KR20160120643A - 안테나 장치 - Google Patents

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KR20160120643A
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antenna
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antenna pattern
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이호진
박희준
김종윤
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 통신을 위한 안테나 장치는, 기판; 기판의 측방향으로 돌출되어 제1 통신 신호를 송수신하는 제1 안테나 패턴; 및 제1 안테나 패턴에 대해 이격되고 기판의 측방향으로 돌출되어 제2 통신 신호를 송수신하는 제2 안테나 패턴; 을 포함함으로써, 멀티 통신을 지원하는 복수의 안테나를 작은 공간에 통합시켜 가격 경쟁력 및 공간적 융통성을 확보함과 함께 복수의 안테나간의 격리도 및 방사특성을 개선시킬 수 있다.

Description

안테나 장치{Antenna apparatus}
본 발명은 안테나 장치에 관한 것이다.
무선랜 기술은 속도와 대역폭 관점에서 비약적으로 성장되어왔다. 예를 들어, 와이파이(WiFi)는 주파수 대역 관점에서 2.4GHz 하나의 대역에서 5GHz 대역으로 확장되고 대역폭 관점에서도 확장되었다.
또한, MIMO(Multi Input Multi Output) 기술이 등장하여 물리적인 송수신단 채널이 증가함으로써, 무선랜의 성능은 물리적인 장치의 개수를 더 많이 요구하는 추세이다.
게다가, 와이파이(WiFi)를 지원하는 기기들은 종래의 PC나 통신기기으로 한정되었던 것이, 점차 TV를 비롯한 가전제품, 자동차 등 데이터를 주고받을 필요가 있는 모든 분야로 확장되고 있다.
공개특허공보 제10-2013-0094080호
본 발명의 일 실시 예는 멀티 통신을 위한 안테나 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 기판; 기판의 측방향으로 돌출되어 제1 통신 신호를 송수신하는 제1 안테나 패턴; 및 제1 안테나 패턴에 대해 이격되고 기판의 측방향으로 돌출되어 제2 통신 신호를 송수신하는 제2 안테나 패턴; 을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 기판; 상기 기판의 측면에 배치되고 제1 통신 신호를 송수신하는 적어도 하나의 안테나 패턴을 포함하는 제1 안테나부; 상기 기판의 측면에 배치되고 제2 통신 신호를 송수신하는 적어도 하나의 안테나 패턴을 포함하는 제2 안테나부; 및 상기 제1 안테나부와 제2 안테나부의 사이에서 상기 제1 안테나부와 상기 제2 안테나부를 서로 전기적으로 이격시키는 아이솔레이터; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 통신을 위한 안테나 장치는, 통신방식이 서로 다른 멀티 통신을 지원하는 복수의 안테나를 하나의 모듈에 통합시키고, 복수의 안테나간의 격리도를 유지할 수 있도록 배치 및 설치될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 통신을 위한 안테나 장치는 가격 경쟁력 및 공간적 융통성을 확보함과 함께 복수의 안테나간의 격리도 및 방사특성을 개선시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 통신을 위한 안테나 장치는 TV, 냉장고, 에어컨 등 무선랜 접속환경 및 멀티 통신을 위한 신호의 송수신이 필요한 장치의 외관 내부에 장착될 수 있고, 외부에서는 보이지 않게끔 내장 될 수 있는 모든 필요 장치에 적용 될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 안테나 장치에서 아이솔레이터가 추가된 안테나 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 4개의 안테나 패턴이 포함된 안테나 장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3개의 안테나 패턴이 포함된 안테나 장치를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치에서의 안테나의 배치를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 안테나 종류로서 다이폴 안테나를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 안테나 종류로서 모노폴 안테나를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 안테나 종류로서 루프 안테나를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 안테나 종류로서 역 L 형태의 입체 안테나를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 안테나 종류로서 역 F 형태의 입체 안테나를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 안테나 종류로서 역 F 형태의 안테나를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 아이솔레이터의 입체 형태를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 아이솔레이터의 슬릿 형태를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 제1 아이솔레이터를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 제1 아이솔레이터의 입체 형태를 나타낸 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 제1 안테나 패턴(111), 제2 안테나 패턴(123) 및 기판(160)을 포함할 수 있다.
제1 안테나 패턴(111)은, 기판(160)의 측방향으로 돌출되어 제1 통신 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 통신 신호는 와이파이(WiFi)를 위한 신호일 수 있으나, 설계에 따라 와이파이를 위한 신호뿐만 아니라 블루투스(Bluetooth, TM) 또는 지그비(Zigbee, TM) 등을 위한 신호일 수도 있다.
