KR20180073505A

KR20180073505A - 광대역 용량을 갖는 구성 가능한 다중 대역 안테나 배열 및 이의 설계 방법

Info

Publication number: KR20180073505A
Application number: KR1020170177596A
Authority: KR
Inventors: 장-필립 쿠페
Original assignee: 앵스띠뛰 미네 뗄레콩 - 이엠떼 아틀란티끄 - 브르타뉴 - 뻬이 드 라 루와르
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2018-07-02
Also published as: US20180183144A1; CN108232457B; KR102082553B1; CN108232457A; US10734729B2; EP3340379A1

Abstract

본 발명은 공진 주파수가 조정될 수 있을 뿐만 아니라 일부 또는 모든 공진 주파수 주변의 대역폭도 조정되는 분재형 안테나 장치를 개시한다. 이것은 분재 안테나 장치의 트렁크에 새로운 가지를 추가하여 성취된다. 가지의 위치와 길이는 대역폭을 조정해야 하는 주파수의 함수로 정의된다. 안테나 배열은 특정 폼 팩터의 3D 컴팩트 볼륨에 새겨져 있을 수 있다. 또한 평면 구조로 새겨질 수도 있다. 안테나 장치는 저비용으로 제조될 수 있다. 그것은 예를 들어 미리 결정된 서비스 품질을 준수하기 위해 정의된 대역폭을 필요로 하는 WiFi 또는 다른 멀티미디어 컨텐츠 표준의 통신을 포함하여 다양한 애플리케이션에 사용될 수 있다.

Description

광대역 용량을 갖는 구성 가능한 다중 대역 안테나 배열 및 이의 설계 방법{CONFIGURABLE MULTIBAND ANTENNA ARRANGEMENT WITH WIDEBAND CAPACITY AND DESIGN METHOD THEREOF}

본 발명은 VHF, UHF, S, C, X 또는 더 높은 주파수 대역에서 복수의 주파수 모드를 가지는 안테나 배열에 관한 것이다. 보다 정확하게는, 본 발명에 따른 안테나 배열은 간단한 방식으로 설계 및 조정되어, 컴팩트 폼 팩터(compact form factor)를 사용하여 특히 마이크로파 또는 VHF/UHF 도메인에서 조정 가능한 주파수 대역폭을 가지는 복수의 주파수에서 무선 주파수 신호를 송신/수신(T/R)할 수 있다.

항공기, 선박, 기차, 트럭, 자동차에 탑재한 또는 이에 탑승한 보행자가 휴대하는 단말기 또는 스마트 폰은 이동 중에 접속되어야 한다. 이러한 장치는 멀티미디어 콘텐츠(비디오 또는 오디오)를 보거나 듣거나 인터액티브 게임에 참여하는 것을 포함하여, 높은 처리량과 낮은 전력 예산으로 음성 및 데이터 통신을 하기 위한 짧고 매우 긴 범위의 통신 기능을 필요로 한다. 차량에 탑재되는 또는 제조 공장, 사무실, 창고, 보관 시설, 소매점, 병원, 스포츠 경기장 또는 주택에 위치하는 모든 종류의 물건은 사물 인터넷(IoT)에 연결되는데, 그 예로 인벤토리에 있는 물건의 위치를 찾거나 확인하여 사람을 제한 구역 내에 또는 바깥에 있도록 하는 태그, 사용자의 신체 활동 또는 건강 파라미터를 모니터링하는 장치; 환경 파라미터(오염 물질 농도, 습도, 풍속 등)를 포착하는 센서; 명령, 제어, 통신 및 지능 시스템의 일부가 될 수 있는 모든 종류의 기기 또는 더 일반적으로 임의의 유형의 전자 장치를 원격으로 제어하고 명령하는 액추에이터가 있다. 상기 시스템은 예를 들어 신호/데이터를 포착/처리하고, 다른 전자 장치 또는 서버로 상기 신호/데이터를 송신하고, 인공 지능 또는 지식 기반 추론을 구현하는 처리 로직을 사용하여 데이터를 처리하고, 정보를 반환하거나 액추에이터에 의해 구현되는 명령을 활성화하도록 프로그래밍된다.

RF 통신은 이러한 유형의 객체 또는 플랫폼을 연결하기 위해 유선 통신보다 다방면으로 쓰일 수 있다. 결과적으로, 무선 주파수 T/R 모듈은 전문가 및 소비자 애플리케이션에 점점 더 보급될 것이다. 복수의 T/R 모듈은 동일한 장치 상에 구현될 수 있다. 예를 들어, 스마트 폰은 전형적으로 셀룰러 통신 T/R 모듈, Wi-Fi/블루투스 T/R 모듈 및 (글로벌 네비게이션 위성 시스템(GNSS)으로부터) 위성 위치 확인 신호의 수신기를 포함한다. WiFi, 블루투스 및 3G 또는 4G 셀룰러 통신은 2.5㎓ 주파수 대역(S-대역) 내에 있다. GNSS 수신기는 일반적으로 1.5㎓ 주파수 대역(L-대역)에서 작동한다. 무선 주파수 인식(RFID) 태그는 900 MHz 주파수 대역(UHF) 이하에서 작동한다. 근거리 통신(NFC) 태그는 매우 짧은 거리(약 10cm)에서 13 MHz 주파수 대역(HF) 내에서 작동한다.

IoT 연결에 대한 좋은 절충안은 전력 예산이 낮을 뿐만 아니라 충분한 가용 대역폭과 범위를 가지고 다중 경로 반사에 대한 양호한 복원력을 얻을 수 있는 VHF 또는 UHF 대역(30 내지 300 MHz 및 300 MHz 내지 3㎓)에 있는 것으로 보인다.

이들 주파수 대역에서 T/R 모듈을 설계하기 위해 해결해야 할 문제점은 접속되는 물체의 폼 팩터에 맞도록 충분히 컴팩트한 안테나를 가지는 것이다. VHF 대역에 적합한 모노폴(monopole) 유형의 종래의 무 지향성 안테나는 25 cm 내지 2.5 m의 길이(λ/4)를 가진다. 이러한 문제에 대한 주목할 만한 해결책이 본 발명의 발명자와 동일하고 본 발명의 출원인에 공동 양도된 공개 번호 WO2015007746로 공개된 PCT 출원에서 제공되었다. 이 출원은, 복수의 안테나 소자들을 결합하여, 안테나 배치의 최대 치수와 파장 사이의 비율이 파장의 10분의 1보다 훨씬 낮을 수 있고, 심지어 20분의 1 또는 일부 실시예에서 50분의 1보다 낮도록 하는 벙(bung) 유형의 안테나 배치를 개시한다. 이를 달성하기 위해, 안테나의 기본 모드(fundamental mode)를 제어하는 안테나 소자는 예를 들어 나선형과 같은 3차원 폼 팩터로 감겨 그 길이에 비해 외측 치수가 감소된다.

그러나, 연결되는 장치가 WiFi 또는 블루투스 주파수 대역 및 프로토콜을 사용하여 통신하는 단말기와 호환 가능할 필요도 있다. 이 경우, T/R 모듈의 일부 스테이지는 VHF 및 S 대역 모두와 호환되어야 한다. GNSS 수신기가 추가되면 L 대역의 T/R 용량 또한 필요하다. 이는 이러한 장치의 안테나 배열이 상이한 주파수 대역에서 동시에 또는 연속적으로 통신할 수 있어야 함을 의미한다. 주파수 대역의 수와 같은 개수의 안테나를 추가하는 것은 폼 팩터, 전력 예산 및 재료 측면에서 비용이 많이 든다. 이는 안테나 설계에 있어 또 다른 도전 과제가 된다. 공개 번호 WO200122528 및 WO200334544로 공개된 PCT 출원에 기지국 안테나에 대한 몇몇 해법이 개시되어 있다. 그러나 이러한 솔루션은 VHF 대역에서는 작동하지 않으며 제공되는 안테나 배열은 이러한 대역에서 충분히 컴팩트하지 않다.

본 출원의 출원인은 본 출원과 동일한 발명가를 가지는 출원 번호 EP2016/306059.3의 유럽 특허를 출원하였다. 이 출원은 전자기 방사의 정의된 주파수 이상으로 방사하는 제1 도전성 소자; 전자기 방사의 고조파들의 전류(즉, 제로 전류 또는 개방 회로 위치)의 노드들의 위치 함수로 정의되는 하나 이상의 위치에 또는 그 부근에 위치하는 하나 이상의 추가의 도전성 소자를 포함하는 안테나 배열을 개시한다.

다만, 이 선행 출원은 전자기 방사의 정의된 주파수 및 이의 고조파 부근에서 주파수 대역폭을 조정하는 방법을 개시하지는 않는다. 이러한 주파수 대역폭을 제어하여, 예를 들어, 예정된 서비스 품질로 멀티미디어 콘텐츠를 송신하기 위해, 정의된 처리량을 보장하거나 IEEE 802.11, 802.15.4 등과 같은 무선 통신을 위한 다양한 표준의 성능 요건을 충족시키는 것이 바람직하다. 본 발명은 이러한 문제점에 대한 해결책을 개시한다.

