KR20220128278A - Uwb 안테나장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 메인보드에 전기적으로 연결된 급전부; 상기 급전부에 전기적으로 연결된 방사체; 상기 급전부와 상기 방사체가 결합된 유전층; 및 상기 방사체로부터 방사되는 주파수 대역이 변경되도록 상기 방사체에 분리가능하게 결합된 가변부를 포함하고, 상기 방사체는 상기 유전층의 상면에 결합된 방사본체, 및 상기 방사본체에 형성된 방사슬롯을 포함하며, 상기 가변부는 상기 방사본체에 결합된 가변본체, 및 상기 방사슬롯에 중첩되게 배치되도록 상기 가변본체에 결합된 중첩부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 UWB 안테나장치를 제공하기 위한 것이다.

Description

UWB 안테나장치{Antenna Device Having Ultra Wide Band}

본 발명은 안테나장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 UWB 안테나장치에 관한 것이다.

초광대역(Ultra Wide Band: UWB, 이하 'UWB'라 함) 안테나장치는 사무실이나 가정과 같은 한정된 공간에서 PC, 주변기기, 가전제품 등과 무선으로 접속하여 데이터를 송수신할 수 있는 블루투스(Bluetooth)와 같은 근거리 무선통신에 적용되는 안테나를 의미한다.

일반적으로, UWB 안테나장치는 3.1~10.6GHz 대역에서 100Mbps이상 속도로, 일반적인 안테나장치가 가지는 주파수 대역에 비해 매우 넓은 주파수 대역을 가지면서도 낮은 에너지로 초고속 통신을 실현하는 근거리 무선통신 장치로 규정된다. 이와 같이 UWB 안테나장치는 비교적 넓은 주파수 대역을 가지면서 낮은 에너지를 갖는 신호를 실어 보내는데도, UWB 안테나장치는 10m 반경 내에서 수백 Mbps에서 수 Gbps까지의 데이터 전송률로 출력할 수 있다.

UWB 안테나장치는 다른 통신시스템에 대한 간섭발생 방지를 위해 신호의 에너지를 수 GHz 주파수 대역에 걸쳐 분산시켜 신호를 송신함으로써 다른 협대역 신호에 간섭을 주지 않으면서 주파수에 크게 구애받지 않고도 통신을 수행할 수 있다. 또한, UWB 안테나장치는 노이즈에 매우 강하며 데이터 전송률이 높고, 전력 소모량이 작고 발송 출력이 작은 특징도 있다.

즉, UWB 안테나장치는 한정된 주파수 자원에서 기존의 이동통신, 위성통신 등과 같은 협대역 및 광대역 안테나 시스템과 상호 간섭없이 주파수를 공유하여, 넓은 주파수 대역폭에 걸쳐 상대적으로 낮은 스펙트럼 전력 밀도로 신호를 보낼 수 있다.

이러한 장점으로 인해, UWB 안테나장치는 다양한 전자기기에 사용되고 있고, 적용 용도에 따라 다양한 특성이 요구된다. 예를 들어, 위성통신 안테나의 경우 위성이 위치하는 특정 방향으로 전파 송수신이 집중되는 특성이 요구되는 반면, 차량용 텔레매틱스, 가정용 단말(indoor CPE), 사물 인터넷(Internet of Things, IoT) 등과 같이 전방향으로 전파를 송수신할 수 있는 무지향성 안테나가 요구되는 어플리케이션도 다수 존재한다.

나아가, 광대역 특성을 확보하기 위하여 무선통신에 사용되는 주파수 대역이 점차 높아지면서, 5세대(5G) 이동통신에서는 S-밴드 대역(예를 들어, 3.5GHz 대역) 뿐만 아니라 Ka-밴드 대역(예를 들어, 28GHz 대역) 등 다양한 고주파 대역을 사용하게 되면서, 위와 같은 고주파 대역에 적합한 고성능의 무지향성 안테나에 대한 개발이 요구되고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 UWB 안테나장치의 적층구조를 나타낸 개략적인 단면도이다. 종래 기술에 따른 UWB 안테나장치(10)는 방사체(11), 급전부(12), 유전층(13), 그라운드층(14) 및 커넥터(15)를 포함한다.

상기 방사체(11)는 급전부(12)부터 전달받은 전류를 이용해 안테나신호를 방사하는 것이다. 상기 방사체(11)는 급전부(12)에 전기적으로 연결된다. 상기 급전부(12)는 상기 커넥터(15)를 통해 메인보드(20)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 커넥터(15)는 상기 급전부(12)에 전기적으로 연결된 상태에서 상기 메인보드(20)에 마련된 상대커넥터(미도시)에 접속됨으로써 상기 방사체(11)와 상기 급전부(12)를 상기 메인보드(20)에 전기적으로 연결할 수 있다.

상기 유전층(13)은 상기 방사체(11)와 상기 급전부(12)를 지지하는 것이다. 상기 방사체(11)와 상기 급전부(12)는 상기 유전층(13)의 상면에 결합된다. 상기 유전층(13)의 하면에는 상기 그라운드층(14)이 형성된다. 상기 그라운드층(14)은 상기 커넥터(15)의 각종 구성들을 접지시킬 수 있다. 상기 유전층(13)은 상기 방사체(11)를 상기 그라운드층(14)으로부터 이격시킴으로써 안테나 특성을 구현할 수 있다. 상기 급전부(12)는 상기 유전층(13) 내부에 형성된 비야(Via, 미도시)를 통해 상기 커넥터(15)와 전기적으로 연결된다.