제2 안테나 패턴(123)은, 제1 안테나 패턴(111)에 대해 이격되고 기판(160)의 측방향으로 돌출되어 상기 제1 통신 신호의 통신 방식과 상이한 통신 방식의 신호인 제2 통신 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 통신 신호는 블루투스(Bluetooth, TM)를 위한 신호일 수 있으나, 설계에 따라 블루투스(Bluetooth, TM)를 위한 신호일 뿐만 아니라 와이파이 또는 지그비(Zigbee, TM) 등을 위한 신호일 수도 있다.
상기 제1 안테나 패턴(111)과 제2 안테나 패턴(123)이 안테나 장치에 함께 포함됨으로써, 상기 안테나 장치는 멀티 통신을 수행할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 안테나 패턴(111, 123)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 안테나 패턴간의 이격 거리가 길수록 안테나 패턴간의 격리도(isolation)는 향상될 수 있다. 예를 들어 기판(160)이 육면체의 형태를 가질 경우, 상기 제1 및 제2 안테나 패턴(111, 123)은 서로 대향하도록 기판(160)의 측방향 모서리에 배치될 수 있다.
예를 들어 상기 제1 및 제2 안테나 패턴(111, 123)이 기판(160)의 측방향으로 돌출될 경우, 기판(160)의 사이즈 대비 안테나 패턴간의 이격 거리는 길어질 수 있다. 이에 따라, 기판(160)의 사이즈 대비 안테나 패턴간의 격리도는 개선될 수 있다.
여기서, 기판(160)은 상기 제1 및 제2 안테나 패턴(111, 123)의 사이에서 장벽 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, 안테나 패턴간의 격리도는 더욱 개선될 수 있다.
상기 제1 및 제2 안테나 패턴(111, 123)의 형태에 대해서는 도 6 내지 도 11을 참조하여 후술한다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 제1 안테나 패턴(111) 및 제2 안테나 패턴(123)에 급전하는 피딩부(152, 153)를 더 포함할 수 있다. 기판(160)이 제1 및 제2 안테나 패턴(111, 123)에 대해 접지영역을 제공할 경우, 상기 피딩부(152, 153)를 기준으로 제1 안테나 패턴(111) 및 제2 안테나 패턴(123)에서 표면 전류가 흐름에 따라, 제1 및 제2 통신 신호는 방사될 수 있다.
도 2는 도 1의 안테나 장치에서 아이솔레이터가 추가된 안테나 장치를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 제1 안테나 패턴(111), 제2 안테나 패턴(123), 아이솔레이터(141, 142, 143, 144), 피딩부(152, 153) 및 기판(160)을 포함할 수 있다.
아이솔레이터(141, 142, 143, 144)는 제1 안테나 패턴(111)과 제2 안테나 패턴(123)의 사이의 전기적 경로 상에 배치되어 제1 안테나 패턴(111)과 제2 안테나 패턴(123)를 서로 전기적으로 이격시킬 수 있다.
여기서, 전기적으로 이격시킨다는 것은 구조적으로 거리를 유지하면서도 전기적인 동작 관점으로 거리를 연장시키는 것을 의미한다. 예를 들어, 제1 안테나 패턴(111)과 제2 안테나 패턴(123) 사이가 제1 거리만큼 이격된 경우, 제1 및 제2 안테나 패턴(111, 123)은 상기 아이솔레이터(141, 142, 143, 144)에 의해 제1 거리보다 더 긴 거리로 이격된 것과 같이 전기적으로 동작할 수 있다.
즉, 상기 아이솔레이터(141, 142, 143, 144)는 제1 및 제2 안테나 패턴(111, 123) 중 하나에서 다른 하나로 세는 표면 전류(surface current)에 대해 거리를 연장시킬 수 있다. 이에 따라, 안테나 패턴간의 격리도(isolation)는 향상될 수 있다.
예를 들어, 상기 아이솔레이터(141, 142, 143, 144)는 기판(160)의 측면 모서리에 인접하여 배치될 수 있다. 이에 따라, 안테나 패턴간의 격리도는 더욱 향상될 수 있다.
