KR20210149501A - 연성 회로 기판 및 이를 이용한 멀티밴드 안테나 장치 - Google Patents

연성 회로 기판 및 이를 이용한 멀티밴드 안테나 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20210149501A
KR20210149501A KR1020200066638A KR20200066638A KR20210149501A KR 20210149501 A KR20210149501 A KR 20210149501A KR 1020200066638 A KR1020200066638 A KR 1020200066638A KR 20200066638 A KR20200066638 A KR 20200066638A KR 20210149501 A KR20210149501 A KR 20210149501A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ground
layer
circuit board
flexible circuit
band antenna
Prior art date
Application number
KR1020200066638A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102468840B1 (ko
Inventor
신동호
Original Assignee
(주)누리플렉스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)누리플렉스 filed Critical (주)누리플렉스
Priority to KR1020200066638A priority Critical patent/KR102468840B1/ko
Priority to PCT/KR2020/015227 priority patent/WO2021246585A1/ko
Publication of KR20210149501A publication Critical patent/KR20210149501A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102468840B1 publication Critical patent/KR102468840B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0216—Reduction of cross-talk, noise or electromagnetic interference
    • H05K1/0218—Reduction of cross-talk, noise or electromagnetic interference by printed shielding conductors, ground planes or power plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/11—Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/11—Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K1/115—Via connections; Lands around holes or via connections
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
    • H05K3/281—Applying non-metallic protective coatings by means of a preformed insulating foil

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

본 발명은 연성 회로 기판 및 이를 이용한 멀티밴드 안테나 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 그라운드 라인으로 이루어진 제1 그라운드(GND, Ground) 영역이 형성된 제1층, 상기 제1층 하부에 위치하고, 시그널 라인(Signal line)이 형성되고 상기 형성된 시그널 라인 주변에 이격되는 복수의 그라운드 라인으로 이루어진 제2 그라운드 영역이 형성되는 제2층, 및 상기 제2층 하부에 위치하고, 복수의 그라운드 라인으로 이루어진 제3 그라운드 영역이 형성된 제3층을 포함하고, 상기 제1 내지 제3 그라운드 영역은 각 층을 연결하는 제1 비아 홀(Via Hole)을 통해 서로 연결된다.

Description

연성 회로 기판 및 이를 이용한 멀티밴드 안테나 장치{FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD AND MULTIBAND ANTENNA APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 연성 회로 기판 및 이를 이용한 멀티밴드 안테나 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 산업이 발전하고 수용가들이 증가함에 따라 에너지 사용량 또한 급격히 증가하면서 국가적인 차원에서 효율적인 에너지 관리 및 수급 대책이 절실히 요구되고 있다. 이에 따라, 에너지의 소비패턴 분석에 필요한 구체적인 자료 수집 또한 요구되고 있다.
일반적으로, 전기, 수도, 가스, 열량 등의 에너지 소비량을 검침하기 위해서는 검침원들이 일일이 수용가를 방문하여 검침하고자 하는 계량기를 확인하고 직접 적산수치를 읽어 기록하였다. 이러한 방법으로 검침이 완료되면 검침원은 기록된 적산수치를 컴퓨터에 입력하여 과금을 계산하고 고지서를 청구하게 된다.
하지만, 상기와 같은 검침 방법들을 수행하다 보면 계량기의 적산수치를 읽는 과정, 적산수치를 기록하는 과정 및 기록된 적산수치를 입력하는 과정 등에서 잦은 오류가 발생하는 문제가 있다.
이에 따라, 검침원들의 직독식 검침방식을 개선하기 위한 다양한 방법들이 제시되었는데, 이 중 무선 검침 방법으로 RF 모뎀을 이용한 무선 검침 방법이 제시되었다. RF 모뎀을 이용한 무선 검침 방법은 각 수용가의 계량기마다 RF 모뎀을 설치하고, 모뎀이 검침 데이터를 무선 통신을 통해 서버로 전송하면 서버에서 계량기의 모든 검침 데이터를 수집하는 방법이다.
이러한, RF 모뎀을 이용한 무선 검침 방법은 직독식 검침 방식의 문제점들을 일부 보완할 수 있고, 각 수용가의 내부까지 들어가지 않아도 검침이 가능하다는 장점이 있다. 아울러, 무선 검침 방법은 검침 데이터들을 일일이 컴퓨터에 입력하지 않아도 되는 장점도 있으며, RF 모뎀의 고장 여부만을 정기적으로 확인하기 때문에 검침원이 방문하는 횟수를 줄일 수 있다.
상기와 같은 무선 검침 방법을 사용하기 위해서는 무선 통신 환경이 보다 개선되어야 하는 과제가 뒤따른다. 다시 말해, 무선 환경이 열악한 지역의 경우 무선 검침 방법이 적용될 수 없게 되므로 다시 검침원들이 직접 찾아가 검침해야 하는 등의 문제가 발생하게 된다.
