KR20170099566A - 이중 대역 루프 안테나 - Google Patents

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KR20170099566A
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Abstract

본 발명은, 원 형상으로 이루어진 기판, 상기 기판이 제1 면에 배치되며, 제1 본체부 및 상기 제1 본체부를 기준으로 분기된 호 형상을 갖는 적어도 하나의 제1 급전부를 포함하는 제1 급전선로 및 상기 제1 면과 반대되는 상기 기판의 제2 면에 배치되며, 제2 본체부 및 상기 제2 본체부를 기준으로 분기된 호 형상을 갖는 적어도 하나의 제2 급전부를 포함하는 제2 급전선로를 포함하고, 상기 제1 급전부는, 상기 제1 본체부에 연결되며, 제1 곡률을 갖는 제1 곡선부, 상기 제1 곡률과 다른 제2 곡률을 갖는 제2 곡선부 및 상기 제1, 2 곡선부를 연결하는 제1 연결부를 포함하는 이중 대역 루프 안테나를 제공한다.

Description

이중 대역 루프 안테나{DUAL BAND LOOP ANTENNA}
본 발명은 이중 대역 루프 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 호 형상을 갖는 급전선로가 형성된 이중 대역 루프 안테나에 관한 것이다.
무선통신 기술의 발전으로 유선 LAN의 기능을 대체할 수 있는 WLAN(wireless local area network)활용 방법은 무한하다.
WLAN은 케이블이 불필요하기 때문에 WLAN장치를 움직이면서 사용할 수 있고 어떤 장소에 놓아도 사용할 수 있다.
따라서 들고 다니면서 사용하기 쉽고 어떤 장소에도 설치가 쉽도록 WLAN 장치는 점점 작게 만들어지기 때문에 안테나도 작은 크기로 설계되어야 한다. 그리고 IEEE 802.11규격에 나타난 것과 같이 WLAN 은 2.4GHz(2.4~2.48GHz)와 5GHz(5.15~5.825GHz)대역에서 사용하기 위하여 이중 대역 안테나가 요구된다. 이같은 요구에 만족하기 위하여 서로 다른 크기를 갖는 소자를 사용하여 안테나를 설계하는 연구가 이뤄지고 있다. 크기가 다른 두 개의 사각형 소자를 사용한 모노폴 안테나, 크기가 다른 두 개의 L형 슬롯을 사용한 패치 안테나, 2.4GHz대역 소자에 작은 기생소자를 추가하여 5GHz대역을 만족하는 모노폴 안테나 등이 있다.
그리고 WLAN에 사용하기 위한 안테나는 어느 장소에 위치하여도 통신을 할 수 있도록 무지향성 복사특성을 가지면서 부피가 작아야 한다. 이와 같은 요구를 만족하기 위해 제약의 어려움을 해결할 수 있는 방법으로는 단일기판을 사용하여 수평면에서 무지향성 패턴을 갖는 루프 안테나가 있다. 그러나 루프 안테나는 낮은 복사저항과 높은 리액턴스로 임피던스 매칭이 매우 어렵다.
최근 들어, 이런 어려움을 해결하기 위한 다양한 연구로 안테나의 부피를 줄이고 이중대역 또는 광대역을 만족하는 안테나에 대한 연구가 진행 중에 있다.
본 발명의 목적은, 이중 대역 루프 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 호 형상을 갖는 급전선로가 형성된 이중 대역 루프 안테나를 제공함에 있다.
본 발명에 따른 이중 대역 루프 안테나는, 원 형상으로 이루어진 기판, 상기 기판이 제1 면에 배치되며, 제1 본체부 및 상기 제1 본체부를 기준으로 분기된 호 형상을 갖는 적어도 하나의 제1 급전부를 포함하는 제1 급전선로 및 상기 제1 면과 반대되는 상기 기판의 제2 면에 배치되며, 제2 본체부 및 상기 제2 본체부를 기준으로 분기된 호 형상을 갖는 적어도 하나의 제2 급전부를 포함하는 제2 급전선로를 포함하고, 상기 제1 급전부는, 상기 제1 본체부에 연결되며, 제1 곡률을 갖는 제1 곡선부, 상기 제1 곡률과 다른 제2 곡률을 갖는 제2 곡선부 및 상기 제1, 2 곡선부를 연결하는 제1 연결부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 곡률은, 상기 제2 곡률보다 클 수 있다.