예를 들어, 아이솔레이터(141)는 제1 안테나 패턴(111)을 향하여 90도 구부러진 막대 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 아이솔레이터(142)는 제2 안테나 패턴(123)을 향하여 90도 구부러진 막대 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 아이솔레이터(143)는 일면이 제2 안테나 패턴(123)을 향하는 깃발 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 아이솔레이터(144)는 일면이 제1 안테나 패턴(111)을 향하는 깃발 형태를 가질 수 있다. 상기 아이솔레이터(141, 142, 143, 144)의 형태에 대해서는 도 12 내지 도 15를 참조하여 후술한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 4개의 안테나 패턴이 포함된 안테나 장치를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 제1 안테나부(110), 제2 안테나부(120), 제1 아이솔레이터(131, 132), 제2 아이솔레이터(145, 146), 피딩부(151, 152, 153, 154), 기판(160) 및 통신 모듈(170)을 포함할 수 있다.
제1 안테나부(110)는 기판(160)의 측면에 배치되어 제1 통신 신호를 송수신하고 서로 이격되는 제1 및 제3 안테나 패턴(113, 114)을 포함할 수 있다.
제2 안테나부(120)는 기판(160)의 측면에 배치되어 제2 통신 신호를 송수신하고 서로 이격되는 제2 및 제4 안테나 패턴(121, 122)을 포함할 수 있다.
예를 들어 기판(160)이 육면체의 형태를 가질 경우, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 안테나 패턴(113, 121, 114, 122)은 각각 기판(160)의 측면 모서리에 배치될 수 있다. 이에 따라, 안테나 패턴간의 격리도는 향상될 수 있다.
제1 아이솔레이터(131, 132)는, 기판(160)의 측방향으로 돌출되고 제1, 제2, 제3 및 제4 안테나 패턴(113, 121, 114, 122) 중 적어도 하나에 인접하여 방사 패턴의 형성을 보조할 수 있다.
즉, 상기 제1 아이솔레이터(131, 132)는 제1, 제2, 제3 및 제4 안테나 패턴(113, 121, 114, 122) 중 적어도 하나에 커플링되며, 안테나 패턴에 대한 거리, 각도, 형태 등에 기초하여 방사 패턴을 조절할 수 있다.
예를 들어, 제1 아이솔레이터(131)는 제1 및 제3 안테나 패턴(113, 114)에 인접하여 T형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 아이솔레이터(132)는 제2 및 제4 안테나 패턴(121, 122)에 인접하여 T형태를 가질 수 있다.
제2 아이솔레이터(145, 146)는 제1 안테나부(110)와 제2 안테나부(120)를 서로 전기적으로 이격시킬 수도 있다. 제1 아이솔레이터(131, 132)와 달리, 상기 제2 아이솔레이터(145, 146)는 안테나 패턴에 커플링되지 않을 수 있다. 따라서, 상기 제2 아이솔레이터(145, 146)의 형태는 자유롭게 설계될 수 있다.
예를 들어, 제2 아이솔레이터(145)는 제1 안테나 패턴(113)과 제2 안테나 패턴(121)의 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 아이솔레이터(146)는 제3 안테나 패턴(114)과 제4 안테나 패턴(122)의 사이에 배치될 수 있다.
통신 모듈(170)은 기판(160)상에 실장되어 제1 통신 신호 및 제2 통신 신호를 처리할 수 있다. 즉, 기판(160)은 통신 모듈(170)에 실장 영역을 제공하면서 제1 및 제2 안테나부(110, 120)에 대한 접지영역을 제공할 수 있다.
또한, 상기 통신 모듈(170)은 구조적으로 제1 안테나부(110)와 제2 안테나부(120)의 사이에 배치되므로, 안테나 패턴간의 격리도를 향상시킬 수도 있다.
즉, 통신 모듈(170)이 기판(160)상에 실장됨으로써, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 공간을 더욱 효율적으로 활용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3개의 안테나 패턴이 포함된 안테나 장치를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 안테나 장치(200)는, 제1 안테나부(211, 212), 제2 안테나부(220), 제1 아이솔레이터(231, 232), 제2 아이솔레이터(241, 242, 243, 244), 피딩부(251, 252, 253) 및 기판(260)을 포함할 수 있다.
도 4에서는 상기 제1 안테나부(211, 212)가 MIMO를 위해 2개의 안테나 패턴을 포함하는 것으로 도시하고 있으나, 이에 한정될 필요는 없다. 본 발명의 각 실시 예에서, 상기 제1 안테나가 2개의 안테나를 포함하는 것으로 도시된 것은 특별히 한정하는 의미가 아니며 단순 설명의 편의상 2개를 도시하고 있을뿐이다.