한편, 검침 데이터는 공동 주택 또는 아파트 등과 같이 한 동에 다수의 세대 또는 상가가 입주하는 건물에는 외부로부터 단선으로 인입되는 고압의 전선을 수용하여 각 세대 또는 상가별로 배전하기 위하여 배전 및 배선은 외부에 드러난 배전함에서 이루어질 수 있다.
이러한 배전함에서 인출되는 전선을 수십에서 수백 개의 가닥으로 나뉘며 다량의 전선은 배전함 내부에서 정리되어 인출되는 경우가 일반적이다.
다만, 외부 무선 통신을 위해 배전함에 안테나가 장착되는 경우에 종래의 경우 동축 케이블을 사용하여 안테나를 연결하였으나, 동축 케이블 설치 시 동축 케이블의 두께로 인하여 케이블 손상이 발생하는 문제점이 발생하였다.
본 발명의 실시예들은 일반적인 동축 케이블 대용으로 외부의 전도성 물질의 영향을 최소화하기 위한, 연성 회로 기판 및 이를 이용한 멀티밴드 안테나 장치를 제공하고자 한다.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위의 환경에서도 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 그라운드 라인으로 이루어진 제1 그라운드(GND, Ground) 영역이 형성된 제1층; 상기 제1층 하부에 위치하고, 시그널 라인(Signal line)이 형성되고 상기 형성된 시그널 라인 주변에 이격되는 복수의 그라운드 라인으로 이루어진 제2 그라운드 영역이 형성되는 제2층; 및 상기 제2층 하부에 위치하고, 복수의 그라운드 라인으로 이루어진 제3 그라운드 영역이 형성된 제3층을 포함하고, 상기 제1 내지 제3 그라운드 영역은 각 층을 연결하는 제1 비아 홀(Via Hole)을 통해 서로 연결되는, 연성 회로 기판이 제공될 수 있다.
상기 제1 그라운드 영역은, 복수의 그라운드 라인으로 이루어지고, 상기 복수의 그라운드 라인이 서로 연결된 메쉬(Mesh) 구조를 가질 수 있다.
상기 제2 그라운드 영역은, 상기 형성된 시그널 라인의 양측에 이격되어 형성된 복수의 그라운드 라인으로 이루어지고, 상기 복수의 그라운드 라인이 서로 연결된 메쉬(Mesh) 구조를 가질 수 있다.
상기 제3 그라운드 영역은, 복수의 그라운드 라인으로 이루어지고, 상기 복수의 그라운드 라인이 서로 연결된 메쉬(Mesh) 구조를 가질 수 있다.
상기 시그널 라인은, 측에 형성된 제2 비아 홀을 통해 동축 케이블의 시그널 라인과 연결되고, 타측에 형성된 제3 비아 홀을 통해 멀티밴드 안테나의 시그널 안테나 패턴과 연결될 수 있다.
상기 연성 회로 기판은, 상기 제1층의 상부에 위치하여 상기 제1층을 커버하는 상부면; 및 상기 제3층의 하부에 위치하여 상기 제3층을 커버하는 하부면을 더 포함하고, 상기 상부면 및 상기 하부면 중에서 적어도 하나의 면에 상기 연성 회로 기판과 연결된 멀티밴드 안테나로부터의 거리가 단계적으로 표시될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 멀티밴드 안테나; 동축 케이블; 상기 동축 케이블과 연결되는 커넥터; 및 상기 멀티밴드 안테나 및 상기 동축 케이블을 연결하는 연성 회로 기판을 포함하고, 상기 연성 회로 기판은, 복수의 그라운드 라인으로 이루어진 제1 그라운드(GND, Ground) 영역이 형성된 제1층; 상기 제1층 하부에 위치하고, 시그널 라인(Signal line)이 형성되고 상기 형성된 시그널 라인 주변에 이격되는 복수의 그라운드 라인으로 이루어진 제2 그라운드 영역이 형성되는 제2층; 및 상기 제2층 하부에 위치하고, 복수의 그라운드 라인으로 이루어진 제3 그라운드 영역이 형성된 제3층을 포함하고, 상기 제1 내지 제3 그라운드 영역은 각 층을 연결하는 제1 비아 홀(Via Hole)을 통해 서로 연결될 수 있다.
상기 제1 그라운드 영역은, 복수의 그라운드 라인으로 이루어지고, 상기 복수의 그라운드 라인이 서로 연결된 메쉬(Mesh) 구조를 가질 수 있다.