여기서, 상기 방사체(11)는 방사슬롯의 형상에 따라 다양한 공진 주파수를 구현할 수 있다. 예컨대, 방사체(11)가 갖는 방사슬롯의 크기가 작을수록 공진 주파수는 증가하고, 방사체(11)가 갖는 방사슬롯의 크기가 클수록 공진 주파수는 감소할 수 있다. 그러나, 종래 기술에 따른 UWB 안테나장치(10)는 사용과정에서 상기 방사체(11)를 추가적으로 가공하기 어려운 구조이므로, 방사슬롯의 형상을 사후적으로 변경하기 어려운 문제가 있다. 따라서, 종래 기술에 따른 UWB 안테나장치(10)는 사용과정에서 공진 주파수를 변경하고자 하는 경우 해당 공진 주파수에 대응되는 방사체를 갖는 새로운 안테나로 교체되어야 하기 때문에 다양한 사용환경 및 사용목적에 대한 범용성이 떨어지는 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 사용과정에서 방사체를 추가적으로 가공하거나 교체하지 않더라도 공진 주파수를 변경할 수 있는 UWB 안테나장치를 제공하기 위한 것이다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 다음과 같은 구성을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 UWB 안테나장치는 메인보드에 전기적으로 연결된 급전부; 상기 급전부에 전기적으로 연결된 방사체; 상기 급전부와 상기 방사체가 결합된 유전층; 및 상기 방사체로부터 방사되는 주파수 대역이 변경되도록 상기 방사체에 분리가능하게 결합된 가변부를 포함할 수 있다. 상기 방사체는 상기 유전층의 상면에 결합된 방사본체, 및 상기 방사본체에 형성된 방사슬롯을 포함하며, 상기 가변부는 상기 방사본체에 결합된 가변본체, 및 상기 방사슬롯에 중첩되게 배치되도록 상기 가변본체에 결합된 중첩부재를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

본 발명은 가변부를 통해 방사슬롯의 형상을 변형할 수 있도록 구현됨으로써 사용과정에서 방사체를 추가적으로 가공하거나 교체할 필요 없이 공진 주파수를 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명은 다양한 공진 주파수가 요구되는 사용환경에 대한 범용성 및 대응력을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 UWB 안테나장치의 개략적인 단면도
도 2, 및 도 16은 본 발명에 따른 UWB 안테나장치가 메인보드에 설치된 모습을 나타낸 개략작인 평면도
도 3은 본 발명에 따른 UWB 안테나장치의 개략적인 평면도
도 4는 본 발명에 따른 UWB 안테나장치의 개략적인 측면도
도 5은 본 발명에 따른 UWB 안테나장치에 있어서 가변부가 제거된 방사체에 대한 개략적인 평면도
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 UWB 안테나장치에 있어서 가변부가 결합된 방사체에 대한 실시예들을 나타낸 개략적인 평면도
도 10a와 도 10b는 본 발명에 따른 UWB 안테나장치에 있어서 패치부의 적용 여부에 따른 공진 주파수를 나타낸 그래프
도 11a와 도 11b은 본 발명에 따른 UWB 안테나장치에 있어서 패치부의 형상 변경에 따른 공진 주파수를 나타낸 그래프
도 12는 본 발명에 따른 UWB 안테나장치에 있어서 방사체 상에서 전류가 흐르는 방향을 설명하기 위한 개념적인 평면도
도 13은 본 발명에 따른 UWB 안테나장치에 있어서 방사체 상의 전류 분포도 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면
도 14는 본 발명에 따른 UWB 안테나장치의 전방향성 안테나 성능을 설명하기 위해 방사패턴 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면
도 15는 도 2의 I-I선을 기준으로 한 단면도

이하에서는 본 발명에 따른 UWB 안테나장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 2, 도 3, 및 도 16에서의 해칭(Hatching)은 구성요소간 구별을 위해 표시된 것이며, 도 6 내지 도 9에서 가변본체(141)에 적용된 해칭은 방사체(120)와의 구별을 위해 표시된 것이며, 도 6 내지 도 9에서 중첩부재(142)에 적용된 해칭은 중첩부재(142)와 방사슬롯(122)의 중첩영역을 나타내기 위해 표시된 것이다. 또한, 도 13에서 화살표는 전류의 흐름을 시각적으로 나타내기 위해 표시된 것이다.

도 2, 도 3, 및 도 16을 참조하면, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 신호의 송수신을 위한 것이다. 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 모바일 단말기, 무선통신이 필요한 가전기기, 및 차량용 통신 기기 등에 설치될 수 있다. 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 전자기기 내부에 마련된 본체(4)에 결합된 메인보드(2)에 전기적으로 연결됨으로써 안테나기능을 수행할 수 있다. 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 초광대역(Ultra Wide Band: UWB)을 구현하여 넓은 대역폭을 확보할 수 있다. 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 초광대역에서 UWB 신호를 송수신한다. 일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 초광대역 구현을 위해 2.0GHz 내지 10GHz 대역에서 UWB 신호를 송수신할 수 있다.

도 2, 도 3, 및 도 16를 참조하면, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 메인보드(2)에 전기적으로 연결될 수 있다. 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 메인보드(2)에 결합된 커버부(3)에 지지될 수 있다. 상기 커버부(3)는 상기 메인보드(2)를 보호하기 위한 것이다. 상기 커버부(3)는 상기 메인보드(2)를 통해 접지(Ground)될 수 있다. 상기 커버부(3)는 도전성(Electrical Conductive)을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 커버부(3)는 구리(Cu) 등과 같은 금속으로 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 복수개의 UWB 안테나장치들과 함께 모듈화되어서 UWB 안테나(1)를 구현할 수 있다. 예컨대, 도 16과 같이, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 추가적인 UWB 안테나장치(200, 300)들과 함께 상기 메인보드(2)에 전기적으로 연결됨으로써 UWB 안테나(1)를 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 안테나장치들(100, 200, 300)은 하나의 UWB 안테나로 기능하도록 배치될 수 있다. 이러한 UWB 안테나는 무지향성 안테나로 구현될 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 다른 UWB 안테나장치(200, 300)들과 함께 3각 측량법에 따라 위치 추적 대상이 되는 타겟 디바이스의 위치를 추적함으로써 위치 추적의 정확도를 향상시킬 수 있다.

도 2 내지 도 4, 및 도 16를 참조하면, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 급전부(110), 방사체(120), 유전층(130), 및 가변부(140)를 포함할 수 있다.

상기 급전부(110)는 상기 메인보드(2)에 전기적으로 연결되는 것이다. 상기 급전부(110)는 상기 유전층(130)의 상면에 결합될 수 있다. 상기 급전부(110)는 상기 유전층(130)에 형성된 비야(Via, 미도시)를 통해 상기 유전층(130)의 하면에 결합된 커넥터(160)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 커넥터(160)가 상기 메인보드(2)에 실장된 상대커넥터에 접속됨에 따라, 상기 급전부(110)는 상기 메인보드(2)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 급전부(110)는 도전성(Electrical Conductive)을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 급전부(110)는 구리(Cu) 등과 같은 금속으로 형성될 수 있다.