제1 안테나부(211, 212)는 일 통신방식을 위한 신호를 송수신할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 안테나부(211, 212)의 두 안테나 패턴은 서로 대칭적일 수 있다. 대칭적 구조의 안테나들은 서로 짝수 차수 고조파 간섭(even order harmonic distortion) 신호를 차단시킬 수 있다. 이에 따라, 제1 안테나부(211, 212)의 두 안테나 패턴간의 격리도는 향상될 수 있다.
제2 안테나부(220)는 상기 제1 안테나부(211, 212)와 다른 통신방식을 위한 신호를 송수신할 수 있다.
제1 안테나부(211, 212)와 제2 안테나부(220)가 안테나 장치(200)에 함께 포함됨으로써, 상기 안테나 장치(200)는 멀티 통신을 수행할 수 있다.
또한, 상기 제1 안테나부(211, 212)와 제2 안테나부(220)는 서로 이격되어 배치될 수 있다. 안테나간의 이격 거리가 길수록 안테나간의 격리도는 향상될 수 있다. 예를 들어 도 4를 기준으로, 제1 안테나부(211, 212)는 각각 우하단의 꼭지점 및 좌하단의 꼭지점에 배치될 수 있고, 제2 안테나부(220)는 상단의 가운데에 배치될 수 있다.
제1 아이솔레이터(231, 232) 및 제2 아이솔레이터(241, 242, 243, 244)는 각각 제1 안테나부(211, 212)와 제2 안테나부(220)의 사이에 배치될 수 있다. 여기서, 아이솔레이터(isolator)는 제1 안테나부(211, 212)와 제2 안테나부(220)의 사이 격리도(isolation)를 개선시킬 수 있다.
제1 안테나부(211, 212)에서 신호가 방사될 경우, 제1 안테나부(211, 212)에서 제2 안테나부(220)로 표면 전류(surface current)가 흐를 수 있다. 여기서, 표면 전류는 제2 안테나부(220)에 영향을 줄 수 있다. 이에 따라, 제1 안테나부(211, 212)와 제2 안테나부(220) 사이에서 간섭이 발생될 가능성이 있다.
제1 아이솔레이터(231, 232) 및 제2 아이솔레이터(241, 242, 243, 244)는 안테나들 사이를 흐르는 표면 전류의 경로를 전기적으로 연장시켜줄 수 있다. 이에 따라 두 안테나간 간섭을 미치는 표면 전류에 의한 각 안테나에 도달되는 전류가 감쇄(attenuation) 되며, 결국 이는 제1 안테나(211, 212)와 제2 안테나(220) 사이의 이격 거리가 길어진 효과를 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 안테나들 사이의 격리도가 향상될 수 있다.
또한, 상기 제1 아이솔레이터(231, 232) 및 제2 아이솔레이터(241, 242, 243, 244)는 안테나 각각의 방사 패턴이 다른 안테나에 주는 간섭을 줄일 수도 있다. 안테나 각각은 공기 중으로도 서로 간섭을 줄 수 있는데, 상기 제1 아이솔레이터(231, 232) 및 제2 아이솔레이터(241, 242, 243, 244)는 공기 중의 간섭 경로 상에 배치됨으로써, 안테나간의 격리도를 향상시킬 수 있다.
여기서, 제1 아이솔레이터(231, 232)는 적어도 하나의 안테나와 커플링되도록 해당 안테나에 인접하게 배치될 수 있다. 또한, 제2 아이솔레이터(241, 242, 243, 244)는 안테나에 인접하지 않도록 배치될 수 있다.
제1 아이솔레이터(231, 232)는 특정 안테나 패턴에 커플링됨으로써 안테나의 방사특성에 보조함과 함께, 제1 안테나부(211, 212)와 제2 안테나부(220)의 사이에 배치되거나 제1 안테나부(211, 212)의 두 안테나 사이에 배치됨으로써 안테나들 사이의 격리도를 향상시킬 수 있다. 여기서, 상기 제1 아이솔레이터(231, 232)의 커플링 대상 안테나는 제1 안테나부(211, 212)일 수도 있고, 제2 안테나부(220)일 수도 있다.
제1 아이솔레이터(231, 232) 및 제2 아이솔레이터(241, 242, 243, 244) 각각의 배치 위치, 크기 및 모양 등은 독립적으로 설계될 수 있다. 이에 따라, 안테나의 방사특성 및 안테나간의 격리도가 효율적으로 설계될 수 있다.