상기 제2 그라운드 영역은, 상기 형성된 시그널 라인의 양측에 이격되어 형성된 복수의 그라운드 라인으로 이루어지고, 상기 복수의 그라운드 라인이 서로 연결된 메쉬(Mesh) 구조를 가질 수 있다.
상기 제3 그라운드 영역은, 복수의 그라운드 라인으로 이루어지고, 상기 복수의 그라운드 라인이 서로 연결된 메쉬(Mesh) 구조를 가질 수 있다.
상기 시그널 라인은, 일측에 형성된 제2 비아 홀(Via Hole)을 통해 동축 케이블의 시그널 라인과 연결되고, 타측에 형성된 제3 비아 홀을 통해 멀티밴드 안테나의 시그널 안테나 패턴과 연결될 수 있다.
상기 장치는, 상기 제1층의 상부에 위치하여 상기 제1층을 커버하는 상부면; 및 상기 제3층의 하부에 위치하여 상기 제3층을 커버하는 하부면을 더 포함하고, 상기 상부면 및 상기 하부면 중에서 적어도 하나의 면에 상기 연성 회로 기판과 연결된 멀티밴드 안테나로부터의 거리가 단계적으로 표시될 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 실시예들은 일반적인 동축 케이블 대용으로 외부의 전도성 물질의 영향을 최소화할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 배전함 등에서 외부에 배치된 안테나와 내부의 무선 모뎀을 일반적인 동축 케이블 대신 연성 회로 기판을 통해 유연하게 연결함으로써, 일반적인 동축 케이블의 손상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 회로 기판을 이용한 멀티밴드 안테나 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 회로 기판이 포함된 멀티밴드 안테나 장치의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 회로 기판의 각 층의 구성을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 회로 기판의 단면 구성을 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9는 종래의 연성 회로 기판이 적용된 안테나 장치와 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 회로 기판이 적용된 안테나 장치 간의 비교 구성을 나타낸 도면이다.
도 10 및 도 11은 종래의 연성 회로 기판이 적용된 안테나 장치와 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 회로 기판이 적용된 안테나 장치 간의 전압 정재파비 비교 결과를 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들이 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 발명에서 사용한 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도, 판례, 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "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.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 회로 기판을 이용한 멀티밴드 안테나 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연성 회로 기판(200)이 포함된 멀티밴드 안테나 장치(10)는 멀티밴드 안테나(100), 연성 회로 기판(200), 동축 케이블(150) 및 커넥터(160)를 포함한다.
멀티밴드 안테나(100)는 적어도 하나의 무선 통신 방식을 지원할 수 있다. 여기서, 무선 통신방식이라 함은 LTE(long-term evolution), LTE-A(LTE Advance), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), WiBro(Wireless Broadband), GSM(Global System for Mobile Communications) 등과 같이 기지국을 거쳐 무선 신호를 송수신하는 무선통신 방식과, 이외에도 무선 랜(Wireless LAN), WPAN(Wireless Personal Area Network), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 지웨이브(Z-wave), 지그비(Zigbee), WFD(Wi-Fi Direct), UWB(Ultrawideband), 적외선 통신(IrDA; Infrared Data Association), BLE(Bluetooth Low Energy), NFC(Near Field Communication) 등과 같이 소정 거리 이내의 외부 기기와 무선 신호를 송수신하는 방식이 포함될 수 있다. 이와 같이, 멀티밴드 안테나(100)는 특정 통신에 사용되는 주파수 대역폭을 지원하는 것으로 한정되지 않는다. 멀티밴드 안테나(100)는 안테나 케이스 내부에 위치하여 보호될 수 있다. 연성 회로 기판(200)과 동축 케이블(150)과의 연결 부분은 케이블 커버(140)로 보호될 수 있다.
커넥터(160)는 동축 케이블(150)을 기계적 및 전기적으로 접속하기 위해 사용하는 기구로서, 본 발명의 일 실시예의 경우, 동축 케이블(150)을 무선 통신 환경에 사용되는 무선 모뎀과 연결시킬 수 있다.
동축 케이블(150)은 전송 방식 및 외피 등에 따라 다양한 케이블로 존재할 수 있는 것으로, 통상적으로 한 가닥의 내부 도체를 절연체로 감싸고 그 주위에 동축 통상의 외부도체를 감아, 두 도체를 왕복 전송로로 사용하는 것이 일반적이다.
이러한 동축 케이블(150)은 전기 통신 분야에서 많이 사용되고 주파수 대역을 넓게 취할 수 있기 때문에 전송할 수 있는 정보량이 많아 광범위하게 이용되고 있다. 다만, 전술된 바와 같이, 동축 케이블(150) 설치 시 동축 케이블(150)의 두께로 인하여 케이블 손상이 발생할 수 있다.