상기 방사체(120)는 안테나 기능을 구현하기 위한 것이다. 상기 방사체(120)는 상기 급전부(110)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 방사체(120)는 상기 급전부(110)를 통해 상기 메인보드(2)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 방사체(120)는 상기 급전부(110)에 직접 결합됨으로써 전기적으로 연결될 수도 있으며, 일측이 상기 방사체(120)에 결합되고, 타측이 상기 급전부(110)에 결합된 연장부재(미도시)를 통해 상기 급전부(110)에 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 유전층(130)은 상기 급전부(110)와 상기 방사체(120)에 결합된 것이다 상기 유전층(130)의 상면은 상기 급전부(110)와 상기 방사체(120)에 결합되고, 상기 유전층(130)의 하면은 상기 커넥터(160)와 결합될 수 있다. 상기 유전층(130)은 연성회로기판(FPCB, Flexible Printed Circuit Broard)일 수 있다.

상기 접지패턴(150)은 상기 유전층(130)의 하면에 형성되는 것이다. 상기 접지패턴(150)은 상기 유전층(130)의 하면에 결합된 커넥터(160)가 갖는 각종 구성들에 대한 접지기능을 수행할 수 있다. 상기 접지패턴(150)은 수평방향을 기준으로 상기 급전부(110)와 중첩되도록 배치될 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 방사체(120)는 상기 유전층(130)의 상면에 결합된 방사본체(121), 및 상기 방사본체(121)에 형성된 방사슬롯(122)을 포함할 수 있다.

상기 방사본체(121)는 상기 방사체(120)의 전체적인 외형을 이루는 것이다. 상기 급전부(110)로부터 인가된 전류는 상기 방사본체(121)상에서 흐를 수 있다. 상기 방사본체(121)는 상기 유전층(130)의 상면에 결합될 수 있다. 상기 방사본체(121)는 사각형의 얇은 판으로 형성될 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않으며, 요구되는 공진 주파수나 대역폭에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다. 상기 방사슬롯(122)은 상기 방사본체(121)에 형성된 것이다. 상기 방사슬롯(122)은 상기 방사본체(121)를 관통하여 형성된 관통공일 수 있다. 상기 방사본체(121) 상에서 흐르는 전류는 상기 방사슬롯(122)에 의해 경로가 변경될 수 있다. 상기 방사체(120)는 상기 방사본체(121)와 상기 방사슬롯(122)의 형상에 따라 다양한 공진 주파수를 구현할 수 있다. 예컨대, 상기 방사본체(121)의 형상이 동일하더라도 상기 방사슬롯(122)의 형상이 다른 경우에는 공진 주파수가 상이할 수 있다. 그러나, 상기 방사슬롯(122) 자체의 형상을 변경하기 위해서는 상기 방사본체(121)에 대한 추가적인 가공이 요구되므로 사용과정에서 상기 방사슬롯(122) 자체의 형상을 변경함으로써 공진 주파수를 변경하는 것은 현실적으로 어려운 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 방사체(120)에 분리가능하게 결합된 가변부(140)를 이용하여 상기 방사본체(121)에 대한 추가적인 가공 없이도 상기 방사슬롯(122)의 형상을 변형시킴으로써 공진 주파수를 변경하도록 구현된다.

도 4 내지 도 9를 참조하면, 상기 가변부(140)는 상기 방사체(120)에 분리가능하게 결합된 것이다. 상기 가변부(140)는 상기 방사체(120)에 분리가능하게 결합된 상태에서 상기 방사슬롯(122)의 적어도 일부를 가림으로써 상기 방사슬롯(122)의 형태를 변형시킬 수 있다. 상기 가변부(140)는 도전성(Electrical Conductive)을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 가변부(140)는 구리(Cu) 등과 같은 금속으로 형성될 수 있다. 상기 가변부(140)는 상기 방사체(120)와 동일한 물성을 가진 금속으로 형성될 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않으며, 상기 가변부(140)를 통해 상기 방사슬롯(122)의 적어도 일부가 가려짐으로써 공진 주파수가 변경될 수 있다면 상기 방사체(120)와 상이한 물성을 가진 금속으로 형성될 수도 있다.

상기 가변부(140)는 가변본체(141), 및 중첩부재(142)를 포함할 수 있다. 상기 가변본체(141)는 상기 방사본체(121)에 결합된 것이다. 상기 가변본체(141)는 상기 방사본체(121)에 분리가능하게 결합될 수 있다. 상기 중첩부재(142)는 상기 가변본체(141)에 결합된 것이다. 상기 중첩부재(142)는 상기 방사슬롯(122)에 중첩되게 배치되도록 상기 가변본체(141)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 방사슬롯(122)은 상기 중첩부재(142)로 인해 적어도 일부가 가려짐으로써, 전체적인 형태가 변형될 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 다음과 같은 작용효과를 도모할 수 있다.

첫째, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 가변부(140)가 갖는 중첩부재(142)를 이용하여 상기 방사슬롯(122)의 적어도 일부를 가림으로써, 사용과정에서 상기 방사본체(121)를 추가적으로 가공하거나 교체하지 않더라도 상기 방사슬롯(122)의 형상을 변형하여 공진 주파수를 변경할 수 있도록 구현된다. 따라서, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 다양한 공진 주파수가 요구되는 사용환경에 대한 범용성 및 대응력을 향상시킬 수 있다.

둘째, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 가변부(140)가 상기 방사체(120)에 분리가능하게 결합되는 구조를 통해 가변부(140)를 상기 방사체(120)로부터 제거하거나, 가변부(140)와는 다른 형태의 새로운 가변부로 교체함으로써 사용과정에서 요구되는 공진 주파수가 지속적으로 변동되는 환경에 대한 범용성 및 대응력을 향상시킬 수 있다.