예를 들어, 제1 안테나부(211, 212)의 방사 특성이 조절되고 격리도가 개선될 필요가 있을 경우, 제1 아이솔레이터(231, 232)를 통해 방사 특성이 최적화된 후에 제2 아이솔레이터(241, 242, 243, 244)를 통해 격리도가 최적화될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 통신을 위한 안테나 장치(200)는 제1 아이솔레이터(231, 232) 및 제2 아이솔레이터(241, 242, 243, 244)를 함께 포함하여야만 하는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 안테나 장치(200)는 요구 스펙, 사이즈 및 안테나의 종류 등에 따라 제1 아이솔레이터(231, 232) 및 제2 아이솔레이터(241, 242, 243, 244) 중 하나만 포함하거나 포함하지 않을 수도 있다.
즉, 상기 제1 아이솔레이터(231, 232) 및 제2 아이솔레이터(241, 242, 243, 244)는 제1 안테나부(211, 212)와 제2 안테나(220) 사이의 이격 거리 연장 역할을 수행할 수 있다. 따라서 상기 이격 거리가 제1 안테나부(211, 212)와 제2 안테나부(220) 간의 요구 격리도를 만족시킬 수 있는 경우, 제1 아이솔레이터(231, 232) 및 제2 아이솔레이터(241, 242, 243, 244)는 안테나 장치(200)에 포함되지 않을 수도 있다.
예를 들어, 제1 아이솔레이터(231) 및 제2 아이솔레이터(241)는 제1 안테나부 중 하나의 패턴(211)을 향하여 90도 구부러진 막대 형태를 가질 수 있고, 제1 아이솔레이터(232) 및 제2 아에솔레이터(242)는 제1 안테나부 중 다른 하나의 패턴(212)을 향하여 90도 구부러진 막대 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 아이솔레이터(243)는 제2 안테나부(220)의 일측에서 깃발 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 아이솔레이터(244)는 제2 안테나부(220)의 일측에서 깃발 형태를 가질 수 있다.
한편, 피딩부(251, 252, 253)는 제1 안테나부(211, 212) 및/또는 제2 안테나부(220)에 급전할 수 있다. 상기 피딩부(251, 252, 253)를 기준으로 제1 안테나부(211, 212) 및/또는 제2 안테나부(220)에서 표면 전류가 흐름에 따라, 신호가 방사될 수 있다.
한편, 기판(260)은 제1 안테나부(211, 212) 및 제2 안테나부(220)에 전기적으로 그라운드인 공간을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(260)상에는 안테나를 통해 송수신되는 신호를 처리하는 통신 모듈이 실장될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 통신을 위한 안테나 장치에서의 안테나의 배치를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 제1 안테나부(311, 312)는 각각 우상단의 꼭지점 및 우하단의 꼭지점에 배치될 수 있고, 제2 안테나부(320)는 좌측의 모서리에 배치될 수 있다.
도 4의 안테나 배치와 비교하여, 제1 안테나부(311, 312)간의 격리도는 악화될 수 있고, 제1 안테나부(311, 312)와 제2 안테나부(320)간의 격리도는 향상될 수 있다.
예를 들어, 제1 안테나부(311, 312)의 안테나 패턴간에는 제1 아이솔레이터(330)가 배치될 수 있다. 또한, 제1 안테나부(311, 312)와 제2 안테나부(320)의 사이에 제2 아이솔레이터(341, 342)가 배치될 수 있다. 즉, 제1 안테나(311, 312)간의 격리도를 위해 제1 아이솔레이터(330)는 제1 안테나(311, 312)들의 사이에 배치될 수도 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 멀티 통신을 위해 복수의 안테나가 작은 공간에 통합됨에도 불구하고 격리도가 나빠지지 않을 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 멀티 통신을 위한 복수의 안테나를 작은 공간에 통합시켜 가격 경쟁력 및 공간적 융통성을 확보하면서도, 이에 따라 발생할 수 있는 격리도 문제가 해결될 수 있다.
본 발명의 각 실시 예에서, 제1 안테나부와 제2 안테나부 각각에 포함된 안테나 패턴은 서로 통신방식이 다른 멀티통신을 지원하는 멀티의 안테나로 기능하는 한, 그 종류나 형상에 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 피파(PIFA) 안테나, 다이폴 안테나, 모노폴 안테나, 루프 안테나, 역 L 형태의 안테나 등이 될 수 있다. 적용 가능한 몇 가지의 안테나에 대해 도 6 내지 도 11을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 안테나 종류로서 다이폴 안테나를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 제1 또는 제2 안테나부에 포함된 안테나 패턴(420)은 다이폴 안테나(dipole antenna)일 수 있다. 이에 따라, 상기 안테나 패턴(420)은 실효 안테나 길이가 2분의 1파장인 도선의 중앙부에서 급전되어 안테나 장치의 중심을 기준으로 상하 또는 좌우의 선상 전위 분포 및 극성이 언제나 대칭이 되어 작용할 수 있다.