이를 위해, 멀티밴드 안테나(100)는 연성 회로 기판(200)을 통해 동축 케이블(150) 및 커넥터(160)와 연결될 수 있다. 멀티밴드 안테나(100)는 연성 회로 기판(200), 동축 케이블(150) 및 커넥터(160)를 통해 무선 통신 환경에 사용되는 무선 모뎀에 장착될 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 멀티밴드 안테나(100)와 커넥터(160)를 연결하는 동축 케이블(150) 사이에 연성 회로 기판(200)을 연결함으로써, 동축 케이블(150)의 손상을 제거할 수 있다. 연성 회로 기판(200)은 동축 케이블(150)과 멀티밴드 안테나(100) 연결시, 무선 통신 환경에 영향을 줄 수 있는 주변 환경(예컨대, 전도성 물질, 배전함 문틈 등)에 최대한 영향을 받지 않는 구조로 구현될 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 회로 기판이 포함된 멀티밴드 안테나 장치의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 회로 기판(200)이 포함된 멀티밴드 안테나 장치(10)의 일면(예컨대, 앞면) 및 타면(예컨대, 뒷면)이 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연성 회로 기판(200)이 포함된 멀티밴드 안테나 장치(10)에서 멀티밴드 안테나(100)는 플렉서블 부재로 이루어지고, 시그널 안테나 패턴(110), 그라운드 안테나 패턴(120) 및 기생 소자(130)를 포함한다. 플렉서블(Flexible) 부재는 투명한 재질로 이루어진 유연한 부재일 수 있다.
플렉서블 부재는 부착 위치에 맞게 유연하게 휘어질 수 있다. 플렉서블 부재는 투명한 재질의 투명 필름일 수 있다. 이러한 투명한 재질은 멀티밴드 안테나(100)가 계량기의 투명창 또는 투명성이 필요한 부분에 설치되더라도 계량기 내부를 가리지 않아 사용자가 계량기 내부를 볼 수 있게 한다.
시그널 안테나 패턴(Signal antenna pattern, 110)은 플렉서블 부재의 일면에 부착된다. 시그널 안테나 패턴(110)은 플렉서블 부재의 일면에 형성된 시그널 피딩(Signal Feeding)과 연결된다. 일례로, 시그널 안테나 패턴(110)은 'ㄷ'가 회전된 안테나 패턴과 굵은 십자 모양의 안테나 패턴이 연결된 안테나 패턴을 가질 수 있다. 시그널 안테나 패턴(110)은 특정 패턴으로 한정되는 것은 아니고, 시그널 피딩과 연결되는 구성이라면 그 연결 형태나 구조 등은 얼마든지 변형이나 변경이 가능할 수 있다. 일례로, 시그널 안테나 패턴(110)은 플렉서블 부재의 일면에 형성된 시그널 피딩과 마이크로스트립 선로(Microstrip Line)를 통해 연결될 수 있다.
그라운드 안테나 패턴(Ground antenna pattern, 120)은 플렉서블 부재의 타면에 부착된다. 여기서, 시그널 안테나 패턴(110) 및 그라운드 안테나 패턴(120)은 단일 피딩(Single feeding)에 각각 연결되어 급전된다. 단일 피딩은 시그널 피딩과 그라운드 피딩을 포함한다. 그라운드 안테나 패턴(120)은 특정 패턴으로 한정되는 것은 아니고, 그라운드 피딩과 연결되는 구성이라면 그 연결 형태나 구조 등은 얼마든지 변형이나 변경이 가능할 수 있다.
한편, 멀티밴드 안테나(100)는 이러한 시그널 안테나 패턴(110) 및 그라운드 안테나 패턴(120)의 연결 구조를 통해 반파장 다이폴 안테나(Half-wave Dipole Antenna)로 동작하게 된다. 시그널 안테나 패턴(110)과 그라운드 안테나 패턴(120)은 기설정된 각각의 주파수 범위를 갖는 멀티밴드를 기반으로 신호를 송수신할 수 있는 반파장 다이폴 안테나 구조를 가진다. 플렉서블 부재의 일면의 일단에 형성된 시그널 피딩과 그라운드 피딩은 반파장 다이폴 안테나에서 시그널 안테나 패턴(110)과 그라운드 안테나 패턴(120)에 각각 급전하는 단일 피딩으로 동작하게 된다. 플렉서블 부재의 일면에 형성된 단일 피딩 즉, 시그널 피딩 및 그라운드 피딩을 통해 투명 멀티밴드 안테나(100)는 반파장 다이폴 안테나의 급전 동작대로 급전될 수 있다.