셋째, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 중첩부재(142)가 상기 가변본체(141)를 통해 상기 방사본체(121)에 지지되는 구조이다. 따라서, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 기존에 존재하는 구조물인 상기 방사본체(121)를 이용함으로써 비교적 간단한 구조로 상기 중첩부재(142)에 대한 지지구조를 구현할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 가변부(140)에 소요되는 제조비용을 경감하고, 상기 가변부(140)에 대한 사용편의성을 향상시킬 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 가변부(140)는 절연결합층(143)을 포함할 수 있다. 상기 절연결합층(143)은 상기 가변본체(141)와 상기 방사본체(121)를 결합시키기 위한 것이다. 상기 절연결합층(143)은 상기 가변본체(141)와 상기 방사본체(121) 사이에 배치되어서 상기 가변본체(141)를 상기 방사본체(121)에 결합시킬 수 있다. 상기 절연결합층(143)은 절연재질로 형성될 수 있다. 상기 절연결합층(143)은 상기 가변본체(141)와 상기 방사본체(121) 사이에 커플링(Coupling)을 통한 급전구조가 구현되도록 상기 가변본체(141)와 상기 방사본체(121)를 이격시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 가변본체(141)와 상기 방사본체(121)는 상기 절연결합층(143)으로 인해 직접 연결이 제한될 수 있다. 이 경우, 상기 가변본체(141)와 상기 방사본체(121)는 커플링을 통한 급전을 통해 RF신호를 송수신하도록 구현된다. 한편, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)의 변형된 실시예에 따르면 상기 가변본체(141)와 상기 방사본체(121)는 직접 연결되도록 구현될 수도 있다.

도 5를 참조하면, 상기 방사슬롯(122)은 주슬롯(1221), 및 보조슬롯(1222)을 포함할 수 있다. 상기 주슬롯(1221)은 UWB 주공진을 형성하기 위한 것이다. 상기 주슬롯(1221)은 6.0GHz 내지 8.0GHz 대역의 UWB 주공진을 형성할 수 있다. 상기 주슬롯(1221)은 사각형상으로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 주슬롯(1221)은 가로방향(X축 방향)을 기준으로 하는 가로길이보다 상기 가로방향(X축 방향)에 수직한 세로방향(Y축 방향)을 기준으로 하는 세로길이가 더 긴 직사각형으로 형성될 수 있다. 상기 보조슬롯(1222)은 상기 주슬롯(1221)의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치된 것이다. 상기 보조슬롯(1222)은 전체적으로 일부가 개방된 고리형태로 형성될 수 있다. 상기 보조슬롯(1222)은 상기 주슬롯(1221)으로부터 이격되어 배치될 수 있다. 상기 방사본체(121)는 상기 보조슬롯(1222)의 내측에 배치되도록 상기 가변본체(141)에 결합된 내측본체(1211), 및 상기 보조슬롯(1222)의 외측에 배치된 외측본체(1212)를 포함할 수 있다. 상기 보조슬롯(1222)은 상기 내측본체(1211)를 둘러싸도록 배치되고, 상기 외측본체(1212)는 상기 보조슬롯(1222)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 상기 내측본체(1211)에는 상기 가변본체(141)가 결합되고, 상기 중첩부재(142)는 상기 주슬롯(1221)과 상기 보조슬롯(1222) 중 적어도 하나에 대해 중첩되도록 상기 가변본체(141)로부터 돌출되어 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 중첩부재(142)가 상기 주슬롯(1221) 또는 상기 보조슬롯(1222)에 중첩되는 구조에 대해 여러가지 실시예를 포함할 수 있다. 이하에서는 상기 중첩부재(142)가 상기 주슬롯(1221) 또는 상기 보조슬롯(1222)에 중첩되는 구조에 대한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하겠다.

<제1실시예에 따른 중첩부재>

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 중첩부재(142)는 상기 보조슬롯(1222)에 중첩되도록 상기 가변본체(141)로부터 상기 보조슬롯(1222) 쪽으로 돌출될 수 있다. 이에 따라, 상기 보조슬롯(1222)은 상기 중첩부재(142)에 의해 적어도 일부가 가려짐으로써 형상이 변경될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 중첩부재(142)를 통해 상기 보조슬롯(1222)의 크기가 줄어들도록 상기 보조슬롯(1222)의 형상을 변경할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)의 공진 주파수는 변경될 수 있다. 이러한 결과는 도 10a와 도 10b에 도시된 그래프와 같이 실험적으로 증명되었다. 도 10a는 상기 중첩부재(142)가 상기 보조슬롯(1222)에 중첩되지 않은 비교예에 대한 공진 주파수 그래프이고, 도 10b는 상기 중첩부재(142)가 상기 보조슬롯(1222)에 중첩된 제1실시예에 대한 공진 주파수의 그래프이다. 도 10a와 도 10b에서 알 수 있듯이, 상기 중첩부재(142)가 상기 보조슬롯(1222)에 중첩된 실시예는 비교예와 대비하여 점선으로 표시된 공진 주파수가 변경될 수 있다. 여기서, X축은 주파수(Hz)고, Y축은 손실률(Return Loss)이다. 이에 따라, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 중첩부재(142)를 이용하여 상기 보조슬롯(1222)의 형상을 변경함으로써 공진 주파수를 변경하는 작업의 용이성을 향상시킬 수 있다. 상기 중첩부재(142)의 둘레면은 상기 보조슬롯(1222)의 내측면과 상기 보조슬롯(1222)의 외측면 사이에 배치될 수 있다. 상기 보조슬롯(1222)의 내측면은 상기 보조슬롯(1222)에서 상기 내측본체(1211)를 향하는 면이고, 상기 보조슬롯(1222)의 외측면은 상기 보조슬롯(1222)에서 상기 외측본체(1212)를 향하는 면을 의미한다. 이에 따라, 상기 중첩부재(142)는 상기 보조슬롯(1222)에 중첩되더라도 상기 보조슬롯(1222)의 일부만을 가리도록 구현될 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 중첩부재(142)는 상기 보조슬롯(1222)의 면적의 0.5배 보다 더 큰 면적을 갖도록 구현될 수 있다. 이에 따라, 상기 중첩부재(142)가 상기 보조슬롯(1222)을 가리는 정도가 증가함으로써 상기 보조슬롯(1222)의 형상이 변형되는 정도가 증가할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)의 공진 주파수는 변경될 수 있다. 이러한 결과는 도 10b와 도 11a에 도시된 그래프와 같이 실험적으로 증명되었다. 도 11a는 도 10b에 해당하는 상기 보조슬롯(1222)의 면적보다 더 큰 면적을 갖는 실시예에 대한 공진 주파수 그래프이다. 상기 중첩부재(142)의 면적이 증가함에 따라 공진 주파수가 변경됨을 도 10b와 도 11a를 통해 확인할 수 있다.