한편, 상기 안테나 패턴(420)에 인접하여 아이솔레이터(441, 442, 443)가 배치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 안테나 종류로서 모노폴 안테나를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 제1 또는 제2 안테나부에 포함된 안테나 패턴(520)은 모노폴 안테나(monopole antenna)일 수 있다. 이에 따라, 상기 안테나 패턴(520)은 모노폴 안테나의 절반으로 동작하는 수직의 직선상 또는 나선상 도체를 가질 수 있다.
한편, 상기 안테나 패턴(520)에 인접하여 아이솔레이터(541, 542, 543, 544)가 배치될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 안테나 종류로서 루프 안테나를 나타낸 도면이다.
도 8 (a) 및 도 8 (b)를 참조하면, 제1 안테나 패턴(611) 및/또는 제2 안테나 패턴(620)은 루프 안테나일 수 있다. 이에 따라, 제1 안테나 패턴(611) 및/또는 제2 안테나 패턴(620)은 다이폴 안테나의 절반으로 동작하는 수직의 직선상 또는 나선상 도체를 가질 수 있다.
한편, 제1 안테나 패턴(611)과 제2 안테나 패턴(620)의 사이에 아이솔레이터(631) 및 제2 아이솔레이터(641, 642, 643, 644)가 배치될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 안테나 종류로서 역 L 형태의 입체 안테나를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 제1 또는 제2 안테나부에 포함된 안테나 패턴(720)은 PIFA와 비슷한 형태인 역 L 형태의 입체 안테나일 수 있다. 역 L 형태의 안테나는 장파 및 중파용 안테나로 사용되며, 수평으로 뻗친 1개 또는 수개의 도선을 그 한쪽 끝에서부터 수직으로 내려 L자를 거꾸로 한 형태일 수 있다. 예를 들어, 안테나 길이를 사용 파장의 2분의 1로 하여 안테나를 공진시키기에 파장이 길 경우, 역 L 형태의 안테나는 안테나 길이를 4분의 1 이하의 접지 안테나로서 공진할 수 있다.
한편, 상기 안테나 패턴(720)에 인접하여 아이솔레이터(741, 742, 743, 744)가 배치될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 안테나 종류로서 역 F 형태의 입체 안테나를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 제1 또는 제2 안테나부에 포함된 안테나 패턴(820)은 PIFA와 비슷한 형태인 역 F 형태의 입체 안테나일 수 있다. 역 F 안테나는 전체적인 형상이 영문 알파벳 F를 뒤집어 놓은 것과 유사하다고 하여 붙여진 이름이다. 역 F 안테나는 동일한 주파수 대역을 사용하는 다른 안테나에 비해 상대적으로 소형화될 수 있고, 전방향성에 가까운 방사 패턴을 갖고, 비교적 높은 이득과 넓은 대역폭을 가질 수 있고, 전자파 흡수율(Specific Absorption Rate: SAR)이 낮을 수 있다.
한편, 상기 안테나 패턴(820)에 인접하여 아이솔레이터(842, 843, 844)가 배치될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 안테나 종류로서 역 F 형태의 안테나를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 제1 또는 제2 안테나부에 포함된 안테나 패턴(920)은 PIFA와 비슷한 형태인 역 F 형태의 안테나일 수 있다. 또한, 상기 안테나 패턴(920)에 인접하여 아이솔레이터(941, 942, 943, 944)가 배치될 수 있다.
한편, 아이솔레이터의 위치, 형태, 크기 등은 제1 안테나와 제2 안테나의 사이에서 격리도를 개선시키는 한 특별히 한정될 필요는 없으며, 예를 들어 도 12 내지 도 15를 참조하여 설명하지만, 이에 한정되지 않는다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 아이솔레이터의 입체 형태를 나타낸 도면이다.
도 12 (a) 내지 도 12 (c)를 참조하면, 제1 안테나부(1011, 1012, 1013)와 제2 안테나부(1021, 1022, 1023)의 사이에 각각 배치된 제1 아이솔레이터(1031, 1032, 1033) 및 제2 아이솔레이터(1041, 1042, 1043, 1044)는 입체 형태일 수 있다.