이러한 필요를 달성하기 위해 본 발명은 기본 모드의 선택된 고조파의 송신 또는 수신 조건을 최적화하기 위해 위치, 폼 팩터, 치수 및 배향(orientation)이 결정되는 제1 주 도전 요소(first main conductive element) 및 기본 모드(1차 고조파)의 더 낮은 주파수로 조정된(tuned) 적어도 하나의 안테나 요소 및 추가 소자를 포함하는 안테나 배열로서, 상기 안테나 배열은 제1 주 도전성 소자의 기본 모드의 선택된 고조파 중 하나의 주파수 주변에 '1'보다 높은 차수의 공진 구조를 상기 안테나 배열의 적어도 일부분에 형성하는 적어도 하나의 제2 주 도전성 소자를 더 포함하고, 상기 제2 주 도전성 소자는 상기 제1 주 도전성 소자의 전류(즉, 최대 전류 또는 단락 회로 위치)의 볼록한 부분에 또는 그에 근접하여 위치하는 피드 연결을 가지는, 상기 안테나 배열을 제공한다.

보다 구체적으로, 본 발명은 안테나 배열에 있어서, 전자기 방사의 정의된 주파수를 초과하여 방사하는 제1 주 도전성 소자; 상기 전자기 방사 중 선택된 고조파를 가지는 전자기 방사의 전류 노드들의 위치 함수로 상기 제1 주 도전성 소자 상에 정의된 하나 이상의 위치에 또는 그 부근에 위치하는 하나 이상의 제1 보조 도전성 소자; 적어도 1개의 제2 주 도전성 소자에 있어서, 상기 전자기 방사의 상기 선택된 고조파들 중 하나의 주파수에서 상기 안테나 배열의 적어도 일부분에 ‘1’보다 높은 차수의 공진 구조를 형성하도록 구성되며, 상기 전자기 방사의 상기 선택된 고조파들 중 하나의 전류의 볼록한 부분들의 위치 함수로 정의된 다른 주 도전성 소자 상의 위치에 또는 그 부근에 위치하는 피드 연결을 가지는, 상기 제2 주 도전성 소자를 포함하는, 상기 안테나 배열을 개시한다.

유리하게도, '1'보다 높은 차수를 가지는 상기 공진 구조는 상기 전자기 방사의 상기 선택된 고조파들 중 하나의 주파수 주위에 정의된 대역폭에 걸쳐 사전에 정의된 레벨과 같거나 그 이상의 레벨로 정합된다.

유리하게도, 상기 적어도 1개의 제2 주 도전성 소자는 상기 전자기 방사의 상기 선택된 고조파들 중 하나를 가지는 전류의 노드들의 위치 함수로 제2 주 도전성 소자 상에 정의된 하나 이상의 위치에 또는 그 부근에 위치하는 하나 이상의 제2 보조 도전성 소자를 포함한다.

유리하게도, 상기 적어도 1개의 제2 주 도전성 소자는, 상기 전자기 방사의 상기 고조파들 중 하나의 주파수에서 파장의 1/4의 홀수배의 함수로 정의되는 전체 전기적 길이를 가진다.

유리하게도, 상기 대역폭은, 상기 안테나 배열이 적용되는 상기 전자기 방사의 상기 선택된 고조파들 중 하나의 주파수의 사전에 정의된 퍼센티지 값 또는 그 이상이다.

유리하게도, 본 발명의 상기 안테나 배열은 상기 전자기 방사의 상기 선택된 고조파들 중 하나의 주파수를 사전에 정의된 절대값 또는 그 이상의 레벨로 둘러싸는 대역폭에 걸쳐 적용된다.

유리하게도, 상기 제1 주 도전성 소자들 또는 상기 제2 주 도전성 소자들 중 하나 이상은 금속 리본 및/또는 금속 와이어이다.

유리하게도, 상기 제1 주 도전성 소자들 및 상기 제2 주 도전성 소자들 중 하나 이상은 2D 또는 3D 컴팩트 폼 팩터 중 하나를 가진다.

유리하게도, 본 발명의 상기 안테나 배열은 폴리머, 세라믹 또는 페이퍼 기판 중 하나로 층이 형성되는 비도전성 기판 상에 금속화 공정에 의해 증착된다.

유리하게도, 본 발명의 상기 안테나 배열은 ISM 대역, WiFi 대역, 블루투스 대역, 3G 대역, LTE 대역 및 5G 대역 중 하나 이상을 포함하는 2개 이상의 주파수 대역에서 방사하도록 조정된다.

본 발명은 또한 안테나 배열을 설계하는 방법에 있어서, 전자기 방사의 정의된 주파수를 초과하여 방사하도록 제1 주 도전성 소자의 기하학 구조를 정의하는 단계; 상기 전자기 방사 중 선택된 고조파를 가지는 전자기 방사의 전류 노드들의 위치 함수로 정의된 하나 이상의 위치에 또는 그 부근에 하나 이상의 제1 보조 도전성 소자를 배치하는 단계; 적어도 1개의 제2 주 도전성 소자의 기본 모드의 주파수 또는 총 전기적 길이를 정의하여, 상기 안테나 배열의 적어도 일부분에 상기 전자기 방사의 상기 선택된 고조파 중 하나의 주파수에서 공진하는 '1'보다 높은 차수의 공진 구조를 형성하는 단계; 및 상기 전자기 방사의 상기 선택된 고조파 중 하나를 가지는 전자기 방사의 전류의 볼록한 부분의 위치 함수로 정의되는 다른 주 도전성 소자 상의 위치에 또는 그 부근에 상기 적어도 1개의 제2 주 도전성 소자의 피드 연결을 배치하는 단계를 포함하는, 상기 방법을 개시한다.

유리하게도, ‘1’보다 높은 차수를 가지는 상기 공진 구조는 상기 전자기 방사의 상기 선택된 고조파들 중 하나의 주파수 주위에 정의된 대역폭에 걸쳐 사전에 정의된 레벨과 같거나 그 이상의 레벨로 정합된다.

유리하게도, 본 발명의 상기 방법은 상기 전자기 방사의 상기 고조파들 중 하나를 가지는 전류의 노드들의 위치 함수로 상기 제2 주 도전성 소자 상에 정의된 하나 이상의 위치에 또는 그 부근에 하나 이상의 제2 보조 도전성 소자를 배치시키는 단계를 더 포함한다.

유리하게도, 본 발명의 상기 방법은 i) 적어도 1개의 추가의 주 도전성 소자의 기본 모드의 주파수 또는 총 전기적 길이를 정의하여, 상기 안테나 배열의 적어도 일부분에 상기 전자기 방사의 상기 선택된 고조파들 중 하나의 주파수에서 공진하는 '1'보다 높은 차수의 공진 구조를 형성하는 단계로서, 상기 총 전기적 길이 및 상기 선택된 고조파는 상기 추가의 주 도전성 소자의 길이 및 상기 추가의 주 도전성 소자 상에 위치하는 상기 보조 도전성 소자들의 배향, 주요 치수 및 폼 팩터의 함수로 정의되는, 상기 단계; 및 ii) 상기 전자기 방사의 상기 고조파 중 다른 하나를 가지는 전자기 방사의 전류의 볼록한 부분의 위치 함수로 정의되는 다른 하나의 주 도전성 소자 상의 위치에 또는 그에 인접하여 위치하는 상기 추가의 주 도전성 소자의 피드 연결을 배치하는 단계; 및 iii) 이전에 조정된 주파수, 대역폭 및 정합 레벨을 유지하면서, 다수의 주파수 주변의 목표 대역폭에 걸쳐 사전에 정의된 정합 레벨이 달성될 때까지 반복하는 단계를 더 포함한다.

본 발명은 또한 안테나 배열에 있어서, 전자기 방사의 정의된 주파수를 초과하여 방사하는 제1 주 도전성 소자; 상기 전자기 방사의 고조파를 가지는 전자기 방사의 전류 노드의 위치 함수로 상기 제1 주 도전성 소자 상에 정의된 하나 이상의 위치에 또는 그 부근에 배치되는 하나 이상의 보조 도전성 소자; 및 상기 전자기 방사의 하나 이상의 선택된 고조파의 주파수 주위의 주파수 대역을 확대하여 예정된 서비스 품질 또는 그 이상에서 RF 신호를 송신/수신하도록 하는 총 전기적 길이를 가지는 적어도 1개의 제2 주 도전성 소자(211)를 포함하는, 상기 안테나 배열을 개시한다.

본 발명의 다중 주파수 광대역 안테나 배열은 컴팩트하여, 작은 볼륨으로 집적될 수 있다.

본 발명의 안테나 배열은 설계가 간단하며, 특히 안테나 배열의 환경, 특히 그라운드 평면의 영향, 안테나의 주 트렁크의 위치, 전기 성능에 전자기적 영향을 미치는 환경 요소를 고려하여 방사 주파수 및 상응하는 주파수 대역폭을 원하는 값으로 조정할 때 유리하다.

본 발명의 안테나 배열은 제조가 용이하며 따라서 매우 낮은 비용을 가진다.

또한, 본 발명의 안테나 배열은 직교 구성 또는 동일 평면 구성을 가지고 RF 인쇄 회로 기판(PCB)에 접속되기가 매우 쉽다.