<제2실시예에 따른 중첩부재>

도 5 및 도 8을 참조하면, 상기 중첩부재(142)는 상기 주슬롯(1221)에 중첩되도록 상기 가변본체(141)로부터 상기 주슬롯(1221) 쪽으로 돌출될 수 있다. 이에 따라, 상기 주슬롯(1221)은 상기 중첩부재(142)에 의해 적어도 일부가 가려짐으로써 형상이 변경될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 중첩부재(142)를 통해 상기 주슬롯(1221)의 크기가 줄어들도록 상기 주슬롯(1221)의 형상을 변경할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 중첩부재(142)를 이용하여 상기 주슬롯(1221)의 형상을 변경함으로써 공진 주파수를 변경하는 작업의 용이성을 향상시킬 수 있다. 특히, 상기 보조슬롯(1222)의 형상을 변경하는 제1실시예와 비교하여, 제2실시예는 상기 주슬롯(1221)의 형상을 변형함으로써 제1실시예와는 상이한 공진 주파주를 획득할 수 있다. 이는 도 10b와 도 11b에 도시된 그래프와 같이 실험적으로 증명되었다. 여기서, 도 10b는 제1실시예에 따른 공진 주파수에 대한 그래프를 나타낸 것이고, 도 11b는 제2실시예에 따른 공진 주파수에 대한 그래프를 나타낸 것이다.

상기 중첩부재(142)에는 상기 주슬롯(1221)의 면적을 증대시키기 위한 개방홈(144)이 형성될 수 있다. 상기 개방홈(144)은 상기 주슬롯(1221)과 중첩되는 상기 중첩부재(142)의 적어도 일부를 관통하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 주슬롯(1221)의 면적은 상기 개방홈(144)의 면적에 대응되는 면적만큼 증대될 수 있다.

<제3실시예에 따른 중첩부재>

도 5 및 도 9를 참조하면, 상기 중첩부재(142)는 상기 보조슬롯(1222)에 중첩되도록 상기 가변본체(141)로부터 상기 보조슬롯(1222) 쪽으로 돌출된 보조중첩부재(142a), 및 상기 주슬롯(1221)에 중첩되도록 상기 가변본체(141)로부터 상기 주슬롯(1221) 쪽으로 돌출된 주중첩부재(142b)를 포함할 수 있다. 상기 보조중첩부재(142a)는 상기 보조슬롯(1222)과 중첩됨으로써 상기 보조슬롯(1222)의 형상을 변형시키고, 상기 주중첩부재(142b)는 상기 주슬롯(1221)과 중첩됨으로써 상기 주슬롯(1221)의 형상을 변형시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 중첩부재(142)를 이용하여 상기 주슬롯(1221)과 상기 보조슬롯(1222)의 형상을 모두 변형시키도록 구현된다. 따라서, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 방사슬롯(122)의 형상을 더욱 다각적으로 변형시킬 수 있으므로 다양한 공진 주파수가 요구되는 사용환경에 대한 범용성과 대응력을 더 향상시킬 수 있다. 상기 주중첩부재(142b)에는 상기 개방홈(144)이 형성될 수 있다. 상기 개방홈(144)은 상기 주중첩부재(142b)의 적어도 일부를 관통하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 주슬롯(1221)의 면적은 상기 개방홈(144)의 면적에 대응되는 면적만큼 증대될 수 있다.

도 5 및 도 12을 참조하면, 상기 보조슬롯(1222)은 일측슬롯(1222a), 타측슬롯(1222b), 및 연결슬롯(1222c)을 포함할 수 있다. 상기 일측슬롯(1222a)은 상기 주슬롯(1221)의 일측으로부터 이격된 것이다. 상기 주슬롯(1221)의 일측은 가로방향(X축 방향)을 기준으로 일측을 의미할 수 있다. 상기 타측슬롯(1222b)은 상기 주슬롯(1221)의 타측으로부터 이격된 것이다. 상기 주슬롯(1221)의 타측은 상기 가로방향(X축 방향)을 기준으로 타측을 의미할 수 있다. 상기 연결슬롯(1222c)은 상기 일측슬롯(1222a)과 상기 타측슬롯(1222b)에 연결되는 것이다. 상기 연결슬롯(1222c)의 일측은 상기 일측슬롯(1222a)과 연결되고, 상기 연결슬롯(1222c)의 타측은 상기 타측슬롯(1222b)과 연결될 수 있다. 상기 연결슬롯(1222c)은 상기 주슬롯(1221)의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 상기 연결슬롯(1222c)은 상기 내측본체(1211)를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 상기 연결슬롯(1222c)의 외측에는 상기 외측본체(1212)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 주슬롯(1221)과 상기 보조슬롯(1222)을 이용하여 주파수 대역을 증대시킬 수 있다. 이에 대해 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.

우선, 도 12을 참조하여 상기 급전부(110)로부터 공급된 전류가 상기 방사본체(121) 상에서 이동하는 방향을 살펴보면, 상기 급전부(110)로부터 인가된 전류는 상기 방사본체(121)로 유입된다. 상기 방사본체(121)로 유입된 전류는 상기 주슬롯(1221)의 외면을 따라 밀도가 높아짐으로써 7GHz 대역의 UWB 주공진 주파수를 형성할 수 있다.

상기 전류는 상기 주슬롯(1221)의 외면을 따라 이동하여서 상기 내부본체(1212)로 유입될 수 있다. 구체적으로, 상기 전류는 상기 일측슬롯(1222a)과 상기 주슬롯(1221)의 사이에 배치되어서 상기 내측본체(1211)와 상기 외측본체(1212)를 연결하는 일측통로(1213)와 상기 타측슬롯(1222b)과 상기 주슬롯(1221)의 사이에 배치되어서 상기 내측본체(1211)와 상기 외측본체(1212)를 연결하는 타측통로(1214)를 통해 상기 내부본체(1212)로 유입될 수 있다.

여기서, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 보조슬롯(1222)을 통해 상기 내측본체(1211)의 둘레가 곡면을 이루도록 구현됨으로써 상기 내측본체(1211)의 제한된 면적으로 다양한 전류경로를 확보할 수 있도록 구현된다. 상기 전류경로는 상기 일측슬롯(1222a) 또는 상기 타측슬롯(1222b)을 통해 상기 내측본체(1211)로 유입된 전류들이 상기 내측본체(1211) 상에서 흐르는 경로의 길이를 의미한다. 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 내측본체(1211)가 상기 보조슬롯(1222)에 의해 전체적으로 원형 내지 타원형의 형태를 가짐으로써, 상기 전류경로를 다양하게 구현할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 보조슬롯(1222)에 의해 형성된 다양한 전류경로들을 통해 세분화된 공진주파수들 간의 합성으로 대역폭을 넓힘으로써 광대역을 구현할 수 있다.