제1 아이솔레이터(1031, 1032, 1033) 및 제2 아이솔레이터(1041, 1042, 1043, 1044)는 제1 안테나부(1011, 1012, 1013)와 제2 안테나부(1021, 1022, 1023)의 사이를 흐르는 표면 전류를 감쇄시키는 역할을 수행할 뿐만 아니라, 제1 안테나부(1011, 1012, 1013)와 제2 안테나부(1021, 1022, 1023) 각각을 통해 방사되는 신호의 공기 중 간섭 및 방사 특성도 조절할 수 있다. 제1 아이솔레이터(1031, 1032, 1033) 및 제2 아이솔레이터(1041, 1042, 1043, 1044)가 입체 형태일 경우, 방사되는 신호의 공기 중 간섭 및 방사 특성이 효율적으로 조절될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 아이솔레이터의 슬릿 형태를 나타낸 도면이다.
도 13 (a) 내지 도 13 (c)를 참조하면, 제1 또는 제2 안테나부에 포함된 안테나 패턴(1121, 1122, 1123)의 사이에 각각 배치된 제1 아이솔레이터(1131, 1132, 1133) 및 제2 아이솔레이터(1141, 1142, 1143, 1144)가 배치될 수 있고, 슬릿(1171, 1172, 1173)이 기판의 일부에 관통될 수 있다.
슬릿(1171, 1172, 1173)은 상기 안테나 패턴(1121, 1122, 1123)의 사이를 잇는 가상의 선 상에 형성되어 표면 전류의 통로상에서 장벽 역할을 수행할 수 있다. 상기 슬릿(1171, 1172, 1173)과 제1 아이솔레이터(1131, 1132, 1133) 및 제2 아이솔레이터(1141, 1142, 1143, 1144)가 조합됨으로써, 제 상기 안테나 패턴(1121, 1122, 1123) 사이의 구조적인 이격 거리 대비 격리도는 더욱 개선될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 상기 슬릿(1171, 1172, 1173)을 아이솔레이터로서 제1 아이솔레이터(1131, 1132, 1133) 및 제2 아이솔레이터(1141, 1142, 1143, 1144)의 대체 구성으로 포함할 수도 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 제1 아이솔레이터를 나타낸 도면이다.
도 14를 참조하면, (a) 도면에서 안테나 패턴(1211)과 커플링되는 제1 아이솔레이터(1231)는 안테나 패턴(1211)의 절반 정도와 커플링될 수 있다. (b) 도면에서 안테나 패턴(1212)과 커플링되는 제1 아이솔레이터(1232)는 상면에서 볼 때 안테나 패턴(1212)과 겹쳐지도록 배치될 수 있다. (c) 도면에서 안테나 패턴(1213)과 커플링되는 제1 아이솔레이터(1233)의 길이는 (b) 도면의 제1 아이솔레이터(1232)보다 길 수 있다.
제1 아이솔레이터(1231, 1232, 1233)의 커플링에 의해 안테나 패턴(1211, 1212, 1213)에서 가장 큰 영향을 받는 부분은 안테나 패턴(1211, 1212, 1213)과 피딩부의 연결점일 수 있다. 따라서, 제1 아이솔레이터(1231, 1232, 1233)의 길이는 적어도 상기 연결점과 커플링될 정도로 길 수 있다.
또한, 상기 제1 아이솔레이터(1231, 1232, 1233)의 길이가 길수록 안테나 패턴(1211, 1212, 1213)의 방사 특성이 제1 아이솔레이터(1231, 1232, 1233)의 커플링에 의해 영향을 받는 정도가 클 수 있다.
또한, 상기 제1 아이솔레이터(1231, 1232, 1233)가 안테나 패턴(1211, 1212, 1213)을 덮는 위치에 따라 안테나의 방사 방향이 조절될 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 통신을 위한 안테나 장치의 제1 아이솔레이터의 입체 형태를 나타낸 도면이다.