기생 소자(130)는 플렉서블 부재를 기준으로 시그널 안테나 패턴(110)이 부착된 부분과 서로 마주보는 플렉서블 부재의 타면에 부착된다. 일례로, 기생 소자(130)는 플렉서블 부재의 상단 방향으로 좁아지는 첨탑 패턴을 가질 수 있다. 여기서, 기생 소자(130)의 상하폭은 멀티밴드의 대역폭 변화에 따라 조정 가능하다. 기생 소자(130)의 패턴을 상하로 변경하면 지원할 수 있는 대역폭 변화가 발생하게 된다. 다른 예로, 기생 소자(130)는 루프 패턴을 가질 수 있으며, 기생 소자(130)의 패턴을 변경하면 송수신할 수 있는 신호의 대역폭 변화가 발생하게 된다. 예를 들어, 기생 소자(130)의 패턴을 변경하는 것은 상용 주파수 밴드 1, 3, 5, 8을 사용하는데 이러한 대역폭을 사용할 수 있게 한다. 투명 멀티밴드 안테나(100)는 반파장 다이폴 타입 안테나로서, 플렉서블 부재에 형성된 단일 피딩으로 멀티밴드의 전밴드에 적용 가능하다. 즉, 투명 멀티밴드 안테나(100)는 단일 피딩으로 다중 대역을 지원할 수 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 회로 기판의 각 층의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연성 회로 기판(200)의 제1 내지 제3층(210 내지 230)은 각각 도 4 내지 도 6에 도시되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 연성 회로 기판(200)의 제1층(210)에는 제1 그라운드(GND, Ground) 영역이 형성되어 있다. 여기서, 제1 그라운드 영역(211)은 복수의 그라운드 라인(212)으로 이루어지고, 복수의 그라운드 라인(212)이 서로 연결된 메쉬(Mesh) 구조를 가질 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 연성 회로 기판(200)의 제2층(220)은 제1층(210) 하부에 위치하고 있다. 연성 회로 기판(200)의 제2층(220)에는 시그널 라인(Signal line)이 형성되고 그 형성된 시그널 라인 주변에 이격되는 복수의 그라운드 라인(222)으로 이루어진 제2 그라운드 영역(221)이 형성되어 있다. 여기서, 제2 그라운드 영역은 연성 회로 기판(200)의 제2층(220)에 형성된 시그널 라인의 양측에 이격되어 형성된 복수의 그라운드 라인(222)으로 이루어지고, 복수의 그라운드 라인(222)이 서로 연결된 메쉬(Mesh) 구조를 가질 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 연성 회로 기판(200)의 제3층(230)은 제2층(220) 하부에 위치하고 있다. 연성 회로 기판(200)의 제3층(230)에는 복수의 그라운드 라인(232)으로 이루어진 제3 그라운드 영역(231)이 형성되어 있다. 제3 그라운드 영역(231)은 복수의 그라운드 라인(232)으로 이루어지고, 복수의 그라운드 라인(232)이 서로 연결된 메쉬(Mesh) 구조를 가질 수 있다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 연성 회로 기판(200)의 각 층에는 멀티밴드 안테나(100)와 연성 회로 기판(200)의 납땜을 위한 가이드 홀(Guide Hole, 201)과, 케이블 커버(140)를 연결하기 위한 조립용 홀(202)이 형성되어 있다.
비아 홀을 살펴보면, 제1 내지 제3 그라운드 영역(211, 221, 231)은 각 층을 연결하는 제1 비아 홀(Via Hole, 213)을 통해 서로 연결되어 있다. 즉, 제1층(210), 제2층(220) 및 제3층(230)의 제1 내지 제3 그라운드 영역(211, 221, 231)에는 각 층을 서로 연결하기 위한 제1 비아 홀(213)이 형성되어 있다. 일측에 형성된 제2 비아 홀(214, 215)을 통해 동축 케이블(150)의 시그널 라인 및 그라운드 라인과 연결되고, 타측에 형성된 제3 비아 홀(216, 217)을 통해 멀티밴드 안테나(100)의 시그널 안테나 패턴(110) 및 그라운드 안테나 패턴(120)과 연결될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 회로 기판의 단면 구성을 나타낸 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 회로 기판(200)은 상부부터 상부면, 제1층(210), 커버레이, 제2층(220), 제3층(230) 및 하부면을 포함한다.
연성 회로 기판(200)의 상부면은 연성 회로 기판(200)에서 제1층(210)의 상부에 위치하여 제1층(210)을 커버한다.
연성 회로 기판(200)의 제1층(210)은 상부부터 동박 패턴(Cu), 접착 테이프(Ad), 폴리이미드(PI, Polyimide) 및 접착제(B/D, Bonding) 순으로 적층되어 있다. 연성 회로 기판(200)에서 상부면과 제1층(210) 사이에는 동도금이 형성되어 있다.
제1층(210)과 제2층(220) 사이에 커버레이(C/L, Coverlay)가 형성되어 있다.