예컨대, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치는 상기 보조슬롯(1222)을 통해 상기 내측본체(1211) 상에 흐르는 전류들을 통해 상기 주슬롯(1221)에 의해 구현된 주공진 주파수(7.0Ghz) 보다 높은 주파수인 8.4GHz까지 구현할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 제한된 상기 방사체(120)의 면적 하에서 더 광대역을 구현함으로써 UWB와 같이 고주파수이면서도 광대역 폭을 요구하는 시스템에 대한 활용성을 더 향상시킬 수 있다. 이러한 효과는 상기 주슬롯(1221)과 상기 보조슬롯(1222)을 포함하는 실시예로 수행한 전류밀도 해석 결과로부터 알 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.

우선, 도 13은 상기 방사체(120) 상의 전류밀도에 대한 밀도분포를 나타낸 것이다. 도 13에서 적색(Red)에 가까운 색채일수록 전류밀도가 높은 것이고, 청색(Blue)에 가까울수록 전류밀도가 낮은 것이다.

다음, 도 13의 <A>와 같이, 상기 주슬롯(1221)의 외각을 따라 전류밀도가 상승하고 이로 인해 7.0GHz 대역의 주파수가 구현될 수 있다.

다음, 도 13의 <B>와 같이, 상기 보조슬롯(1222)의 외각을 따라 전류밀도가 상승하게 되면, 7.7GHz 대역의 주파수가 구현됨을 확인할 수 있다. 이 경우, 상기 보조슬롯(1222)의 둘레보다 상기 보조슬롯(1222)의 양 끝단에서 전류밀도가 상대적으로 더 높은 것을 확인할 수 있다.

다음, 도 13의 <C>와 같이, 상기 보조슬롯(1222)의 외각을 따라 전류밀도가 더 상승하게 되면, 8.4GHz 대역의 주파수가 구현됨을 확인할 수 있다. 이 경우에도, 상기 보조슬롯(1222)의 둘레보다 상기 보조슬롯(1222)의 양 끝단에서 전류밀도가 상대적으로 더 높은 것을 확인할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치는 상기 보조슬롯(1222)을 통해 상기 내측본체(1211) 상에 흐르는 전류들을 통해 상기 주슬롯(1221)에 의해 구현된 주공진 주파수 보다 높은 주파수를 구현함으로써 대역폭을 넓힘으로써 광대역을 구현할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 더욱 높은 품질의 전방향성 안테나를 구현할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치가 상술한 전류밀도의 분포를 보임으로써 광대역을 구현할 수 있다는 효과는 도 14에 도시된 방사패턴에 대한 해석결과로부터 확인할 수 있다. 도 14은 종래 기술에 따른 방사패턴의 시뮬레이션 결과(A)와 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)의 방사패턴의 시뮬레이션 결과(B)를 도시한 것이다. 도 14에서 적색(Red)에 가까운 색채일수록 높은 dB를 갖는 것이고, 청색(Blue)에 가까울수록 낮은 dB를 갖는 것이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)의 방사패턴 시뮬레이션 결과(B)는 종래 기술에 따른 방사패턴의 시뮬레이션 결과(A)와 대비하여 더 높은 Peak Gain 값을 가지며, 더 광범위하면서도 고르게 형성된 방사패턴을 구현하는 것을 확인할 수 있다.

도 5 및 도 12를 참조하면, 상기 주슬롯(1221)의 일측과 상기 일측슬롯(1222a)의 이격거리는 상기 주슬롯(1221)의 폭길이보다 더 짧을 수 있다. 예컨대, 상기 가로방향(X축 방향)을 기준으로 상기 주슬롯(1221)의 일측과 상기 일측슬롯(1222a)의 이격거리는 상기 가로방향(X축 방향)을 기준으로 상기 주슬롯(1221)의 폭길이에 비해 더 짧을 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 일측통로(1213)의 크기를 더 줄임으로써 상기 주슬롯(1221)의 일측과 상기 일측슬롯(1222a) 사이의 전류밀도를 더 증대시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 제한된 상기 방사체(120)의 면적 하에서 더 광대역을 구현함으로써 UWB와 같이 고주파수이면서도 광대역 폭을 요구하는 시스템에 대한 활용성을 더 향상시킬 수 있다.

상기 주슬롯(1221)의 타측과 상기 타측슬롯(1222b)의 이격거리는 상기 주슬롯(1221)의 폭길이보다 더 짧을 수 있다. 예컨대, 도 5 및 도 12와 같이 상기 가로방향(X축 방향)을 기준으로 상기 주슬롯(1221)의 타측과 상기 타측슬롯(1222b)의 이격거리는 상기 가로방향(X축 방향)을 기준으로 상기 주슬롯(1221)의 폭길이에 비해 더 짧을 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 타측통로(1214)의 크기를 더 줄임으로써 상기 주슬롯(1221)의 타측과 상기 타측슬롯(1222b) 사이의 전류밀도를 더 증대시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 제한된 상기 방사체(120)의 면적 하에서 더 광대역을 구현함으로써 UWB와 같이 고주파수이면서도 광대역 폭을 요구하는 시스템에 대한 활용성을 더 향상시킬 수 있다.

도 5 및 도 12를 참조하면, 상기 일측슬롯(1222a)은 상기 연결슬롯(1222c)으로부터 상기 주슬롯(1221)의 일측을 향해 연장될수록 크기가 감소되게 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 일측슬롯(1222a)은 상기 주슬롯(1221)을 향해 테이퍼(Taper)지도록 뾰족하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치는 상기 주슬롯(1221)의 일측을 향해 연장될수록 상기 일측슬롯(1222a)의 폭이 감소되지 않은 비교예와 대비하여 주파수에 따른 파장의 길이를 세분화함으로써 사용하고자 하는 주파수 대역의 임피던스 정합을 구현하고, 대역폭을 더 넓히도록 구현함으로써 방사특성 및 대역폭을 더 향상시킬 수 있다.

이러한 효과는 도 13의 <B>와 <C>에서 전류밀도가 상기 일측슬롯(1222a)과 상기 타측슬롯(1222b)에서 상기 주슬롯(1221) 쪽으로 갈수록 전류밀도가 상승하는 것을 통해 확인할 수 있다.