상기 제1 곡선부는, 제1 폭으로 형성되며, 상기 제2 곡선부는, 상기 제1 폭보다 적은 제2 폭으로 형성될 수 있다.
상기 제1 폭은, 상기 제2 폭 대비 1.5배 내지 2배일 수 있다.
상기 제1 연결부의 폭은, 상기 제1 폭과 동일할 수 있다.
상기 제1 곡선부의 외측은, 상기 기판의 중심에서 임의의 제1 방향으로 제1 거리로 이격되며, 상기 제2 곡선부의 외측은, 상기 기판의 중심에서 상기 제1 방향으로 제2 거리로 이격되고, 상기 제2 거리는, 상기 제1 거리 대비 1.5배 내지 2배일 수 있다.
상기 제1 급전선로는, 상기 기판을 기준으로 상기 제2 급전선로와 서로 비대칭되게 형성될 수 있다.
상기 제1 급전부는, 상기 제1 곡선부 및 상기 제1 연결부 사이의 교차영역에서, 상기 제1 연결부와 소정 각도를 가지고 분기된 제1 분기부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 분기부의 폭은, 상기 제1 곡선부의 폭 대비 0.6배 내지 0.8배일 수 있다.
상기 제2 급전선로는, 상기 제2 본체부에 연결되며, 제3 곡률을 갖는 제3 곡선부, 상기 제3 곡률과 다른 제4 곡률을 갖는 제4 곡선부 및 상기 제3, 4 곡선부를 연결하는 제2 연결부를 포함할 수 있다.
상기 제3 곡선부는, 상기 제1 곡선부와 사이즈가 동일하며, 상기 제4 곡선부는, 상기 제2 곡선부와 사이즈가 동일할 수 있다.
상기 제1 급전부는, 상기 제1 곡선부 및 상기 제1 연결부 사이의 교차영역에서, 상기 제1 연결부와 소정 각도를 가지고 분기된 제1 분기부를 더 포함하고, 상기 제2 급전부는, 상기 제3 곡선부 및 상기 제2 연결부 사이의 교차영역에서, 상기 제2 연결부와 소정 각도를 가지고 분기된 제2 분기부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 분기부는, 상기 기판을 사이에 두고 상기 제1 분기부와 적어도 일부분이 중첩될 수 있다.
본 발명에 따른 이중 대역 루프 안테나는, 제1, 2 급전선로의 중첩된 영역에서 5 GHz 대역에서 넓은 주파수 대역을 갖도록 하며, 2.4GHz 대역에서 대역 특성을 만족하며, 하나의 기판에 설계가 간단하게 함으로써, 작은 공간에 위치할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이중 대역 루프 안테나를 상면에서 바라본 투시도 및 단면도이다.
도 2는 본 발명의 이중 대역 루프 안테나의 제1, 2 면을 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명에 따른 이중 대역 루프 안테나의 전류분포를 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명에 따른 이중 대역 루프 안테나의 루프 변형에 따른 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명에 따른 이중 대역 루프 안테나의 측정된 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)를 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명에 따른 이중 대역 루프 안테나의 복사패턴을 나타낸 도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 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.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 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 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 이중 대역 루프 안테나를 상면에서 바라본 투시도 및 단면도 및 도 2는 본 발명의 이중 대역 루프 안테나의 제1, 2 면을 나타낸 도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 이중 대역 루프 안테나(100)는, 기판(110) 및 제1, 2 급전선로(130, 150)를 포함할 수 있다.
우선, 도 2(a)는 이중 대역 루프 안테나의 제1 면을 나타낸 도이고, 도 2(b)는 이중 대역 안테나의 제2 면을 나타낸 도이다.