본 발명 및 그의 이점은 첨부된 도면을 참조하여, 그러나 비제한적으로, 제공되는 특정 실시예의 다음의 상세한 설명으로 더 잘 이해할 수 있을 것이다.
- 도 1a 및 1b는 각각 종래 기술에 따른 안테나 배열 및 그 주파수 응답을 나타낸 도시도;
- 도 2a, 2b 및 2c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 배열의 프로토타입들을 도시한 도시도;
- 도 3은 종래 기술의 안테나 배열의 그리고 본 발명의 일부 실시예에 따른 안테나 배열의 이론적인 주파수 응답들을 나타낸 도시도;
- 도 3a 및 3b는 각각 제1 고차 모드에서 3차 공진 구조를 형성하는 안테나 배열 및 그 주파수 응답을 도시한 도시도;
- 도 4는 도 1a 및 2a의 안테나 배열들의 실험적 주파수 응답을 도시한 도시도;
- 도 5는 도 1a 및 2b의 안테나 배열의 실험적 주파수 응답을 도시한 도시도;
- 도 6은 도 2c의 안테나 배열의 실험적 주파수 응답을 도시한 도시도;
- 도 7a, 7b 및 7c는 종래 기술의 모노폴 안테나에서 고조파의 핫스팟과 콜드스팟의 위치를 도시한 도시도;
- 도 8a 및 도 8b는 각각 모노폴 안테나 소자를 포함하는 종래 기술의 안테나 배열의 개략도 및 그 주파수 응답을 도시한 도시도;
- 도 8c, 8e, 8g 및 8i는 본 발명의 복수의 실시예에 따른 2개의 "모노폴" 안테나 소자를 가지는 안테나 배열을 개략적으로 도시한 도시도;
- 도 8d, 8f, 8h 및 8j는 각각 도 8c, 8e, 8g 및 8i의 안테나 배열의 주파수 응답을 나타낸 도시도;
- 도 8k는 추가의 가지, 즉, 브랜치(branch)가 이전 브랜치들에 추가되는 본 발명의 일 실시예를 도시한 도시도;
- 도 9a 및 9b는 각각 종래 기술에 따른 모노폴 안테나 소자 및 복수의 리프를 가지는 종래 기술의 안테나 배열의 개략도 및 그 주파수 응답을 나타낸 도시도;
- 도 9c 및 9e는 본 발명의 일 실시예에 따른, 2개 또는 3개의 모노폴 안테나 소자 및 리프(leaf)를 가지는 안테나 배열의 개략도;
- 도 9d 및 9f는 각각 도 9c 및 9e의 안테나 배열의 주파수 응답을 나타낸 도시도;
- 도 10은 종래 기술에 따른 다중 대역 안테나 배열을 설계하는 방법의 흐름도;
- 도 11은 본 발명에 따른 안테나 배열에 대한 기본 모드 및 제1 내지 제3 고차 모드에서의 전기장 다이어그램;
- 도 12는 본 발명에 따른 안테나 배열에 대한 기본 모드 및 제1 내지 제3 고차 모드에서 안테나를 따른 전기 감도 표를 도시한 도시도;
- 도 13은 본 발명에 따른 안테나 배열에 대해 기본 모드와 제1 내지 제3 고차 모드들 중에서 선택되는 일부 주파수의 값을 조정하기 위해 리프의 위치를 선택하는 것을 돕는 표를 도시한 도시도;
- 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 배열을 설계하는 방법의 흐름도이다.

도 1a 및 1b는 각각 종래 기술에 따른 안테나 배열 및 그 주파수 응답을 나타낸다.

안테나 배열(100)은 방위각 평면에 무 지향성 방사 패턴을 가지는 모노폴 안테나이다.

유럽 특허 출원 EP2016/306059.3에 개시되는 실시예에 따른 안테나 배열(100)의 구조는 일부 측면에서 분재의 구조를 닮은 컴팩트 트리 구조와 유사하다. 이 배열의 치수는 안테나가 ISM(산업, 과학, 의학용), VHF 및 UHF 대역에서 작동할 수 있도록 선택된다. 트리는 트렁크(110) 및 리프(121, 122)를 포함한다. 트리는 그라운드 평면(130) 상에 심어진다.

트렁크(110)는 기본 모드(fundamental mode)의 원하는 방사 주파수의 함수로 정의되는 전개 길이(λ)를 가지 금속 와이어 또는 리본과 같은 도전성 재료로 형성되며, 이는 아래에서 더 자세히 설명된다. 트렁크는 평면에 새겨져 있을 수 있다. 일 실시예에서, 트렁크가 새겨진 평면은 그라운드 평면에 평행할 수 있고, 안테나와 그라운드 평면이 동일 평면 배치로 설계되는 솔루션에서는 트렁크가 그라운드 평면에 새겨질 수 있다. 이러한 배열에서, 안테나는 기판의 앞면에 새겨지고, 그라운드 평면은 기판의 백플레인에 새겨질 수 있다. 도 1a에 도시되는 것과 같은 다른 실시예에서, 트렁크가 새겨지는 평면은 그라운드 평면에 수직이다. 트렁크는 대안적으로 비평면 표면 또는 볼륨 구조에 새겨질 수 있다. 이러한 폼 팩터는 주어진 길이(λ)의 안테나 배열의 컴팩트성을 증가시키는데 유리하다.

리프(121, 122)는 또한 금속으로 형성되고, 정의된 포인트에서 트렁크에 기계적으로 그리고 전기적으로 연결되는 바, 이는 아래에서 자세히 설명된다. 리프는 안테나 길이를 정의된 방향으로 정의된 양만큼 연장하는 구조로 볼 수 있다. 따라서 리프는 공간에서 다른 위치, 폼 팩터, 치수 및 배향(orientation)을 가질 수 있다. 리프는 같은 평면에 함께 새겨지거나 다른 표면에 새겨져 있을 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있다. 리프는 트렁크와 동일 평면상에 있을 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있다. 선택된 위치, 폼 팩터, 치수 및 배향은 트렁크의 길이에 의해 정의되는 기저 주파수에 부여되는 방사 주파수(즉, 기본 및 고차 모드)의 변화에 영향을 미친다.

상이한 방사 모드는 기본적으로 방사 폴 요소(radiating pole element)의 길이에 의해 정의되며, 이는 다음과 같다:

- 기본 모드는 λ/4(1차 고조파)와 같은 방사성 요소의 길이(λ)로 정의된다.

- 제1 고차 모드는 3λ/4(3차 고조파)와 같은 방사성 요소의 길이(λ₁)로 정의된다.

- 제2 고차 모드는 5λ/4(5차 고조파)와 같은 방사성 요소의 길이(λ₂)로 정의된다.

- 제3 고차 모드는 7λ/4(7차 고조파)와 같은 방사성 요소의 길이(λ₃)로 정의된다.

여기서, λ=c/f이고, f는 기본 모드에서의 방사 주파수이다.

그라운드 평면(130)은 여기 회로를 포함하는 PCB 구조의 금속 백플레인으로서, 여기 회로는 트렁크와의 기계적 및 전기적 연결 포인트(140)에서 RF 신호를 트렁크에 피드(feed)한다.

도 1b는 도 1a의 안테나 배열의 주파수 응답을 나타낸다. 가로축은 전자기 방사의 주파수 값을 나타내고, 세로 좌표는 그 주파수 값의 정합 레벨의 값을 나타낸다. 주파수(f)는 전자기 방사의 1차 고조파 또는 기본 모드이고, 주파수(f₁)은 3차 고조파 또는 제1 고차 모드이고, 주파수(f₂)는 5차 고조파 또는 제2 고차 모드이다. 이러한 주파수 값은 도 1a에 도시된 바와 같이, 트렁크에 연결되는 리프를 사용하여 조정된다.

도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 배열의 프로토타입을 도시한다.

도 2a의 안테나 배열(200a)은 도 1a의 안테나 배열(100)로부터 시작되어, 그라운드 평면(130)에서 피드 라인(140)에 연결되는 트렁크(110)를 가지도록 설계될 수 있다. 트렁크는 모노폴 안테나이다. 트렁크는 2개의 리프(121, 122)를 가지며, 리프를 포함하는 트렁크의 총 전기적 길이가 이 주파수에서 파장의 1/4과 같도록, 기본 모드(f)로부터 시작하여 정의되는 복수의 주파수(f_i)에서 다중 공진기를 정의한다. 유럽특허 제 EP2016/306059.3호에 개시된 바에 따르면, 리프(121, 122)는 트렁크를 따라 "핫스팟"(또는 개방 회로 위치들)에 위치되고, 핫스팟은 방사 폴(radiating pole) 상의 위치에 정의되며, 이 폴에서 폴 내부의 전류가 최소이거나 전압이 최대이다. 하나의 모드(기본 또는 고차 모드)에서 핫스팟 중 하나에 리프를 추가하면, 이 모드에서 방사 주파수가 더 낮은 값으로 시프트된다. 따라서, 수학적 관계에 있는 기본 및 고차 모드의 주파수들은 원하는 값의 방사 주파수를 생성하는 데 사용될 수 있다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 제1 브랜치(211)(또는 트렁크가 제1 주 도전성 소자라고 정의된 경우 제2 주 도전성 소자)는 모든 모드에서 "콜드스팟"인 위치(140)(단락 회로 위치)에서 트렁크에 추가된다. 특허 EP2016/306059.3호에 따르면, 핫스팟과는 반대로, 콜드스팟은 폴 내부의 전류가 최대이거나 전압이 최소인 방사 폴 상의 위치로 정의된다. 콜드스팟에 방사성 소자를 추가해도 트렁크의 방사 특성은 변경되지 않는다. 리프(221)는 브랜치(211)에 추가된다. 브랜치(211)와 리프(221)의 총 전기적 길이(λ')는 이 요소의 방사 주파수(f'_i)가 트렁크의 하나의 모드의 방사 주파수들(f_i) 중 하나의 함수로 결정될 수 있도록 선택되어 λ'_i≒c/4f_i 와 같고, 여기서 c는 진공에서 빛의 속도이다.

