KR20230061855A

KR20230061855A - Ultra Wide Band Antenna Device Capable of Varying Frequency Band

Info

Publication number: KR20230061855A
Application number: KR1020210146525A
Authority: KR
Inventors: 조영대
Original assignee: 엘에스엠트론 주식회사
Priority date: 2021-10-29
Filing date: 2021-10-29
Publication date: 2023-05-09

Abstract

다양한 주파수 대역을 구현할 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 주파수 대역 조절이 가능한 UWB 안테나 장치는, 회로기판에 형성된 안테나 영역에 배치되어 미리 정해0906진 주파수 대역에서 신호를 송수신하는 안테나; 및 상기 안테나 영역에 형성되고, 급전모듈에 연결된 급전라인을 통해 공급되는 전류가 흐르는 급전경로를 구성하는 복수개의 스트립 라인(Strip Line)를 포함하고, 상기 안테나는, 상기 회로기판의 표면에 대해 수직 방향으로 형성되는 커넥터 핀; 중공 원기둥 형상으로 형성되고, 내주면 상단에 상기 커넥터 핀이 전기적으로 접촉되어 상기 커넥터 핀을 통해 급전되는 전류에 의해 전파를 방사하는 방사체; 상기 방사체의 하단에 배치되고, 상기 커넥터 핀 및 상기 방사체를 지지하는 커넥터 핀 가이드; 및 상기 커넥터 핀과 상기 스트립 라인이 전기적으로 연결되도록 상기 커넥터 핀 가이드의 하면에 형성되고, 복수개의 브랜치들 중 하나 이상을 상기 복수개의 스트립 라인 중 하나 이상에 선택적으로 연결시켜 상기 주파수 대역을 조절하는 주파수 대역 설정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A UWB antenna device capable of controlling a frequency band according to an aspect of the present invention capable of implementing various frequency bands includes an antenna disposed in an antenna area formed on a circuit board to transmit and receive signals in a predetermined 0906 frequency band; and a plurality of strip lines formed in the antenna area and constituting a power supply path through which a current supplied through a power supply line connected to a power supply module flows, wherein the antenna is perpendicular to the surface of the circuit board. connector pins formed in the direction; a radiator formed in the shape of a hollow cylinder and electrically contacting an upper end of an inner circumferential surface with the connector pin to emit radio waves by current supplied through the connector pin; a connector pin guide disposed at a lower end of the radiator and supporting the connector pin and the radiator; And formed on a lower surface of the connector pin guide so that the connector pin and the strip line are electrically connected, and selectively connecting one or more of a plurality of branches to one or more of the plurality of strip lines to adjust the frequency band. It is characterized in that it comprises a frequency band setting unit.

Description

UWB antenna device capable of frequency band control {Ultra Wide Band Antenna Device Capable of Varying Frequency Band}

본 발명은 안테나 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 UWB 안테나 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna device, and more particularly to a UWB antenna device.

UWB(Ultra Wide Band, 초광대역) 안테나 장치는 사무실이나 가정과 같은 한정된 공간에서 PC, 주변기기, 가전제품 등과 무선으로 접속하여 데이터를 송수신할 수 있는 블루투스(Bluetooth)와 같은 근거리 무선통신에 적용되는 안테나를 의미한다. UWB (Ultra Wide Band) antenna device is an antenna applied to short-distance wireless communication such as Bluetooth that can transmit and receive data by wirelessly connecting to PCs, peripherals, and home appliances in a limited space such as an office or home. it means.

UWB 안테나 장치는 3.1~10.6GHz 대역에서 100Mbps이상 속도로, 일반적인 안테나 장치가 가지는 주파수 대역에 비해 매우 넓은 주파수 대역을 가지면서도 낮은 에너지로 초고속 통신을 실현하는 근거리 무선통신 장치로 규정된다. 이와 같이 UWB 안테나 장치는 비교적 넓은 주파수 대역을 가지면서 낮은 에너지를 갖는 신호를 실어 보내는데도, UWB 안테나 장치는 10m 반경 내에서 수백 Mbps에서 수 Gbps까지의 데이터 전송률로 출력할 수 있다. A UWB antenna device is defined as a short-range wireless communication device that realizes ultra-high-speed communication with low energy while having a very wide frequency band compared to the frequency band of general antenna devices at a speed of 100 Mbps or more in the 3.1 to 10.6 GHz band. As such, even though the UWB antenna device transmits a signal having a relatively wide frequency band and low energy, the UWB antenna device can output a data rate of several hundred Mbps to several Gbps within a radius of 10 m.

UWB 안테나 장치는 다른 통신시스템에 간섭을 방지하기 위해 신호의 에너지를 수 GHz 주파수 대역에 걸쳐 분산시켜 신호를 송신함으로써 다른 협대역 신호에 간섭을 주지 않고 주파수에 크게 구애받지 않으며 통신을 할 수 있으며, 노이즈에 매우 강하며 데이터 전송률이 높고, 전력 소모량이 작고 발송 출력이 작은 장점이 있다. The UWB antenna device distributes signal energy over several GHz frequency bands to prevent interference with other communication systems and transmits signals, thereby enabling communication without interfering with other narrowband signals and being largely independent of frequency. It is very resistant to noise, has a high data rate, low power consumption and low transmission output.

즉, UWB 안테나 장치는 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. That is, the UWB antenna device can transmit signals with relatively low spectral power density over a wide frequency bandwidth by sharing frequencies without mutual interference with narrowband and broadband antenna systems such as existing mobile communication and satellite communication in limited frequency resources. there is.

UWB 안테나 장치를 이용하는 전자제품의 경우, 동일한 타입의 UWB 안테나 장치라 하더라도 해당 UWB 안테나 장치가 이용되는 전자제품의 종류에 따라 요구되는 주파수 대역이 상이할 수 밖에 없어, UWB 안테나 장치가 이용될 전자제품에서 요구되는 주파수 대역 별로 UWB 안테나 장치를 개별적으로 설계 및 제조해야 한다는 불편함이 있다.In the case of an electronic product using a UWB antenna device, even if it is the same type of UWB antenna device, the required frequency band is inevitably different depending on the type of electronic product in which the corresponding UWB antenna device is used, and thus the electronic product in which the UWB antenna device is used There is an inconvenience in that a UWB antenna device must be individually designed and manufactured for each frequency band required by the.

최근 전자제품들의 소형화 추세에 따라 해당 전자제품에 적용되는UWB 안테나 또한 소형화가 이루어 지고 있고, UWB 안테나가 소형화됨에 따라 커버 가능한 주파수 대역이 제한될 수 있다는 문제점이 있다.In accordance with the recent miniaturization trend of electronic products, UWB antennas applied to the corresponding electronic products are also being miniaturized, and as the UWB antenna is miniaturized, there is a problem that the frequency band that can be covered may be limited.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다양한 주파수 대역을 구현할 수 있는 주파수 대역 조절이 가능한UWB 안테나 장치를 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its technical task to provide a UWB antenna device capable of controlling a frequency band capable of realizing various frequency bands.

또한, 본 발명은 무지향성을 갖는 주파수 대역 조절이 가능한 UWB 안테나 장치를 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.In addition, another technical problem of the present invention is to provide a UWB antenna device capable of controlling a frequency band having non-directional properties.