상기 타측슬롯(1222b)은 상기 연결슬롯(1222c)으로부터 상기 주슬롯(1221)의 타측을 향해 연장될수록 크기가 감소되게 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 타측슬롯(1222b)은 상기 사각슬롯(1221)을 향해 테이퍼(Taper)지도록 뾰족하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치는 상기 사각슬롯(1221)의 타측을 향해 연장될수록 상기 타측슬롯(1222b)의 폭이 감소되지 않은 비교예와 대비하여 주파수에 따른 파장의 길이를 세분화함으로써 사용하고자 하는 주파수 대역의 임피던스 정합을 구현하고, 대역폭을 더 넓히도록 구현함으로써 방사특성 및 대역폭을 더 향상시킬 수 있다.

이러한 효과는 도 13의 <B>와 <C>에서 전류밀도가 상기 일측슬롯(1222a)과 상기 타측슬롯(1222b)에서 상기 주슬롯(1221) 쪽으로 갈수록 전류밀도가 상승하는 것을 통해 확인할 수 있다.

상기 보조슬롯(1222)은 상기 주슬롯(1221)을 기준으로 하여 대칭되는 형태로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 보조슬롯(1222)은 상기 가로방향(X축 방향)을 기준으로 상기 주슬롯(1221)의 중심점을 지나면서 상기 세로방향(Y축 방향)에 평행한 대칭선(미도시)을 기준으로 대칭으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 전류가 상기 내부본체(1212) 상에서 대칭적인 전류경로를 확보함으로써 주파수의 방사특성과 대역폭을 더 개선할 수 있다.

상기 일측슬롯(1222a)의 내측면, 상기 연결슬롯(1222c)의 내측면, 및 상기 타측슬롯(1222b)의 내측면은 서로 연결되어서 하나의 곡면을 이룰 수 있다. 상기 일측슬롯(1222a)의 내측면은 상기 일측슬롯(1222a)에서 상기 내부본체(1212)를 향하는 면이고, 상기 연결슬롯(1222c)의 내측면은 상기 연결슬롯(1222c)에서 상기 내부본체(1212)를 향하는 면이며, 상기 타측슬롯(1222b)의 내측면은 상기 타측슬롯(1222b)에서 상기 내부본체(1212)를 향하는 면을 의미한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 내부본체(1212)의 둘레면이 연속적인 곡면을 이루도록 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 일측통로(1213) 또는 상기 타측통로(1214)를 기준으로 하여 상기 내부본체(1212)의 둘레면까지 전류가 이동하는 전류경로의 길이가 연속적으로 변하도록 구현함으로써, 주파수에 대한 더 세밀한 프로파일을 획득할 수 있다. 상기 내부본체(1212)의 둘레면이 다각형으로 이루어진 비교예의 경우, 상기 전류경로는 비연속적으로 변하기 때문에 특정 주파수를 생성하지 못할 수 있는 반면, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 내부본체(1212)의 둘레면이 연속적인 곡면으로 형성됨에 따라 상기 전류경로가 연속적으로 변하므로 비교예와 동일한 주파수 대역에서도 더 다양한 주파수를 구성할 수 있기 때문이다.

도 15를 참고하면 상기 커버부(3)는 커버본체(31), 및 커버홈(32)을 포함할 수 있다. 상기 커버본체(31)는 상기 메인보드(2)의 적어도 일부를 가리도록 상기 메인보드(2)의 상측에 배치될 수 있다. 상기 커버본체(31)는 상기 메인보드(2)를 통해 접지(Ground)될 수 있다. 상기 커버본체(31)는 전체적으로 사각형 형태의 얇은 판으로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않으며, 상기 메인보드(2)의 적어도 일부를 가릴 수 있으면 다른 형태로 형성될 수 있다. 상기 커버홈(32)은 상기 커버본체(31)에 형성된 것이다. 상기 커버홈(32)은 상기 커버본체(31)를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 메인보드(2)는 상기 커버홈(32)을 통해 외부로 노출될 수 있다. 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 커버본체(31)의 상면에 결합된 상태에서 상기 커버홈(32)을 통해 상기 커버본체(31) 내부에 있는 상기 메인보드(2)에 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 방사체(120)는 수평방향을 기준으로 상기 커버본체(31)에 중첩되도록 상기 커버본체(31)의 상부에 배치될 수 있다. 상기 수평방향은 상기 방사체(120)로부터 상기 커버본체(31)를 향하는 높이방향(Z축 방향)에 수직한 방향을 의미한다. 상기 높이방향은 상기 가로방향(X축 방향) 및 상기 세로방향(Y축 방향) 모두에 대해 수직한 방향일 수 있다. 상기 높이방향(Z축 방향)은 상기 급전부(110)가 상기 유전층(130)에 적층되는 방향일 수 있다. 이에 따라, 상기 방사체(120)의 하부에는 상기 메인보드(2)를 통해 접지(Ground)된 상기 커버본체(31)가 배치될 수 있다.

상기 접지패턴(150)은 상기 수평방향을 기준으로 상기 급전부(110)와 중첩되도록 배치될 수 있다. 상기 수평방향을 기준으로, 상기 접지패턴(150)의 길이는 상기 유전층(130)의 길이보다 더 짧을 수 있다.

상기 절연블럭(170)은 상기 유전층(130)의 하면에 결합된 것이다. 상기 유전층(130)은 상기 수평방향을 기준으로 상기 방사체(120)와 상기 커버본체(31) 모두에 대해 중첩되게 배치될 수 있다. 상기 절연블럭(170)은 절연재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 절연블럭(170)은 플라스틱, 고무 등으로 형성될 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 다음과 같은 작용효과를 도모할 수 있다.

첫째, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 방사체(120)의 하부에 배치된 상기 커버본체(31)가 상기 접지패턴(150)의 역할을 대체함으로써, 상기 방사체(120)의 하부에 상기 접지패턴(150)이 배치되지 않더라도 기존 안테나 특성이 소실되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 방사체(120)로부터 소정거리 이격된 접지패턴을 형성하기 위해 단가가 높은 유전층들을 추가로 적층하는 대신, 유전층에 비해 단가가 월등히 저렴한 절연체를 이용하여 상기 방사체(120)와 상기 커버본체(31) 사이의 이격거리만을 확보할 수 있도록 구현된다. 따라서, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 제조비용을 절감할 수 있다.