본 발명의 당해 양태에 따르면, 제2 주 도전성 소자(211)의 방사 주파수(f'_i)는 제2 주 도전성 소자가 그의 선택된 고조파들 중 하나의 주파수(f_i) 부근에서 제1 주 도전성 소자(110)과 함께 2차 공진 구조(또는 2차 필터)를 구성하도록 결정된다. 따라서, 이 이중 공진기 회로에 의해 f_i 주변의 대역폭이 확대되며, 이는 아래에서 도 3, 도 4 및 도 5와 관련하여 더 상세히 논의될 것이다.

본 발명에 따르면, 주파수(f_i)의 함수로 주파수(f'_i)를 결정하기 위해 안테나 배열의 설계자는 다음의 규칙들을 적용해야 한다:

- 목표 대역폭은 먼저 가능한 한 안테나 배열의 기능 사양에 따라 정의된다. 본 발명자는 주파수(f_i)의 값의 약 20%의 목표 대역폭을 달성하는 것이 가능하다는 것을 실험적으로 증명하였다. 보다 일반적으로, 목표 대역폭이 주파수(f_i)의 상부와 하부를 커버하게 하는 주파수(f_i)의 소정의 퍼센티지를 설정할 수 있다. 어떤 경우에는, f_i의 25%, 30% 또는 그 이상의 목표 대역폭을 커버하는 것이 가능할 수 있다.

- 그 다음, 목표 대역폭에 걸친 목표 정합 레벨이 가능한 한 안테나 배열의 피드 회로의 기술적 사양에 따라 정의된다. 표준 정합 임피던스가 50Ω인 경우에, -10㏈의 레벨이 전형적이다. 그러나, 애플리케이션에 적용되는 설계 제약 조건에 따라 다른 정합 레벨들도 사용될 수 있다. 파라미터 값은 안테나 배열에 적용될 수 있는 설계 제약을 설정하도록 정의될 수 있다. 일부 애플리케이션에서는 5㏈가 허용될 수 있지만, 다른 경우에는 15㏈이 필수적일 수 있다.

목표 정합 레벨이 높을수록, 실제 대역폭은 더 낮아질 것이다.

이러한 규칙에 기초하여, 목표 대역폭에 걸쳐 목표 대역폭과 목표 정합 레벨 사이에서 최상의 절충을 달성할 수 있도록, 시뮬레이션 또는 실험을 통해 f'_i가 정확하게 결정될 수 있다.

도 2b에 도시되는 본 발명의 다른 양태에 따르면, 제2 브랜치(212)가 트렁크에 추가될 수 있다. 상기에서 설명된 바와 같이, 모든 모드에 있어서 콜드스팟인 피드 라인(140)에의 연결 부분에서 추가가 이루어진다. 따라서, 트렁크 및 제1 추가되는 브랜치(211)의 방사 특성은 변경되지 않을 것이다(변경이 있다 해도 미미할 것이다). 리프(222)는 제2 브랜치(212)에 추가된다. 브랜치(212)와 리프(222)의 총 전기적 길이는 이 요소의 방사 주파수(f'_j)가 트렁크의 하나의 모드의 방사 주파수들(f_j) 중 하나에 근접하도록 선택된다. 이와 같이 주파수(f_j) 주변에 생성되는 2차 공진 구조의 기술적 효과는 제1 브랜치에 대해 위에서 설명한 바와 동일하다.

본 발명의 이들 양태에 따르면, 트렁크 및 리프들을 포함하는 안테나 배열이 전술한 바와 같이 정의된 길이(λ'_i _, λ'_j)를 가지는 브랜치를 추가하여 방사 주파수(f_i, f_j)를 가지는 경우, 두 주파수에 대해 콜드스팟인 위치에서 f_i 및 f_j 주변에 정의된 대역폭이 생성될 것이다.

도 2a 및 도 2b의 안테나 배열들은 금속 와이어 및 금속 리프로 형성된다. 트렁크 및 브랜치를 형성하는 와이어는 금속 리본으로 대체될 수 있다. 트렁크와 브랜치는 완전히 다른 폼 팩터를 가질 수 있다. 예를 들어, 트렁크는 나선형의 3D 구조일 수 있다. 이는 장파장/저주파수의 경우 유리할 수 있다. 브랜치를 배치하는 것은 전기적 커플링을 가능한 한 피할 수 있도록 주의가 필요하다(즉, 안테나 배열의 상이한 요소들 사이에서 최소 거리를 유지하는 것이 필요하다). 도 2a 및 도 2b의 예시적인 구조의 리프들은 트렁크 및 브랜치들과 동일 평면상에 있다. 그러나, 특히 트렁크 및 브랜치들이 3D 폼 팩터를 가질 때, 다른 배치도 고려될 수 있다.

도 2c는 트렁크(211c), 이 트렁크 상에 위치하는 2개의 리프(221c, 222c), 피드 라인에 연결되는 포인트(P)에서 트렁크에 연결되며 리프(223c)를 가지는 브랜치(212c)를 포함하는 본 발명에 따른 2D 안테나 배열(200c)을 도시한다. 트렁크, 브랜치 및 리프들은 페이퍼 기판 상의 프린팅 공정에 의해 제조될 수 있지만, 중합체 또는 세라믹 기판을 사용하는 경우와 같이 기판은 강성 또는 유연성일 수 있다. 기판은 또한 임의의 다른 비도전성 재료일 수 있다. 프린팅은 기판을 사전 금속화 시키고 추가적으로 에칭하거나, 기판을 선택적으로 프린팅하는 것으로 수행될 수 있다. 그라운드 평면은 동일한 공정에 의해 기판의 뒷면에 주입된다.

도 3은 종래 기술의 안테나 배열의 그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 배열의 이론적인 주파수 응답들을 나타낸다.

도 3의 그래프의 가로 좌표는 안테나 배열에 의해 방사되는 신호의 주파수(예를 들어, ㎓ 단위)이다. 세로 좌표는 안테나 배열의 정합 레벨(㏈)이다. 곡선(310)은 도 1a에 도시된 것과 같은 단일 공진 주파수를 가지는 종래 기술의 안테나 배열의 주파수 응답을 도시하고, 곡선(320)은 도 2a에 도시된 것과 같은 이중 공진기 구조를 가지는 안테나 배열의 주파수 응답을 도시한다.

제1 배열의 대역폭(BW1)(311)은 예를 들어 -10㏈의 정합 레벨에 대해 정의된다. 동일한 정합 레벨에서, 제2 배열의 대역폭(BW2)(321)은 주파수 응답이 이중 공진기 구조에 의해 확대되기 때문에 훨씬 더 크다.

공진기 구조의 차수를 증가시키는 것은 다음에서 설명되는 바와 같이 대역폭을 다시 증가시킬 것이다.

도 3a 및 도 3b는 각각 제1 고차 모드에서 3차 공진 구조를 형성하는 안테나 배열 및 그 주파수 응답을 도시한다.

도 3a의 안테나 배열(300a)은 트렁크(310a)(제1 주 도전성 소자), 제1 브랜치(320a)(제2 주 도전성 소자)및 제3 브랜치(330a)(제3 주 도전성 소자)를 가진다.

제1 고차 모드의 방사 주파수(f1, f'₁, f''₁)는 도 3b에 도시된 바와 같이 방사 구조가 3차 공진기를 형성하도록 선택된다.

안테나 배열의 설계자가 적용해야 하는 규칙은 2차 공진기의 설계와 관련하여 상기에서 설명한 것과 유사하다. 즉, 목표 대역폭(f'₁부터 f''₁까지)과 목표 정합 레벨 사이에서 최상의 절충을 찾는 것이다.

목표 정합 레벨에서 목표 대역폭을 커버하도록 구성되는 도전성 소자를 이용하여, 제1 주 도전성 소자 및 (k-1)개의 다른 주 도전성 소자를 가지는 k차 공진 구조를 구성하는 안테나 배열을 설계하는 것으로 이 접근법을 일반화하는 것이 가능하다.

도 4는 도 1a 및 2a의 안테나 배열의 실험적 주파수 응답을 도시한다.

곡선(410)은 3개의 상이한 공진 주파수(f(411), f₁(412), f₂(413))에 단일 공진기를 배치하는 도 1a의 안테나 배열의 주파수 응답을 도시한다. 본 실시예에서, f=0.6㎓, f₁=1.8㎓이고, f₂=2.65㎓이다.

곡선(420)은 도 2a의 안테나 배열(200a)의 주파수 응답을 도시한다. 브랜치(211) 및 리프(221)의 길이는 f₁과 너무 멀지 않은 주파수 f'₁(422)를 정의하도록 선택된다. 이 경우, f'₁=1.35㎓인 바, f₁보다 0.45㎓ 낮다. 정합 레벨이 -10㏈인 경우, 대역폭은 1.3㎓로부터 1.8㎓가 되는 반면, 도 1a의 안테나 배열(100)의 대역폭은 동일한 -10㏈의 정합 레벨에서 주파수(f₁)에 대해 1.75-1.9㎓이다. 이 예는 트렁크에 추가되는 브랜치의 기술적 효과를 명확히 보여 주며, 목표 주파수 주변의 사용 가능한 대역폭은 0.15㎓에서 0.5㎓로 증가 한다.