연성 회로 기판(200)의 제2층(220)은 상부부터 동박 패턴(Cu), 접착 테이프(Ad), 폴리이미드(PI, Polyimide) 및 접착제(B/D, Bonding) 순으로 적층되어 있다.
연성 회로 기판(200)의 제3층(230)은 상부부터 폴리이미드(PI, Polyimide), 접착 테이프(Ad) 및 동박 패턴(Cu) 순으로 적층되어 있다.
하부면은 연성 회로 기판(200)에서 제3층(230)의 하부에 위치하여 제3층(230)을 커버한다. 연성 회로 기판(200)에서 제3층(230)과 하부면 사이에는 동도금이 형성되어 있다.
여기서, 상부면 및 상기 하부면 중에서 적어도 하나의 면에 연성 회로 기판(200)과 연결된 멀티밴드 안테나(100)로부터의 거리가 단계적으로 표시될 수 있다. 예를 들어, 멀티밴드 안테나(100)로부터의 거리가 20mm, 40mm 등이 표시될 수 있다.
도 8 및 도 9는 종래의 연성 회로 기판이 적용된 안테나 장치와 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 회로 기판이 적용된 안테나 장치 간의 비교 구성을 나타낸 도면이다.
도 10 및 도 11은 종래의 연성 회로 기판이 적용된 안테나 장치와 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 회로 기판이 적용된 안테나 장치 간의 전압 정재파비 비교 결과를 나타낸 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 종래의 연성 회로 기판이 적용된 멀티밴드 안테나 장치(10)에서 종래의 연성 회로 기판에 전도성 물질이 인접될 수 있다. 그러면, 멀티밴드 안테나(100)는 전도성 물질에 의해 영향을 받는다.
반면, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 회로 기판(200)이 적용된 멀티밴드 안테나 장치(10)에서 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 회로 기판(200)에 전도성 물질이 인접될 수 있다. 그러나, 멀티밴드 안테나(100)는 종래에 비해 전도성 물질에 의해 영향을 적게 받는다.
종래 구조와 본 발명의 실시예 간의 전압 정재파비(VSWR: Voltage Standing Wave Ratio) 비교 결과를 도 10 및 도 11을 통해 살펴보면 다음과 같다.
종래의 연성 회로 기판이 적용된 멀티밴드 안테나 장치에 대응되는 401 주파수 영역은 해당 주파수 범위에 상당한 영향을 미치고 있다.
반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 회로 기판(200)이 적용된 멀티밴드 안테나 장치(10)에 대응되는 402 주파수 영역은 해당하는 주파수 범위에서 401 주파수 영역보다 적은 영향을 받고 있다.
다만, 멀티밴드 안테나(100)로부터의 거리가 가까워지면 전도성 물질에 의한 영향이 커질 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 회로 기판(200)에는 멀티밴드 안테나(100)로부터의 거리가 표시되어 있어서, 사용자가 이를 인식할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 회로 기판(200)이 적용된 멀티밴드 안테나 장치(10)가 배전함에 장착되는 경우를 예시로 살펴보기로 한다.
멀티밴드 안테나(100)는 배전함의 외부에 장착되어 배전함으로부터의 정보를 외부로 송출한다. 멀티밴드 안테나 장치(10)는 배전함의 내부에는 커넥터(160)를 통해 모뎀과 연결되고, 외부에 배전함의 미닫이 문의 근처에 장착될 수 있다. 이때, 멀티밴드 안테나(100)가 배전함의 미닫이 문 상단, 하단 또는 측면 중 어디에도 존재할 수 있는 것으로, 멀티밴드 안테나(100)를 포함하는 멀티밴드 안테나 장치(10)가 배전함의 모뎀과 연결이 용이한 위치이면 어디에도 가능하다.
이때, 배전함에 포함된 모뎀과 멀티밴드 안테나(100)가 유선적으로 연결되기 위하여 전술된 바와 같이, 모뎀과 멀티밴드 안테나(100) 사이에 커넥터(160), 동축 케이블(150), 케이블 커버(140) 및 연성 회로 기판(200)이 연결될 수 있다.
연성 회로 기판(200)은 미닫이 형상으로 설치된 배전함의 문틈 사이에 배치되어 종래의 안테나의 경우 동축 케이블(150)과 직접적으로 연결되어 미닫이 문의 틈 사이에 케이블이 끼게 되어 고장나는 문제점을 해소하는 역할을 수행한다.
구체적으로, 연성 회로 기판(200)은 배전함의 미닫이 문 사이에 배치시키고, 외부의 멀티밴드 안테나(100)와 내부의 동축 케이블(150)을 서로 연결시킨다. 그래서 연성 회로 기판(200)이 배전함의 미닫이 문 사이에서 겹치는 부분 없이 플랫하게 배치됨으로써, 데이터 전송의 역할을 수행하는 데 문제가 없게 된다.
