KR20230065525A - Antenna module - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈은 접지부 및 유전부를 포함하는 기판; 제1 주파수 대역에 대응하는 길이를 갖도록 형성되고, 상기 기판의 제1 가장 자리 일측에 배치되는 제1 안테나; 제2 주파수 대역에 대응하는 길이를 갖도록 형성되고, 상기 기판의 제2 가장 자리 일측에 배치되는 제2 안테나; 및 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 사이의 상기 제1 가장 자리 일측 또는 상기 제2 가장 자리 일측에 배치되는 스터브를 포함하고, 상기 스터브는, 상기 제1 안테나와 제1 거리만큼 이격 배치되고 상기 제2 안테나와 제2 거리만큼 이격 배치되며, 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나는, 각각 제1 슬롯 패턴 및 제2 슬롯 패턴을 포함한다. An antenna module according to an embodiment of the present invention includes a substrate including a grounding part and a dielectric part; a first antenna formed to have a length corresponding to a first frequency band and disposed on one side of a first edge of the substrate; a second antenna formed to have a length corresponding to a second frequency band and disposed on one side of a second edge of the substrate; and a stub disposed at one side of the first edge or one side of the second edge between the first antenna and the second antenna, wherein the stub is spaced apart from the first antenna by a first distance and It is spaced apart from the second antenna by a second distance, and the first antenna and the second antenna include a first slot pattern and a second slot pattern, respectively.
Description
실시 예는 안테나 모듈에 관한 것이다.An embodiment relates to an antenna module.
일반적으로 통신 단말기에서 안테나 장치의 성능을 향상시키기 위한 연구가 이루어지고 있다. 이는 통신 단말기에서 안테나 장치가 실질적으로 신호의 송수신을 담당하기 때문이다. 이에 따라, 최근 통신 단말기에 장착되는 안테나 장치로, 미모(MIMO; Multiple-Input Multiple-Output) 안테나 장치가 제안되고 있다. 이때, 미모 안테나 장치는 다수개의 안테나 소자들을 구비한다. 이러한 미모 안테나 장치에서 안테나 소자들을 통해 일정 주파수 대역(frequency band)에서 신호를 송수신함으로써, 다양한 통신망에 접속 가능하다.In general, research is being conducted to improve the performance of an antenna device in a communication terminal. This is because the antenna device actually transmits and receives signals in the communication terminal. Accordingly, a multiple-input multiple-output (MIMO) antenna device has been recently proposed as an antenna device mounted in a communication terminal. At this time, the mimo antenna device is provided with a plurality of antenna elements. By transmitting and receiving signals in a certain frequency band (frequency band) through the antenna elements in such a Mimo antenna device, it is possible to access various communication networks.
그러나, 상기와 같은 미모 안테나 장치 동작 시, 안테나 소자들 사이에 전자기적 상호 결합(coupling)이 발생하여, 통신 단말기의 성능 저하를 초래하는 문제점이 있다. However, when the mimo antenna device operates as described above, there is a problem in that electromagnetic coupling occurs between antenna elements, resulting in performance degradation of the communication terminal.
안테나 간 상호 간섭을 저감 시키기 위하여, 안테나 소자간 이격 거리 조절, 디커플링(Decoupling) 회로 삽입, 서스펜드 라인(Suspended line) 설계 등의 방법을 이용하기도 한다. In order to reduce mutual interference between antennas, methods such as adjusting the separation distance between antenna elements, inserting a decoupling circuit, and designing a suspended line may be used.
하지만, 이격 거리 조절의 경우에는 안테나 설계 소형화가 어려워진다는 문제가 발생한다. 디커플링(Decoupling) 회로 삽입, 서스펜드 라인(Suspended line) 설계의 경우에는 협대역 주파수만 가능하며 Multi-band 및 Broad-band(예를 들어, UWB)에는 적용 어렵다는 문제점이 발생한다. However, in the case of controlling the separation distance, a problem arises in that antenna design miniaturization becomes difficult. In the case of decoupling circuit insertion and suspended line design, only narrow-band frequencies are possible, and multi-band and broad-band (eg, UWB) are difficult to apply.
이로 인하여, 미모 안테나 장치에서 안테나 소자들 사이의 전자기적 상호 결합을 억제하기 위한 방안이 요구된다. For this reason, a method for suppressing electromagnetic mutual coupling between antenna elements in the Mimo antenna device is required.
실시 예는 안테나 모듈에 포함된 복수의 안테나 사이의 격리도를 향상시킬 수 있는 안테나 모듈을 제공하기 위한 것이다. An embodiment is to provide an antenna module capable of improving isolation between a plurality of antennas included in the antenna module.
실시 예는 안테나 모듈에 포함된 안테나 모듈의 광대역 특성을 향상시킬 수 있는 안테나 모듈을 제공하기 위한 것이다.An embodiment is to provide an antenna module capable of improving broadband characteristics of an antenna module included in the antenna module.
실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.The problem to be solved in the embodiment is not limited thereto, and it will be said that the solution to the problem described below or the purpose or effect that can be grasped from the embodiment is also included.
본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈은 접지부 및 유전부를 포함하는 기판; 제1 주파수 대역에 대응하는 길이를 갖도록 형성되고, 상기 기판의 제1 가장 자리 일측에 배치되는 제1 안테나; 제2 주파수 대역에 대응하는 길이를 갖도록 형성되고, 상기 기판의 제2 가장 자리 일측에 배치되는 제2 안테나; 및 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 사이의 상기 제1 가장 자리 일측 또는 상기 제2 가장 자리 일측에 배치되는 스터브를 포함하고, 상기 스터브는, 상기 제1 안테나와 제1 거리만큼 이격 배치되고 상기 제2 안테나와 제2 거리만큼 이격 배치되며, 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나는, 각각 제1 슬롯 패턴 및 제2 슬롯 패턴을 포함한다. An antenna module according to an embodiment of the present invention includes a substrate including a grounding part and a dielectric part; a first antenna formed to have a length corresponding to a first frequency band and disposed on one side of a first edge of the substrate; a second antenna formed to have a length corresponding to a second frequency band and disposed on one side of a second edge of the substrate; and a stub disposed at one side of the first edge or one side of the second edge between the first antenna and the second antenna, wherein the stub is spaced apart from the first antenna by a first distance and It is spaced apart from the second antenna by a second distance, and the first antenna and the second antenna include a first slot pattern and a second slot pattern, respectively.
상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나는, 사각 형상의 제1 패치 및 제2 패치를 각각 포함하고, 상기 제1 슬롯 패턴 및 제2 슬롯 패턴은, 상기 제1 패치 및 상기 제2 패치의 내부에 각각 배치될 수 있다. The first antenna and the second antenna each include a first patch and a second patch having a rectangular shape, and the first slot pattern and the second slot pattern are inside the first patch and the second patch. each can be placed.
상기 제1 슬롯 패턴 및 상기 제2 슬롯 패턴은, 각각 상기 제1 패치 및 상기 제2 패치의 에지로부터 소정의 간격만큼 이격되어 배치되고, 서로 이격되는 제1 단부 및 제2 단부를 포함할 수 있다. The first slot pattern and the second slot pattern are spaced apart from the edges of the first patch and the second patch by a predetermined interval, and may include first and second ends spaced apart from each other. .
상기 제1 슬롯 패턴의 제1 단부와 제2 단부는, 서로 대향하여 배치되고, 상기 제2 슬롯 패턴의 제1 단부와 제2 단부는, 서로 대향하여 배치될 수 있다. A first end and a second end of the first slot pattern may face each other, and a first end and a second end of the second slot pattern may face each other.
상기 제1 단부 및 상기 제2 단부는, 상기 기판의 외측 방향으로 배치될 수 있다. The first end and the second end may be disposed outward of the substrate.
상기 제1 슬롯 패턴은, 상기 제1 주파수 대역에 인접하는 제1 인접 주파수 대역을 제거하고, 상기 제2 슬롯 패턴은, 상기 제2 주파수 대역에 인접하는 제2 인접 주파수 대역을 제거할 수 있다. The first slot pattern may remove a first adjacent frequency band adjacent to the first frequency band, and the second slot pattern may remove a second adjacent frequency band adjacent to the second frequency band.
상기 제1 슬롯 패턴은, 상기 제1 인접 주파수 대역에 대응하는 제1 인접 파장 대역에 기초하여 설계되고, 상기 제2 슬롯 패턴은, 상기 제2 인접 주파수 대역에 대응하는 제2 인접 파장 대역에 기초하여 설계될 수 있다. The first slot pattern is designed based on a first adjacent wavelength band corresponding to the first adjacent frequency band, and the second slot pattern is designed based on a second adjacent wavelength band corresponding to the second adjacent frequency band. can be designed.
상기 제1 슬롯 패턴은, 상기 제1 인접 파장 대역의 1/8 내지 1/2배 사이의 파장에 기초하여 설계될 수 있다. The first slot pattern may be designed based on a wavelength between 1/8 and 1/2 times the first contiguous wavelength band.
상기 제1 거리 및 상기 제2 거리는, 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역에 대응하는 제1 파장 대역 및 제2 파장 대역에 기초하여 설정될 수 있다. The first distance and the second distance may be set based on a first wavelength band and a second wavelength band corresponding to the first frequency band and the second frequency band.
상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나는, 상기 유전부 상단에 배치될 수 있다. The first antenna and the second antenna may be disposed above the dielectric part.
상기 스터브는, 상기 유전부 상단에 배치되고 상기 접지부와 연결될 수 있다. The stub may be disposed above the dielectric part and connected to the ground part.
상기 제1 주파수 대역과 상기 제2 주파수 대역은, 서로 동일한 주파수 대역일 수 있다. The first frequency band and the second frequency band may be the same frequency band.
상기 제1 거리는, 상기 제1 안테나와 상기 접지부의 에지가 교차하는 영역의 중심인 제1 지점에서 상기 스터브와 상기 접지부가 교차하는 영역의 중심인 제2 지점까지의 거리일 수 있다. The first distance may be a distance from a first point, which is the center of an area where the first antenna and the edge of the ground unit intersect, to a second point, which is the center of an area where the stub and the ground unit intersect.
상기 제2 거리는, 상기 제2 안테나와 상기 접지부의 에지가 교차하는 영역의 중심인 제3 지점에서 상기 스터브와 상기 접지부가 교차하는 영역의 중심인 제2 지점까지의 거리일 수 있다. The second distance may be a distance from a third point, which is a center of an area where the second antenna and an edge of the ground unit intersect, to a second point, which is a center of an area where the stub and the ground unit intersect.
상기 제1 거리는, 상기 제1 파장 대역의 1/8배 내지 1배일 수 있다. The first distance may be 1/8 times to 1 time the first wavelength band.
실시 예에 따르면, 하나의 기판에 설치된 다수의 안테나 사이의 격리도를 향상시킬 수 있다. According to the embodiment, isolation between a plurality of antennas installed on one substrate may be improved.
또한, 하나의 기판에 설치된 다수의 안테나의 성능을 향상시킬 수 있다. In addition, the performance of multiple antennas installed on one substrate can be improved.
또한, 안테나 모듈을 소형화할 수 있다. In addition, the antenna module can be miniaturized.
또한, 인접 주파수 대역의 불필요한 신호 수신을 제거함으로써 안테나 모듈의 광대역 특성을 향상시킬 수 있다. In addition, it is possible to improve the wideband characteristics of the antenna module by eliminating unnecessary signal reception in an adjacent frequency band.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Various advantageous advantages and effects of the present invention are not limited to the above description, and will be more easily understood in the process of describing specific embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 a-a 단면을 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 b-b 단면을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 거리와 제2 거리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 S 파라미터 시뮬레이션 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 성능을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 슬롯 패턴의 효과를 설명하기 위한 시뮬레이션 결과이다. 1 is a diagram schematically illustrating an antenna module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a cross section aa of FIG. 1 .
FIG. 3 is a view showing a cross section bb of FIG. 1 .
4 is a diagram for explaining a first distance and a second distance according to an embodiment of the present invention.
5A and 5B are views for explaining S-parameter simulation results according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram for explaining antenna performance according to an embodiment of the present invention.
7 is a simulation result for explaining the effect of a slot pattern according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.However, the technical idea of the present invention is not limited to some of the described embodiments, but may be implemented in a variety of different forms, and if it is within the scope of the technical idea of the present invention, one or more of the components among the embodiments can be selectively implemented. can be used by combining and substituting.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention, unless explicitly specifically defined and described, can be generally understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. It can be interpreted as meaning, and commonly used terms, such as terms defined in a dictionary, can be interpreted in consideration of contextual meanings of related technologies.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.Also, terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In this specification, the singular form may also include the plural form unless otherwise specified in the phrase, and when described as "at least one (or more than one) of A and (and) B and C", A, B, and C are combined. may include one or more of all possible combinations.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.Also, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used to describe components of an embodiment of the present invention.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.These terms are only used to distinguish the component from other components, and the term is not limited to the nature, order, or order of the corresponding component.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속' 되는 경우도 포함할 수 있다.In addition, when a component is described as being 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected to, combined with, or connected to the other component, but also with the component. It may also include the case of being 'connected', 'combined', or 'connected' due to another component between the other components.
또한, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In addition, when it is described as being formed or disposed on the "top (above) or bottom (bottom)" of each component, the top (top) or bottom (bottom) is not only a case where two components are in direct contact with each other, but also one A case in which another component above is formed or disposed between two components is also included. In addition, when expressed as "up (up) or down (down)", it may include the meaning of not only an upward direction but also a downward direction based on one component.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1의 a-a 단면을 도시한 도면이다. 도 3은 도 1의 b-b 단면을 도시한 도면이다. 1 is a diagram schematically illustrating an antenna module according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view showing a cross section a-a of FIG. 1 . FIG. 3 is a view showing a cross section b-b of FIG. 1 .
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈은 기판(100), 제1 안테나(200), 제2 안테나(300) 및 스터브(400)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , an antenna module according to an embodiment of the present invention may include a
기판(100)은 접지부(110) 및 유전부(120)를 포함할 수 있다. The
접지부(110)는 도체로 구성될 수 있다. 접지부(110)는 적어도 하나의 접지층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 접지부(110)는 1개 내지 4개의 접지층으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 4개 이상의 접지층으로 형성될 수도 있다. 접지부(110)가 복수의 접지층으로 형성되는 경우, 접지부(110)는 복수의 접지층이 적층된 구조로 구현될 수 있다. 복수의 접지층이 적층된 경우, 접지부(110)는 복수의 접지층을 관통하는 적어도 하나의 비아홀(via hole)을 포함할 수 있다. 접지부(110)의 상면에는 안테나의 송수신을 위한 회로소자 등이 배치될 수 있다. The
유전부(120)는 유전체로 구성될 수 있다. 예를 들어, 유전부(120)는 FR4 에폭시 유전체로 구성될 수 있다. 유전부(120)는 적어도 하나의 유전층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 유전부(120)는 1개 내지 4개의 유전층으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 4개 이상의 유전층으로 형성될 수도 있다. 유전부(120)가 복수의 유전층으로 형성되는 경우, 유전부(120)는 복수의 유전층이 적층된 구조로 구현될 수 있다. The
접지부(110)와 유전부(120)는 서로의 측면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 1 내지 도 3에서와 같이, 'ㄱ'자 형상의 유전부(120) 내측면과 'ㄴ'자 형상의 접지부(110) 외측면이 서로 맞닿는 형태로 배치될 수 있다. The
제1 안테나(200)는 제1 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 즉, 제1 안테나(200)는 제1 주파수 대역에서 신호를 송수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 주파수 대역은 UWB(ultra wideband) 통신의 주파수 대역일 수 있다. 예를 들어, 제1 주파수 대역은 3.1 내지 10.6 GHz대의 주파수 대역일 수 있다. 다른 예로, 제1 주파수 대역은 6.24 내지 8.24 GHz대의 주파수 대역일 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제1 주파수 대역은 블루투스 통신의 주파수 대역 및/또는 와이파이(wifi) 통신의 주파수 대역일 수 있다. 예를 들어, 제1 주파수 대역은 2.4GHz대의 주파수 대역일 수 있다. The
제1 안테나(200)는 제1 주파수 대역에 대응하는 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 제1 안테나(200)의 길이는 아래의 수학식 1에 기초하여 산출될 수 있다. The
여기서, f1은 제1 주파수 대역에 포함된 주파수를 의미하고, c는 빛의 속도를 의미하고, λ1는 제1 주파수 대역에 대응하는 파장 영역에 포함된 파장을 의미한다. Here, f 1 means a frequency included in the first frequency band, c means the speed of light, and λ 1 means a wavelength included in a wavelength region corresponding to the first frequency band.
제1 안테나(200)의 길이는 파장에 대응하여 설정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 안테나(200)의 길이는 파장의 0.25배일 수 있다(즉, 제1 안테나(200)의 길이가 λ1/4). 다른 예로, 제1 안테나(200)의 길이는 파장과 동일할 수도 있다(즉, 제1 안테나(200)의 길이가 λ1). 다른 예로, 제1 안테나(200)의 길이는 파장의 0.5배일 수도 있다(즉, 제1 안테나(200)의 길이가 λ1/2). The length of the
제1 안테나(200)는 제1 패치를 포함할 수 있다. 제1 패치는 사각 형상의 패치일 수 있다. 제1 패치는 직사각 형상의 패치일 수 있다. 제1 패치는 제1 주파수 대역에 기초하여 설계될 수 있다. The
제1 안테나(200)는 제1 슬롯 패턴을 포함할 수 있다. 제1 슬롯 패턴은 제1 주파수 대역에 인접하는 제1 인접 주파수 대역을 제거할 수 있다. 즉, 제1 슬롯 패턴은 제1 인접 주파수 대역을 차단하기 위한 대역 저지 필터(Band Stop Filter)로 기능할 수 있다. 예를 들어, 제1 주파수 대역이 6.24 내지 8.24 GHz대의 주파수 대역일 경우, 제1 인접 주파수 대역은 5.15 내지 5.825 GHz대의 주파수 대역일 수 있다. 이 경우, 제1 안테나(200)의 제1 슬롯 패턴은 5.15 내지 5.825 GHz대의 제1 인접 주파수 대역을 제거할 수 있다. 제1 안테나(200)는 제1 주파수 대역에 인접한 제1 인접 주파수 대역의 신호를 제거함으로써 광대역 신호 수신의 성능을 확보할 수 있는 장점이 있다. 또한, 기판 내에 제1 인접 주파수 대역의 신호 제거를 위한 회로를 추가할 필요가 없으므로, 제조 단가를 감소시킬 수 있고 제조 공정을 간소화할 수 있다. 특히, 높은 주파수 대역일수록 lumped element matching에 어려움이 발생하나, 본원발명은 슬롯패턴을 이용하여 인접 주파수 대역을 제거하므로 제조 공정이 간소화될 수 있는 장점을 가진다. The
이를 위해, 제1 슬롯 패턴은 제1 인접 주파수 대역에 대응하는 제1 인접 파장 대역에 기초하여 설계될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 슬롯 패턴은 제1 인접 파장 대역의 1/8 내지 1배의 대역에 기초하여 설계될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 슬롯 패턴은 제1 인접 파장 대역의 1/8 내지 7/8배의 대역에 기초하여 설계될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 슬롯 패턴은 제1 인접 파장 대역의 1/4 내지 3/4배의 대역에 기초하여 설계될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 슬롯 패턴은 제1 인접 파장 대역의 1/2배의 대역에 기초하여 설계될 수 있다. To this end, the first slot pattern may be designed based on a first contiguous wavelength band corresponding to the first contiguous frequency band. According to an embodiment, the first slot pattern may be designed based on a band of 1/8 to 1 times the first contiguous wavelength band. According to an embodiment, the first slot pattern may be designed based on a
제1 슬롯 패턴은 제1 패치의 내부에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 슬롯 패턴은 제1 패치의 에지로부터 소정의 간격만큼 이격되어 배치될 수 있다. 따라서, 제1 슬롯 패턴은 사각의 링 형상으로 구현될 수 있다. 또한, 제1 슬롯 패턴은 서로 이격되는 제1 단부와 제2 단부를 포함할 수 있다. 제1 슬롯 패턴의 제1 단부와 제2 단부는 서로 대향하여 배치될 수 있다. 따라서, 제1 슬롯 패턴은 일측이 개방된 사각의 링 형상으로 구현될 수 있다. 이때, 제1 단부 및 제2 단부는 기판의 외측 방향을 향해 배치될 수 있다. 따라서, 제1 슬롯 패턴에서 개방된 일측은 기판의 외측 방향일 수 있다. The first slot pattern may be disposed inside the first patch. According to one embodiment, the first slot pattern may be spaced apart from the edge of the first patch by a predetermined interval. Accordingly, the first slot pattern may be implemented in a square ring shape. In addition, the first slot pattern may include a first end and a second end spaced apart from each other. The first end and the second end of the first slot pattern may be disposed to face each other. Accordingly, the first slot pattern may be implemented in a rectangular ring shape with one side open. In this case, the first end and the second end may be disposed toward the outside of the substrate. Thus, one open side of the first slot pattern may be toward the outside of the substrate.
제1 안테나(200)는 기판(100)의 가장자리에 배치될 수 있다. 제1 안테나(200)는 기판(100)의 제1 가장 자리 일측에 배치될 수 있다. 제1 안테나(200)는 기판(100)의 제1 가장 자리 일측에 배치된 유전층 상단에 배치될 수 있다. The
제2 안테나(300)는 제2 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 즉, 제2 안테나(300)는 제2 주파수 대역에서 신호를 송수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 주파수 대역은 UWB 통신의 주파수 대역일 수 있다. 예를 들어, 제2 주파수 대역은 3.1 내지 10.6 GHz대의 주파수 대역일 수 있다. 다른 예로, 제1 주파수 대역은 6.24 내지 8.24 GHz대의 주파수 대역일 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제2 주파수 대역은 블루투스 통신의 주파수 대역 및/또는 와이파이(wifi) 통신의 주파수 대역일 수 있다. 예를 들어, 제2 주파수 대역은 2.4GHz대의 주파수 대역일 수 있다. The
제2 안테나(300)는 제2 주파수 대역에 대응하는 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 제2 안테나(300)의 길이는 아래의 수학식 2에 기초하여 산출될 수 있다. The
여기서, f2은 제2 주파수 대역에 포함된 주파수를 의미하고, c는 빛의 속도를 의미하고, λ2는 제2 주파수 대역에 대응하는 파장 영역에 포함된 파장을 의미한다. Here, f 2 means a frequency included in the second frequency band, c means the speed of light, and λ 2 means a wavelength included in a wavelength region corresponding to the second frequency band.
제2 안테나(300)의 길이는 파장에 대응하여 설정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 안테나(300)의 길이는 파장의 0.25배일 수 있다(즉, 제2 안테나(300)의 길이가 λ2/4). 다른 예로, 제2 안테나(300)의 길이는 파장과 동일할 수도 있다(즉, 제2 안테나(300)의 길이가 λ2). 다른 예로, 제2 안테나(300)의 길이는 파장의 0.5배일 수도 있다(즉, 제2 안테나(300)의 길이가 λ2/2). The length of the
제2 안테나(300)는 제2 패치를 포함할 수 있다. 제2 패치는 사각 형상의 패치일 수 있다. 제2 패치는 직사각 형상의 패치일 수 있다. 제2 패치는 제2 주파수 대역에 기초하여 설계될 수 있다. The
제2 안테나(300)는 제2 슬롯 패턴을 포함할 수 있다. 제2 슬롯 패턴은 제2 주파수 대역에 인접하는 제2 인접 주파수 대역을 제거할 수 있다. 즉, 제2 슬롯 패턴은 제2 인접 주파수 대역을 차단하기 위한 대역 저지 필터(Band Stop Filter)로 기능할 수 있다. 예를 들어, 제2 주파수 대역이 6.24 내지 8.24 GHz대의 주파수 대역일 경우, 제2 인접 주파수 대역은 5.15 내지 5.825 GHz대의 주파수 대역일 수 있다. 이 경우, 제2 안테나(300)의 제2 슬롯 패턴은 5.15 내지 5.825 GHz대의 제2 인접 주파수 대역을 제거할 수 있다. 제2 안테나(300)는 제2 주파수 대역에 인접한 제2 인접 주파수 대역의 신호를 제거함으로써 광대역 신호 수신의 성능을 확보할 수 있는 장점이 있다. 또한, 기판 내에 제2 인접 주파수 대역의 신호 제거를 위한 회로를 추가할 필요가 없으므로, 제조 단가를 감소시킬 수 있고 제조 공정을 간소화할 수 있다. 특히, 높은 주파수 대역일수록 lumped element matching에 어려움이 발생하나, 본원발명은 슬롯패턴을 이용하여 인접 주파수 대역을 제거하므로 제조 공정이 간소화될 수 있는 장점을 가진다. The
이를 위해, 제2 슬롯 패턴은 제2 인접 주파수 대역에 대응하는 제1 인접 파장 대역에 기초하여 설계될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 슬롯 패턴은 제1 인접 파장 대역의 1/8 내지 1배의 대역에 기초하여 설계될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 슬롯 패턴은 제1 인접 파장 대역의 1/8 내지 7/8배의 대역에 기초하여 설계될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 슬롯 패턴은 제1 인접 파장 대역의 1/4 내지 3/4배의 대역에 기초하여 설계될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 슬롯 패턴은 제1 인접 파장 대역의 1/2배의 대역에 기초하여 설계될 수 있다. To this end, the second slot pattern may be designed based on the first adjacent wavelength band corresponding to the second adjacent frequency band. According to an embodiment, the second slot pattern may be designed based on a band of 1/8 to 1 times the first contiguous wavelength band. According to an embodiment, the second slot pattern may be designed based on a
제2 슬롯 패턴은 제2 패치의 내부에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 슬롯 패턴은 제2 패치의 에지로부터 소정의 간격만큼 이격되어 배치될 수 있다. 따라서, 제2 슬롯 패턴은 사각의 링 형상으로 구현될 수 있다. 또한, 제2 슬롯 패턴은 서로 이격되는 제1 단부와 제2 단부를 포함할 수 있다. 제2 슬롯 패턴의 제1 단부와 제2 단부는 서로 대향하여 배치될 수 있다. 따라서, 제2 슬롯 패턴은 일측이 개방된 사각의 링 형상으로 구현될 수 있다. 이때, 제1 단부 및 제2 단부는 기판의 외측 방향을 향해 배치될 수 있다. 따라서, 제2 슬롯 패턴에서 개방된 일측은 기판의 외측 방향일 수 있다. The second slot pattern may be disposed inside the second patch. According to one embodiment, the second slot pattern may be disposed spaced apart from the edge of the second patch by a predetermined interval. Accordingly, the second slot pattern may be implemented in a square ring shape. In addition, the second slot pattern may include a first end and a second end spaced apart from each other. The first end and the second end of the second slot pattern may be disposed to face each other. Accordingly, the second slot pattern may be implemented in a rectangular ring shape with one side open. In this case, the first end and the second end may be disposed toward the outside of the substrate. Accordingly, one open side of the second slot pattern may be toward the outside of the substrate.
제2 안테나(300)는 기판(100)의 가장자리에 배치될 수 있다. 제2 안테나(300)는 기판(100)의 제2 가장 자리 일측에 배치될 수 있다. 제2 안테나(300)는 기판(100)의 제2 가장 자리 일측에 배치된 유전부(120) 상단에 배치될 수 있다. The
제1 안테나(200)가 동작하는 제1 주파수 대역과 제2 안테나(300)가 동작하는 제2 주파수 대역은 서로 동일한 주파수 대역일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 안테나(200)와 제2 안테나(300)는 UWB 통신을 수행하는 안테나일 수 있다. 따라서, 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역은 UWB 통신의 주파수 대역일 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 제1 안테나(200)와 제2 안테나(300)는 블루투스 통신을 수행하는 안테나일 수 있다. 따라서, 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역은 블루투스 통신의 주파수 대역일 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 제1 안테나(200)와 제2 안테나(300)는 와이파이 통신을 수행하는 안테나일 수 있다. 따라서, 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역은 와이파이 통신의 주파수 대역일 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 제1 안테나(200)는 블루투스 통신을 수행하는 안테나이고 제2 안테나(300)는 와이파이 통신을 수행하는 안테나일 수 있다. 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역은 2.4GHz대의 주파수 대역일 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 제1 안테나(200)는 와이파이 통신을 수행하는 안테나이고 제2 안테나(300)는 블루투스 통신을 수행하는 안테나일 수 있다. 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역은 2.4GHz대의 주파수 대역일 수 있다.The first frequency band in which the
스터브(400)는 제1 안테나(200)와 제2 안테나(300)의 상호 결합에 의한 간섭을 제거하도록 동작할 수 있다. The
스터브(400)의 형상 및 길이는 제1 안테나(200)와 제2 안테나(300)의 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역, 유전부(120)의 유전율 등에 기초하여 설계될 수 있다. The shape and length of the
스터브(400)는 제1 안테나(200)와 제2 안테나(300)의 사이에 배치될 수 있다. 스터브(400)는 제1 가장자리 일측 또는 제2 가장자리 일측에 배치될 수 있다. 스터브(400)는 제1 안테나(200) 및 제2 안테나(300) 사이의 제1 가장 자리 일측에 배치될 수 있다. 스터브(400)는 제1 안테나(200) 및 제2 안테나(300) 사이의 제2 가장 자리 일측에 배치될 수 있다. The
스터브(400)는 유전부(120) 상단에 배치될 수 있다. 즉, 스터브(400)는 제1 안테나(200) 및 제2 안테나(300)와 같은 유전부(120) 상단에 배치될 수 있다. 스터브(400)는 제1 안테나(200) 및 제2 안테나(300) 사이의 제1 가장 자리 일측에 배치된 유전부(120) 상단에 배치될 수 있다. 스터브(400)는 제1 안테나(200) 및 제2 안테나(300) 사이의 제2 가장 자리 일측에 배치된 유전부(120) 상단에 배치될 수 있다. The
스터브(400)는 제1 안테나(200)와 제1 거리만큼 이격 배치될 수 있다. 제1 거리는 제1 주파수 대역에 대응하는 제1 파장 대역에 기초하여 설정될 수 있다. 제1 거리는 제1 안테나(200)의 방사패턴에 기초하여 설정될 수 있다. 스터브(400)는 제1 안테나(200)의 방사패턴의 널 지점(null point)에 배치될 수 있다. The
스터브(400)는 제2 안테나(300)와 제2 거리만큼 이격 배치될 수 있다. 제2 거리는 제2 주파수 대역에 대응하는 제2 파장 대역에 기초하여 설정될 수 있다. 제2 거리는 제2 안테나(300)의 방사패턴에 기초하여 설정될 수 있다. 스터브(400)는 제2 안테나(300)의 방사패턴의 널 지점(null point)에 배치될 수 있다.The
앞서 살펴본 것처럼, 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역이 동일한 주파수 대역일 수 있으므로, 제1 거리와 제2 거리는 서로 동일한 파장 대역에 기초하여 설정될 수 있다. 또한, 제1 안테나(200)와 제2 안테나(300)가 서로 동일한 주파수 대역에서 동작할 수 있으므로, 제1 거리와 제2 거리는 서로 동일한 방사패턴에 기초하여 설정될 수 있다. As described above, since the first frequency band and the second frequency band may be the same frequency band, the first distance and the second distance may be set based on the same wavelength band. In addition, since the
제1 거리 및 제2 거리에 관한 설명은 아래에서 도면을 통해 상세하게 살펴보도록 한다. A description of the first distance and the second distance will be described in detail through drawings below.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 거리와 제2 거리를 설명하기 위한 도면이다. 4 is a diagram for explaining a first distance and a second distance according to an embodiment of the present invention.
제1 거리(d1)는 제1 안테나(200)의 제1 지점(p1)과 스터브(400)의 제2 지점(p2) 사이의 거리일 수 있다. 제1 지점(p1)은 접지부(110)의 에지와 제1 안테나(200)가 교차하는 영역의 중심을 의미할 수 있다. 제2 지점(p2)은 접지부(110)의 에지와 스터브(400)가 교차하는 영역의 중심을 의미할 수 있다. 제1 거리(d1)는 접지부(110)의 에지를 따라 제1 지점(p1)과 제2 지점(p2)을 잇는 거리를 의미할 수 있다. The first distance d1 may be the distance between the first point p1 of the
제2 거리(d2)는 제2 안테나(300)의 제3 지점(p3)과 스터브(400)의 제2 지점(p2) 사이의 거리일 수 있다. 제3 지점(p3)은 접지부(110)의 에지와 제2 안테나(300)가 교차하는 영역의 중심을 의미할 수 있다. 제2 지점(p2)은 접지부(110)의 에지와 스터브(400)가 교차하는 영역의 중심을 의미할 수 있다. 제2 거리(d2)는 접지부(110)의 에지를 따라 제3 지점(p3)과 제2 지점(p2)을 잇는 거리를 의미할 수 있다.The second distance d2 may be a distance between the third point p3 of the
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 제1 거리(d1)는 제1 파장 대역의 1/8배 내지 1배일 수 있다. 제1 거리(d1)는 제1 파장 대역에 포함된 파장의 1/8배 내지 1배일 수 있다. 또한, 제2 거리(d2)는 제2 파장 대역의 1/8배 내지 1배일 수 있다. 제2 거리(d2)는 제2 파장 대역에 포함된 파장의 1/8배 내지 1배일 수 있다. 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역이 동일한 주파수 대역일 수 있으므로, 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)는 서로 동일한 파장 대역의 1/8배 내지 1배로 설정될 수 있다. 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역이 동일한 주파수 대역일 수 있으므로, 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)는 서로 동일한 파장의 1/8배 내지 1배로 설정될 수 있다. According to the first embodiment of the present invention, the first distance d1 may be 1/8 times to 1 time the first wavelength band. The first distance d1 may be 1/8 times to 1 time the wavelength included in the first wavelength band. Also, the second distance d2 may be 1/8 times to 1 time the second wavelength band. The second distance d2 may be 1/8 times to 1 time the wavelength included in the second wavelength band. Since the first frequency band and the second frequency band may be the same frequency band, the first distance d1 and the second distance d2 may be set to 1/8 times to 1 time the same wavelength band. Since the first frequency band and the second frequency band may be the same frequency band, the first distance d1 and the second distance d2 may be set to 1/8 times to 1 time the same wavelength.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 제1 거리(d1)는 제1 파장 대역의 1/8배 내지 7/8배일 수 있다. 제1 거리(d1)는 제1 파장 대역에 포함된 파장의 1/8배 내지 7/8배일 수 있다. 또한, 제2 거리(d2)는 제2 파장 대역의 1/8배 내지 7/8배일 수 있다. 제2 거리(d2)는 제2 파장 대역에 포함된 파장의 1/8배 내지 7/8배일 수 있다. 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역이 동일한 주파수 대역일 수 있으므로, 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)는 서로 동일한 파장 대역의 1/8배 내지 7/8배로 설정될 수 있다. 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역이 동일한 주파수 대역일 수 있으므로, 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)는 서로 동일한 파장의 1/8배 내지 7/8배로 설정될 수 있다. 일례로, 제1 거리(d1)는 파장의 1/8배로 설정되고 제2 거리(d2)는 파장의 7/8배로 설정될 수 있다. According to the first embodiment of the present invention, the first distance d1 may be 1/8 times to 7/8 times the first wavelength band. The first distance d1 may be 1/8 times to 7/8 times the wavelength included in the first wavelength band. Also, the second distance d2 may be 1/8 times to 7/8 times the second wavelength band. The second distance d2 may be 1/8 times to 7/8 times the wavelength included in the second wavelength band. Since the first frequency band and the second frequency band may be the same frequency band, the first distance d1 and the second distance d2 may be set to 1/8 times to 7/8 times the same wavelength band. Since the first frequency band and the second frequency band may be the same frequency band, the first distance d1 and the second distance d2 may be set to 1/8 times to 7/8 times the same wavelength. For example, the first distance d1 may be set to 1/8 times the wavelength and the second distance d2 may be set to 7/8 times the wavelength.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 제1 거리(d1)는 제1 파장 대역의 1/4배 내지 3/4배일 수 있다. 제1 거리(d1)는 제1 파장 대역에 포함된 파장의 1/4배 내지 3/4배일 수 있다. 또한, 제2 거리(d2)는 제2 파장 대역의 1/4배 내지 3/4배일 수 있다. 제2 거리(d2)는 제2 파장 대역에 포함된 파장의 1/4배 내지 3/4배일 수 있다. 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역이 동일한 주파수 대역일 수 있으므로, 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)는 서로 동일한 파장 대역의 1/4배 내지 3/4배로 설정될 수 있다. 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역이 동일한 주파수 대역일 수 있으므로, 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)는 서로 동일한 파장의 1/4배 내지 3/4배로 설정될 수 있다. 일례로, 제1 거리(d1)는 파장의 1/4배로 설정되고, 제2 거리(d2)는 파장의 3/4배로 설정될 수 있다. According to the first embodiment of the present invention, the first distance d1 may be 1/4 to 3/4 times the first wavelength band. The first distance d1 may be 1/4 to 3/4 times the wavelength included in the first wavelength band. Also, the second distance d2 may be 1/4 to 3/4 times the second wavelength band. The second distance d2 may be 1/4 to 3/4 times the wavelength included in the second wavelength band. Since the first frequency band and the second frequency band may be the same frequency band, the first distance d1 and the second distance d2 may be set to 1/4 to 3/4 times the same wavelength band. Since the first frequency band and the second frequency band may be the same frequency band, the first distance d1 and the second distance d2 may be set to 1/4 to 3/4 times the same wavelength. For example, the first distance d1 may be set to 1/4 times the wavelength, and the second distance d2 may be set to 3/4 times the wavelength.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 제1 거리(d1)는 제1 파장 대역의 1/2배일 수 있다. 제1 거리(d1)는 제1 파장 대역에 포함된 파장의 1/2배일 수 있다. 또한, 제2 거리(d2)는 제2 파장 대역의 1/2배일 수 있다. 제2 거리(d2)는 제2 파장 대역에 포함된 파장의 1/2배일 수 있다. 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역이 동일한 주파수 대역일 수 있으므로, 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)는 서로 동일한 파장 대역의 1/2배로 설정될 수 있다. 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역이 동일한 주파수 대역일 수 있으므로, 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)는 서로 동일한 파장의 1/2배로 설정될 수 있다. 일례로, 제1 거리(d1)는 파장의 1/2배로 설정되고, 제2 거리(d2)는 파장의 1/2배로 설정될 수 있다. 이 경우, 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)는 서로 동일할 수 있다. According to the first embodiment of the present invention, the first distance d1 may be 1/2 times the first wavelength band. The first distance d1 may be 1/2 times the wavelength included in the first wavelength band. Also, the second distance d2 may be 1/2 times the second wavelength band. The second distance d2 may be 1/2 times the wavelength included in the second wavelength band. Since the first frequency band and the second frequency band may be the same frequency band, the first distance d1 and the second distance d2 may be set to 1/2 times the same wavelength band. Since the first frequency band and the second frequency band may be the same frequency band, the first distance d1 and the second distance d2 may be set to 1/2 times the same wavelength. For example, the first distance d1 may be set to 1/2 times the wavelength, and the second distance d2 may be set to 1/2 times the wavelength. In this case, the first distance d1 and the second distance d2 may be equal to each other.
본 발명의 실시예에서와 같이 안테나 모듈에 스터브(400)를 배치하게 되면, 제1 안테나(200)와 제2 안테나(300) 사이의 직접 결합에 의한 전류 영향을 크게 저감시킬 수 있다. 즉, 각 안테나에서 발생하는 전류가 스터브(400)로 밀집되어 안테나간 간섭이 저하될 수 있다. When the
특히, 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)를 상기와 같이 설정할 경우 각 안테나의 전기장 영향이 낮은 영역이나 영향이 거의 없는 널(null) 영역에 스터브(400)가 배치될 수 있으므로, 스터브(400)로의 전류 밀집이 크게 증가하여 두 안테나 사이의 격리도를 크게 향상시킬 수 있다. 이로 인해, 안테나 모듈의 소형화가 가능해질 수 있다. In particular, when the first distance d1 and the second distance d2 are set as described above, the
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 S 파라미터 시뮬레이션 결과를 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 성능을 설명하기 위한 도면이다.5A and 5B are views for explaining S-parameter simulation results according to an embodiment of the present invention. 6 is a diagram for explaining antenna performance according to an embodiment of the present invention.
도 5a, 도 5b 및 도 6은 UWB 통신의 주파수 대역은 6.24 내지 8.24GHz로 가정하였으며 임피던스 대역폭은 VSWR 2:1을 기준으로 시뮬레이션을 수행하였다. 도 5a는 종래의 안테나 모듈에서의 시뮬레이션 결과이고, 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈의 시뮬레이션 결과이다. 5a, 5b and 6 assume that the frequency band of UWB communication is 6.24 to 8.24 GHz, and the impedance bandwidth is simulated based on VSWR 2:1. 5A is a simulation result of a conventional antenna module, and FIG. 5B is a simulation result of an antenna module according to an embodiment of the present invention.
도 5a를 참조하면, 종래 안테나 모듈은 두 개의 안테나가 UWB 대역에서 동작할 경우, 제1 안테나와 제2 안테나 사이의 격리특성이 저조함을 알 수 있다. 격리특성의 저하로 인하여 6.24 내지 8.24GHz의 주파수 대역에서 안테나가 정상적인 성능을 제공하지 못할 뿐만 아니라, 각 안테나의 전자기 간섭이 심함을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5A, it can be seen that the conventional antenna module has low isolation characteristics between the first antenna and the second antenna when the two antennas operate in the UWB band. Due to the deterioration of the isolation characteristics, it can be seen that the antennas do not provide normal performance in the frequency band of 6.24 to 8.24 GHz, and electromagnetic interference of each antenna is severe.
반면, 도 5b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈은 두 개의 안테나가 UWB 대역에서 동작할 경우, 제1 안테나와 제2 안테나 사이의 격리특성이 뛰어남을 알 수 있다. 제1 안테나와 제2 안테나 사이에 소정의 거리(제1 거리 및 제2 거리)만큼 이격되어 배치된 스터브가 저역 통과 필터(Low Pass Filter, LPF)로 동작함에 따라, 종래 안테나 모듈에 비해 20dB 정도의 격리도(S21) 개선이 발생하였다(종래 안테나 모듈은 대략 -10dB이고, 본 발명의 안테나 모듈은 대략 -30dB). On the other hand, referring to FIG. 5B , it can be seen that the antenna module according to the embodiment of the present invention has excellent isolation characteristics between the first and second antennas when the two antennas operate in the UWB band. As the stubs spaced apart by a predetermined distance (first distance and second distance) between the first and second antennas operate as a low pass filter (LPF), about 20 dB compared to the conventional antenna module An improvement in the isolation (S21) of (the conventional antenna module is approximately -10 dB, and the antenna module of the present invention is approximately -30 dB).
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스터브가 있을 경우, 제1 안테나와 제2 안테나의 성능이 향상됨을 알 수 있다. 스터브가 있는 경우, 즉, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈의 제1 안테나와 제2 안테나의 성능이 종래 안테나 모듈의 제1 안테나와 제2 안테나의 성능에 비해 평균 4 내지 13%만큼 향상되었음을 알 수 있다. 또한, 종래 안테나 모듈의 피크값이 3dBi 정도임에 반해 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈의 피크값은 4dBi 정도로 1dB 정도의 성능 개선이 있었음을 알 수 있다. Referring to FIG. 6 , it can be seen that performance of the first antenna and the second antenna are improved when there is a stub according to an embodiment of the present invention. When there is a stub, that is, the performance of the first antenna and the second antenna of the antenna module according to the embodiment of the present invention is improved by an average of 4 to 13% compared to the performance of the first antenna and the second antenna of the conventional antenna module Able to know. In addition, it can be seen that the peak value of the antenna module according to the embodiment of the present invention is about 4dBi, with a performance improvement of about 1dB, whereas the peak value of the conventional antenna module is about 3dBi.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 슬롯 패턴의 효과를 설명하기 위한 시뮬레이션 결과이다. 7 is a simulation result for explaining the effect of a slot pattern according to an embodiment of the present invention.
도 7은 제1 안테나 및 제2 안테나에 대해 본 발명의 실시예에 따른 슬롯 패턴이 있는 경우와 없는 경우에 대한 VSWR 특성을 나타낸다. 도 7에서, Ant 1 (w/BSF)는 제1 안테나에 슬롯 패턴이 포함된 경우를 나타내고, Ant 2 (w/BSF)는 제2 안테나에 슬롯 패턴이 포함된 경우를 나타내고, Ant 1 (w/o BSF)는 제1 안테나에 슬롯 패턴이 포함되지 않은 경우를 나타내고, Ant 2 (w/o BSF)는 제2 안테나에 슬롯 패턴이 포함되지 않은 경우를 나타낸다. 제1 안테나의 제1 주파수 대역 및 제2 안테나의 제2 주파수 대역은 6.24 내지 8.24 GHz의 UWB 대역으로 가정하였다. 그리고 제1 인접 주파수 대역 및 제2 인접 주파수 대역은 5.15 내지 5.85의 WIFI 5기가 주파수 대역으로 가정하였다. 7 shows VSWR characteristics of the first and second antennas with and without a slot pattern according to an embodiment of the present invention. In FIG. 7, Ant 1 (w / BSF) represents a case in which the first antenna includes a slot pattern, Ant 2 (w / BSF) represents a case in which the second antenna includes a slot pattern, and Ant 1 (w /o BSF) represents a case where the first antenna does not include a slot pattern, and Ant 2 (w/o BSF) represents a case where the second antenna does not include a slot pattern. It is assumed that the first frequency band of the first antenna and the second frequency band of the second antenna are UWB bands of 6.24 to 8.24 GHz. In addition, it is assumed that the first adjacent frequency band and the second adjacent frequency band are 5 gigabyte WIFI frequency bands of 5.15 to 5.85.
도 7에 나타난 것처럼, 본원발명의 슬롯 패턴을 포함하지 않은 제1 안테나는 5.15 내지 5.85 GHz 대역에서 7.09 내지 3.0의 VSWR값을 가지고, 본원발명의 슬롯 패턴을 포함하지 않는 제2 안테나는 5.5 내지 5.85 GHz 대역에서 11 내지 7.51의 VSWR값을 가진다. 즉, 본원발명의 슬롯 패턴을 포함하지 않는 제1 안테나 및 제2 안테나는 제1 인접 주파수 대역 및 제2 인접 주파수 대역에서 리턴로스가 낮아 해당 대역에서의 신호를 수신하고 있으며, 이로 인해 UWB의 광대역 특성이 저해되고 있음을 알 수 있다. As shown in FIG. 7, the first antenna not including the slot pattern of the present invention has a VSWR value of 7.09 to 3.0 in the 5.15 to 5.85 GHz band, and the second antenna not including the slot pattern of the present invention has a VSWR value of 5.5 to 5.85 It has a VSWR value of 11 to 7.51 in the GHz band. That is, the first antenna and the second antenna, which do not include the slot pattern of the present invention, have low return loss in the first and second adjacent frequency bands and receive signals in the corresponding bands, and thus, UWB wideband It can be seen that the characteristic is impaired.
하지만, 본원발명의 슬롯 패턴을 포함하는 제1 안테나는 5.15 내지 5.85 GHz 대역의 일부 구간을 제외하고 11이상의 VSWR값을 가지고, 본원발명의 슬롯 패턴을 포함하는 제2 안테나는 5.5 내지 5.85 GHz 대역의 일부 구간을 제외하고 11 이상의 VSWR값을 가진다. 즉, 본원발명의 슬롯 패턴을 포함하는 제1 안테나 및 제2 안테나는 제1 인접 주파수 대역 및 제2 인접 주파수 대역에서 리턴로스가 높아 해당 대역에서의 신호를 거의 수신하지 않으며, 이로 인해 UWB의 광대역 특성이 향상되고 있음을 알 수 있다. However, the first antenna including the slot pattern of the present invention has a VSWR value of 11 or more except for some sections of the 5.15 to 5.85 GHz band, and the second antenna including the slot pattern of the present invention has a VSWR value of 5.5 to 5.85 GHz band. Except for some sections, it has a VSWR value of 11 or higher. That is, the first antenna and the second antenna including the slot pattern of the present invention have high return loss in the first and second adjacent frequency bands and hardly receive signals in the corresponding bands, and thus, UWB wideband It can be seen that the properties are improved.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. Although the above has been described with reference to the embodiments, this is only an example and does not limit the present invention, and those skilled in the art to which the present invention belongs will not deviate from the essential characteristics of the present embodiment. It will be appreciated that various variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified and implemented. And differences related to these modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention as defined in the appended claims.
100 : 기판
200 : 제1 안테나
300 : 제2 안테나
400 : 스터브100: Substrate
200: first antenna
300: second antenna
400: stub
Claims (15)
제1 주파수 대역에 대응하는 길이를 갖도록 형성되고, 상기 기판의 제1 가장 자리 일측에 배치되는 제1 안테나;
제2 주파수 대역에 대응하는 길이를 갖도록 형성되고, 상기 기판의 제2 가장 자리 일측에 배치되는 제2 안테나; 및
상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 사이의 상기 제1 가장 자리 일측 또는 상기 제2 가장 자리 일측에 배치되는 스터브를 포함하고,
상기 스터브는, 상기 제1 안테나와 제1 거리만큼 이격 배치되고 상기 제2 안테나와 제2 거리만큼 이격 배치되며,
상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나는, 각각 제1 슬롯 패턴 및 제2 슬롯 패턴을 포함하는 안테나 모듈. a substrate including a ground portion and a dielectric portion;
a first antenna formed to have a length corresponding to a first frequency band and disposed on one side of a first edge of the substrate;
a second antenna formed to have a length corresponding to a second frequency band and disposed on one side of a second edge of the substrate; and
A stub disposed on one side of the first edge or one side of the second edge between the first antenna and the second antenna,
The stub is spaced apart from the first antenna by a first distance and spaced apart from the second antenna by a second distance,
The first antenna and the second antenna include a first slot pattern and a second slot pattern, respectively.
상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나는,
사각 형상의 제1 패치 및 제2 패치를 각각 포함하고,
상기 제1 슬롯 패턴 및 제2 슬롯 패턴은,
상기 제1 패치 및 상기 제2 패치의 내부에 각각 배치되는 안테나 모듈. According to claim 1,
The first antenna and the second antenna,
Including a first patch and a second patch each having a square shape,
The first slot pattern and the second slot pattern,
Antenna modules disposed inside the first patch and the second patch, respectively.
상기 제1 슬롯 패턴 및 상기 제2 슬롯 패턴은,
각각 상기 제1 패치 및 상기 제2 패치의 에지로부터 소정의 간격만큼 이격되어 배치되고,
서로 이격되는 제1 단부 및 제2 단부를 포함하는 안테나 모듈. According to claim 2,
The first slot pattern and the second slot pattern,
are spaced apart from the edges of the first patch and the second patch by a predetermined interval, respectively;
An antenna module comprising a first end and a second end spaced apart from each other.
상기 제1 슬롯 패턴의 제1 단부와 제2 단부는, 서로 대향하여 배치되고,
상기 제2 슬롯 패턴의 제1 단부와 제2 단부는, 서로 대향하여 배치되는 안테나 모듈. According to claim 3,
The first end and the second end of the first slot pattern are disposed to face each other,
The first end and the second end of the second slot pattern are disposed to face each other.
상기 제1 단부 및 상기 제2 단부는,
상기 기판의 외측 방향으로 배치되는 안테나 모듈. According to claim 4,
The first end and the second end,
An antenna module disposed in an outward direction of the substrate.
상기 제1 슬롯 패턴은,
상기 제1 주파수 대역에 인접하는 제1 인접 주파수 대역을 제거하고,
상기 제2 슬롯 패턴은,
상기 제2 주파수 대역에 인접하는 제2 인접 주파수 대역을 제거하는 안테나 모듈. According to claim 1,
The first slot pattern,
removing a first contiguous frequency band adjacent to the first frequency band;
The second slot pattern,
An antenna module for removing a second adjacent frequency band adjacent to the second frequency band.
상기 제1 슬롯 패턴은,
상기 제1 인접 주파수 대역에 대응하는 제1 인접 파장 대역에 기초하여 설계되고,
상기 제2 슬롯 패턴은,
상기 제2 인접 주파수 대역에 대응하는 제2 인접 파장 대역에 기초하여 설계되는 안테나 모듈.According to claim 6,
The first slot pattern,
designed based on a first contiguous wavelength band corresponding to the first contiguous frequency band;
The second slot pattern,
An antenna module designed based on a second adjacent wavelength band corresponding to the second adjacent frequency band.
상기 제1 슬롯 패턴은,
상기 제1 인접 파장 대역의 1/8 내지 1/2배 사이의 파장에 기초하여 설계되는 안테나 모듈. According to claim 6,
The first slot pattern,
An antenna module designed based on a wavelength between 1/8 and 1/2 times the first contiguous wavelength band.
상기 제1 거리 및 상기 제2 거리는,
상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역에 대응하는 제1 파장 대역 및 제2 파장 대역에 기초하여 설정되는 안테나 모듈. According to claim 1,
The first distance and the second distance,
An antenna module configured based on a first wavelength band and a second wavelength band corresponding to the first frequency band and the second frequency band.
상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나는,
상기 유전부 상단에 배치되는 안테나 모듈.According to claim 1,
The first antenna and the second antenna,
An antenna module disposed on top of the dielectric part.
상기 스터브는,
상기 유전부 상단에 배치되고 상기 접지부와 연결되는 안테나 모듈.According to claim 1,
The stub,
An antenna module disposed on top of the dielectric part and connected to the ground part.
상기 제1 주파수 대역과 상기 제2 주파수 대역은,
서로 동일한 주파수 대역인 안테나 모듈. According to claim 1,
The first frequency band and the second frequency band,
Antenna modules in the same frequency band as each other.
상기 제1 거리는,
상기 제1 안테나와 상기 접지부의 에지가 교차하는 영역의 중심인 제1 지점에서 상기 스터브와 상기 접지부가 교차하는 영역의 중심인 제2 지점까지의 거리인 안테나 모듈. According to claim 1,
The first distance,
The antenna module of
상기 제2 거리는,
상기 제2 안테나와 상기 접지부의 에지가 교차하는 영역의 중심인 제3 지점에서 상기 스터브와 상기 접지부가 교차하는 영역의 중심인 제2 지점까지의 거리인 안테나 모듈. According to claim 1,
The second distance,
The antenna module of
상기 제1 거리는,
상기 제1 파장 대역의 1/8배 내지 1배인 안테나 모듈.According to claim 9,
The first distance,
An antenna module that is 1/8 to 1 times the first wavelength band.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210151188A KR20230065525A (en) | 2021-11-05 | 2021-11-05 | Antenna module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210151188A KR20230065525A (en) | 2021-11-05 | 2021-11-05 | Antenna module |
Publications (1)
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---|---|
KR20230065525A true KR20230065525A (en) | 2023-05-12 |
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Family Applications (1)
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Country | Link |
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-
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- 2021-11-05 KR KR1020210151188A patent/KR20230065525A/en unknown
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