또한, 본 발명은 방사체와 커넥터 핀간의 간격을 조절함으로써 커플링(Coupling)양을 조절할 수 있는 주파수 대역 조절이 가능한 UWB안테나 장치를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.In addition, another technical problem of the present invention is to provide a UWB antenna device capable of controlling a frequency band capable of adjusting an amount of coupling by adjusting a distance between a radiator and a connector pin.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 주파수 대역 조절이 가능한 UWB 안테나 장치는, 회로기판에 형성된 안테나 영역에 배치되어 미리 정해진 주파수 대역에서 신호를 송수신하는 안테나; 및 상기 안테나 영역에 형성되고, 급전모듈에 연결된 급전라인을 통해 공급되는 전류가 흐르는 급전경로를 구성하는 복수개의 스트립 라인(Strip Line)를 포함하고, 상기 안테나는, 상기 회로기판의 표면에 대해 수직 방향으로 형성되는 커넥터 핀; 중공 원기둥 형상으로 형성되고, 내주면 상단에 상기 커넥터 핀이 전기적으로 접촉되어 상기 커넥터 핀을 통해 급전되는 전류에 의해 전파를 방사하는 방사체; 상기 방사체의 하단에 배치되고, 상기 커넥터 핀 및 상기 방사체를 지지하는 커넥터 핀 가이드; 및 상기 커넥터 핀과 상기 스트립 라인이 전기적으로 연결되도록 상기 커넥터 핀 가이드의 하면에 형성되고, 복수개의 브랜치들 중 하나 이상을 상기 복수개의 스트립 라인 중 하나 이상에 선택적으로 연결시켜 상기 주파수 대역을 조절하는 주파수 대역 설정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A UWB antenna device capable of adjusting a frequency band according to an aspect of the present invention for achieving the above object includes an antenna disposed in an antenna area formed on a circuit board to transmit and receive signals in a predetermined frequency band; and a plurality of strip lines formed in the antenna area and constituting a power supply path through which a current supplied through a power supply line connected to a power supply module flows, wherein the antenna is perpendicular to the surface of the circuit board. connector pins formed in the direction; a radiator formed in the shape of a hollow cylinder and electrically contacting an upper end of an inner circumferential surface with the connector pin to emit radio waves by current supplied through the connector pin; a connector pin guide disposed at a lower end of the radiator and supporting the connector pin and the radiator; And formed on a lower surface of the connector pin guide so that the connector pin and the strip line are electrically connected, and selectively connecting one or more of a plurality of branches to one or more of the plurality of strip lines to adjust the frequency band. It is characterized in that it comprises a frequency band setting unit.

일 실시예에 있어서, 상기 주파수 대역 설정부는 중심점을 기준으로 Y형상이 되도록 서로 연결된 제1 브랜치, 제2 브랜치, 및 제3 브랜치를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 브랜치와 상기 제2 브랜치간의 제1 각도와, 상기 제2 브랜치와 상기 제3 브랜치간의 제2각도와, 상기 제3 브랜치와 상기 제1 브랜치간의 제3 각도는 모두 다르게 설정될 수 있다.In one embodiment, the frequency band setting unit may include a first branch, a second branch, and a third branch connected to each other to form a Y shape with respect to a central point. At this time, the first angle between the first branch and the second branch, the second angle between the second branch and the third branch, and the third angle between the third branch and the first branch are all set differently. can

다른 예로, 상기 제1 브랜치와 상기 제2 브랜치간의 제1 각도와, 상기 제2 브랜치와 상기 제3 브랜치간의 제2각도와, 상기 제3 브랜치와 상기 제1 브랜치간의 제3 각도 중 어느 하나의 각도는 다른 2개의 각도와 상이하게 설정될 수도 있다.In another example, any one of a first angle between the first branch and the second branch, a second angle between the second branch and the third branch, and a third angle between the third branch and the first branch. The angle may be set differently from the other two angles.

상기 급전라인은 제1 방향으로 연장된 메인 급전라인을 포함하고, 상기 복수개의 스트립 라인은, 상기 메인 급전라인으로부터 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 분기되어 형성된 제1 스트립 라인; 상기 메인 급전라인으로부터 상기 제2 방향으로 분기되어 형성되고, 상기 제1 스트립 라인으로부터 상기 제1 방향으로 소정간격 이격되도록 형성된 제2 스트립 라인; 및 상기 메인 급전라인으로부터 상기 제2 방향으로 소정간격 이격되어 상기 제1 방향으로 연장되도록 형성된 제3 스트립 라인을 포함할 수 있다.The feed line includes a main feed line extending in a first direction, and the plurality of strip lines may include a first strip line formed by branching from the main feed line in a second direction perpendicular to the first direction; a second strip line branched from the main feed line in the second direction and spaced apart from the first strip line in the first direction by a predetermined interval; and a third strip line formed to be spaced apart from the main power supply line in the second direction by a predetermined interval and extend in the first direction.

또한, 상기 급전라인은 상기 메인 급전라인의 일단에서 상기 제2 방향에 반대되는 제3 방향으로 연장된 서브 급전라인을 더 포함하고, 상기 안테나는, 상기 메인 급전라인의 일단에 연결되는 제1 정수소자, 상기 메인 급전라인의 타단에 연결되는 제2 정수소자, 및 상기 제3 스트립 라인의 일단에 연결되는 제3 정수소자 중 어느 하나를 더 포함하고, 상기 안테나가 상기 제1 정수소자 내지 제3 정수소자 중 어느 하나를 통해 접지되면 상기 안테나는 피파타입 안테나로 동작하고, 상기 안테나의 미접지시 상기 안테나는 모노폴 안테나로 동작할 수 있다.In addition, the feed line further includes a sub feed line extending from one end of the main feed line in a third direction opposite to the second direction, and the antenna includes a first integer connected to one end of the main feed line. element, a second integer element connected to the other end of the main power supply line, and a third integer element connected to one end of the third strip line, wherein the antenna is connected to the first through third element elements. When grounded through one of the integer elements, the antenna operates as a PIP-type antenna, and when the antenna is not grounded, the antenna operates as a monopole antenna.

일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 스트립 라인은 상기 메인 급전라인으로부터 상기 제2 방향으로 소정간격 이격되어 상기 제1 방향과 반대되는 제4 방향으로 연장되도록 형성된 제4 스트립 라인을 더 포함하고, 상기 안테나는, 상기 제4 스트립 라인의 일단에 연결되는 제4 정수소자를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the plurality of strip lines further include a fourth strip line formed to extend in a fourth direction opposite to the first direction by being spaced apart from the main power supply line in the second direction by a predetermined interval, The antenna may further include a fourth integer element connected to one end of the fourth strip line.

상술한 실시예에 있어서, 상기 커넥터 핀은, 원형으로 형성되고, 외주면이 상기 방사체의 내주면에 접촉되도록 형성된 접촉 플레이트; 및 상기 접촉 플레이트의 하면에서 상기 커넥터 핀 가이드 방향으로 연장되어 형성된 접촉핀을 포함하고, 상기 접촉핀은 상기 커넥터 핀 가이드를 관통하여 상기 주파수 대역 설정부에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.In the above-described embodiment, the connector pin may include a contact plate having a circular shape and having an outer circumferential surface in contact with an inner circumferential surface of the radiator; and contact pins extending from a lower surface of the contact plate toward the connector pin guide, wherein the contact pins pass through the connector pin guide and are electrically connected to the frequency band setting unit.

이때, 상기 접촉 플레이트의 상면에는 상기 주파수 대역 설정부와 동일 형상으로 형성되어 상기 주파수 대역 설정부에 포함된 상기 브랜치들과 상기 복수개의 스트립 라인간의 연결을 가이드 하는 인디케이터가 더 포함될 수 있다.In this case, an indicator formed in the same shape as the frequency band setting unit and guiding a connection between the plurality of strip lines and the branches included in the frequency band setting unit may be further included on an upper surface of the contact plate.

일 실시예에 있어서, 상기 접촉핀과 상기 방사체 내주면 사이의 거리에 따라 커플링(Coupling)양이 조절될 수 있다.In one embodiment, an amount of coupling may be adjusted according to a distance between the contact pin and the inner circumferential surface of the radiator.

한편, 상기 커넥터 핀 가이드는, 상기 방사체의 하단 내주면에 접촉하도록 배치되어 상기 방사체의 좌우 방향으로 이동을 제한하는 제한부재; 및 상기 제한부재의 하부에 배치되어 상기 방사체가 안착되는 안착면을 갖는 지지부재를 포함할 수 있다.Meanwhile, the connector pin guide may include a limiting member disposed to contact an inner circumferential surface of a lower end of the radiator to restrict movement of the radiator in the left and right directions; and a support member disposed under the limiting member and having a seating surface on which the radiator is seated.

이때, 상기 제한부재와 상기 지지부재에는 상기 커넥터 핀이 관통하는 관통홀이 형성될 수 있다.In this case, a through hole through which the connector pin passes may be formed in the limiting member and the supporting member.

일 실시예에 있어서, 상기 커넥터 핀 가이드는 유전체로 형성될 수 있다.In one embodiment, the connector pin guide may be formed of a dielectric material.