기판(110)은 유전체 기판, 예를 들면 FR-4 재질의 기판일 수 있다.
실시 예에서, 기판(110)은 FR-4 재질로 설명하지만, 이에 한정을 두지 않는다.
기판(110)은 중심을 기준으로 반지름이 50 mm 내지 52 mm이며, 두께가 1.5 mm 내지 1.7 mm 일 수 있다. 즉, 기판(110)은 이중 대역, 예를 들면 2.45GHz 및 5.5GHz 대역에서 크기를 최소화할 수 있다.
제1 급전선로(130)는 기판(110)의 제1 면에 형성되며, 제1 본체부(132) 및 4개의 제1 급전부(136)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 본체부(132) 및 4개의 제1 급전부(136)는 일체형으로 형성된 것으로 설명하지만, 제1 본체부(132) 및 4개의 제1 급전부(136)가 서로 분리형으로 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
제1 본체부(132)는 기판(110)의 중심에 배치될 수 있으며, 4개의 제1 급전부(136) 각각은 제1 본체부(132)를 기준으로 서로 0°, 90°, 180°및 270°의 4 방향으로 분기되며, 호 형상을 가지고 형성될 수 있다.
실시 예에서, 4개의 제1 급전부(136)는 서로 동일한 사이즈로 형성되는 것으로 설명하지만, 이에 한정을 두지 않는다.
제1 급전부(136)는 제1 본체부(132)에 연결되며, 제1 곡률을 갖는 제1 곡선부(140), 상기 제1 곡률과 다른 제2 곡률을 갖는 제2 곡선부(142) 및 제1, 2 곡선부(140, 142)를 연결하는 제1 연결부(144)를 포함할 수 있다.
즉, 제1 곡선부(140)는 제1 본체부(132)의 일측에 연결되며, 반 호 형상을 가질 수 있다.
이때, 제1 곡선부(140)의 상기 제1 곡률은 제2 곡선부(142)의 상기 제2 곡률보다 클 수 있다.
즉, 제1 곡선부(140)는 연장되어 형성되는 원의 크기가 제2 곡선부(142)에 의해 연장되어 형성되는 원의 크기보다 작도록, 상기 제1 곡률을 상기 제2 곡률보다 크도록 할 수 있다.
이때, 제1 곡선부(140)의 제1 폭(w1)은 3.1 mm 내지 3.3 mm일 수 있으며, 3.1 mm 내지 3.3 mm 보다 크거나 좁을 경우 전류분포가 낮아짐으로써, 2.45GHz 및 5.5GHz 대역에 대한 특성이 낮아질 수 있다.
또한, 제1 곡선부(140)의 외측은 제1 본체부(132)의 중심 또는 기판(110)의 중심을 기준으로 임의의 제1 방향, 즉 제1 본체부(132)의 중심 또는 기판(110)의 중심에서 제1 본체부(132)의 모서리로 연장된 방향으로 제1 거리(d1)로 이격될 수 있다.
제1 거리(d1)는 13 mm 내지 15mm 일 수 있으며, 2.45GHz 및 5.5GHz 대역에서 전류 손실을 방지할 수 있다.
제1 연결부(144)는 제1, 2 곡선부(140, 142) 사이에 연결되며, 제3 폭(w3)으로 형성될 수 있다.
이때, 제3 폭(w3)은 제1 폭(w1)과 동일할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 제1 연결부(144)는 제1 본체부(132)의 일측면에서 수직인 방향으로 제1 곡선부(140)에서 연장될 수 있다.
실시 예에서, 제1 연결부(144)는 제3 폭(w3)로 일정하게 형성되는 것으로 설명하였으나, 제1 곡선부(140)의 연결부분에서 제3 폭(w3)을 가지며, 제2 곡선부(142)의 연결부분에서 제3 폭(w3)보다 작은 폭으로 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
제2 곡선부(142)는 제1 연결부(144)에서 상기 제2 곡률을 가지고 형성될 수 있다.
이때, 제2 곡선부(142)의 측면은 기판(110)의 인접한 측면과 서로 동일한 거리로 이격되게 형성될 수 있다.