도 5는 도 1a 및 도 2b의 안테나 배열의 실험적 주파수 응답을 도시한다.

도 4의 곡선(410)이 도 5에서 동일한 참조 번호로 보여진다. 단일 공진기의 3개의 동일한 주파수(f(411), f₁(412) 및 f₂(413))가 도시되었다.

곡선(520)은 도 2b의 안테나 배열(200b)의 주파수 응답을 도시한다. 브랜치(212) 및 리프(222)의 길이는 f₂와 너무 멀지 않은 주파수 f'₂(523)를 정의하도록 선택된다. 이 경우, f'₂=2.35㎓인 바, f₂보다 0.30㎓ 낮다. 정합 레벨이 -10㏈인 경우, 이 주파수의 대역폭이 2.2㎓로부터 2.65㎓가 되는 반면, 도 1a의 안테나 배열(100)의 대역폭은 동일한 -10㏈의 정합 레벨에서 0.1㎓보다 작다. 주파수(f₁)(412, 522)에서 대역폭은 근본적으로 영향을 받지 않는다는 것을 또한 주목해야 한다.

도 6은 도 2c의 안테나 배열의 실험적 주파수 응답을 도시한다.

곡선(610)은 주파수 응답을 도시한다. 이 안테나 배열은 2.45㎓의 제1 주파수(f)(611) 및 5.5㎓의 제2 주파수(f₁)(612)를 가지는 이중 대역 Wi-Fi 안테나이다. 안테나 배열에 추가된 브랜치(212c) 및 리프(223c)에 의해, 약 4.75㎓의 제2 주파수(f'₁)(622)를 가지는 이중 공진기가 구성되고, -10㏈에서의 f₁ 주변의 대역폭은 4.3㎓에서 6㎓로(1.7㎓ 만큼) 증가하는 반면, f 주변의 대역폭은 0.4㎓에 불과하다.

도 7a, 도 7b 및 도 7c는 종래 기술의 모노폴 안테나에서 고조파의 핫스팟과 콜드스팟의 위치를 도시한다.

유럽특허 EP2016/306059.3호에 개시된 바와 같이, 분재 안테나의 각 방사 모드에 대해, 안테나의 트렁크 전체를 따라 이 모드와 연관되는 전류(이중 전압)의 맵이 존재한다. 이 맵은 콜드스팟(이 모드에서 단락 회로 또는 최대 전류와 동일함) 및 핫스팟(이 모드에서 개방 회로 또는 최대 전압과 동일함)을 표시한다. 핫스팟은 그 스팟에 리프를 추가하여 모드의 주파수를 크게 시프트시킬 수 있지만, 콜드스팟에 리프를 추가해도 모드의 방사 주파수는 바뀌지 않는다. 핫스팟과 콜드스팟의 차이점은 도 7a, 7b 및 7c에 도시되어 있다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 기본 모드에서, 전류의 분포는 곡선(710a)으로 표시된다. 1개의 핫스팟(721a)과 1개의 콜드스팟(731a)만이 존재한다.

도 7b에 도시된 바와 같이, 기본 모드의 3차 고조파에 해당하는 제1 고차 모드에서, 전류의 분포는 곡선(710b)으로 표시된다. 2개의 핫스팟(721b, 722b)과 2개의 콜드스팟(731b, 732b)이 존재한다.

도 7c에 도시된 바와 같이, 기본 모드의 5차 고조파에 해당하는 제2 고차 모드에서, 전류 분포는 곡선(710c)에 의해 표시된다. 3개의 핫스팟(721c, 722c, 723c)과 3개의 콜드스팟(731c, 732c, 733c)이 존재한다.

핫스팟(721c, 722c, 723c)은 폴을 따라 전류의 분포를 나타내는 곡선(710c)의 영점을 통과하는 포인트들에 위치하는 것을 볼 수 있다. 핫스팟 중 하나에 리프를 추가하면 방사 주파수가 낮은 값으로 시프트된다. 반대로, 콜드스팟(731c, 732c, 733c)은 곡선(710c) 상의 전류의 최대값에 위치한다. 기본 모드의 경우 1개의 핫스팟과 1개의 콜드스팟만이 존재한다. 제1 고차 모드(차수(2k+1)에서 k=1 인 3차 고조파)에 대해, 2개의 핫스팟과 2개의 콜드스팟이 존재한다. 즉, k+1개의 핫스팟과 k+1개의 콜드스팟이 존재한다. 핫스팟과 콜드스팟은 폴을 따라 번갈아 가며 나타난다. k=1 인 경우, 하나의 핫스팟과 이웃하는 콜드스팟 사이의 거리는 고조파 파장의 1/4 또는 기본 파장의 1/12 또는 λ/4(2k+1) 또는 λ/(2k+1)과 같다. 하나의 핫스팟과 가장 가까운 다음 핫스팟 사이의 거리는 폴의 길이의 2/3 또는 기본 파장의 1/6 또는 λ/2(2k+1) 또는 2λ/(2k+1)과 같다. 이러한 규칙은 5차, 7차 고조파 등에 대응하는 고차 모드(k=2, 3 등)에 대해 일반화될 수 있다. 5차 고조파에 해당하는 제2 고차 모드는 3개의 핫스팟과 3개의 콜드스팟을 가지며, 2개의 연속하는 핫스팟은 2λ/5의 간격으로 떨어져 있다. 7차 고조파에 해당하는 제3 고차 모드는 4개의 핫스팟과 4개의 콜드스팟을 가지며 2개의 연속하는 핫스팟은 2λ/7의 간격으로 떨어져 있다.

이러한 규칙들은 분재 안테나 배열의 트렁크 또는 브랜치 상에 리프를 위치시켜 해당 모드의 기저 주파수와 관련된 주파수의 시프트를 최대화 또는 최소화를 허용한다.

본 발명에 따르면, 이하에서 도면과 관련하여 설명되는 바와 같이, 대역폭을 확대하기 위해 트렁크에 추가되는 브랜치의 연결 포인트의 위치를 결정하기 위해 유사한 규칙이 적용된다.

도 8a 및 도 8b는 각각 모노폴 안테나 소자를 포함하는 종래 기술의 안테나 배열의 개략도 및 그 주파수 응답을 도시한다.

도 8a은 주파수(f, f₁, f₂)에서 공진하는, 길이(λ)의 모노폴 안테나(810a)를 도시한다. 이 모노폴 안테나(810a)는 분재 안테나 배열의 트렁크로 간주된다. 트렁크에 리프를 추가하여 안테나 배열의 공진 주파수를 조정할 수 있다. 도면에 도시되는 실시예에서, 리프는 추가되지 않았다.

3개의 공진 주파수(f(811b), f₁(812b), f₂(813b))를 가지는 안테나의 전기적 응답이 도 8b에 개략적으로 도시되었다. 안테나 배열은 3개의 주파수(f, f₁, f₂) 각각에서 1차 공진 구조로 보여진다.

도 8c, 8e, 8g 및 8i는 본 발명의 복수의 실시예에 따른 2개의 "모노폴" 안테나 소자를 가지는 안테나 배열을 개략적으로 도시한다.

전술한 바와 같이, 여기서 사용되는 "모노폴" 안테나라는 표현은 공진 구조가 방위각에서 무 지향성인 방사 다이어그램을 가진다는 사실에서 타당하다.

도 8c에서, 길이(λ')의 브랜치(810c)가 콜드스팟(810)에서 트렁크에 추가되었다. 도 8c에 도시되는 예에서, 콜드스팟은 트렁크의 모든 공진 모드에 대해 콜드한 단락 회로 스팟이다. 여기서, λ'는 f'에 의해 정의되고, 상기에서 설명한 바와 같이, 결국 f 주변의 목표 대역폭 및 목표 대역폭에 걸친 목표 정합 레벨의 함수로써 정의되어야 한다. 본 예에서는,λ'는 λ보다 약간 더 높고, 따라서 f'는 f보다 약간 더 낮다.

상이한 목표 주파수에 대해 유사한 설계룰이 적용되어 도 8e 및 8g의 개략적인 안테나 배열을 얻을 수 있다.

도 8e에서, λ/3보다 약간 더 긴 길이(λ')를 가지는 브랜치(810e)가 단락 회로 스팟인 콜드스팟(810)에서 트렁크에 추가되었는데, 이 단락 회로 스팟은 안테나 배열의 모든 공진 모드에 대해 콜드한 것이다. 브랜치는 f₁보다 약간 더 낮은 주파수(f'₁)에서 공진할 것이다.

도 8g에서, λ/5보다 약간 더 긴 길이(λ')를 가지는 브랜치(810g)가 단락 회로 스팟인 콜드스팟(810)에서 트렁크에 추가되었는데, 이 단락 회로 스팟은 안테나 배열의 모든 공진 모드에 대해 콜드한 것이다. 브랜치는 f₂보다 약간 더 낮은 주파수(f'₂)에서 공진할 것이다.

