연결하는 제1 링크 라인; 및
    상기 제2 방사체 및 상기 제3 방사체를 연결하는 제2 링크 라인을 포함하되,
    상기 제1 방사체 및 상기 제2 방사체는 MIMO 방사체이며, 상기 제1 방사체, 제2 방사체, 제3 방사체, 제1 링크 라인 및 제2 링크 라인은 기판상의 동일 평면에 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 방사체는 상기 제1 방사체와 동일한 구조는 가지는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 방사체, 제2 방사체 및 제3 방사체는 적어도 하나의 동일 주파수 대역의 공진 주파수를 가지는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.


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