제2 곡선부(142)의 제2 폭(w2)은 제1 폭(w1)보다 좁게 형성될 수 있으며, 2.0 mm 내지 2.2 mm 일 수 있다.
이때, 제2 곡선부(142)의 외측은 제1 본체부(132)의 중심 또는 기판(110)의 중심을 기준으로 임의의 제1 방향, 즉 제1 본체부(132)의 중심 또는 기판(110)의 중심에서 제1 본체부(132)의 모서리로 연장된 방향으로 제2 거리(d2)로 이격될 수 있다.
제2 거리(d2)는 21 mm 내지 22mm 일 수 있으며, 2.45GHz 및 5.5GHz 대역에서 전류 손실을 방지할 수 있다.
또한, 제1 급전부(136)는 제1 곡선부(140) 및 제1 연결부(144) 사이의 교차영역에서, 제1 연결부(144)와 소정 각도를 가지고 분기된 제1 분기부(146)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 제1 분기부(146)의 제4 폭(w4)은 제1 폭(w1) 대비 0.6배 내지 0.8배일 수 있으며, 제1 폭(w1) 대비 0.6배 미만인 경우 제2 급전선로(150)와 중첩(overlap)되는 부분이 낮아지며, 제1 폭(w1) 대비 0.8배 보다 큰 경우 전류가 제1 연결부(144)를 통해 제2 곡선부(142)로 흐르는 것을 방해할 수 있다.
또한, 제1 분기부(146)의 길이는 후술하는 제2 급전선로(150)에 포함된 제2 분기부(166)와 일부분이 중첩될 수 있는 길이이며, 제2 급전선로(150)에 포함된 제3 곡선부(162)와 중첩되지 않는 길이일 수 있다.
제2 급전선로(150)는 기판(110)의 상기 제1 면에 반대되는 제2 면에 형성되며, 제2 본체부(152) 및 4개의 제2 급전부(156)를 포함할 수 있다.
제2 급전선로(150)는 상술한 제1 급전선로(130)와 서로 비대칭되게 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
여기서, 제2 본체부(152) 및 4개의 제2 급전부(156)는 일체형으로 형성된 것으로 설명하지만, 제2 본체부(152) 및 4개의 제2 급전부(156)가 서로 분리형으로 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
제2 본체부(152)는 기판(110)의 중심에 배치될 수 있으며, 4개의 제2 급전부(156) 각각은 제2 본체부(152)를 기준으로 서로 0°, 90°, 180°및 270°의 4 방향으로 분기되며, 호 형상을 가지고 형성될 수 있다.
실시 예에서, 4개의 제2 급전부(156)는 서로 동일한 사이즈로 형성되는 것으로 설명하지만, 이에 한정을 두지 않는다.
제2 급전부(156)는 제2 본체부(152)에 연결되며, 제3 곡률을 갖는 제3 곡선부(160), 상기 제3 곡률과 다른 제4 곡률을 갖는 제4 곡선부(162) 및 제3, 4 곡선부(160, 162)를 연결하는 제2 연결부(164)를 포함할 수 있다.
즉, 제3 곡선부(160)는 제2 본체부(152)의 일측에 연결되며, 반 호 형상을 가질 수 있다.
이때, 제3 곡선부(160)의 상기 제3 곡률은 제4 곡선부(162)의 상기 제4 곡률보다 클 수 있다.
즉, 제3 곡선부(160)는 연장되어 형성되는 원의 크기가 제4 곡선부(162)에 의해 연장되어 형성되는 원의 크기보다 작도록, 상기 제3 곡률을 상기 제4 곡률보다 크도록 할 수 있다.
이때, 제3 곡선부(160)는 제1 곡선부(140)의 제1 폭(w1)과 동일하게 3.1 mm 내지 3.3 mm일 수 있으며, 3.1 mm 내지 3.3 mm 보다 크거나 좁을 경우 전류분포가 낮아짐으로써, 2.45GHz 및 5.5GHz 대역에 대한 특성이 낮아질 수 있다.