도 8i에서, λ/3보다 약간 더 긴 길이(λ')를 가지는 브랜치(810i)가 단락 회로 스팟(810)으로부터 λ의 2/3의 거리에 위치하는 콜드스팟(820i)에서 트렁크에 추가되었다. 이 콜드스팟은 주파수(f₁)에 대해서만 콜드하다. 따라서, 브랜치를 추가하면 트렁크의 공진 주파수(f 및 f₂)가 변경되지만 공진 주파수(f₁)는 변경되지 않는다.

도 8d, 8f, 8h 및 8j는 각각 도 8c, 8e, 8g 및 8i의 안테나 배열의 주파수 응답을 나타낸다.

브랜치(810c)의 길이가 트렁크의 길이(λ)보다 길기 때문에, 안테나 배열의 모든 모드가 영향을 받는다. 도 8d에서 알 수 있는 바와 같이, 3개의 추가적인 공진 주파수(811d, 812d, 813d)가 트렁크의 공진 주파수(811b, 812b, 813b)에 근접하여 생성된다. 이는 이 브랜치가 트렁크의 3개의 공진 주파수보다 낮은 주파수에서 공진하기 때문이다. 3개의 주파수(f, f₁, f₂)에서의 주파수 응답은 이중 공진기 유형이므로 안테나 배열은 이 3개의 주파수에서 증가된 대역폭을 커버한다.

도 8f에 도시된 바와 같이, 브랜치(810e)의 치수 설정의 결과로서, 주파수(f₁)만이 f'₁(812f) 및 f₁ 사이에서 생성되는 이중 공진 구조에 의해 증가된 대역폭을 가질 것이다.

도 8h에 도시된 바와 같이, 브랜치(810g)의 치수 설정의 결과로서, 주파수(f₂)만이 f'₂(813h) 및 f₂ 사이에서 생성되는 이중 공진 구조에 의해 증가된 대역폭을 가질 것이다.

도 8j에 도시된 바와 같이, 브랜치(810i)의 치수 및 위치 설정의 결과로서, 주파수(f₁)(812j)만이 브랜치의 공진 주파수(f'₁)(814j)에 의해 증가된 대역폭을 브랜치며, 주파수(f, f₂)는 새로운 값들(f"(811j), f"₂(813j))로 시프트될 것이다.

상기 예들은 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이다. 당업자는 목표로 하는 애플리케이션에 따라 다른 실시예를 고려할 수 있다.

예를 들어, 브랜치들이 트렁크에 직접 추가되는 대신에, 추가적으로 이전 브랜치에 더해질 수 있다. 이러한 예가 도 8k에 도시되었다.

도 9a 및 도 9b는 각각 종래 기술에 따른 모노폴 안테나 소자 및 복수의 리프를 가지는 종래 기술에 따른 안테나 배열의 개략도 및 그 주파수 응답을 나타낸다.

도 9a는 도 1a에 도시된, 동일한 출원인이자 발명자의 선행 발명(유럽 특허 출원 제 EP2016/306059.3)의 실시예의 개략도이다. 1개의 트렁크와 2개의 리프가 존재한다.

도 9b는 이 예시적인 실시예의 근사화된 주파수 응답을 나타낸다. 안테나 배열은 3개의 주파수(f, f₁, f₂)에서 공진하도록 조정되고, 그 중 하나는 기본 모드이고, 다른 2개는 고차 모드임을 알 수 있다. 조정은 규정된(definite) 파라미터(길이, 폼 팩터 및 배향)를 가지는 리프를 적절한 위치에 배치함으로써 수행되며, 파라미터의 배치 및 정의는 유럽 특허 출원 EP2016/306059.3에 정의되어 있다.

도 9c 및 도 9e는 본 발명의 일 실시예에 따른, 2개 또는 3개의 모노폴 안테나 소자 및 리프를 가지는 안테나 배열의 개략도를 나타낸다.

도 9c는 도 2a에 도시되는 프로토타입과 아키텍쳐가 유사한 본 발명의 일 실시예의 개략도이다. 본 발명의 일 실시예는 도 9a의 안테나 배열과 같이 1개의 트렁크와 2개의 리프를 가진다. 그러나 1개의 리프를 가지는 1개의 브랜치가 3개의 주파수(f, f₁, f₂)에 대해 콜드스팟인 안테나 배열의 피드 포인트에 추가되었다.

도 9e는 도 2b에 도시되는 프로토타입과 아키텍쳐가 유사한 본 발명의 일 실시예의 개략도이다. 본 발명의 일 실시예는 도 9a의 안테나 배열과 같이 1개의 트렁크와 2개의 리프를 가진다. 그러나 1개의 리프를 가지는 2개의 브랜치가 3개의 주파수(f, f₁, f₂)에 대해 콜드스팟인 안테나 배열의 피드 포인트에 추가되었다.

도 9d 및 도 9f는 각각 도 9c 및 도 9e의 안테나 배열의 주파수 응답을 나타낸다.

단일 브랜치가 도 9c에 도시되는 안테나 배열의 피드 포인트에 추가되었고, 브랜치와 리프를 합한 길이는 총 전기 길이(λ'₁)를 가진다. 도 9d에 도시된 바와 같이, 안테나 배열의 서브-부분은 f₁에 가까운 주파수(f'₁)에서 공진하며, 여기서 f'₁=c/4λ'₁이고, c는 진공에서 빛의 속도이다. 따라서, 추가 브랜치의 효과는 f'₁과 f₁ 사이에서 생성되는 이중 공진기 구조로 인해 전역 안테나 배열이 f₁ 부근에서 공진하는 대역폭을 확대시키는 것이다.

도 9e에 도시되는 실시예의 경우에, 2개의 브랜치 각각은 전술한 바와 같이 f₁ 및 f₂의 함수로 각각 정의되는 공진 주파수(f'₁, f'₂)를 결정한다. 따라서, 도 9f에 도시된 바와 같이, 한편으로는 f'₁과 f₁ 사이에서 그리고 다른 한편으로는 f'₂와 f₂ 사이에서 생성되는 2개의 이중 공진기 구조로 인해 주파수(f₁) 주변 및 주파수(f₂) 주변에 2개의 대역이 각각 생성된다.

도 10은 종래 기술에 따른 다중 대역 안테나 배열을 설계하는 방법의 흐름도를 도시한다.

특정 애플리케이션에 대한 설계 규칙의 선택은 예를 들어 도 10에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.

이 공정의 제1 단계(1010)는 안테나 배열의 트렁크를 형성하는 와이어/리본의 전개되는 길이(λ) 및 폼 팩터(ff)의 선택을 포함한다. 기본 모드의 주파수는 전술한 바와 같이 목표로 하는 최저 주파수보다 높은 값 또는 동일한 값으로 선택되어야 한다. 선택될 폼 팩터는 안테나 배열의 목표 크기에 따라 달라진다. 또한 폴의 폼 팩터가 안테나 정합에 영향을 줄 수 있다. 그러나, 정합이 특정한 폴의 폼 팩터에 의해 악영향을 받는다면, 안테나 정합 기술을 사용하여 정정될 수 있다. 따라서 통상의 기술자는 컴팩트 폼 팩터와 안테나 배열의 정합간에 적절한 절충안을 찾을 수 있다. 안테나 배열이 올바르게 정합되면(예를 들어, -10㏈과 같거나 더 나은 수준), 트렁크의 폼 팩터는 사용 가능한 대역폭에 거의 영향을 미치지 않는다.

그 후, 단계(1020)에서, 각각의 방사 모드에 대해 핫스팟 및 콜드스팟의 폴을 따른 위치가 도 7a, 도 7b 및 도 7c와 관련하여 전술한 바와 같이 맵 상에서 계산 및/또는 표시된다.

그 다음, 단계(1030)에서, 초기에 1로 설정되는 리프 개수(q)는 이후 모든 목표 주파수가 얻어질 때까지 1단위로 반복적으로 증가되는 바, 이 리프 개수(q)에 대하여 위치(P), 배향(O), 보다 긴 치수(D) 및 폼 팩터(F)가 결정되어야 한다.

제1 리프(q=1)는 기본 모드의 주파수를 조정하도록 배치된다(필요한 경우). 이 모드에서 폴에는 전기적으로 민감한 단 하나의 구역(zone)만 존재한다. 이는 개방 회로에 있는 폴의 말단에 근접하여 위치한다. 따라서 이 기본 주파수에는 오직 하나의 자유도만 있다. 파라미터들(P, O, D, F)은 주파수 시프트의 값을 조정하도록 선택되어야 한다(Δf=g(k,P,O,D,F)). 정의된 파라미터(P, O, D, F)를 가지는 리프에 의해 생성되는 주파수 시프트의 진폭은 모드의 차수(k)에 의존할 것이다. 차수가 높을수록, 리프가 핫스팟 주변에서 정의된 변위를 함에 따른 주파수 시프트의 변화가 더 커진다. O는 트렁크와의 전기적 커플링을 최소화하면서 안테나 배열의 전체 볼륨의 컴팩트성을 극대화하기 위해, 트렁크의 폼 팩터에 기초하여 선택된다. D와 F는 모드의 정의된 차수에서 정의된 P에 대해 Δf 에 영향을 주는 주요 인자들이다. 함수(g)는 방사 주파수 자체가 일단 조정된 경우, 안테나 배열 임피던스, 안테나 배열 정합 레벨 또는 전자기 방사의 대역폭 중 하나 이상에 대한 파라미터(P, O, D, F)의 "원하는 영향"을 생성하는데 사용된다.

리프의 위치(P)가 일단 결정되면, 파라미터(O, D, F)는 임의의 순서로 설정될 수 있다.

이 리프가 다른 모드에서는 핫스팟인 위치에 근접하게 위치하면, 이 다른 모드의 방사 주파수 또한 시프트될 것이다. 시프트의 크기는 이 다른 모드에서의 핫스팟 위치와 상대적으로 이 리프의 위치에 따라 달라질 수 있다.

단계(1040)에서, 리프(q)가 추가되고 나면 핫스팟 및 콜드스팟의 맵은 동일한 프로세스로 재설계된다.

단계(1050)에서, 모든 주파수가 목표 값으로 조정되었는지 여부가 테스트된다. 그렇다면 프로세스가 중지되고 설계 규칙이 완료된다. 그렇지 않은 경우 리프(q+1)를 추가하여 상위 차수 모드의 주파수를 조정해야 한다. 새로운 리프는 이 모드에 대해 핫스팟이자 이전에 조정된 하위 차수 모드에 대해 콜드스팟인 위치(P)에 추가된다. 앞서 설명한 것처럼, 상위 차수 모드는 더 많은 수의 핫스팟을 브랜치므로 더 높은 자유도를 갖는다.

도 11은 본 발명에 따른 안테나 배열에 대한 기본 모드 및 제1 내지 제3 고차 모드에서의 전기장 다이어그램을 나타낸다.

이들 도면은 핫스팟 및 콜드스팟의 맵을 나타내며, 그 원리는 특히 상기에서 도 7a 내지 도 7c와 관련하여 전술하였다.

4개의 모드가 곡선(11100, 11200, 11300, 11400)에 의해 표현된다. 단지 하나의 예로서, 가로 좌표는 진폭의 1/3, 진폭의 2/3 및 진폭의 100%에서 컷오프 값들을 가지는 필드의 진폭을 나타낸다(스케일 11110). 다른 컷오프 값도 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 선택될 수 있다. 세로 좌표는 안테나 배열에 배치되는 트렁크 요소의 길이의 퍼센티지를 나타낸다. 컷오프 값들에 대응하는 세로 좌표는 포인트(11121, 11122 등)에서 곡선들에 표시되었다. 컷오프 값에 대응하는 핫스팟 주변의 영역이 폴을 따라 표시되었다(11131). 도면을 이해하기 쉽도록 기본 모드(f)에 대해서만 참조 번호를 표시했지만, 해당 값 및 마크는 상위 차수 모드에 대해서도 동일한 의미를 갖는다는 것을 쉽게 이해할 것이다. 진폭의 2/3 내지 100%에 해당하는 것으로 표시되는 영역은 리프의 위치 변화가 주파수 시프트에 상당한 영향을 미칠 영역에 해당하며, 그 외의 영역에서는 리프의 위치 변화가 주파수 시프트에 제한적인 영향을 미치거나 전혀 영향을 미치지 않는다. 핫스팟의 인접 컷오프 값 내에 포함되는 영역은 이 핫스팟의 위치에 "근접"한 것으로 정한다. 단지 하나의 예로서, 기저 주파수에 대해서, 리프의 위치 변화가 주파수 시프트에 상당한 영향을 미칠 영역은 최대 진폭의 2/3의 세기에 해당하는 위치, 즉, 피드 포인트(810)로부터 시작하여 폴의 전체 길이(λ)의 46.4%와 동일한 진폭 값(11121)에 해당하는 위치, 및 폴의 맨 윗부분 사이에 위치한다. 이 영역은 핫한 영역으로 정할 수 있다. 이 위치로부터 λ의 21.7% 그리고 진폭의 1/3에 해당하는 위치로 내려오면, 리프의 위치 변화가 주파수 시프트에 미칠 영향은 제한적일 것이다. 이 영역은 "미온 영역(tepid area)"으로 정해질 수 있다. 이 마지막 위치로부터 피드 포인트(810)까지, 리프의 위치 변화는 주파수 시프트에 영향을 미치지 않을 것이다. 이 영역은 콜드 영역으로 정해질 수 있다. 곡선들(11200, 11300, 11400)에 의해 표현되는 다른 상위 차수 모드에 대해 배치되는 스팟에도 유사한 해석과 논법이 적용된다.

도 11의 맵은 도 10과 관련하여 전술한 방법에 따라 리프를 배치하는 것을 허용한다.

도 12는 본 발명에 따른 안테나 배열에 대한 기본 모드 및 제1 내지 제 3 고차 모드에서 안테나를 따른 전기 감도표를 도시한다.

도면은 2개의 표(12100, 12200)를 포함한다.

표(12100)는, 핫한 영역, 미온 영역 및 콜드 영역에 각각 속하는 폴을 따르는 스팟을 서로 다른 기호(12121, 12122, 12123)로 나타낸다. 단지 예로서, 배치되는 폴의 길이(λ)의 5%마다 등급이 매겨진 스케일(12110)로 표현한다. 기본 모드에 대한 스케일에는 단지 1개의 기호만 존재하는 반면, 상위 차수 모드의 경우에는 2개의 기호가 존재한다. 2개의 기호는 표시되는 스팟이 해당 모드의 두 영역 사이에 개재함을 보여준다.

표(12200)는, 모드에서 리프 위치 변화에 대한 주파수 시프트의 감도 지수로 표(12100)의 심볼들을 변환하는 것을 나타낸다. 단지 하나의 예로서, 지수는 0 내지 6의 스케일에서 선택된다. 그러나 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다른 스케일도 선택될 수 있다. 표(12300)는 본 예에서 선택된 변환 규칙을 보여준다. 그러나 다른 변환 규칙이 선택될 수도 있다. 표(12200)를 사용하면 모든 주파수에 대해 폴을 따라 리프의 위치 변화가 미치는 영향을 명확하게 볼 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 각 모드에 대한 리프 위치의 영향율을 정의하는 변수들이 결정될 수 있고, 전부는 아닐지라도 적어도 일부의 변수들의 조합을 정의하는 함수 또한 계산, 시뮬레이션 또는 주판을 사용하여 결정될 수 있다.

도 13은 본 발명에 따른 안테나 배열에 대해 기본 모드와 1차 내지 3차 고조파 모드 중에서 선택되는 일부 주파수의 값을 조정하기 위해 리프의 위치를 선택하는 것을 돕는 표를 도시한다.

도 12의 표(12200)로부터, 리프의 위치가 어느 주파수에 영향을 주거나 영향을 주지 않을지를 결정하는 것이 가능하다. 예를 들어, 폴의 길이(λ)의 85%에 배치되는 리프는 모드(f, f₁)에 영향을 주는 반면, λ의 60%에 배치되는 리프는 모드 (f, f₂)에 영향을 준다.

따라서, 본 발명에 따르면, 도 14와 관련하여 이하에서 설명되는 방법을 이용하여, 안테나 배열의 트렁크에 추가되는 리프 및 브랜치의 배치 규칙을 정의하는 것이 가능하다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 배열을 설계하는 방법의 흐름도를 도시한다.

본 발명에 따른 안테나 배열의 설계를 시작할 때, 리프가 없는 제1 주 도전성 소자(또는 분재 안테나 배열의 트렁크)의 파라미터들은 단계(1410)에서 결정된다(p=1; q=0). 단계(1420)에서, 그 길이는 이 소자의 대응하는 공진 주파수가 안테나 배열의 목표하는 최저 공진 주파수와 같거나 높도록 하는 값(λ)으로 설정된다. 이 소자의 다른 파라미터도 도 10과 관련하여 상기에서 설명한 바와 같이 결정된다. 특히, 이의 폼 팩터(ff)는 연결될 통신 장치 내에서 또는 통신 장치 주위에서 가능한 볼륨을 고려하여 사용 실정에 대응하는 사양에 따라 결정된다.

전기적 응답은 단계(1430)에서 결정된다. 전기적 응답의 결정은 CST™, HFSS™, Feko™ 또는 Comsol™과 같은 전자기 방사 시뮬레이션 도구, 또는 임의의 다른 독점 소프트웨어를 사용하여 이루어질 수 있다. 또한, 도 11에 도시된 것과 같이 리프(q)의 적절한 위치(P(q))를 결정하여 주파수(f_i)를 조정하기 위한 계산 및 상기에서 정의된 바와 같은 다른 파라미터(O, D, F)의 영향을 확인하기 위한 실험들의 조합으로 수행될 수도 있다.

브랜치(p)의 모든 주파수가 조정될 때까지(테스트(1440)의 "예" 출력), 새로운 리프(q+1)가 추가되고(1441, 1450), 새로운 리프의 추가가 브랜치의 전기적 응답에 미치는 영향이 검사된다(1430). 새로운 리프는 안테나 배열에 지정된 주파수의 값 또는 대역폭을 조정하기 위해서만 추가된다.

이 브랜치(p)에 대해 모든 주파수가 조정되면, (p-1)개의 이전 브랜치들 중 하나 위에 이 브랜치의 위치(P(p))가 결정된다(단계 1460). 여기서, p=1인 경우(즉, 트렁크의 설계), 그 위치는 잘 정의되며, 이는 안테나 배열의 피드 포인트(810)이다. 여기서, p번째 추가 브랜치는 본 명세서에서 정의된 바와 같이 대역폭이 확장되어야 하는 주파수들 중 하나에 대해 콜드스팟에 위치해야 한다. 이전에 주입된 방사성 소자들과의 최대 직교성은, 브랜치/트렁크의 피드 포인트에 새로운 브랜치를 위치시키고 이와 함께 그 새로운 브랜치가 적어도 2와 동일한 차수의 공진 구조를 형성하도록 함으로써 얻을 수 있다.