둘째, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 높이방향(Z축 방향)을 기준으로 상기 급전부(110)의 소형화를 구현할 수 있다. 상기 방사체(120)와 상기 커버본체(31) 사이의 이격거리를 증대시키기 위해 복수개의 유전층이 적층되는 비교예의 경우, 복수개의 유전층이 적층됨에 따라 상기 급전부(110) 또한 상기 높이방향(Z축 방향)을 기준으로 비대해지므로 안테나 실장영역이 제한적인 소형 전자기기 등에 설치되는 것이 제한될 수 있다. 반면, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 절연블럭(170)을 이용하여 상기 급전부(110)의 높이에는 영향을 미치지 않고 상기 방사체(120)와 상기 커버본체(31) 사이의 이격거리만을 증대시키도록 구현된다. 따라서, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 상기 높이방향(Z축 방향)을 기준으로 안테나 실장영역에 해당하는 상기 급전부(110)의 소형화를 구현할 수 있다.

셋째, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 기존에 수반되는 구조인 커버본체(31)를 이용하여 상기 접지패턴(150)을 대체하도록 구현되므로, 안테나장치의 구조를 단순화함으로써 제조편의성을 향상시키고 제조비용을 절감할 수 있다.

넷째, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 단일 유전층으로 구현됨에 따라 이종간의 유전층 적층구조에서 발생할 수 있는 유전층들간의 물성차이로 인한 안테나 성능저하를 원천적으로 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 UWB 안테나장치(100)는 단일 유전층을 통해 제조비용을 절감하면서도 더 안정적인 안테나 성능을 확보할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

100 : UWB 안테나장치 110 : 급전부
120 : 방사체 121 : 방사본체
122 : 방사슬롯 130 : 유전층
140 : 가변부 141 : 가변본체
142 : 중첩부재 142a : 보조중첩부재
142b : 주중첩부재 143 : 결합절연층
144 : 개방홈 150 : 접지패턴
160 : 커넥터 170 : 절연블럭
1221 : 주슬롯 1222 : 보조슬롯

Claims (10)

1. 메인보드에 전기적으로 연결된 급전부;
   상기 급전부에 전기적으로 연결된 방사체;
   상기 급전부와 상기 방사체가 결합된 유전층; 및
   상기 방사체로부터 방사되는 주파수 대역이 변경되도록 상기 방사체에 분리가능하게 결합된 가변부를 포함하고,
   상기 방사체는 상기 유전층의 상면에 결합된 방사본체, 및 상기 방사본체에 형성된 방사슬롯을 포함하며,
   상기 가변부는 상기 방사본체에 결합된 가변본체, 및 상기 방사슬롯에 중첩되게 배치되도록 상기 가변본체에 결합된 중첩부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 UWB 안테나장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 방사슬롯은 사각형상으로 형성된 주슬롯, 및 상기 주슬롯의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치된 보조슬롯을 포함하고,
   상기 방사본체는 상기 보조슬롯의 내측에 배치된 내측본체, 및 상기 보조슬롯의 외측에 배치된 외측본체를 포함하며,
   상기 중첩부재는 상기 보조슬롯에 중첩되도록 상기 가변본체로부터 상기 보조슬롯 쪽으로 돌출된 것을 특징으로 하는 UWB 안테나장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 중첩부재의 둘레면은 상기 보조슬롯의 내측면과 상기 보조슬롯의 외측면 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 UWB 안테나장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 중첩부재는 상기 보조슬롯의 면적의 0.5배 보다 더 큰 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 UWB 안테나장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 방사슬롯은 사각형상으로 형성된 주슬롯, 및 상기 주슬롯의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치된 보조슬롯을 포함하고,
   상기 방사본체는 상기 보조슬롯의 내측에 배치되도록 상기 가변본체에 결합된 내측본체, 및 상기 보조슬롯의 외측에 배치된 외측본체를 포함하며,
   상기 중첩부재는 상기 주슬롯에 중첩되도록 상기 가변본체로부터 상기 주슬롯 쪽으로 돌출된 것을 특징으로 하는 UWB 안테나장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 방사슬롯은 사각형상으로 형성된 주슬롯, 및 상기 주슬롯의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치된 보조슬롯을 포함하고,
   상기 방사본체는 상기 보조슬롯의 내측에 배치도록 상기 가변본체에 결합된 내측본체, 및 상기 보조슬롯의 외측에 배치된 외측본체를 포함하며,
   상기 중첩부재는 상기 보조슬롯에 중첩되도록 상기 가변본체로부터 상기 보조슬롯 쪽으로 돌출된 보조중첩부재, 및 상기 주슬롯에 중첩되도록 상기 가변본체로부터 상기 주슬롯 쪽으로 돌출된 주중첩부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 UWB 안테나장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 가변부는 상기 가변본체와 상기 방사본체 사이에 배치되어서 상기 가변본체를 상기 방사본체에 결합시키는 절연결합층을 포함하고,
   상기 절연결합층은 상기 가변본체와 상기 방사본체 사이에 커플링을 통한 급전구조가 구현되도록 상기 가변본체와 상기 방사본체를 이격시키는 것을 특징으로 하는 UWB 안테나장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 방사슬롯은 사각형상으로 형성된 주슬롯, 및 상기 주슬롯의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치된 보조슬롯을 포함하고,
   상기 보조슬롯은 상기 주슬롯의 일측으로부터 이격된 일측슬롯, 상기 주슬롯의 타측으로부터 이격된 타측슬롯, 및 상기 일측슬롯과 상기 타측슬롯에 연결되어 상기 주슬롯의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치된 연결슬롯을 포함하며,
   상기 일측슬롯의 내측면, 상기 연결슬롯의 내측면, 및 상기 타측슬롯의 내측면은 서로 연결되어서 하나의 곡면을 이루는 것을 특징으로 하는 UWB 안테나장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 일측슬롯은 상기 연결슬롯으로부터 상기 주슬롯의 일측을 향해 연장될수록 크기가 감소되게 형성된 것을 특징으로 하는 UWB 안테나장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 타측슬롯은 상기 연결슬롯으로부터 상기 주슬롯의 타측을 향해 연장될수록 크기가 감소되게 형성된 것을 특징으로 하는 UWB 안테나장치.

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