또한, 제3 곡선부(160)의 외측은 제2 본체부(152)의 중심 또는 기판(110)의 중심을 기준으로 임의의 제1 방향, 즉 제2 본체부(152)의 중심 또는 기판(110)의 중심에서 제2 본체부(152)의 모서리로 연장된 방향으로 제1 거리(d1)로 이격될 수 있다.
제1 거리(d1)는 13 mm 내지 15mm 일 수 있으며, 2.45GHz 및 5.5GHz 대역에서 전류 손실을 방지할 수 있다.
제2 연결부(164)는 제3, 4 곡선부(160, 162) 사이에 연결되며, 제1 연결부(144)의 제3 폭(w3)과 동일하게 형성될 수 있다.
또한, 제2 연결부(164)는 제2 본체부(152)의 일측면에서 수직인 방향으로 제3 곡선부(160)에서 연장될 수 있다.
실시 예에서, 제2 연결부(164)는 제3 폭(w3)로 일정하게 형성되는 것으로 설명하였으나, 제3 곡선부(160)의 연결부분에서 제3 폭(w3)을 가지며, 제4 곡선부(162)의 연결부분에서 제3 폭(w3)보다 작은 폭으로 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
제4 곡선부(162)는 제2 연결부(164)에서 상기 제4 곡률을 가지고 형성될 수 있다.
이때, 제4 곡선부(162)의 측면은 기판(110)의 인접한 측면과 서로 동일한 거리로 이격되게 형성될 수 있다.
제4 곡선부(162)는 제2 곡선부(142)의 제2 폭(w2)과 동일하게 제1 폭(w1)보다 좁게 형성될 수 있으며, 2.0 mm 내지 2.2 mm 일 수 있다.
이때, 제4 곡선부(162)의 외측은 제2 본체부(152)의 중심 또는 기판(110)의 중심을 기준으로 임의의 제1 방향, 즉 제2 본체부(152)의 중심 또는 기판(110)의 중심에서 제2 본체부(152)의 모서리로 연장된 방향으로 상술한 제2 거리(d2)로 이격될 수 있다.
또한, 제2 급전부(156)는 제3 곡선부(160) 및 제2 연결부(164) 사이의 교차영역에서, 제2 연결부(164)와 소정 각도를 가지고 분기된 제2 분기부(166)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 제2 분기부(166)는 제1 분기부(146)와 동일하게 제4 폭(w4)으로 형성될 수 있으며, 제1 폭(w1) 대비 0.6배 내지 0.8배일 수 있으며, 제1 폭(w1) 대비 0.6배 미만인 경우 제2 급전선로(150)와 중첩(overlap)되는 부분이 낮아지며, 제1 폭(w1) 대비 0.8배 보다 큰 경우 전류가 제2 연결부(164)를 통해 제4 곡선부(162)로 흐르는 것을 방해할 수 있다.
또한, 제2 분기부(166)의 길이는 상술한 제1 분기부(146)와 일부분이 중첩될 수 있는 길이이며, 제1 곡선부(142)와 중첩되지 않는 길이일 수 있다.
기판(110)의 상기 제2 면에는 제1, 2 급전선로(130, 150)로 전원을 공급하여 급전하는 커넥터(180)가 결합될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 3은 본 발명에 따른 이중 대역 루프 안테나의 전류분포를 나타낸 도이다.
도 3(a)는 2.45 GHz에서의 전류분포이며, 도 3(b)는 5.5 GHz에서의 전류분포를 나타낸다.
도 3(a) 및 도 3(b)는 제1 급전선로(130)의 제2 곡선부(142) 및 제2 급전선로(150)의 제4 곡선부(162)의 적어도 일부분이 중첩되게 형성된다.
이때, 도 3(a) 및 도 3(b)를 참조하면, 이중 대역 루프 안테나는 제1, 2 급전선로(130, 150) 각각의 제1, 3 곡선부(140, 160) 및 제1, 2 분기부(146, 166)가 내부 루프를 형성하며, 제2, 4 곡선부(142, 162)가 외부 루프를 형성할 수 있다.