그런 다음, 안테나 배열의 전역 전기적 응답을 단계(1470)에서 결정하여 사양(주파수(f_i)에서 목표 대역폭에 걸친 목표 정합 레벨)이 모두 충족되는지 여부를 검사해야 한다. 이는 상기에서 언급한 유형의 전자기 방사 시뮬레이션 도구의 사용 및/또는 실험으로 수행될 수 있다.

사양의 모든 주파수 대역이 원하는 정합 레벨로 조정될 때까지(테스트(1480)의 "예" 출력 => 정지), 이전 루프가 재실행(1481)되며, 이때, 일부 리프의 파라미터(P, O, D, F) 중 일부를 변경하거나, 새로운 리프를 추가하거나, 브랜치(p)의 위치를 변경하여 동일한 브랜치를 재실행하거나((p)를 재실행), 또는 새로운 브랜치(p=p+1)을 추가하여 재실행한다.

본 발명은 다이폴 안테나에도 적용될 수 있다. 다이폴 안테나는 2개의 폴이 차동 발전기에 의해 여기되는 2극 안테나이다. 다이폴 안테나의 2개의 폴은 동일한 동작을 하는 고정 레짐과 함께 각각 작동한다. 2극 안테나는 각각 트렁크, 하나 이상의 브랜치 및 하나 이상의 리프를 포함하는 구조를 가진다. 본 발명의 일 실시예에서, 2개의 구조는 그라운드 평면에 직교하는 평면에 대해 대칭이다.

따라서, 본 명세서에 개시되는 실시예는 본 발명의 일부 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이다. 이들은 첨부되는 청구범위에 의해 정의되는 상기 발명의 범위를 어떤 식으로든 제한하지 않는다.

Claims

안테나 배열(200a)로서,
- 전자기 방사의 정의된 주파수를 초과하여 방사하는 제1 주 도전성 소자(first main conductive element)(110);
- 상기 전자기 방사 중 선택된 고조파를 가지는 전자기 방사의 전류 노드들의 위치 함수로 상기 제1 주 도전성 소자 상에 정의된 하나 이상의 위치에 또는 그 부근에 위치하는 하나 이상의 제1 보조 도전성 소자(121, 122);
- 적어도 1개의 제2 주 도전성 소자(211)로서,
o 상기 전자기 방사의 상기 선택된 고조파들 중 하나의 주파수에서 상기 안테나 배열의 적어도 일부분에 ‘1’보다 높은 차수의 공진 구조를 형성하도록 구성되며,
o 상기 전자기 방사의 상기 선택된 고조파들 중 하나의 전류의 볼록한 부분들의 위치 함수로 정의된 다른 주 도전성 소자 상의 위치에 또는 그 부근에 위치하는 피드 연결을 가지는, 상기 제2 주 도전성 소자를 포함하는, 안테나 배열.
제1항에 있어서, '1'보다 높은 차수를 가지는 상기 공진 구조는 상기 전자기 방사의 상기 선택된 고조파들 중 하나의 주파수 주위에 정의된 대역폭에 걸쳐 사전에 정의된 레벨과 같거나 그 이상의 레벨로 정합되는, 안테나 배열.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 1개의 제2 주 도전성 소자(211)는 상기 전자기 방사의 상기 선택된 고조파 중 하나를 가지는 전류의 노드들의 위치 함수로 제2 주 도전성 소자 상에 정의된 하나 이상의 위치에 또는 그 부근에 위치하는 하나 이상의 제2 보조 도전성 소자(221)를 포함하는, 안테나 배열.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 1개의 제2 주 도전성 소자는, 상기 전자기 방사의 상기 고조파들 중 하나의 주파수에서 파장의 1/4의 홀수배의 함수로 정의되는 전체 전기적 길이를 가지는, 안테나 배열.
제4항에 있어서, 상기 대역폭은, 상기 안테나 배열이 적용되는 상기 전자기 방사의 상기 선택된 고조파들 중 하나의 주파수의 사전에 정의된 퍼센티지 값 또는 그 이상인, 안테나 배열.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 전자기 방사의 상기 선택된 고조파들 중 하나의 주파수를 사전에 정의된 절대값 또는 그 이상의 레벨로 둘러싸는 대역폭에 걸쳐 적용되는, 안테나 배열.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 주 도전성 소자들 또는 상기 제2 주 도전성 소자들 중 하나 이상은 금속 리본 및/또는 금속 와이어인, 안테나 배열.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 주 도전성 소자들 및 상기 제2 주 도전성 소자들 중 하나 이상은 2D 또는 3D 컴팩트 폼 팩터(compact form factor) 중 하나를 가지는, 안테나 배열.
제8항에 있어서, 폴리머, 세라믹 또는 페이퍼 기판 중 하나로 층이 형성되는 비도전성 기판 상에 금속화 공정에 의해 증착되는, 안테나 배열.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, ISM 대역, WiFi 대역, 블루투스 대역, 3G 대역, LTE 대역 및 5G 대역 중 하나 이상을 포함하는 2개 이상의 주파수 대역에서 방사하도록 조정되는, 안테나 배열.
안테나 배열을 설계하는 방법으로서,
- 전자기 방사의 정의된 주파수를 초과하여 방사하도록 제1 주 도전성 소자의 기하학 구조를 정의하는 단계;
- 상기 전자기 방사 중 선택된 고조파를 가지는 전자기 방사의 전류 노드들의 위치 함수로 정의된 하나 이상의 위치에 또는 그 부근에 하나 이상의 제1 보조 도전성 소자를 배치하는 단계;
- 적어도 1개의 제2 주 도전성 소자의 기본 모드의 주파수 또는 총 전기적 길이를 정의하여, 상기 안테나 배열의 적어도 일부분에 상기 전자기 방사의 상기 선택된 고조파들 중 하나의 주파수에서 공진하는 '1'보다 높은 차수의 공진 구조를 형성하는 단계; 및
- 상기 전자기 방사의 상기 선택된 고조파들 중 하나를 가지는 전자기 방사의 전류의 볼록한 부분들의 위치 함수로 정의되는 다른 주 도전성 소자 상의 위치에 또는 그 부근에 상기 적어도 1개의 제2 주 도전성 소자의 피드 연결을 배치하는 단계를 포함하는, 안테나 배열을 설계하는 방법.
제11항에 있어서, ‘1’보다 높은 차수를 가지는 상기 공진 구조는 상기 전자기 방사의 상기 선택된 고조파들 중 하나의 주파수 주위에 정의된 대역폭에 걸쳐 사전에 정의된 레벨과 같거나 그 이상의 레벨로 정합되는, 안테나 배열을 설계하는 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 전자기 방사의 상기 고조파들 중 하나를 가지는 전류의 노드들의 위치 함수로 상기 제2 주 도전성 소자 상에 정의된 하나 이상의 위치에 또는 그 부근에 하나 이상의 제2 보조 도전성 소자를 배치시키는 단계를 더 포함하는, 안테나 배열을 설계하는 방법.
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, i) 적어도 1개의 추가의 주 도전성 소자의 기본 모드의 주파수 또는 총 전기적 길이를 정의하여, 상기 안테나 배열의 적어도 일부분에 상기 전자기 방사의 상기 선택된 고조파들 중 하나의 주파수에서 공진하는 '1'보다 높은 차수의 공진 구조를 형성하는 단계로서, 상기 총 전기적 길이 및 상기 선택된 고조파는 상기 추가의 주 도전성 소자의 길이 및 상기 추가의 주 도전성 소자 상에 위치하는 상기 보조 도전성 소자의 배향(orientation), 주요 치수 및 폼 팩터의 함수로 정의되는, 상기 공진 구조를 형성하는 단계; 및 ii) 상기 전자기 방사의 상기 고조파들 중 다른 하나를 가지는 전자기 방사의 전류의 볼록한 부분들의 위치 함수로 정의되는 다른 하나의 주 도전성 소자 상의 위치에 또는 그에 인접하여 위치하는 상기 추가의 주 도전성 소자의 피드 연결을 배치하는 단계; 및 iii) 이전에 조정된 주파수, 대역폭 및 정합 레벨을 유지하면서, 다수의 주파수 주변의 목표 대역폭들에 걸쳐 사전에 정의된 정합 레벨이 달성될 때까지 반복하는 단계를 더 포함하는, 안테나 배열을 설계하는 방법.
안테나 배열(200a)로서,
전자기 방사의 정의된 주파수를 초과하여 방사하는 제1 주 도전성 소자(110);
- 상기 전자기 방사의 고조파를 가지는 전자기 방사의 전류 노드의 위치 함수로 상기 제1 주 도전성 소자 상에 정의된 하나 이상의 위치에 또는 그 부근에 배치되는 하나 이상의 보조 도전성 소자(121, 122); 및
- 상기 전자기 방사의 하나 이상의 선택된 고조파의 주파수 주위의 주파수 대역을 확대하여 예정된 서비스 품질 또는 그 이상에서 RF 신호를 송신/수신하도록 하는 총 전기적 길이를 가지는 적어도 1개의 제2 주 도전성 소자(211)를 포함하는, 안테나 배열.