상술한 다양한 실시예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
10: 멀티밴드 안테나 장치 100: 멀티밴드 안테나
110: 시그널 안테나 패턴 120: 그라운드 안테나 패턴
130: 기생 소자 140: 케이블 커버
150: 동축 케이블 160: 커넥터
200: 연성 회로 기판 210, 220, 230: 제1층, 제2층, 제3층
201: 가이드 홀 202: 조립용 홀
211, 221, 231: 그라운드 영역 212, 222, 232: 그라운드 라인
213 내지 217: 비아 홀

Claims (12)

  1. 복수의 그라운드 라인으로 이루어진 제1 그라운드(GND, Ground) 영역이 형성된 제1층;
    상기 제1층 하부에 위치하고, 시그널 라인(Signal line)이 형성되고 상기 형성된 시그널 라인 주변에 이격되는 복수의 그라운드 라인으로 이루어진 제2 그라운드 영역이 형성되는 제2층; 및
    상기 제2층 하부에 위치하고, 복수의 그라운드 라인으로 이루어진 제3 그라운드 영역이 형성된 제3층을 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 그라운드 영역은 각 층을 연결하는 제1 비아 홀(Via Hole)을 통해 서로 연결되는, 연성 회로 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 그라운드 영역은,
    복수의 그라운드 라인으로 이루어지고, 상기 복수의 그라운드 라인이 서로 연결된 메쉬(Mesh) 구조를 가지는, 연성 회로 기판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 그라운드 영역은,
    상기 형성된 시그널 라인의 양측에 이격되어 형성된 복수의 그라운드 라인으로 이루어지고, 상기 복수의 그라운드 라인이 서로 연결된 메쉬(Mesh) 구조를 가지는, 연성 회로 기판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제3 그라운드 영역은,
    복수의 그라운드 라인으로 이루어지고, 상기 복수의 그라운드 라인이 서로 연결된 메쉬(Mesh) 구조를 가지는, 연성 회로 기판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 시그널 라인은,
    측에 형성된 제2 비아 홀을 통해 동축 케이블의 시그널 라인과 연결되고, 타측에 형성된 제3 비아 홀을 통해 멀티밴드 안테나의 시그널 안테나 패턴과 연결되는, 연성 회로 기판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1층의 상부에 위치하여 상기 제1층을 커버하는 상부면; 및
    상기 제3층의 하부에 위치하여 상기 제3층을 커버하는 하부면을 더 포함하고,
    상기 상부면 및 상기 하부면 중에서 적어도 하나의 면에 상기 연성 회로 기판과 연결된 멀티밴드 안테나로부터의 거리가 단계적으로 표시되는, 연성 회로 기판.
  7. 멀티밴드 안테나;
    동축 케이블;
    상기 동축 케이블과 연결되는 커넥터; 및
    상기 멀티밴드 안테나 및 상기 동축 케이블을 연결하는 연성 회로 기판을 포함하고,
    상기 연성 회로 기판은,
    복수의 그라운드 라인으로 이루어진 제1 그라운드(GND, Ground) 영역이 형성된 제1층;
    상기 제1층 하부에 위치하고, 시그널 라인(Signal line)이 형성되고 상기 형성된 시그널 라인 주변에 이격되는 복수의 그라운드 라인으로 이루어진 제2 그라운드 영역이 형성되는 제2층; 및
    상기 제2층 하부에 위치하고, 복수의 그라운드 라인으로 이루어진 제3 그라운드 영역이 형성된 제3층을 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 그라운드 영역은 각 층을 연결하는 제1 비아 홀(Via Hole)을 통해 서로 연결되는, 멀티밴드 안테나 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 그라운드 영역은,
    복수의 그라운드 라인으로 이루어지고, 상기 복수의 그라운드 라인이 서로 연결된 메쉬(Mesh) 구조를 가지는, 멀티밴드 안테나 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 그라운드 영역은,
    상기 형성된 시그널 라인의 양측에 이격되어 형성된 복수의 그라운드 라인으로 이루어지고, 상기 복수의 그라운드 라인이 서로 연결된 메쉬(Mesh) 구조를 가지는, 멀티밴드 안테나 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제3 그라운드 영역은,
    복수의 그라운드 라인으로 이루어지고, 상기 복수의 그라운드 라인이 서로 연결된 메쉬(Mesh) 구조를 가지는, 멀티밴드 안테나 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 시그널 라인은,
    일측에 형성된 제2 비아 홀(Via Hole)을 통해 동축 케이블의 시그널 라인과 연결되고, 타측에 형성된 제3 비아 홀을 통해 멀티밴드 안테나의 시그널 안테나 패턴과 연결되는, 멀티밴드 안테나 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제1층의 상부에 위치하여 상기 제1층을 커버하는 상부면; 및
    상기 제3층의 하부에 위치하여 상기 제3층을 커버하는 하부면을 더 포함하고,
    상기 상부면 및 상기 하부면 중에서 적어도 하나의 면에 상기 연성 회로 기판과 연결된 멀티밴드 안테나로부터의 거리가 단계적으로 표시되는, 멀티밴드 안테나 장치.