여기서, 제1, 2 분기부(146, 166)의 중첩 영역은 5.5 GHz 대역에서 전류가 흐를 수 있도록 하며, 제2, 4 곡선부(142, 146)의 중첩 영역은 2.45 GHz 대역에서 전류가 흐를 수 있도록 한다.
도 3(a)는 2.45 GHz에서의 전류분포로써, 상기 내부 루프 및 상기 외부 루프로 흐르는 전류가 일정한 방향성을 갖는다.
또한, 도 3(b)는 5 GHz에서의 전류분포로써, 상기 내부 루프 및 상기 외부 루프로 흐르는 전류가 일정한 방향성을 갖는다.
다만, 도 3(a) 및 도 3(b)의 전류분포는 서로 다른 방향으로 형성되며, 상기 외부 루프로 흐르는 전류가 상기 내부 루프로 흐르는 전류보다 전류 세기가 약한 것을 알 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 이중 대역 루프 안테나의 루프 변형에 따른 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)를 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 제1, 2 연결부(146, 166)의 중첩영역을 갖는 내부 루프를 형성하고, 제2, 4 곡선부(142, 162)가 중첩영역을 갖는 외부 루프를 형성하는 이중 대역 루프 안테나, 제1, 2 연결부(146, 166)의 중첩영역 및 제2, 4 곡선부(142, 162)의 중첩영역이 없는 내부 루프 및 외부 루프만 형성된 안테나, 제1, 2 연결부(146, 166)의 중첩영역을 갖는 내부루프 및 제2, 4 곡선부(142, 162)의 중첩영역이 없는 외부 루프가 형성된 안테나에 대한 VSWR의 변화를 나타낸다.
즉, 도 4를 참조하면, 내부 루프 및 외부 루프만으로 구성된 안테나는 VSWR 2:1이하를 기준으로 5 GHz에서 공진점이 나타나며, 4.8 ~ 5.2 GHz에서 8% 대역폭을 갖는 것을 알 수 있다.
또한, 본 발명의 이중 대역 안테나와 같이 제1, 2 연결부(146, 166)의 중첩영역을 갖는 내부루프를 갖는 안테나는 5.05 ~ 5.9GHz 에서 15.5% 대역폭을 갖는 것을 알 수 있다. 하지만, 이와 같은 경우의 안테나는 2.45 GHz 대역에서 공진특성이 나타나지 않는다.
하지만, 본 발명의 이중 대역 안테나는 제1, 2 연결부(146, 166)의 중첩영역을 갖는 내부루프 및 제2, 4 곡선부(142, 162)의 중첩 영역을 갖는 외부루프를 형성하여, 2.35 ~ 2.52 GHz에서 6.9% 대역폭과 5 ~ 5.85 GHz에서 15.6% 대역폭을 갖는 것을 알 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 이중 대역 루프 안테나의 측정된 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)를 나타낸 도이다.
도 5는 제작된 이중 대역 루프 안테나 VSWR 특성에 따른 측정치 및 계산치를 나타낸다.
여기서, 이중 대역 루프 안테나는 VSWR 특성에 대한 측정치 및 계산치를 비교한 결과, 2.45 Hz와 5 GHz대역에서 VSWR 2:1이하를 만족하기 때문에 WLAN대역에서 사용할 수 있는 안테나 성능을 나타내고 있음을 알 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 이중 대역 루프 안테나의 복사패턴을 나타낸 도이다.
도 6은 이중 대역 루프 안테나에 대한 계산된 전계(Calculated_E), 측정된 전계(Measured_E), 계산된 수평패턴의 전계(Calculated_H) 및 측정된 수평패턴의 전계(Mdeasured_H)를 나타낸다.
여기서, 도 6(a)는 2.45 GHz 대역에서 내부 로프와 외부 루프가 동일한 전류방향을 갖는 것을 알 수 있으며, 루프 안테나와 유사한 특성의 복사 특성을 갖는 것을 알 수 있다.
또한, 도 6(b)는 5.4 GHz 대역에서 내부 로프와 외부 루프가 동일한 전류방향을 갖는 것을 알 수 있으며, 루프 안테나와 유사한 특성의 복사 특성을 갖는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 이중 대역 루프 안테나는 WLAN대역에 사용하기 위한 omni-directional horizontally polarized antenna를 나타내며, 두 개의 제1, 2 곡선부및 제3, 4 곡선부를 사용하여 내부루프 및 외부루프를 구성하고 인접한 곡선부와 중첩되는 중첩영역을 추가한 구조를 갖는다.
이와 같은 구조는 크기가 다른 두 개의 alford loop antenna와 유사한 구조를 나타내며 2.4GHz/5GHz의 이중대역을 만족하는 특성을 갖는다.
본 발명에 따른 이중 대역 루프 안테나는 alford loop antenna와 유사한 복사특성을 가지므로, 수평면에서 무지향성의 복사 특성을 가지며, 한 장의 유전체 기판을 사용하였기 때문에 구조적으로 얇고 단순하게 구성할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 원 형상으로 이루어진 기판;
    상기 기판이 제1 면에 배치되며, 제1 본체부 및 상기 제1 본체부를 기준으로 분기된 호 형상을 갖는 적어도 하나의 제1 급전부를 포함하는 제1 급전선로; 및
    상기 제1 면과 반대되는 상기 기판의 제2 면에 배치되며, 제2 본체부 및 상기 제2 본체부를 기준으로 분기된 호 형상을 갖는 적어도 하나의 제2 급전부를 포함하는 제2 급전선로;를 포함하고,
    상기 제1 급전부는,
    상기 제1 본체부에 연결되며, 제1 곡률을 갖는 제1 곡선부;
    상기 제1 곡률과 다른 제2 곡률을 갖는 제2 곡선부; 및
    상기 제1, 2 곡선부를 연결하는 제1 연결부를 포함하는 이중 대역 루프 안테나.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 곡률은,
    상기 제2 곡률보다 큰 이중 대역 루프 안테나.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 곡선부의 외측은,
    상기 기판의 중심에서 임의의 제1 방향으로 제1 거리로 이격되며,
    상기 제2 곡선부의 외측은,
    상기 기판의 중심에서 상기 제1 방향으로 제2 거리로 이격되고,
    상기 제2 거리는,
    상기 제1 거리 대비 1.5배 내지 2배인 이중 대역 루프 안테나.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 급전선로는,
    상기 기판을 기준으로 상기 제2 급전선로와 서로 비대칭되게 형성된 이중 대역 루프 안테나.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 급전부는,
    상기 제1 곡선부 및 상기 제1 연결부 사이의 교차영역에서, 상기 제1 연결부와 소정 각도를 가지고 분기된 제1 분기부를 더 포함하는 이중 대역 루프 안테나.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 급전선로는,
    상기 제2 본체부에 연결되며, 제3 곡률을 갖는 제3 곡선부;
    상기 제3 곡률과 다른 제4 곡률을 갖는 제4 곡선부; 및
    상기 제3, 4 곡선부를 연결하는 제2 연결부를 포함하는 이중 대역 루프 안테나.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제3 곡선부는,
    상기 제1 곡선부와 사이즈가 동일하며,
    상기 제4 곡선부는,
    상기 제2 곡선부와 사이즈가 동일한 이중 대역 루프 안테나.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 급전부는,
    상기 제1 곡선부 및 상기 제1 연결부 사이의 교차영역에서, 상기 제1 연결부와 소정 각도를 가지고 분기된 제1 분기부를 더 포함하고,
    상기 제2 급전부는,
    상기 제3 곡선부 및 상기 제2 연결부 사이의 교차영역에서, 상기 제2 연결부와 소정 각도를 가지고 분기된 제2 분기부를 더 포함하는 이중 대역 루프 안테나.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2 분기부는,
    상기 기판을 사이에 두고 상기 제1 분기부와 적어도 일부분이 중첩된 이중 대역 루프 안테나.
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