도 15를 참조하면, (a) 도면에서 안테나 패턴(1311)과 커플링되는 제1 아이솔레이터(1331)는 적어도 안테나 패턴(1311)에 대한 피딩부의 연결점과 커플링될 정도로 짧을 수 있다. (b) 도면에서 안테나 패턴(1312)과 커플링되는 제1 아이솔레이터(1332)의 길이는 (a) 도면의 제1 아이솔레이터(1331)보다 상대적으로 길 수 있다. (c) 도면에서 안테나 패턴(1313)과 커플링되는 제1 아이솔레이터(1333)는 (b) 도면의 제1 아이솔레이터(1332)보다 상대적으로 길 수 있다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
110: 제1 안테나부
111: 제1 안테나 패턴
112: 제3 안테나 패턴
120: 제2 안테나부
121, 123: 제2 안테나 패턴
122: 제4 안테나 패턴
131, 132: 제1 아이솔레이터
141, 142, 143, 144: 제2 아이솔레이터
151, 152, 153, 154: 피딩부
160: 기판
170: 통신 모듈

Claims (15)

  1. 기판;
    상기 기판의 측방향으로 돌출되어 제1 통신 신호를 송수신하는 제1 안테나 패턴; 및
    상기 제1 안테나 패턴에 대해 이격되고 상기 기판의 측방향으로 돌출되어 제2 통신 신호를 송수신하는 제2 안테나 패턴; 을 포함하는 안테나 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 육면체의 형태를 가지고,
    상기 제1 및 제2 안테나 패턴은 서로 대향하도록 상기 기판의 꼭지점에 인접하여 배치되는 안테나 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    제1 통신 신호를 송수신하고 상기 제1 및 제2 안테나 패턴에 대해 이격되는 제3 안테나 패턴을 포함하는 안테나 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기판은 육면체의 형태를 가지고,
    상기 제1 및 제3 안테나 패턴은 각각 상기 기판의 일방향 측면 꼭지점에 인접하여 배치되고,
    상기 제2 안테나 패턴은 상기 기판의 타방향 측면 중앙에 배치되는 안테나 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    제2 통신 신호를 송수신하고 상기 제1, 제2 및 제3 안테나 패턴에 대해 이격되는 제4 안테나 패턴을 포함하는 안테나 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기판은 육면체의 형태를 가지고,
    상기 제1, 제2, 제3 및 제4 안테나 패턴은 각각 상기 기판의 꼭지점에 인접하여 배치되는 안테나 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판상에 실장되어 상기 제1 통신 신호 및 제2 통신 신호를 처리하는 통신 모듈을 더 포함하고,
    상기 기판은 상기 제1 안테나 패턴 및 제2 안테나 패턴에 대해 접지영역을 제공하는 안테나 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 측방향으로 돌출되고 상기 제1 안테나 패턴 또는 상기 제2 안테나 패턴에 인접하여 방사 패턴의 형성을 보조하는 제1 아이솔레이터를 더 포함하는 안테나 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 측방향으로 돌출되고 상기 제1 안테나 패턴과 상기 제2 안테나 패턴의 사이에서 상기 제1 안테나 패턴과 상기 제2 안테나 패턴을 서로 전기적으로 이격시키는 제2 아이솔레이터를 더 포함하는 안테나 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 아이솔레이터는 상기 기판의 상하방향으로 돌출되는 안테나 장치.
  11. 기판;
    상기 기판의 측면에 배치되고 제1 통신 신호를 송수신하는 적어도 하나의 안테나 패턴을 포함하는 제1 안테나부;
    상기 기판의 측면에 배치되고 제2 통신 신호를 송수신하는 적어도 하나의 안테나 패턴을 포함하는 제2 안테나부; 및
    상기 제1 안테나부와 제2 안테나부의 사이에서 상기 제1 안테나부와 상기 제2 안테나부를 서로 전기적으로 이격시키는 아이솔레이터; 를 포함하는 안테나 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기판은 육면체의 형태를 가지고,
    상기 제1 안테나부는 각각 상기 기판의 일방향 측면 꼭지점에 인접하여 배치되는 제1 및 제3 안테나 패턴을 포함하고,
    상기 제2 안테나부는 상기 기판의 타방향 측면 중앙에 배치되는 제2 안테나 패턴을 포함하고,
    상기 아이솔레이터는 상기 기판의 타방향 측면 꼭지점에 인접하여 배치되는 안테나 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 기판상에 실장되어 상기 제1 통신 신호 및 제2 통신 신호를 처리하는 통신 모듈을 더 포함하고,
    상기 기판은 상기 제1 안테나부 및 제2 안테나부에 대해 접지영역을 제공하는 안테나 장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 아이솔레이터는,
    상기 기판의 측면에서 상기 제1 안테나부 또는 상기 제2 안테나부에 인접하여 방사 패턴의 형성을 보조하는 제1 아이솔레이터; 및
    상기 기판의 측방향으로 돌출되고 상기 제1 안테나부와 상기 제2 안테나부의 사이에서 상기 제1 안테나부와 상기 제2 안테나부를 서로 전기적으로 이격시키는 제2 아이솔레이터를 더 포함하는 안테나 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 아이솔레이터는,
    상기 제1 안테나부와 상기 제2 안테나부의 사이에서 상기 기판 중 일부가 관통되는 슬릿을 더 포함하는 안테나 장치.
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