KR1020200066638A 2020-06-02 2020-06-02 연성 회로 기판 및 이를 이용한 멀티밴드 안테나 장치 KR102468840B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200066638A KR102468840B1 (ko) 2020-06-02 2020-06-02 연성 회로 기판 및 이를 이용한 멀티밴드 안테나 장치
PCT/KR2020/015227 WO2021246585A1 (ko) 2020-06-02 2020-11-03 연성 회로 기판 및 이를 이용한 멀티밴드 안테나 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200066638A KR102468840B1 (ko) 2020-06-02 2020-06-02 연성 회로 기판 및 이를 이용한 멀티밴드 안테나 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210149501A true KR20210149501A (ko) 2021-12-09
KR102468840B1 KR102468840B1 (ko) 2022-11-18

Family

ID=78830385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200066638A KR102468840B1 (ko) 2020-06-02 2020-06-02 연성 회로 기판 및 이를 이용한 멀티밴드 안테나 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102468840B1 (ko)
WO (1) WO2021246585A1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100137694A (ko) * 2009-06-23 2010-12-31 주식회사 씨모텍 무선 모뎀 장치
KR20130120101A (ko) * 2012-04-25 2013-11-04 엘지이노텍 주식회사 전송 케이블, 이를 포함하는 휴대 단말기 및 이의 제조 방법
KR20170140691A (ko) * 2016-06-13 2017-12-21 삼성전자주식회사 고주파 전송회로를 포함하는 전자 장치
KR102040790B1 (ko) * 2019-05-17 2019-11-27 주식회사 디케이티 무선통신용 연성회로기판

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180080612A (ko) * 2017-01-04 2018-07-12 주식회사 기가레인 연성회로기판

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100137694A (ko) * 2009-06-23 2010-12-31 주식회사 씨모텍 무선 모뎀 장치
KR20130120101A (ko) * 2012-04-25 2013-11-04 엘지이노텍 주식회사 전송 케이블, 이를 포함하는 휴대 단말기 및 이의 제조 방법
KR20170140691A (ko) * 2016-06-13 2017-12-21 삼성전자주식회사 고주파 전송회로를 포함하는 전자 장치
KR102040790B1 (ko) * 2019-05-17 2019-11-27 주식회사 디케이티 무선통신용 연성회로기판

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021246585A1 (ko) 2021-12-09
KR102468840B1 (ko) 2022-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN205159495U (zh) 天线装置
JP5162012B1 (ja) アンテナ装置とこのアンテナ装置を備えた電子機器
CN101938039B (zh) 天线结构及应用该天线结构的无线通信装置
JP5516681B2 (ja) マルチモードアンテナ及びその製造方法並びに同アンテナを用いた携帯無線端末
US7119747B2 (en) Multi-band antenna
KR101217469B1 (ko) 다중대역 특성을 갖는 ｍｉｍｏ 안테나
KR100980774B1 (ko) 아이솔레이션 에이드를 구비한 내장형 ｍｉｍｏ 안테나
US20160211586A1 (en) Antenna apparatus and electronic device having same
JP5712361B2 (ja) アンテナ装置及びこれを搭載した携帯無線端末
US9634379B2 (en) Radiation device for planar inverted-F antenna and antenna using the same
CN101385193A (zh) 具有多个接地面连接器的多部分壳体无线通信装置
JP2013090208A (ja) アンテナ装置とこのアンテナ装置を備えた電子機器
EP2122752A1 (en) Multi band built-in antenna
CN107919527A (zh) 一种天线装置和终端设备
US11276942B2 (en) Highly-integrated multi-antenna array
US9461369B1 (en) Multi-band antenna structure
CN113178697B (zh) 电路板及电子设备
JP5510836B2 (ja) アンテナ及びそれを備えた無線装置
KR20210149501A (ko) 연성 회로 기판 및 이를 이용한 멀티밴드 안테나 장치
CN104916921B (zh) 无线通讯设备及其天线装置
US20200052378A1 (en) Antenna system and mobile terminal
US20190341675A1 (en) Antenna device
CN102315518B (zh) 一种馈电网络和天线
US7898483B2 (en) Digital TV antenna
KR102240285B1 (ko) 단일 피딩을 이용한 투명 멀티밴드 안테나

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant