KR20210081027A - 투명안테나 및 이를 포함하는 안테나 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 한 실시예에 따른 안테나 장치는 안테나부, 그리고
상기 안테나부와 연결되며 상기 안테나부의 측면에 배치된 그라운드부를 포함하고, 상기 안테나부는, 제1 투명 베이스, 상기 제1 투명 베이스 상에 배치되고 표면에 메쉬 형상의 홈이 형성된 제1 수지층, 그리고 상기 메쉬 형상의 홈 내에 배치된 전도층을 포함하는 제1 영역, 그리고 상기 제1 영역에 의하여 둘러싸이고, 제2 투명 베이스 및 상기 제2 투명 베이스 상에 배치된 제2 수지층을 포함하는 제2 영역을 포함한다.
Description
본 발명은 안테나 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투명 안테나를 포함하는 안테나 장치에 관한 것이다.
안테나는 무선통신을 위한 필수적인 구성이다. 모바일 장치 및 차량에 적용되는 통신 기술이 발전하고, IoT(internet on things) 기술이 발전함에 따라 안테나 성능에 대한 요구도 증가하고 있다. 특히, 디스플레이, 윈도우 등에 안테나를 적용하는 기술이 시도되고 있다. 이를 위하여, 안테나는 투명으로 구현될 필요가 있다.
일반적으로, Ag 나노와이어를 글래스 기판 상에 코팅하는 방법으로 투명 안테나가 구현될 수 있다. 이때, 안테나의 성능을 높이기 위하여 Ag 나노와이어의 농도 및 두께를 높여야 하지만, Ag 나노와이어의 농도 및 두께가 높아지면 안테나의 투과도가 낮아지는 문제가 있다.
또는, Ag 합금을 필름 상에 스퍼터링 기법으로 증착한 후, Ag 합금을 패터닝하는 방법으로 투명 안테나가 구현될 수도 있다. 이때, 스퍼터링 기법을 이용하여 소정 두께 이상으로 Ag 합금을 증착시키기 위하여 많은 시간이 소요될 수 있으며, 패터닝에 의하여 다량의 Ag 합금이 소실될 수 있으므로 비용 측면에서 효율적이지 않은 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 투명안테나 및 이를 포함하는 안테나 장치를 제공하는 것이다
본 발명의 한 실시예에 따른 안테나 장치는 안테나부, 그리고 상기 안테나부와 연결되며 상기 안테나부의 측면에 배치된 그라운드부를 포함하고, 상기 안테나부는, 제1 투명 베이스, 상기 제1 투명 베이스 상에 배치되고 표면에 메쉬 형상의 홈이 형성된 제1 수지층, 그리고 상기 메쉬 형상의 홈 내에 배치된 전도층을 포함하는 제1 영역, 그리고 상기 제1 영역에 의하여 둘러싸이고, 제2 투명 베이스 및 상기 제2 투명 베이스 상에 배치된 제2 수지층을 포함하는 제2 영역을 포함한다.
상기 제1 투명 베이스 및 상기 제2 투명 베이스는 일체로 연결되고, 상기 제1 수지층 및 상기 제2 수지층은 일체로 연결되며, 상기 제2 영역에는 상기 전도층이 배치되지 않을 수 있다.
상기 메쉬 형상의 홈은 제1 방향으로 배치된 복수의 제1 홈 및 상기 제1 방향에 교차되는 제2 방향으로 배치된 복수의 제2 홈을 포함하고, 상기 제2 영역은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 사이에서 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 교차하는 제3 방향으로 배치될 수 있다.
상기 제3 방향은 상기 제1 방향에 대하여 30° 내지 60°의 각도를 이룰 수 있다.
상기 메쉬 형상의 홈의 폭은 3 내지 6㎛이고, 이웃하는 메쉬 형상의 홈 간 간격은 300 내지 500㎛일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 장치는 소정 간격으로 이격되도록 배치된 복수의 안테나부, 상기 복수의 안테나부와 연결되며, 상기 복수의 안테나부의 한 측면에 배치된 분배부, 그리고 상기 분배부에 연결된 그라운드부를 포함하고, 각 안테나부는, 제1 투명 베이스, 상기 제1 투명 베이스 상에 배치되고 표면에 메쉬 형상의 홈이 형성된 제1 수지층, 그리고 상기 메쉬 형상의 홈 내에 배치된 전도층을 포함하는 제1 영역, 그리고 상기 제1 영역에 의하여 둘러싸이고, 제2 투명 베이스 및 상기 제2 투명 베이스 상에 배치된 제2 수지층을 포함하는 제2 영역을 포함한다.
상기 복수의 안테나부에 대하여 각 안테나부의 제2 영역의 방향은 모두 동일할 수 있다.
상기 분배부는 베이스 및 상기 베이스 상에 배치된 배선을 포함하고, 상기 배선의 선폭은 상기 메쉬 형상의 홈의 선폭보다 클 수 있다.
상기 복수의 안테나부는 글래스에 배치되고, 상기 분배부 및 상기 그라운드부는 상기 글래스의 측면에 배치될 수 있다.
상기 그라운드부는 상기 분배부의 측면 또는 상기 분배부의 하부에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 투명도, 투과성, 시인성 및 시야각이 개선된 투명 안테나를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 유전율이 낮은 투명 베이스 및 면저항이 낮은 전도층을 가진 투명 안테나를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 공정이 단순하며, 재료의 손실이 최소화된 투명 안테나를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 투명안테나의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 투명안테나의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 투명안테나의 상면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 투명안테나를 제작하는 방법의 순서도이다.
도 5는 도 4의 방법에 따라 투명안테나를 제작하는 과정에서 수지층에 홈을 형성하는 방법을 도시한다.
도 6은 도 4의 방법에 따라 제작된 투명안테나의 일부의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따라 Ag 페이스트 상에 Ag 도금을 수행할 경우, 처리 시간에 따른 Ag 도금층의 두께, 저항 및 나노뷰 스캔이미지를 나타내는 표이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따라 Ag 페이스트 상에 Ag 도금을 수행할 경우, 처리 시간에 따른 Ag 도금층의 두께 및 저항으로 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 안테나 장치를 나타낸다.
도 10은 도 9의 안테나 장치의 A-A'에 대한 단면도이며,
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 장치를 나타낸다.
도 12는 도 11의 안테나 장치의 분배부의 확대도이다.
도 13은 시뮬레이션을 위하여 설정된 기본 조건을 나타낸다.
도 14는 메쉬 패턴 및 급전라인의 길이를 변형한 다양한 실험예를 나타낸다.
도 15(a)는 도 14(g)의 실험예 7에 따른 투명안테나의 형상이고, 도 15(b)는 도 14(g)의 실험예 7에 따른 투명안테나의 일부의 단면이며, 도 15(c)는 도 14(g)의 실험예 7에 따른 투명안테나의 공진주파수를 시뮬레이션한 결과이고, 도 15(d)는 도 14(g)의 실험예 7에 따른 투명안테나의 게인을 시뮬레이션한 결과이다.
도 16(a)는 도 14(h)의 실험예 8에 따른 투명안테나의 형상이고, 도 16(b)는 도 14(h)의 실험예 8에 따른 투명안테나의 일부의 단면이며, 도 16(c)는 도 14(h)의 실험예 8에 따른 투명안테나의 공진주파수를 시뮬레이션한 결과이고, 도 16(d)는 도 14(h)의 실험예 8에 따른 투명안테나의 게인을 시뮬레이션한 결과이다.
도 17은 본 발명의 한 실시예에 따른 안테나 장치에 대한 게인을 시뮬레이션한 결과이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 장치에 대한 게인을 시뮬레이션한 결과이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 투명안테나의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 투명안테나의 상면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 투명안테나를 제작하는 방법의 순서도이다.
도 5는 도 4의 방법에 따라 투명안테나를 제작하는 과정에서 수지층에 홈을 형성하는 방법을 도시한다.
도 6은 도 4의 방법에 따라 제작된 투명안테나의 일부의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따라 Ag 페이스트 상에 Ag 도금을 수행할 경우, 처리 시간에 따른 Ag 도금층의 두께, 저항 및 나노뷰 스캔이미지를 나타내는 표이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따라 Ag 페이스트 상에 Ag 도금을 수행할 경우, 처리 시간에 따른 Ag 도금층의 두께 및 저항으로 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 안테나 장치를 나타낸다.
도 10은 도 9의 안테나 장치의 A-A'에 대한 단면도이며,
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 장치를 나타낸다.
도 12는 도 11의 안테나 장치의 분배부의 확대도이다.
도 13은 시뮬레이션을 위하여 설정된 기본 조건을 나타낸다.
도 14는 메쉬 패턴 및 급전라인의 길이를 변형한 다양한 실험예를 나타낸다.
도 15(a)는 도 14(g)의 실험예 7에 따른 투명안테나의 형상이고, 도 15(b)는 도 14(g)의 실험예 7에 따른 투명안테나의 일부의 단면이며, 도 15(c)는 도 14(g)의 실험예 7에 따른 투명안테나의 공진주파수를 시뮬레이션한 결과이고, 도 15(d)는 도 14(g)의 실험예 7에 따른 투명안테나의 게인을 시뮬레이션한 결과이다.
도 16(a)는 도 14(h)의 실험예 8에 따른 투명안테나의 형상이고, 도 16(b)는 도 14(h)의 실험예 8에 따른 투명안테나의 일부의 단면이며, 도 16(c)는 도 14(h)의 실험예 8에 따른 투명안테나의 공진주파수를 시뮬레이션한 결과이고, 도 16(d)는 도 14(h)의 실험예 8에 따른 투명안테나의 게인을 시뮬레이션한 결과이다.
도 17은 본 발명의 한 실시예에 따른 안테나 장치에 대한 게인을 시뮬레이션한 결과이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 장치에 대한 게인을 시뮬레이션한 결과이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속' 되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 투명안테나의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 투명안테나의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 투명안테나의 상면도이다.
도 1을 참조하면, 투명안테나(100)는 투명베이스(110), 그리고 투명베이스(110) 상에 배치된 안테나층(120)을 포함한다. 도 2를 참조하면, 투명안테나(100)는 투명베이스(100)의 양면 중 안테나층(120)이 배치된 면의 반대 면에 배치된 접착층(130)을 더 포함하고, 접착층(130)은 이형필름(140) 상에 배치될 수도 있다. 이에 따르면, 이형필름(140)을 제거한 후, 글래스 등에 투명안테나(100)를 접착할 수 있다.
여기서, 투명베이스(110)는 연성의 투명 필름일 수 있다. 예를 들어, 투명 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET) 필름, 테프론 필름, 폴리카보네이트(Polycabonate, PC) 필름, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지(acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, ABS) 필름, 폴리메틸메타아크릴레이트(Polymethyl Methacrylate, PMMA) 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylene Naphthalate, PEN) 필름, 폴리에테르술폰(Polyether Sulfone, PES) 필름, 고리형 올레핀 고분자(Cyclic Olefin Copolymer, COC) 필름, TAC(Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, PVA) 필름, 폴리이미드(Polyimide, PI) 필름, 폴리스틸렌(Polystyrene, PS) 필름 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 이는 하나의 예시일 뿐 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 테프론 필름은 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE)으로 만든 수지로 이루어질 수 있다. 투명베이스(110)가 PET 필름인 경우 약 3.4의 유전상수를 얻을 수 있고, 테프론 필름인 경우 약 2.5의 유전상수를 얻을 수 있다. 이에 따라, 투명베이스(110)가 PET 필름 또는 테프론 필름인 경우, 특히 투명베이스(110)가 테프론 필름인 경우 낮은 유전율을 가지며, 유연성을 가져 곡면 상에 적용 가능한 투명 안테나를 얻을 수 있다.
안테나층(120)은 표면 상에 홈(210)이 형성된 수지층(200) 및 홈(210) 내에 배치된 전도층(300)을 포함한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 홈(210)은 수지층(200)의 표면 상에서 메쉬 형태로 형성될 수 있으며, 메쉬 형태의 홈(210)에 전도층(300)이 채워질 수 있다.
이와 같이, 수지층(200)에 형성된 홈(210) 내에 전도층(300)이 배치되는 경우, 수지층의 전면에 전도층을 증착한 후 패터닝하는 방법에 비하여 공정이 단순화될 수 있고, 전도층(300)을 구성하는 재료의 낭비를 최소화할 수 있다. 특히, 수지층(200)에 형성된 메쉬 형상의 홈(210) 내에 메쉬 형상으로 전도층(300)이 배치되는 경우, 투명 안테나(100)의 투명도, 투과도, 시인성 및 시야각이 개선될 수 있으며, 곡면 상에 투명 안테나가 배치되는 애플리케이션에 적용되는 것이 가능하다.
여기서, 수지층(200)은 투명의 광경화성 수지를 포함할 수 있다. 이와 같이, 투명베이스(110) 상에 광경화성 수지를 포함하는 수지층(200)이 배치될 경우, 수지층(200)의 표면에 홈(210)을 형성하는 것이 용이하다. 예를 들어, 투명베이스(110) 상에 미경화 또는 반경화 상태의 수지층(200)을 도포한 후, 홈(210)을 형성하고 수지층(200)을 광경화시킬 수 있다.
여기서, 투명의 광경화성 수지는, 예를 들어, 아크릴계 수지, 자일릴렌계 수지 및 노보넨계 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 아크릴계 수지, 자일릴렌계 수지 및 노보넨계 수지의 유전상수는 약 2 내지 3이므로, 투명베이스(110)와 함께 수지층(200)도 낮은 유전율을 가지는 것이 가능하다. 또는, 투명의 광경화성 수지는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET) 수지, 폴리카보네이트(Polycabonate, PC) 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지(acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, ABS), 폴리메틸메타아크릴레이트(Polymethyl Methacrylate, PMMA) 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylene Naphthalate, PEN) 수지, 폴리에테르술폰(Polyether Sulfone, PES) 수지, 고리형 올레핀 고분자(Cyclic Olefin Copolymer, COC) 수지, TAC(Triacetylcellulose) 수지, 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, PVA) 수지, 폴리이미드(Polyimide, PI) 수지, 폴리스틸렌(Polystyrene, PS) 수지 중 적어도 하나를 더 포함할 수도 있다.
이때, 수지층(200)의 두께(T1)는 투명베이스(110)의 두께(T2)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 수지층(200)의 두께(T1)는 투명베이스(110)의 두께(T2)의 0.01 내지 0.7배, 바람직하게는 0.1 내지 0.5배, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 0.4배일 수 있다. 예를 들어, 투명베이스(110)의 두께(T2)가 약 100㎛인 경우, 수지층(200)의 두께(T1)는 약 1 내지 70㎛, 바람직하게는 10 내지 50㎛, 더욱 바람직하게는 20 내지 40㎛일 수 있다. 이에 따르면, 투명베이스(110)의 유연성으로 인하여, 곡면 상에 본 발명의 실시예에 따른 투명안테나를 적용하는 것이 가능하다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 수지층(200)의 표면 상에 형성된 홈(210) 내에 전도층(300)이 배치될 수 있다. 이때, 전도층(300)은 홈(210)의 바닥면(212)에 배치된 제1 전도층(310) 및 제1 전도층(310) 상에 배치된 제2 전도층(320)을 포함할 수 있다.
제1 전도층(310) 및 제2 전도층(320)은 구분될 수 있으며, 광의 투과를 방해하지 않으면서 전기가 흐를 수 있는 투명 전도성 재료를 포함할 수 있다. 투명 전도성 재료는, 예를 들어 은(Ag), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, Cu-Ag 합금일 수 있다. 예를 들어, Cu를 5wt%로 포함하고 Ag를 95wt%로 포함하는 합금일 수 있다. 또는, 투명 전도성 재료는, ITO(Indium Tin Oxide), FTO(Fluorine Tin Oxide), IZO(Indiun Zinc Oxide), 구리 산화물(tin oxide), 아연 산화물(zinc oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide) 등의 금속 산화물을 포함할 수도 있다. 또는, 투명 전도성 재료는, 나노와이어, CNT(Carbon Nano Tube), 그래핀(graphene) 또는 이들의 혼합물과 같은 나노 파우더 합성체를 포함할 수도 있다.
이때, 제1 전도층(310)은 투명 전도성 재료 및 수지를 포함하는 전도성 페이스트 또는 전도성 와이어를 포함하고, 제2 전도층(320)은 도금층을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 전도층(310)은 Ag 및 수지를 포함하는 Ag 페이스트 또는 Ag 나노와이어를 포함하고, 제2 전도층(320)은 Ag 도금층을 포함할 수 있다. 제1 전도층(310)은 Ag 페이스트 또는 Ag 나노와이어를 포함하거나, Ag 페이스트 상에 배치된 Ag 나노와이어를 포함할 수도 있다. 여기서, Ag 페이스트 전체에 대하여 70wt% 이상, 바람직하게는 73wt% 이상, 더욱 바람직하게는 75wt% 이상의 Ag를 포함할 수 있다. 이에 따르면, 홈(210) 내에 Ag가 고르게 분산될 수 있으며, 안테나의 성능이 개선될 수 있다. 이때, 제1 전도층(310)은 홈(210) 내에 코팅의 방법으로 적용될 수 있으며, 제2 전도층(320)은 도금의 방법으로 적용될 수 있다. 이에 따라, 제1 전도층(310)을 코팅층, 전도성 코팅층, 또는 Ag 코팅층이라 지칭하고, 제2 전도층(320)을 도금층, 전도성 도금층, 또는 Ag 도금층이라 지칭할 수도 있다.
이와 같이, 전도층(300)이 Ag를 포함하는 경우, 다른 투명 전도성 재료에 비하여 방사체의 기능을 수행하기 위한 안테나 특성을 더욱 높일 수 있다. 또한, 전도층(300)이 Ag를 포함하는 경우, 다른 투명 전도성 재료에 비하여 더욱 높은 투명도를 얻을 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 투명안테나를 제작하는 방법의 순서도이고, 도 5는 도 4의 방법에 따라 투명안테나를 제작하는 과정에서 수지층에 홈을 형성하는 방법을 도시하고, 도 6은 도 4의 방법에 따라 제작된 투명안테나의 일부의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 투명베이스(110) 상에 수지층(200)을 적층한다(S400). 여기서, 수지층(200)은 미경화 또는 반경화 상태의 수지층일 수 있다.
다음으로, 수지층(200) 상에 음각으로 홈(210)을 형성한다(S410). 이를 위하여, 도 5에 도시된 바와 같이, 양각의 롤(500)을 수지층(200) 상에서 롤링하는 방법으로 홈(210)이 형성될 수 있다.
다음으로, 홈(210) 내에 제1 전도층(310)을 이루는 재료, 예를 들어 Ag 페이스트 또는 Ag 나노와이어를 코팅한다(S420). 이때, 수지층(200) 상의 홈(210)을 제외한 영역을 마스킹한 후 홈(210) 내에 Ag 페이스트 또는 Ag 나노와이어를 채우는 방식으로 제1 전도층(310)을 코팅할 수 있다.
다음으로, 홈(210) 내의 제1 전도층(310) 상에 제2 전도층(320)을 이루는 재료, 예를 들어 Ag를 도금한다(S430). 이때, Ag는 전해도금될 수 있다.
다음으로, 제2 전도층(320)의 표면을 에칭한다(S440). 이를 위하여, 단계 S430에서 제2 전도층(320)은 수지층(200)의 표면보다 높게 도금될 수 있으며, 제2 전도층(320)의 표면은 에칭될 수 있다. 이에 따라, 제2 전도층(320)의 표면은 평탄화될 수 있으므로, 방사체의 기능을 하기 위한 안테나의 성능이 개선될 수 있다.
한편, 도 6을 참조하면, 홈(210)의 바닥면(212)과 홈(210)의 벽면(214) 간 각도(θ1)는 90°를 초과하고 180° 미만, 바람직하게는 91° 이상이고 120° 이하, 더욱 바람직하게는 92° 이상이고 100° 이하일 수 있으며, 홈(210)의 종횡비는 1대 0.8 내지 1.2, 바람직하게는 1대 0.85 내지 1.15, 더욱 바람직하게는 1대 0.9 내지 1.1일 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 양각의 롤(500)을 수지층(200) 상에 롤링하는 방법으로 홈(210)을 형성할 경우, 도 6에 도시된 홈(210)의 단면 형상을 용이하게 얻을 수 있다. 이를 위하여 양각의 롤(500)에서 θ2도 90°를 초과하고 180° 미만, 바람직하게는 91° 이상이고 120° 이하, 더욱 바람직하게는 92° 이상이고 100° 이하일 수 있다. 이에 따르면, 홈(210) 형성 후 양각의 롤(500)이 홈(210)으로부터 빠져 나오기 쉬워질 수 있다.
이때, 제2 전도층(320)의 표면에서 홈(210)의 폭(W3)은 홈(210)의 바닥면(212)에서 홈(210)의 폭(W1)보다 클 수 있다. 그리고, 제1 전도층(310)과 제2 전도층(320)의 경계면에서 홈(210)의 폭(W2)은 홈(210)의 바닥면(212)에서 홈(210)의 폭(W1)보다 크고, 제2 전도층(320)의 표면에서 홈(210)의 폭(W3)보다 작을 수 있다. 홈(210)이 이러한 단면 형상을 가질 경우, 홈(210) 내에 제1 전도층(310) 및 제2 전도층(320)을 형성하는 것이 용이하다. 특히, 홈(210) 내에 공극 없이 제1 전도층(310) 및 제2 전도층(320)을 형성할 수 있으므로, 높은 안테나 성능을 가지는 투명 안테나를 얻을 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 홈(210)의 바닥면(212)으로부터 제1 전도층(310)과 제2 전도층(320)의 경계면까지의 높이(H1)는 제1 전도층(310)과 제2 전도층(320)의 경계면으로부터 제2 전도층(320)의 표면까지의 높이(H2)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 홈(210)의 바닥면(212)으로부터 제1 전도층(310)과 제2 전도층(320)의 경계면까지의 높이(H1)는 제1 전도층(310)과 제2 전도층(320)의 경계면으로부터 제2 전도층(320)의 표면까지의 높이(H2)의 0.3 내지 0.7배, 바람직하게는 0.4 내지 0.6배, 더욱 바람직하게는 0.45 내지 0.55배일 수 있다. 이와 같이, 홈(210)의 바닥면(212)을 전도성 페이스트 또는 전도성 나노와이어로 채워 제1 전도층(310)을 형성한 후 도금층인 제2 전도층(320)을 형성하는 경우, 제2 전도층(320)의 형성 및 두께 조절이 용이하다. 특히, 도금층인 제2 전도층(320)은 제1 전도층(310)보다 전도성 재료, 즉 Ag의 함량이 높으므로, 제2 전도층(320)의 두께가 제1 전도층(310)의 두께보다 높은 경우, 높은 안테나 특성을 얻을 수 있다.
이때, 제2 전도층(320)의 높이(H2)는 1㎛ 내지 7.5㎛, 바람직하게는 1.5㎛ 내지 3.5㎛일 수 있다. 제2 전도층(320)의 높이가 이러한 수치 범위를 만족할 경우, 전도층(300)의 면저항뿐만 아니라 시인성을 개선할 수 있다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따라 Ag 페이스트 상에 Ag 도금을 수행할 경우, 처리 시간에 따른 Ag 도금층의 두께, 저항 및 나노뷰 스캔이미지를 나타내는 표이고, 도 8은 본 발명의 한 실시예에 따라 Ag 페이스트 상에 Ag 도금을 수행할 경우, 처리 시간에 따른 Ag 도금층의 두께 및 저항으로 나타낸 그래프이다.
도 7 내지 8을 참조하면, Ag 도금을 위한 처리 시간이 늘어날수록 Ag 도금층이 두꺼워지고, 저항이 낮아짐을 알 수 있다. 특히, Ag 도금을 위한 처리 시간이 8분 이상인 경우 Ag 도금층이 2.5㎛ 이상의 두께를 가지며, 저항이 0.3Ω 이하로 낮아짐을 알 수 있다.
본 발명의 실시예와 같이, 수지층(200)에 형성된 홈(210) 내에 Ag 페이스트 또는 Ag 나노와이어로 코팅층을 먼저 형성한 후 Ag 도금층을 형성하는 경우, Ag 도금층의 두께에 따라 면저항을 낮추는 것이 용이하다.
본 발명의 실시예에 따른 투명안테나는 안테나 장치에 적용될 수 있다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 안테나 장치를 나타내고, 도 10은 도 9의 안테나 장치의 A-A'에 대한 단면도이며, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 장치를 나타내고, 도 12는 도 11의 안테나 장치의 분배부의 확대도이다.
도 9 내지 도 10을 참조하면, 안테나 장치(600)는 안테나부(610) 및 안테나부(610)와 연결되며, 안테나부(610)의 측면에 배치된 그라운드부(620)를 포함한다.
안테나부(610)는 도 1 내지 도 8을 이용하여 설명한 투명안테나의 단면 구조를 가질 수 있다. 이하, 안테나부(610)의 단면 구조와 관련하여, 도 1 내지 도 8을 이용하여 설명한 내용과 동일한 내용에 대해서는 중복되는 설명을 생략한다.
안테나부(610)는 제1 영역(700) 및 제1 영역(700)에 의하여 둘러싸이는 제2 영역(800)을 포함할 수 있다. 제1 영역(700)은 제1 투명베이스(710), 제1 투명베이스(710) 상에 배치되고 표면에 메쉬 형상의 홈(722)이 형성된 제1 수지층(720) 및 메쉬 형상의 홈(722) 내에 배치된 전도층(730)을 포함할 수 있다. 그리고, 제2 영역(800)은 제2 투명 베이스(810) 및 제2 투명베이스(810) 상에 배치된 제2 수지층(820)을 포함할 수 있다.
이때, 제1 투명베이스(710) 및 제2 투명베이스(810)는 일체로 연결되고, 제1 수지층(720) 및 제2 수지층(820)은 일체로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 투명베이스(710) 및 제2 투명베이스(810)는 도 1 내지 도 8에서 설명한 투명안테나(100)의 투명베이스(110)일 수 있고, 제1 수지층(720) 및 제2 수지층(820)은 도 1 내지 도 8에서 설명한 투명안테나(100)의 수지층(200)일 수 있다.
여기서, 제1 영역(700)에는 메쉬 형상의 전도층(730)이 배치되고, 제2 영역(800)에는 전도층이 배치되지 않을 수 있다.
전도층(730)이 메쉬 형상인 경우, 안테나부(610)의 투명도, 투과도, 시인성 및 시야각이 개선될 수 있으며, 곡면 상에 안테나부(610)가 배치되는 애플리케이션에 적용되는 것이 가능하다.
예를 들어, 제1 수지층(720)에 형성된 메쉬 형상의 홈(722)은 제1 방향(X1)으로 평행하게 배치된 복수의 제1 홈 및 제1 방향(X1)에 교차되는 제2 방향(X2)으로 평행하게 배치된 복수의 제2 홈을 포함할 수 있다.
그리고, 각 홈(722)의 폭(w)은 3 내지 6㎛, 바람직하게는 3.5 내지 5.5㎛, 더욱 바람직하게는 4 내지 5㎛이고, 이웃하는 홈(722) 간 간격(d)은 300 내지 500㎛, 바람직하게는 350 내지 450㎛, 더욱 바람직하게는 375 내지 425㎛일 수 있다. 각 홈(722)의 폭(w) 및 홈(722) 간 간격(d)이 이러한 수치범위를 만족할 경우, 투명도가 높고 게인이 높은 투명 안테나를 얻을 수 있다. 또한, 각 홈(722)의 폭(w) 및 홈(722) 간 간격(d)을 이용하여 공진주파수를 조절할 수 있다.
이때, 제1 방향(X1)과 제2 방향(X2) 간 각도(θ)는 45˚ 내지 135˚, 바람직하게는 60 ˚ 내지 120 ˚, 더욱 바람직하게는 75 ˚ 내지 105 ˚, 더욱 바람직하게는 85 ˚ 내지 95 ˚일 수 있다. 또는, 제1 방향(X1)과 제2 방향(X2)은 거의 수직하도록 교차될 수도 있다.
전도층(730)이 이와 같은 메쉬 형상의 홈(722) 내에 채워지는 경우, 안테나부(610)의 성능이 균일하게 유지될 수 있으며, 안테나부(610)를 곡면 상에 적용하더라도 전도층(730)이 끊어지거나 파손될 가능성을 줄일 수 있고, 투과도 및 시인성을 개선할 수 있다.
이때, 전도층(730)은 제1 영역(700)의 전체 면적의 0.01 내지 10%의 면적을 차지할 수 있다. 전도층(730)이 제1 영역(700)의 전체 면적의 0.01% 미만을 차지할 경우, 안테나부(610)의 방사 성능을 얻기 어려우며, 전도층(730)이 제1 영역(700)의 전체 면적의 10%를 초과할 경우 안테나부(610)의 투명도가 낮아질 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 안테나부(610)의 제2 영역(800)에는 전도층이 배치되지 않을 수 있다. 이때, 제2 영역(800)의 제2 수지층(820)에는 공정 상 도 10(a)에 도시된 바와 같이 홈이 형성될 수 있으나, 도 10(b)에 도시된 바와 같이 홈이 형성되지 않을 수도 있다.
이때, 제2 영역(800)은 제1 영역(700)에 의하여 둘러싸이되 소정의 방향성을 가지도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 전도층(730)은 제1 방향(X1)으로 평행하게 배치된 복수의 전도층 및 제1 방향(X1)에 교차되는 제2 방향(X2)으로 평행하게 배치된 복수의 전도층을 포함하며, 제2 영역(800)은 제1 방향(X1) 및 제2 방향(X2) 사이에서 제1 방향(X1) 및 제2 방향(X2)과 교차하는 제3 방향(X3)으로 배치될 수 있다.
예를 들어, 제1 방향(X1)과 제2 방향(X2)은 서로 수직하도록 배치될 수 있으며, 제3 방향(X3)은 제1 방향(X1)에 대하여 30° 내지 60°의 각도를 이룰 수 있다. 이에 따르면, 안테나부(610)는 지향성을 가질 수 있으며, 편형편파로 인하여 게인(dBi)이 커질 수 있다.
도 9에서는 제2 영역(800)이 직사각 형상인 것으로 도시되어 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다. 제2 영역(800)은 제3 방향(X3)을 따라 장축이 배치되는 타원 형상일 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 그라운드부(620)는 안테나부(610)와 연결되며, 안테나부(610)의 측면에 배치될 수 있다.
이를 위하여, 안테나부(610)는 급전라인(630)을 통하여 그라운드부(620)와 연결될 수 있다. 급전라인(630)은 안테나부(610)의 전도층(730)과 연결될 수 있다. 이를 위하여 급전라인(630)은 안테나부(610)의 전도층(730) 중 일부가 연장되어 그라운드부(620)에 연결되는 것에 의하여 형성될 수 있으며, 급전라인(630)의 주변에는 전도층(730)이 형성되지 않을 수 있다. 예를 들어, 급전라인(630)의 형태로 제1 수지층(720) 상에 홈(722)을 형성하고, 전도층(730)을 채우는 방식으로 급전라인(630)이 형성될 수 있으며, 이에 따라, 급전라인(630)의 폭은 홈(722)의 폭과 유사할 수 있다. 도시된 바와 같이, 급전라인(630)의 주변에 전도층(730)이 형성되지 않을 경우, 50옴 임피던스 매칭에 유리하다.
이와 같이, 전도층(730)이 메쉬 형상으로 배치되고, 전도층(730) 중 일부가 급전라인(630)으로 그라운드부(620)에 연결될 경우, 급전라인(630)의 길이를 단축할 수 있으며, 이에 따라 급전라인(630)으로 인한 방사 손실을 최소화하고 게인을 최대화할 수 있다.
또한, 그라운드부(620)가 안테나부(610)의 측면에 배치될 경우, 그라운드부(620)의 투명도에 제약을 받지 않을 수 있다. 예를 들어, 안테나 장치(600)가 차량의 윈도우에 적용될 경우, 그라운드부(620)는 차량의 루프 등에 매립될 수 있다. 또는, 안테나 장치(600)가 디스플레이 장치에 적용될 경우, 그라운드부(620)는 베젤에 매립될 수 있다. 이에 따라, 그라운드부(620)에는 불투명 재료가 적용될 수 있다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 장치(600)는 복수의 안테나부(610-1, 610-2, 610-3, 610-4)를 어레이 형태로 포함할 수도 있다.
이에 따르면, 안테나부(600)는 소정 간격으로 이격되도록 배치된 복수의 안테나부(610-1, 610-2, 610-3, 610-4), 복수의 안테나부(610-1, 610-2, 610-3, 610-4)와 연결되며 복수의 안테나부(610-1, 610-2, 610-3, 610-4)의 한 측면에 배치된 분배부(640) 및 분배부(640)에 연결된 그라운드부(미도시)를 포함할 수 있다.
이때, 복수의 안테나부(610-1, 610-2, 610-3, 610-4)는 각각 도 9에서 설명한 안테나부와 동일한 구조를 가질 수 있으므로, 동일한 내용에 대해서는 중복된 설명을 생략한다.
이때, 복수의 안테나부(610-1, 610-2, 610-3, 610-4)는 20 내지 30mm 간격으로 이격될 수 있으며, 복수의 안테나부(610-1, 610-2, 610-3, 610-4)에 대하여 각 안테나부(610)의 제2 영역(800)의 방향은 모두 동일할 수 있다.
이와 같이, 안테나 장치(600)가 복수의 안테나부(610-1, 610-2, 610-3, 610-4)를 포함하면, 높은 이득을 얻을 수 있고, 복수의 안테나부(610-1, 610-2, 610-3, 610-4)에 대하여 각 안테나부(610)의 제2 영역(800)의 방향이 모두 동일한 경우 안테나 장치(600)는 지향성을 가지며 먼 거리까지 방사될 수 있다.
한편, 안테나 장치(600)가 복수의 안테나부(610-1, 610-2, 610-3, 610-4)를 포함하는 경우, 각 안테나부(610)와 분배부(640)는 전술한 급전라인(630)을 통하여 연결될 수 있으며, 분배부(640)는 캐스캐이드 형식으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 안테나부(610-1, 610-2, 610-3, 610-4)가 순차적으로 배치된 경우, 분배부(640)는 제1 안테나부(610-1) 및 제2 안테나부(610-2)에 연결된 제1 분배 유닛(640-1), 제3 안테나부(610-3) 및 제4 안테나부(610-4)에 연결된 제2 분배 유닛(640-2) 및 제1 분배 유닛(641) 및 제2 분배 유닛(642)에 연결된 제3 분배 유닛(640-3)을 포함할 수 있다.
이와 같이, 분배부(640)가 캐스캐이드 형식으로 배치되는 경우, 복수의 안테나부(610-1, 610-2, 610-3, 610-4)에 전력을 분배하는 것이 가능하며, 분배부(640)의 길이가 최소화될 수 있으므로, 분배부(640)로 인한 방사 손실을 줄일 수 있다.
한편, 분배부(640)가 안테나부(610)의 측면에 배치될 경우, 분배부(640)의 투명도에 제약을 받지 않을 수 있다. 예를 들어, 안테나 장치(600)가 차량의 윈도우에 적용될 경우, 분배부(640)는 차량의 루프 등에 매립될 수 있다. 또는, 안테나 장치(600)가 디스플레이 장치에 적용될 경우, 분배부(640)는 베젤에 매립될 수 있다.
예를 들어, 분배부(640)는 베이스(642) 및 베이스(642) 상에 배치된 배선(644)을 포함한다. 이때, 베이스(642) 및 배선(644)을 이루는 재료는 투명 재료에 한정될 필요가 없다. 또한, 배선(644)은 전도층(730)과 같이 메쉬 구조로 형성될 필요가 없으며, 배선(644)의 폭은 전도층(730)이 배치되는 홈(722)의 폭보다 클 수 있다. 이에 따르면, 분배부(640)를 제작하기 위한 비용을 절감할 수 있다.
한편, 도시되지 않았으나, 그라운드부는 복수의 안테나부(610-1, 610-2, 610-3, 610-4)의 측면, 즉 분배부(640)의 측면 또는 분배부(640)의 하부에 배치될 수 있다. 이에 따르면, 그라운드부의 제작에도 재료의 제한을 받지 않을 수 있다.
이하, 시뮬레이션 결과를 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 안테나 장치의 효과를 설명하고자 한다.
도 13은 시뮬레이션을 위하여 설정된 기본 조건을 나타낸다.
도 13(a) 및 도 13(b)를 참조하면, 투명베이스 상에 안테나층이 배치되었으며, 안테나층은 메쉬 패턴의 전도층으로 이루어졌다. 투명베이스로는 두께가 약 197㎛이고 유전상수가 3.22인 필름이 사용되었고, 안테나층이 수지층의 표면에 메쉬 형상으로 매립된 전도층으로 이루어지는 경우 수지층으로는 두께가 약 30㎛이고 유전상수가 3인 재료가 사용되었다.
전도층은 Ag 페이스트인 제1 전도층 및 Ag 도금층인 제2 전도층을 포함하고, 제1 전도층 상에 제2 전도층이 적층되었다. 제1 전도층의 두께는 1㎛이고, 도전율은 6.25*106S/cm이며, 제2 전도층의 두께는 1.5㎛이고, 도전율은 1.25*104S/cm이다.
메쉬 패턴의 기본 선폭은 4.8㎛이고, 선 간 기본 간격은 380㎛인 것으로 설정하였다.
도 13(a)의 급전라인이 도 13(b)의 그라운드부에 연결되었다.
도 14는 메쉬 패턴 및 급전라인의 길이를 변형한 다양한 실험예를 나타내고, 표 1은 도 14의 다양한 실험예에 따른 주파수 및 게인 결과를 나타낸다.
도 14(a)의 실험예 1에서는 투명베이스 상에 도 13(a)의 기본 조건에 따라 전도층을 설정하였다.
도 14(b)의 실험예 2에서는 투명베이스 상에 도 13(a)의 기본 조건에서 수직 방향의 선 간 기본 간격을 2배로 증가시켜 전도층을 설정하였다.
도 14(c)의 실험예 3에서는 투명베이스 상에 도 13(a)의 기본 조건에서 수평 방향의 선 간 기본 간격을 2배로 증가시켜 전도층을 설정하였다.
도 14(d)의 실험예 4에서는 투명베이스 상에 도 13(a)의 기본 조건에서 급전라인의 길이를 0.3848mm로 증가시켜 전도층을 설정하였다.
도 14(e)의 실험예 5에서는 투명베이스 상에 도 13(a)의 기본 조건에서 전도층의 수직방향 양 폭을 0.03848mm 증가시켜 전도층을 설정하였다.
도 14(f)의 실험예 6에서는 투명베이스 상에 도 13(a)의 기본 조건에서 전도층의 수평방향 양 폭을 0.3848mm 증가시켜 전도층을 설정하였다.
도 14(g)의 실험예 7에서는 투명베이스 상에 도 13(a)의 기본 조건에서 수평 방향의 선 간 기본 간격을 2배로 증가시키고 급전라인의 길이를 3.20146mm로 증가시켜 전도층을 설정하였다.
도 14(h)의 실험예 8에서는 투명베이스 상에 수지층을 배치한 후 도 13(a)의 기본 조건에서 급전 라인을 3.3618mm로 증가시켜 전도층을 설정하였다.
도 15(a)는 도 14(g)의 실험예 7에 따른 투명안테나의 형상이고, 도 15(b)는 도 14(g)의 실험예 7에 따른 투명안테나의 일부의 단면이며, 도 15(c)는 도 14(g)의 실험예 7에 따른 투명안테나의 공진주파수를 시뮬레이션한 결과이고, 도 15(d)는 도 14(g)의 실험예 7에 따른 투명안테나의 게인을 시뮬레이션한 결과이다.
도 16(a)는 도 14(h)의 실험예 8에 따른 투명안테나의 형상이고, 도 16(b)는 도 14(h)의 실험예 8에 따른 투명안테나의 일부의 단면이며, 도 16(c)는 도 14(h)의 실험예 8에 따른 투명안테나의 공진주파수를 시뮬레이션한 결과이고, 도 16(d)는 도 14(h)의 실험예 8에 따른 투명안테나의 게인을 시뮬레이션한 결과이다.
| 실험번호 | 주파수(GHz) | 게인(dBi) |
| 실험예 1 | 46.5 | 0.6 |
| 실험예 2 | 44 | 0.5 |
| 실험예 3 | 46 | 0.3 |
| 실험예 4 | 38 | 0.3 |
| 실험예 5 | 46.5 | 0.5 |
| 실험예 6 | 45.5 | 0.7 |
| 실험예 7 | 28 | 0.2 |
| 실험예 8 | 28 | 0.4 |
표 1을 참조하면, 실험예 1을 기준으로 실험예 2에서는 주파수가 2.5GHz 낮아짐을 알 수 있고, 실험예 3에서는 주파수는 크게 변하지 않았으나 게인이 낮아짐을 알 수 있다. 또한, 실험예 1을 기준으로 실험예 4에서는 주파수 변화가 크게 나타나고, 게인이 낮게 형성됨을 알 수 있고, 실험예 5에서는 게인이 미소하게 낮아지나 주파수 변화는 없음을 알 수 있으며, 실험예 6에서는 주파수가 1GHz 낮아지고 게인은 0.1dBi 상승함을 알 수 있다.
또한, 도 14 내지 도 16을 참조하면, 실험예 7에서는 5G 모듈에 적용되는 2.8GHz의 공진주파수를 얻을 수는 있으나 게인이 0.2dBi로 낮음을 알 수 있고, 실험예 8에서는 5G 모듈에 적용되는 2.8GHz의 공진주파수를 얻을 수는 있으면서도 0.4dBi의 게인을 얻을 수 있음을 알 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 장치가 패치 형태로 적용될 때와 어레이 형태로 적용될 때의 시뮬레이션 결과를 설명한다.
도 17은 본 발명의 한 실시예에 따른 안테나 장치에 대한 게인을 시뮬레이션한 결과이고, 도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 장치에 대한 게인을 시뮬레이션한 결과이다.
도 17(a) 및 도 18(a) 각각에서 시뮬레이션에 적용된 안테나 장치의 구조 및 치수를 도시하였다.
즉, 도 17(a)를 참조하면, 전체 사이즈는 23.0928mm*21.9384mm이고, 급전라인의 길이는 2.5mm이며, 제2 영역의 사이즈는 14mm*3mm이고, 급전라인의 측면 사이즈는 2.304mm*1.1544mm이다. 투명베이스는 유전율 3.22인 소재로 두께가 100㎛이고, 그라운드부의 높이는 10mm이며, 전도층의 선폭은 4.8㎛이며, 선 간 간격은 380㎛이다. 도 17(a)에 따른 안테나 장치를 유전율이 5.5이고 두께가 5mm인 글래스 상에 배치하였다.
그리고, 도 18(a)를 참조하면, 각 안테나부의 사이즈 및 조건은 도 17(a)와 동일하게 설정하였다. 안테나 간 간격은 26.9072mm이고, 분배부의 하단에만 그라운드부를 배치하였으며, 분배부의 전체 사이즈는 150.28mm*75.14mm이다.
도 17(b) 및 도 17(c)를 참조하면, 공진주파수 3.67GHz에서 7.1dBi의 게인을 얻음을 알 수 있고, 도 18(b) 및 도 18(c)를 참조하면, 공진주파수 3.95GHz에서 19.1dBi의 게인을 얻음을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 장치를 이용하면 타겟하는 주파수 대역에서 소정의 게인을 얻을 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 어레이 형태의 안테나 장치를 이용하면 타겟하는 주파수 대역에서 더 높은 게인을 얻을 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 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 (10)
- 안테나부, 그리고
상기 안테나부와 연결되며 상기 안테나부의 측면에 배치된 그라운드부를 포함하고,
상기 안테나부는,
제1 투명 베이스, 상기 제1 투명 베이스 상에 배치되고 표면에 메쉬 형상의 홈이 형성된 제1 수지층, 그리고 상기 메쉬 형상의 홈 내에 배치된 전도층을 포함하는 제1 영역, 그리고
상기 제1 영역에 의하여 둘러싸이고, 제2 투명 베이스 및 상기 제2 투명 베이스 상에 배치된 제2 수지층을 포함하는 제2 영역을 포함하는 안테나 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 투명 베이스 및 상기 제2 투명 베이스는 일체로 연결되고, 상기 제1 수지층 및 상기 제2 수지층은 일체로 연결되며, 상기 제2 영역에는 상기 전도층이 배치되지 않는 안테나 장치. - 제2항에 있어서,
상기 메쉬 형상의 홈은 제1 방향으로 배치된 복수의 제1 홈 및 상기 제1 방향에 교차되는 제2 방향으로 배치된 복수의 제2 홈을 포함하고,
상기 제2 영역은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 사이에서 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 교차하는 제3 방향으로 배치된 안테나 장치. - 제3항에 있어서,
상기 제3 방향은 상기 제1 방향에 대하여 30° 내지 60°의 각도를 이루는 안테나 장치. - 제1항에 있어서,
상기 메쉬 형상의 홈의 폭은 3 내지 6㎛이고, 이웃하는 메쉬 형상의 홈 간 간격은 300 내지 500㎛인 안테나 장치. - 소정 간격으로 이격되도록 배치된 복수의 안테나부,
상기 복수의 안테나부와 연결되며, 상기 복수의 안테나부의 한 측면에 배치된 분배부, 그리고
상기 분배부에 연결된 그라운드부를 포함하고,
각 안테나부는,
제1 투명 베이스, 상기 제1 투명 베이스 상에 배치되고 표면에 메쉬 형상의 홈이 형성된 제1 수지층, 그리고 상기 메쉬 형상의 홈 내에 배치된 전도층을 포함하는 제1 영역, 그리고
상기 제1 영역에 의하여 둘러싸이고, 제2 투명 베이스 및 상기 제2 투명 베이스 상에 배치된 제2 수지층을 포함하는 제2 영역을 포함하는 안테나 장치. - 제6항에 있어서,
상기 복수의 안테나부에 대하여 각 안테나부의 제2 영역의 방향은 모두 동일한 안테나 장치. - 제6항에 있어서,
상기 분배부는 베이스 및 상기 베이스 상에 배치된 배선을 포함하고,
상기 배선의 선폭은 상기 메쉬 형상의 홈의 선폭보다 큰 안테나 장치. - 제6항에 있어서,
상기 복수의 안테나부는 글래스에 배치되고,
상기 분배부 및 상기 그라운드부는 상기 글래스의 측면에 배치된 안테나 장치. - 제6항에 있어서,
상기 그라운드부는 상기 분배부의 측면 또는 상기 분배부의 하부에 배치된 안테나 장치.
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