상술한 실시예에 있어서, 상기 회로기판은 비전도성 플레이트 상에 도전층이 적층되어 형성되고, 상기 복수개의 스트립 라인은 상기 안테나 영역 내에서 상기 복수개의 스트립 라인에 대응되는 도전층을 제외한 부분을 제거하여 형성된 것을 특징으로 한다.In the above-described embodiment, the circuit board is formed by stacking a conductive layer on a non-conductive plate, and the plurality of strip lines are removed from the antenna area except for the conductive layer corresponding to the plurality of strip lines. It is characterized by being formed by.

본 발명에 따르면, Y형상의 주파수 대역 설정부에 포함된 브랜치들 중 하나 이상의 브랜치를 복수개의 스트립 라인들에 선택적으로 연결시킴으로써 원하는 주파수 대역을 설정할 수 있어 다양한 주파수 대역의 설정이 가능하고, 주파수 대역 별로 별도의 UWB 안테나 장치를 설계 및 제조할 필요가 없다는 효과가 있다.According to the present invention, a desired frequency band can be set by selectively connecting one or more branches among the branches included in the Y-shaped frequency band setting unit to a plurality of strip lines, so that various frequency bands can be set. There is an effect that there is no need to design and manufacture a separate UWB antenna device.

또한, 본 발명에 따르면, 주파수 대역 별로 별도의 UWB 안테나 장치를 설계하거나 제조하지 않더라도 유효 안테나 길이 값을 조절하여 다양한 주파수 대역을 구현할 수 있기 때문에, 본 발명에 따른 UWB 안테나 장치를 다양한 주파수 대역을 갖는 전자제품들에 적용할 수 있다는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since various frequency bands can be implemented by adjusting the effective antenna length value without designing or manufacturing a separate UWB antenna device for each frequency band, the UWB antenna device according to the present invention has various frequency bands. There is an effect that it can be applied to electronic products.

또한, 본 발명에 따르면 무지향성을 갖는 안테나 장치를 구현할 수 있기 때문에 음영지역을 최소화할 수 있다는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since it is possible to implement an antenna device having non-directional properties, there is an effect of minimizing a shadow area.

또한, 본 발명에 따르면 방사체와 커넥터 핀간의 간격을 조절함으로써 커플링(Coupling)양을 조절할 수 있기 때문에 공진 주파수를 용이하게 변경할 수 있다는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since the amount of coupling can be adjusted by adjusting the distance between the radiator and the connector pin, there is an effect that the resonance frequency can be easily changed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 대역 조절이 가능한 UWB 안테나 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 안테나의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 안테나를 A-A'라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 영역의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 영역의 확대도이다.
도 6은 안테나(120)를 회전시킴에 의해 제1 내지 제3 브랜치와 복수개의 스트립 라인간의 연결관계가 가변되는 것을 예시적으로 보여주는 도면이다.1 is a diagram showing a UWB antenna device capable of controlling a frequency band according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view of the antenna shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a cross-sectional view of the antenna shown in FIG. 2 taken along line A-A'.
4 is an enlarged view of an antenna area according to an embodiment of the present invention.
5 is an enlarged view of an antenna area according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram exemplarily showing that the connection relationship between the first to third branches and a plurality of strip lines is varied by rotating the antenna 120 .

이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of terms described in this specification should be understood as follows.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.Singular expressions should be understood to include plural expressions unless the context clearly defines otherwise, and terms such as “first” and “second” are used to distinguish one component from another, The scope of rights should not be limited by these terms.

"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that terms such as "comprise" or "having" do not preclude the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.The term “at least one” should be understood to include all possible combinations from one or more related items. For example, "at least one of the first item, the second item, and the third item" means two of the first item, the second item, and the third item as well as each of the first item, the second item, and the third item. It means a combination of all items that can be presented from one or more.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 대역 조절이 가능한 UWB 안테나 장치(100)를 보여주는 도면이다.1 is a diagram showing a UWB antenna device 100 capable of controlling a frequency band according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 주파수 대역 조절이 가능한 UWB 안테나 장치(100)는 초광대역(Ultra Wide Band: UWB)을 구현하여 넓은 대역폭을 확보할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 주파수 대역 조절이 가능한 UWB 안테나 장치(100)는 원하는 주파수 대역의 설정이 가능할 뿐만 아니라, 설정된 주파수 대역에서 무지향 특성의 방사패턴을 가지는 전파를 방사할 수 있다.The UWB antenna device 100 capable of controlling a frequency band shown in FIG. 1 can secure a wide bandwidth by implementing an ultra-wide band (UWB). In particular, the UWB antenna device 100 capable of controlling a frequency band according to the present invention can set a desired frequency band and can radiate radio waves having a non-directional radiation pattern in the set frequency band.

이를 위해 본 발명에 따른 주파수 대역 조절이 가능한UWB 안테나 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 회로기판(110), 안테나(120), 급전라인(125), 및 복수개의 스트립 라인(130a~130c)을 포함한다.To this end, the UWB antenna device 100 capable of adjusting the frequency band according to the present invention includes a circuit board 110, an antenna 120, a power supply line 125, and a plurality of strip lines 130a to 130c).

회로기판(110)은 비전도성 플레이트(110a) 상에 도전층(110b)이 적층되어 형성된 것으로서, 안테나(120), 급전라인(125), 및 복수개의 스트립 라인(130a~130c)이 배치된다. 일 실시예에 있어서, 안테나(120), 급전라인(125), 및 복수개의 스트립 라인(130a~130c)은 회로기판(110) 상에 형성된 안테나 영역(112) 내에 배치될 수 있다.The circuit board 110 is formed by stacking a conductive layer 110b on a non-conductive plate 110a, and an antenna 120, a power supply line 125, and a plurality of strip lines 130a to 130c are disposed. In one embodiment, the antenna 120 , the feed line 125 , and the plurality of strip lines 130a to 130c may be disposed within the antenna area 112 formed on the circuit board 110 .

이때, 안테나 영역(112)은 회로기판(110)을 구성하는 도전층(110b) 중 일부를 제거함에 의해 형성될 수 있다. 도 1에서는 설명의 편의를 위해 안테나 영역(112)이 사각형 형상인 것으로 설명하였지만, 이는 하나의 예일 뿐 안테나(120), 급전라인(125), 및 복수개의 스트립 라인(130a~130c)의 배치가 가능하다면 안테나 영역(112)의 크기나 형상은 다양하게 변형될 수 있다.In this case, the antenna area 112 may be formed by removing a portion of the conductive layer 110b constituting the circuit board 110 . In FIG. 1, the antenna area 112 has been described as having a rectangular shape for convenience of explanation, but this is only an example, and the arrangement of the antenna 120, the feed line 125, and the plurality of strip lines 130a to 130c If possible, the size or shape of the antenna area 112 may be variously modified.

일 실시예에 있어서, 회로기판(110)은 PCB(Printed Circuit Board)일 수 있다.In one embodiment, the circuit board 110 may be a printed circuit board (PCB).

안테나(120)는 회로기판(110)상에 마련된 안테나 영역(112) 상에 형성되고, 미리 설정된 주파수 대역에서 신호를 송수신한다. 이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나(120)의 구성을 도 2 내지 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.The antenna 120 is formed on the antenna area 112 provided on the circuit board 110, and transmits and receives signals in a preset frequency band. Hereinafter, the configuration of the antenna 120 according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3 .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나의 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 안테나를 A-A'라인을 따라 절단한 단면도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나(120)는 커넥터핀(210), 방사체(220), 커넥터 핀 가이드(230), 및 주파수 대역 설정부(240)를 포함한다.2 is a perspective view of an antenna according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the antenna shown in FIG. 1 taken along line A-A'. 2 and 3, the antenna 120 according to an embodiment of the present invention includes a connector pin 210, a radiator 220, a connector pin guide 230, and a frequency band setting unit 240. includes

커넥터 핀(210)은 회로기판(110)의 표면에 대해 수직 방향으로 형성되어 방사체(220)로 전류를 급전한다. 커넥터 핀(210)은 회로기판(110) 상에서 커넥터 핀 가이드(230)의 하부에 형성되는 주파수 대역 설정부(240)를 통해 도 1에 도시된 복수개의 스트립 라인(130a~13c)들 중 적어도 하나에 전기적으로 연결된다.The connector pins 210 are formed in a direction perpendicular to the surface of the circuit board 110 to supply current to the radiator 220 . The connector pins 210 are at least one of the plurality of strip lines 130a to 13c shown in FIG. 1 through the frequency band setting unit 240 formed below the connector pin guide 230 on the circuit board 110. electrically connected to

이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 핀(210)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 접촉 플레이트(212) 및 접촉핀(214)으로 구성될 수 있다.To this end, the connector pin 210 according to an embodiment of the present invention may be composed of a contact plate 212 and a contact pin 214 as shown in FIGS. 2 and 3 .

접촉 플레이트(212)는 원형으로 형성되어 외주면(212a)이 방사체(220)의 내주면(220a)에 접촉되도록 형성된다. 구체적으로, 도 2 에 도시된 바와 같이, 접촉 플레이트는(212)는 접촉 플레이트(212)의 지름(r1)이 방사체(220)의 내주면 지름(r2)과 동일한 크기를 갖도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 접촉 플레이트(212)의 외주면(212a)이 방사체(220)의 내주면(220a)에 접촉하게 됨으로써 커넥터 핀(210)으로부터 방사체(220)로 전류가 공급된다.The contact plate 212 is formed in a circular shape so that the outer circumferential surface 212a contacts the inner circumferential surface 220a of the radiator 220 . Specifically, as shown in FIG. 2 , the contact plate 212 may be formed such that the diameter r1 of the contact plate 212 has the same size as the inner circumferential diameter r2 of the radiator 220 . Through this, the outer circumferential surface 212a of the contact plate 212 comes into contact with the inner circumferential surface 220a of the radiator 220, so that current is supplied from the connector pin 210 to the radiator 220.

접촉핀(214)은 접촉 플레이트(212)의 하면 중심에서 커넥터 핀 가이드(230) 방향으로 연장되어 형성된다. 접촉핀(214)은 회로기판(110) 상에서 커넥터 핀 가이드(230)의 하부에 배치되는 주파수 대역 설정부(240)에 전기적으로 연결된다.The contact pins 214 extend from the center of the lower surface of the contact plate 212 toward the connector pin guide 230 . The contact pin 214 is electrically connected to the frequency band setting unit 240 disposed below the connector pin guide 230 on the circuit board 110 .

방사체(220)는 그 내부에 접촉핀(214)이 수용될 수 있도록 중공 원기둥 형상으로 형성된다. 방사체(220)는 커넥터 핀(120)의 접촉 플레이트(212)가 상단 내주면(220a)에 전기적으로 접촉됨으로써 커넥터 핀(120)으로부터 전류가 급전되어 전파를 방사한다.The radiator 220 is formed in a hollow cylindrical shape so that the contact pin 214 can be accommodated therein. When the contact plate 212 of the connector pin 120 electrically contacts the upper inner circumferential surface 220a of the radiator 220, current is supplied from the connector pin 120 to emit radio waves.

이러한 실시예에 따르는 경우 방사체(220)의 내주면(220a)과 방사체(220) 내부에 수용되는 접촉핀(214) 사이의 거리(L1)에 따라 커플링(Coupling)양이 조절될 수 있다. 일 예로, 커플링양의 증가가 요구되는 경우 안테나(120) 제조시 방사체(220)의 내주면(220a)과 접촉핀(214) 사이의 거리(L1)가 감소되도록 안테나(120)가 형성될 수 있고, 커플링양의 감소가 요구되는 경우 방사체(220의) 내주면(220a)과 접촉핀(214) 사이의 거리(L1)가 증가되도록 안테나(120)가 형성될 수 있다.According to this embodiment, the amount of coupling may be adjusted according to the distance L1 between the inner circumferential surface 220a of the radiator 220 and the contact pin 214 accommodated inside the radiator 220 . For example, when an increase in the coupling amount is required, the antenna 120 may be formed such that the distance L1 between the inner circumferential surface 220a of the radiator 220 and the contact pin 214 is reduced during manufacture of the antenna 120, , When a reduction in the amount of coupling is required, the antenna 120 may be formed such that the distance L1 between the inner circumferential surface 220a of the radiator 220 and the contact pin 214 is increased.

한편, 방사체(220)의 내부에는 커넥터 핀 가이드(230) 중 일부가 수용될 수도 있다. 구체적으로, 중공 원기둥 형상으로 형성된 방사체(220)의 하단 내부에 커넥터 핀 가이드(230)의 일부가 수용될 수 있다.Meanwhile, some of the connector pin guides 230 may be accommodated inside the radiator 220 . Specifically, a portion of the connector pin guide 230 may be accommodated inside the lower end of the radiator 220 formed in the shape of a hollow cylinder.

커넥터 핀 가이드(230)는 방사체(220)의 하단에 배치되고, 커넥터 핀(210) 및 방사체(220)를 지지한다. 이를 위해, 커넥터 핀 가이드(230)는 제한부재(232) 및 지지부재(234)를 포함할 수 있다.The connector pin guide 230 is disposed at the lower end of the radiator 220 and supports the connector pin 210 and the radiator 220 . To this end, the connector pin guide 230 may include a limiting member 232 and a support member 234 .

제한부재(232)는 방사체(220)의 하단 내주면(220a)에 접촉하도록 배치되어 방사체(220)의 좌우 방향으로 이동을 제한한다. 일 실시예에 있어서, 제한부재(232)는 원형 형상으로 형성되어 그 외주면(232a)이 방사체(220)의 내주면(220a)에 접촉되도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 제한부재(232)는 제한부재(232)의 지름(r3)이 방사체(220)의 내주면 지름(r2)과 동일한 크기를 갖도록 형성될 수 있다. 이와 같이, 방사체(220)의 내주면(220a)이 제한부재(232a)의 외주면에 접촉되어 지지됨에 의해 방사체(220)의 좌우이동이 제한된다.The limiting member 232 is disposed to contact the lower inner circumferential surface 220a of the radiator 220 and restricts movement of the radiator 220 in the left and right directions. In one embodiment, the limiting member 232 may be formed in a circular shape so that its outer circumferential surface 232a contacts the inner circumferential surface 220a of the radiator 220 . Specifically, as shown in FIG. 2 , the limiting member 232 may be formed such that the diameter r3 of the limiting member 232 has the same size as the inner circumferential diameter r2 of the radiator 220 . As such, since the inner circumferential surface 220a of the radiator 220 is supported in contact with the outer circumferential surface of the limiting member 232a, the left and right movement of the radiator 220 is restricted.

지지부재(234)는 제한부재(232)의 하면에 접촉하도록 배치되고, 방사체(220)가 안착되는 안착면(234a)을 포함한다. 안착면(234a) 상에 방사체(220)의 하단이 안착됨으로써 방사체(220)가 지지될 수 있다.The support member 234 is disposed to contact the lower surface of the limiting member 232 and includes a seating surface 234a on which the radiator 220 is seated. As the lower end of the radiator 220 is seated on the seating surface 234a, the radiator 220 may be supported.

한편, 제한부재(232)와 지지부재(234)에는 접촉핀(214)이 관통하는 관통홀(236)이 형성되어 있다. 이러한 관통홀(236)을 통해 접촉핀(214)이 커넥터 핀 가이드(230)를 관통하여 주파수 대역 설정부(240)에 전기적으로 연결될 수 있다.Meanwhile, a through hole 236 through which the contact pin 214 passes is formed in the limiting member 232 and the support member 234 . The contact pin 214 may pass through the connector pin guide 230 through the through hole 236 and be electrically connected to the frequency band setting unit 240 .

일 실시예에 있어서, 제한부재(232) 및 지지부재(234)는 유전체로 형성될 수 있다. 제한부재(232) 및 지지부재(234)가 유전체로 형성됨에 따라 방사체(220)의 내주면(220a)과 접촉핀(214) 사이에 배치되는 제한부재(232)로 인해 접촉핀(214)과 방사체(220)사이에 커패시턴스 성분이 증가됨으로써 공진주파수 대역이 높아질 수 있게 된다.In one embodiment, the limiting member 232 and the supporting member 234 may be formed of a dielectric material. As the limiting member 232 and the support member 234 are formed of a dielectric material, the contact pin 214 and the radiator are formed by the limiting member 232 disposed between the inner circumferential surface 220a of the radiator 220 and the contact pin 214. The resonant frequency band can be increased by increasing the capacitance component between (220).

주파수 대역 설정부(240)는 커넥터 핀(210)을 도 1에 도시된 복수개의 스트립 라인(130a~130c)에 전기적으로 연결시킨다. 이를 위해, 주파수 대역 설정부(240)는 커넥터 핀 가이드(230)의 하면에 형성된다. 보다 구체적으로, 주파수 대역 설정부(240)는 커넥터 핀 가이드(230)를 구성하는 지지부재(234)의 하면에 형성된다.The frequency band setting unit 240 electrically connects the connector pins 210 to the plurality of strip lines 130a to 130c shown in FIG. 1 . To this end, the frequency band setting unit 240 is formed on the lower surface of the connector pin guide 230 . More specifically, the frequency band setting unit 240 is formed on the lower surface of the support member 234 constituting the connector pin guide 230 .

일 실시예에 있어서, 주파수 대역 설정부(240)는 도 2에 도시된 바와 같이 복수개의 브랜치(240a~240c)들로 구성되고, 브랜치들(240a~240c)들 중 하나 이상이 복수개의 스트립 라인(130a~130c)들 중 하나 이상에 선택적으로 연결됨으로써 안테나(120)의 주파수 대역을 조절할 수 있다.In one embodiment, the frequency band setting unit 240 is composed of a plurality of branches 240a to 240c as shown in FIG. 2, and at least one of the branches 240a to 240c is a plurality of strip lines. By selectively connecting to one or more of (130a ~ 130c), the frequency band of the antenna 120 can be adjusted.

구체적으로, 주파수 대역 설정부(240)는 도 2에 도시된 바와 같이 전체적으로 Y형상으로 형성되도록 중심점(C1)에 서로 연결된 3개의 브랜치(240a~240c)들을 포함할 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 브랜치(240a~240c)들은 중심점(C1)을 기준으로 미리 정해진 각도만큼 이격되도록 배치될 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 2 , the frequency band setting unit 240 may include three branches 240a to 240c connected to each other at the central point C1 so as to be formed in a Y shape as a whole. That is, the first to third branches 240a to 240c may be arranged to be spaced apart from the center point C1 by a predetermined angle.

이때, 제1 브랜치(240a)와 제2 브랜치(240b) 간의 제1 각도(a1)와, 제2 브랜치(240b)와 제3 브랜치(240c) 간의 제2각도(a2)와, 제3 브랜치(240c)와 제1 브랜치(240a) 간의 제3 각도(a1)는 모두 다르게 설정되거나, 제1 내지 제3 각도(a1~a3)중 일부만이 동일하게 설정될 수도 있을 것이다.At this time, the first angle a1 between the first branch 240a and the second branch 240b, the second angle a2 between the second branch 240b and the third branch 240c, and the third branch ( 240c) and the third angle a1 between the first branch 240a may be all set differently, or only some of the first to third angles a1 to a3 may be set the same.

이러한 실시예에 따르는 경우, 제1 브랜치(240a)만이 복수개의 스트립 라인(130a~130c) 중 어느 하나에 연결되거나, 제2 브랜치(240b)만이 복수개의 스트립 라인(130a~130c) 중 어느 하나에 연결되거나, 제3 브랜치(240c)만이 복수개의 스트립 라인(130a~130c) 중 어느 하나에 연결될 수 있다.According to this embodiment, only the first branch 240a is connected to any one of the plurality of strip lines 130a to 130c, or only the second branch 240b is connected to any one of the plurality of strip lines 130a to 130c. Alternatively, only the third branch 240c may be connected to any one of the plurality of strip lines 130a to 130c.

다른 실시예에 있어서, 제1 및 제2 브랜치(240a, 240b)는 복수개의 스트립 라인(130a~130c) 중 2개의 스트립 라인에 연결되고 제3 브랜치(240c)는 스트립 라인에 연결되지 않거나, 제1 및 제3 브랜치(240a, 240c)가 복수개의 스트립 라인(130a~130c) 중 2개의 스트립 라인에 연결되고 제2 브랜치(240b)는 스트립 라인에 연결되지 않거나, 제2 및 제3브랜치(240b, 240c)가 복수개의 스트립 라인(130a~130c) 중 2개의 스트립 라인에 연결되고 제1 브랜치(240a)는 스트립 라인에 연결되지 않을 수 있다. 이때, 제1 내지 제3 스트립 라인(130a~130c)들 중 제1 내지 제3 브랜치(240a~240c)에 연결될 2개의 스트립 라인은 제1 내지 제3 브랜치(240a~240c)간의 각도(a1, a2, a3)에 의해 결정될 수 있다.In another embodiment, the first and second branches 240a and 240b are connected to two of the plurality of strip lines 130a to 130c and the third branch 240c is not connected to the strip line, or The first and third branches 240a and 240c are connected to two of the plurality of strip lines 130a to 130c and the second branch 240b is not connected to the strip line, or the second and third branches 240b , 240c) may be connected to two of the plurality of strip lines 130a to 130c and the first branch 240a may not be connected to the strip line. At this time, two strip lines to be connected to the first to third branches 240a to 240c among the first to third strip lines 130a to 130c are the angles a1, a2, a3).

또 다른 실시예에 있어서, 제1 내지 제3 브랜치(240a~240c)가 스트립 라인(130a~30c)에 각각 연결될 수도 있을 것이다.In another embodiment, the first to third branches 240a to 240c may be connected to the strip lines 130a to 30c, respectively.

예컨대, 제1 브랜치(240a)와 제2 브랜치(240b) 간의 제1 각도(a1)가 90도로 설정되고, 제2 브랜치(240b)와 제3 브랜치(240c) 간의 제2각도(a2)가 135도로 설정되며, 제3 브랜치(240c)와 제1 브랜치(240a) 간의 제3 각도(a1)가 135도로 설정된 경우, 도 6(a)에 도시된 바와 같이 기본위치에서 제1 브랜치(240a)는 제1 스트립 라인(130a)에 연결되고, 제2 브랜치(240b)는 제2 스트립 라인(130c)에 연결되며, 제3 브랜치(240c)는 제3 스트립 라인(130c)에 연결된다.For example, the first angle a1 between the first branch 240a and the second branch 240b is set to 90 degrees, and the second angle a2 between the second branch 240b and the third branch 240c is set to 135 degrees. degree, and when the third angle a1 between the third branch 240c and the first branch 240a is set to 135 degrees, as shown in FIG. 6(a), the first branch 240a in the basic position is The first strip line 130a is connected, the second branch 240b is connected to the second strip line 130c, and the third branch 240c is connected to the third strip line 130c.

또한, 도 6(b)에 도시바와 같이, 도 6(a)에 도시된 안테나 위치에서 안테나(120)를 시계방향으로 소정각도 회전시킴으로써, 제2 브랜치(240b)가 제1 스트립 라인(130a)에 연결되고, 제1 및 제3 브랜치(240a, 240c)는 제1 및 제3 스트립 라인(130b, 130c)으로부터 분리될 수 있다.Also, as shown in FIG. 6(b), by rotating the antenna 120 clockwise by a predetermined angle at the antenna position shown in FIG. 6(a), the second branch 240b is formed along the first strip line 130a. , and the first and third branches 240a and 240c may be separated from the first and third strip lines 130b and 130c.

또한, 도 6(c)에 도시바와 같이, 도 6(b)에 도시된 안테나 위치에서 안테나(120)를 시계방향으로 다시 소정각도 회전시킴으로써, 제1 브랜치(240b)는 제3 스트립 라인(130c)에 연결되고, 제3 브랜치(240c)는 제2 스트립 라인(130b)에 연결되며, 제2 브랜치(240b)는 제1 스트립 라인(130a)으로부터 분리될 수 있다.Also, as shown in FIG. 6(c), by rotating the antenna 120 clockwise again by a predetermined angle at the antenna position shown in FIG. 6(b), the first branch 240b is formed by the third strip line 130c. ), the third branch 240c is connected to the second strip line 130b, and the second branch 240b may be separated from the first strip line 130a.

또한, 도 6(d)에 도시바와 같이, 도 6(c)에 도시된 안테나 위치에서 안테나(120)를 시계방향으로 다시 소정각도 회전시킴으로써, 제2 브랜치(240b)가 제3 스트립 라인(130c)에 연결되고, 제3 브랜치(240c)는 제1 스트립 라인(130a)에 연결되며, 제1 브랜치(240a)는 제2 스트립 라인(130b)으로부터 분리될 수 있다.Also, as shown in FIG. 6(d), by rotating the antenna 120 clockwise again by a predetermined angle at the antenna position shown in FIG. 6(c), the second branch 240b is formed by the third strip line 130c. ), the third branch 240c is connected to the first strip line 130a, and the first branch 240a may be separated from the second strip line 130b.

또한, 도 6(e)에 도시바와 같이, 도 6(d)에 도시된 안테나 위치에서 안테나(120)를 시계방향으로 다시 소정각도 회전시킴으로써, 제1 브랜치(240a)가 제2 스트립 라인(130b)에 연결되고, 제2 및 제3 브랜치(240b, 240c)는 제1 및 제3 스트립 라인(130a, 130c)으로부터 분리될 수 있다.Also, as shown in FIG. 6(e), by rotating the antenna 120 clockwise again by a predetermined angle at the antenna position shown in FIG. 6(d), the first branch 240a is formed by the second strip line 130b. ), and the second and third branches 240b and 240c may be separated from the first and third strip lines 130a and 130c.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 제1 내지 제3 브랜치(240a~240c)와 복수개의 스트립 라인(130a~130c)간의 연결관계를 가변시킴으로써 원하는 주파수 대역을 설정할 수 있어, 하나의 UWB 안테나 장치(100)를 이용하여 다양한 주파수 대역을 구현할 수 있게 된다. 이에 따라, UWB 안테나 장치(100)가 적용될 수 있는 어플리케이션의 종류가 확장될 수 있다.As described above, according to the present invention, a desired frequency band can be set by varying the connection relationship between the first to third branches 240a to 240c and the plurality of strip lines 130a to 130c, so that one UWB antenna device 100 ), it is possible to implement various frequency bands. Accordingly, the types of applications to which the UWB antenna device 100 can be applied can be expanded.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 안테나(120)는 제1 내지 제3 브랜치(240a~240c)와 복수개의 스트립 라인(130a~130c)간의 연결을 가이드 하기 위한 인디케이터(250)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 인디케이터(250)는 접촉 플레이트(212)의 상면에 주파수 대역 설정부(240a~240c)와 동일 형상으로 형성될 수 있다.Referring back to FIGS. 1 and 2 , the antenna 120 according to the present invention includes an indicator 250 for guiding the connection between the first to third branches 240a to 240c and the plurality of strip lines 130a to 130c. may further include. In one embodiment, the indicator 250 may be formed on the upper surface of the contact plate 212 in the same shape as the frequency band setting units 240a to 240c.

즉, 인디케이터(250)는 주파수 대역 설정부(240a~24c)와 동일하게 복수개의 인디케이터(250a~250c)들이 중심점(C2)을 기준으로 서로 연결된 Y형상으로 형성될 수 있다. 이때, 제1 인디케이터(250a)는 제1 브랜치(240a)에 대응되고, 제2 인디케이터(250b)는 제2 브랜치(240b)에 대응되며, 제3 인디케이터(250c)는 제3 브랜치(240c)에 대응된다.That is, the indicator 250 may be formed in a Y shape in which a plurality of indicators 250a to 250c are connected to each other with respect to the center point C2, similarly to the frequency band setting units 240a to 24c. In this case, the first indicator 250a corresponds to the first branch 240a, the second indicator 250b corresponds to the second branch 240b, and the third indicator 250c corresponds to the third branch 240c. Corresponds.

본 발명에서 인디케이터(250a~250c)를 이용하여 제1 내지 제3 브랜치(240a~240c)와 복수개의 스트립 라인(130a~130c)간의 연결을 가이드 하는 이유는, 제1 내지 제3 브랜치(240a~240c)가 커넥터 핀 가이드(230)의 하면에 형성되기 때문에, 안테나(120)가 회로기판(110)에 안착되는 경우 제1 내지 제3 브랜치(240a~240c)와 복수개의 스트립 라인(130a~130c)간의 연결관계를 외부에서 확인하기가 어렵기 때문이다.In the present invention, the reason for guiding the connection between the first to third branches 240a to 240c and the plurality of strip lines 130a to 130c using the indicators 250a to 250c is to 240c) is formed on the lower surface of the connector pin guide 230, when the antenna 120 is seated on the circuit board 110, the first to third branches 240a to 240c and the plurality of strip lines 130a to 130c ) because it is difficult to confirm the connection between them from the outside.

따라서, 본 발명에서는 인디케이터(250a~250c)를 접촉 플레이트(212)의 상면에 형성함으로써 사용자가 인디케이터(250a~250c)를 육안으로 확인하면서 안테나(120)를 회전시켜 각 인디케이터(250a~250c)에 대응되는 브랜치들(240a~240c)을 원하는 스트립 라인(130a~130c)에 선택적으로 연결시킬 수 있게 된다. Therefore, in the present invention, the indicators 250a to 250c are formed on the upper surface of the contact plate 212 so that the user visually checks the indicators 250a to 250c and rotates the antenna 120 so as to reach each indicator 250a to 250c. Corresponding branches 240a to 240c can be selectively connected to desired strip lines 130a to 130c.

급전라인(125)은 회로기판(110)상에 마련된 안테나 영역(112) 상에 형성된다. 급전라인(125)은 회로기판(110)에 설치되는 급전모듈(미도시)로부터 급전신호를 인가받고, 급전경로를 형성하는 복수개의 스트립 라인(130a~130c)을 통해 급전신호를 안테나(120)로 공급한다.The power supply line 125 is formed on the antenna area 112 provided on the circuit board 110 . The power supply line 125 receives a power supply signal from a power supply module (not shown) installed on the circuit board 110, and transmits the power supply signal to the antenna 120 through a plurality of strip lines 130a to 130c forming a power supply path. supplied with

일 실시예에 있어서, 급전라인(125)은 회로기판(110) 상에서 제1 방향(D1)으로 연장되도록 형성된 메인 급전라인(125a)과 메인 급전라인(125a)의 일단을 급전모듈에 연결시키는 서브 급전라인(125b)을 포함할 수 있다. 이때, 서브 급전라인(125b)은 메인 급전라인(125b)의 일단으로부터 제1 방향(D1)에 수직한 제2 방향(D2)으로 연장되도록 형성될 수 있다.In one embodiment, the power supply line 125 is a main power supply line 125a formed to extend in the first direction D1 on the circuit board 110 and a sub connecting one end of the main power supply line 125a to the power supply module. A power supply line 125b may be included. At this time, the sub feed line 125b may be formed to extend from one end of the main feed line 125b in a second direction D2 perpendicular to the first direction D1.

메인 급전라인(125a) 및 서브 급전라인(125b)은 안테나 영역(112) 형성을 위해 회로기판(110)의 도전층(110b)의 일부를 제거할 때, 안테나 영역(112) 내에서 도전층(110b) 중 메인 급전라인(125a) 및 서브 급전라인(125b)에 대응되는 영역을 제외한 부분을 제거함에 의해 형성될 수 있다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 방사성능을 갖는 물질을 이용하여 안테나 영역(112) 내에서 회로기판(110) 상에 메인 급전라인(125a) 및 서브 급전라인(125b)을 직접 형성할 수도 있을 것이다.When a part of the conductive layer 110b of the circuit board 110 is removed to form the antenna area 112, the main feed line 125a and the sub feed line 125b form a conductive layer ( 110b) may be formed by removing portions other than regions corresponding to the main feed line 125a and the sub feed line 125b. However, the present invention is not limited thereto, and the main feed line 125a and the sub feed line 125b may be directly formed on the circuit board 110 within the antenna area 112 using a material having radiation performance. will be.

복수개의 스트립 라인(130a~130c)은 회로기판(110)상에 마련된 안테나 영역(112) 상에 형성되고, 주파수 대역 설정부(240)를 구성하는 브랜치들(240a~240c) 중 하나 이상과 선택적으로 연결됨으로써, 안테나(120)의 주파수 대역을 설정한다.The plurality of strip lines 130a to 130c are formed on the antenna area 112 provided on the circuit board 110, and are selectively associated with one or more of the branches 240a to 240c constituting the frequency band setting unit 240. By being connected to, the frequency band of the antenna 120 is set.

복수개의 스트립 라인(130a~130c)은, 안테나 영역(112) 형성을 위해 회로기판(110)의 도전층(110b)의 일부를 제거할 때, 안테나 영역(112) 내에서 도전층(110b) 중 복수개의 스트립 라인(130a~130c)에 대응되는 영역을 제외한 부분을 제거함에 의해 형성될 수 있다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 방사성능을 갖는 물질을 이용하여 안테나 영역(112) 내에서 회로기판(110) 상에 복수개의 스트립 라인(130a~130c)을 직접 형성할 수도 있을 것이다.When a portion of the conductive layer 110b of the circuit board 110 is removed to form the antenna area 112, the plurality of strip lines 130a to 130c are part of the conductive layer 110b in the antenna area 112. It may be formed by removing portions other than regions corresponding to the plurality of strip lines 130a to 130c. However, the present invention is not limited thereto, and the plurality of strip lines 130a to 130c may be directly formed on the circuit board 110 within the antenna area 112 using a material having radiation performance.

이하, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 급전라인과 복수개의 스트립 라인에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 4, a feed line and a plurality of strip lines according to the present invention will be described in more detail.

도 4는 안테나 영역 내에 형성되는 급전라인과 복수개의 스트립 라인의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 복수개의 스트립 라인(130a~130c)은 제1 스트립 라인(130a), 제2 스트립 라인(130b), 및 제3 스트립 라인(130c)을 포함한다. 4 is a diagram showing an example of a feed line and a plurality of strip lines formed in an antenna area. As shown in FIG. 4 , the plurality of strip lines 130a to 130c according to the present invention include a first strip line 130a, a second strip line 130b, and a third strip line 130c.

도 4에서는 주파수 대역 설정부(240)를 구성하는 브랜치(240a~240c)들과 복수개의 스트립 라인(130a~130c)간의 연결관계를 도시하기 위해, 안테나(120)의 경우 주파수 대역 설정부(240)만을 도시하였고 다른 구성들의 도시는 생략하였다.4 shows the connection relationship between the branches 240a to 240c constituting the frequency band setting unit 240 and the plurality of strip lines 130a to 130c, in the case of the antenna 120, the frequency band setting unit 240 ), and other configurations are omitted.

제1 스트립 라인(130a)은 메인 급전라인(125a)으로부터 제1 방향(D1)에 수직한 제3 방향(D3)으로 분기되어 형성된다. 이때, 제3 방향(D3)은 서브 급전라인(125b)의 연장방향인 제2 방향(D2)과 반대되는 방향을 의미한다.The first strip line 130a is formed by branching from the main feed line 125a in a third direction D3 perpendicular to the first direction D1. At this time, the third direction D3 means a direction opposite to the second direction D2, which is the extending direction of the sub-feed line 125b.

제2 스트립 라인(130b)은 메인 급전라인(125a)으로부터 제3 방향(D3)으로 분기되어 형성되고, 제1 스트립 라인(130a)으로부터 제1 방향(D1)으로 소정간격 이격되도록 형성된다. 이때, 제1 스트립 라인(130a)과 제2 스트립 라인(130b)간의 이격거리는 제1 브랜치(240a)와 제2 브랜치(240b)간의 각도(a1), 제2 브랜치(240b)와 제3 브랜치(240c)간의 각도(a3), 및 제3 브랜치(240c)와 제1 브랜치(240a)간의 각도(a1) 중 적어도 하나에 따라 결정될 수 있다.The second strip line 130b is formed by branching from the main feed line 125a in the third direction D3 and is spaced apart from the first strip line 130a in the first direction D1 by a predetermined interval. At this time, the distance between the first strip line 130a and the second strip line 130b is the angle a1 between the first branch 240a and the second branch 240b, the second branch 240b and the third branch ( It may be determined according to at least one of the angle a3 between 240c and the angle a1 between the third branch 240c and the first branch 240a.

제3 스트립 라인(130b)은 메인 급전라인(130a)으로부터 제2 방향으로 소정간격 이격되어 제1 방향으로 연장되도록 형성된다. 즉, 제3 스트립 라인(130b)은 안테나(110)를 사이에 두고 메인 급전라인(130a)과 나란하게 형성될 수 있다.The third strip line 130b is spaced apart from the main power supply line 130a in the second direction by a predetermined interval and extends in the first direction. That is, the third strip line 130b may be formed parallel to the main feed line 130a with the antenna 110 interposed therebetween.

상술한 실시에 있어서, 제1 및 제2 스트립 라인(130a, 130b)은 동일한 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 제3 스트립 라인(130c)은 제1 및 제2 스트립 라인(130a, 130b)과 다른 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 일 예로, 제3 스트립 라인(130c)은 제1 및 제2 스트립 라인(130a, 130b)보다 더 긴 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 제1 내지 제3스트립 라인(130a~130c)은 메인 급전라인(125a)보다 짧은 길이를 갖도록 형성될 수 있다.In the above implementation, the first and second strip lines 130a and 130b may be formed to have the same length. Also, the third strip line 130c may be formed to have a length different from that of the first and second strip lines 130a and 130b. For example, the third strip line 130c may be formed to have a longer length than the first and second strip lines 130a and 130b. In addition, the first to third strip lines 130a to 130c may be formed to have a shorter length than the main feed line 125a.

한편, 본 발명에 따른 UWB 안테나 장치(100)는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 UWB 안테나 장치(100)의 임피던스 매칭을 위해 복수개의 정수소자(Lumped Element)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 정수소자는 메인 급전라인(125a)의 일단에 연결되는 제1 정수소자(260a), 메인 급전라인(125a)의 타단에 연결되는 제2 정수소자(260b), 및 제3 스트립 라인(130c)의 일단에 연결되는 제3 정수소자(260c) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Meanwhile, the UWB antenna device 100 according to the present invention may further include a plurality of lumped elements for impedance matching of the UWB antenna device 100 as shown in FIGS. 1 and 4 . In one embodiment, the water purification elements include a first water purification element 260a connected to one end of the main power supply line 125a, a second water purification element 260b connected to the other end of the main power supply line 125a, and a third water purification element 260b. At least one of the third water purification elements 260c connected to one end of the strip line 130c may be included.

이때, 제1 정수소자(260a)의 일단은 메인 급전라인(125a)의 일단에 연결되고 제1 정수소자(260a)의 타단은 접지되며, 제2 정수소자(260b)의 일단은 메인 급전라인(125a)의 타단에 연결되고 제2 정수소자(260b)의 타단은 접지되며, 제3 정수소자(260c)의 일단은 제3 스트립 라인(130c)의 일단에 연결되고 제3 정수소자(260c)의 타단은 접지될 수 있다.At this time, one end of the first water purification element 260a is connected to one end of the main power supply line 125a, the other end of the first water purification element 260a is grounded, and one end of the second water purification element 260b is connected to the main power supply line ( 125a), the other end of the second integer element 260b is grounded, and one end of the third integer element 260c is connected to one end of the third strip line 130c and the third integer element 260c is grounded. The other end may be grounded.

이와 같이, 본 발명에 따르면 UWB안테나 장치(100)가 복수개의 정수소자(260a~260c)를 포함함으로써 UWB 안테나 장치(100)의 임피던스 매칭을 추가로 수행할 수 있기 때문에, 주파수 대역을 미세하게 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 복수개의 정수소자(260a~260c)들 중 어느 하나를 선택적으로 접지시킴으로써 급전경로를 상이하게 구성할 수 있어 다양한 주파수 대역을 구현할 수 있게 된다.In this way, according to the present invention, since the UWB antenna device 100 includes a plurality of integer elements 260a to 260c, impedance matching of the UWB antenna device 100 can be additionally performed, so that the frequency band can be finely adjusted. In addition, by selectively grounding any one of the plurality of integer elements 260a to 260c, the power supply path can be configured differently, so that various frequency bands can be implemented.

또한, UWB안테나 장치(100)가 정수소자(260a~260c)를 포함하지 않거나 UWB 안테나 장기(100)가 접지되지 않는 경우 UWB안테나 장치(100)는 무지향성인 모노폴 안테나로 동작하게 되지만, UWB안테나 장치(100)가 복수개의 정수소자(260a~260c)를 포함하고 각 정수소자(260a~260c) 중 어느 하나가 접지되거나 UWB 안테나 장치(100)가 접지되는 경우 UWB안테나 장치(100)는 지향성인 피파(PIFA) 안테나로 동작하게 되므로, 하나의 UWB 안테나 장치(100)로 다양한 종류의 어플리케이션에 적합한 타입의 안테나를 구현할 수 있게 된다. 이로 인해, 본 발명에 따른 UWB 안테나 장치가 적용될 수 있는 어플리케이션의 범위를 더욱 확장할 수 있게 된다.In addition, when the UWB antenna device 100 does not include the integer elements 260a to 260c or the UWB antenna organ 100 is not grounded, the UWB antenna device 100 operates as a non-directional monopole antenna, but the UWB antenna device 100 If (100) includes a plurality of integer elements (260a to 260c) and any one of each integer element (260a to 260c) is grounded or the UWB antenna device 100 is grounded, the UWB antenna device 100 is a directional wave wave. Since it operates as a (PIFA) antenna, it is possible to implement a type of antenna suitable for various types of applications with one UWB antenna device 100. Due to this, it is possible to further expand the range of applications to which the UWB antenna device according to the present invention can be applied.

특히, 복수개의 정수소자(260a~260c)들 중 접지될 정수소자를 선택함에 있어서, 노이즈(Noise)와 같은 주변 환경의 영향이 최소화될 수 있는 정수소자를 선택함으로써 UWB 안테나 장치(100)의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.In particular, in selecting an integer element to be grounded among the plurality of integer elements 260a to 260c, the performance of the UWB antenna device 100 is selected by selecting an integer element capable of minimizing the influence of the surrounding environment such as noise. can improve.

한편, 도 4에서는 본 발명에 따른 UWB안테나 장치(100)가 3개의 스트립 라인(130a~130c)을 포함하는 것으로 설명하였다. 하지만, 다른 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 UWB안테나 장치(100)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제4 스트립 라인(130d)을 더 포함할 수 있다. 제4 스트립 라인(130d)은 메인 급전라인(125a)으로부터 제3 방향(D3)으로 소정간격 이격되어 제1 방향(D1)과 반대되는 제4 방향(D4)으로 연장되도록 형성된다. 이때, 제4 스트립 라(130d)은 제4 스트립 라인(130d)의 일단이 제3 스트립 라인(130c)의 일단에 연결되도록 형성될 수 있고, 제4 스트립 라인(130d)의 타단에는 제4 정수소자(260d)가 추가로 형성될 수 있다. Meanwhile, in FIG. 4 , the UWB antenna device 100 according to the present invention has been described as including three strip lines 130a to 130c. However, in another embodiment, the UWB antenna device 100 according to the present invention may further include a fourth strip line 130d as shown in FIG. 5 . The fourth strip line 130d is spaced apart from the main power supply line 125a in a third direction D3 by a predetermined interval and extends in a fourth direction D4 opposite to the first direction D1. In this case, the fourth strip line 130d may be formed such that one end of the fourth strip line 130d is connected to one end of the third strip line 130c, and the other end of the fourth strip line 130d has a fourth constant. An element 260d may be additionally formed.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to understand that the above-described present invention may be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

100: UWB 안테나 장치 110: 회로기판
120: 안테나 130: 스트립 라인
210: 커넥터 핀 220: 방사체
230: 커넥터 핀 가이드 240: 주파수 대역 설정부100: UWB antenna device 110: circuit board
120: antenna 130: strip line
210: connector pin 220: emitter
230: connector pin guide 240: frequency band setting unit

Claims

an antenna disposed in an antenna area formed on a circuit board to transmit and receive signals; and
It is formed in the antenna area and includes a plurality of strip lines constituting a power supply path through which current supplied through a power supply line connected to a power supply module flows,
the antenna,
connector pins formed in a direction perpendicular to the surface of the circuit board;
a radiator formed in the shape of a hollow cylinder and electrically contacting an upper end of an inner circumferential surface with the connector pin to emit radio waves by current supplied through the connector pin;
a connector pin guide disposed at a lower end of the radiator and supporting the connector pin and the radiator; and
A frequency formed on a lower surface of the connector pin guide so that the connector pin and the strip line are electrically connected, and selectively connecting one or more of a plurality of branches to one or more of the plurality of strip lines to adjust the frequency band. A UWB antenna device capable of controlling a frequency band, characterized in that it comprises a band setting unit.

According to claim 1,
The frequency band setting unit comprises a first branch, a second branch, and a third branch connected to each other so as to form a Y shape with respect to .

According to claim 2,
The first angle between the first branch and the second branch, the second angle between the second branch and the third branch, and the third angle between the third branch and the first branch are all set differently. A UWB antenna device capable of adjusting a frequency band to be.

According to claim 2,
An angle of any one of a first angle between the first branch and the second branch, a second angle between the second branch and the third branch, and a third angle between the third branch and the first branch is different. A UWB antenna device capable of adjusting a frequency band, characterized in that set differently from the two angles.

According to claim 1,
The feed line includes a main feed line extending in a first direction,
The plurality of strip lines,
a first strip line branched from the main feed line in a second direction perpendicular to the first direction;
a second strip line branched off from the main feed line in the second direction and spaced apart from the first strip line in the first direction by a predetermined interval; and
and a third strip line formed to extend in the first direction and spaced apart from the main feed line by a predetermined interval in the second direction.

According to claim 5,
The feed line further includes a sub feed line extending from one end of the main feed line in a third direction opposite to the second direction,
the antenna,
Further comprising any one of a first water purification element connected to one end of the main power supply line, a second water purification element connected to the other end of the main power supply line, and a third water purification element connected to one end of the third strip line; ,
When the antenna is grounded through any one of the first to third integer elements, the antenna operates as a PIP-type antenna, and when the antenna is not grounded, the antenna operates as a monopole antenna. Adjustable UWB antenna unit.

According to claim 5,
The plurality of strip lines further include a fourth strip line formed to extend in a fourth direction opposite to the first direction by being spaced apart from the main feed line in the second direction by a predetermined interval;
the antenna,
The UWB antenna device capable of controlling a frequency band, further comprising a fourth integer element connected to one end of the fourth strip line.

According to claim 1,
The connector pins are
a contact plate formed in a circular shape and having an outer circumferential surface in contact with an inner circumferential surface of the radiator; and
A contact pin extending from the lower surface of the contact plate in the direction of the connector pin guide;
The contact pin is electrically connected to the frequency band setting unit through the connector pin guide.

According to claim 8,
The upper surface of the contact plate further includes an indicator formed in the same shape as the frequency band setting unit and guiding a connection between the plurality of strip lines and the branches included in the frequency band setting unit. Adjustable UWB antenna unit.

According to claim 8,
A frequency band controllable UWB antenna device, characterized in that the amount of coupling is adjusted according to the distance between the contact pin and the inner circumferential surface of the radiator.

According to claim 8,
The connector pin guide,
a limiting member disposed to contact an inner circumferential surface of a lower end of the radiator and restricting movement of the radiator in the left and right directions; and
A UWB antenna device capable of adjusting a frequency band, characterized in that it comprises a support member disposed below the limiting member and having a seating surface on which the radiator is seated.

According to claim 11,
A UWB antenna device capable of controlling a frequency band, characterized in that the limiting member and the support member are formed with through-holes through which the connector pin passes.

According to claim 1,
The circuit board is formed by stacking a conductive layer on a non-conductive plate,
The plurality of strip lines are formed by removing a portion of the antenna area except for a conductive layer corresponding to the plurality of strip lines.