KR20230121658A - 다중 방사체 광대역 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 접지면, 상기 접지면과 이격되며 전파를 송수신하도록 구성되며, 적어도 하나 이상의 지점에서 절곡되며 연장되는 제1 및 제2 방사체들, 상기 제1 및 제2 방사체들과 연결되는 급전 라인, 상기 급전 라인을 통해 상기 제1 및 제2 방사체들로 전류를 공급하도록 구성되는 급전원, 상기 급전원과 상기 급전 라인 사이에 연결되는 제1 수동 소자, 및 상기 급전 라인과 상기 제1 및 제2 방사체들 각각의 사이에 연결되는 제2 수동 소자를 포함하는 다중 방사체 광대역 안테나를 개시한다.

Description

다중 방사체 광대역 안테나{MULTI-RADIATOR BROADBAND ANTENNA}

본 발명은 다중 방사체 광대역 안테나에 관한 것으로, 보다 구체적으로 급전 라인에 직렬 연결된 수동 소자를 포함하는 다중 방사체 광대역 안테나에 관한 것이다.

안테나는 공중의 RF 신호를 단말기 내부로 수신하거나, 단말기 내부의 신호를 외부로 송신하는 장치로, 무선통신에 필수적으로 사용되는 장치이다. 최근, 이동통신 단말기가 소형화 및 경량화되면서, 안테나 또한 얇고 작아지고 있다. 또한, 무선을 통해 송수신되는 데이터 량이 많아지면서, 보다 좋은 성능의 안테나가 개발되고 있다.

기존의 모노폴 안테나 또는 평판 역 F 안테나(planar inverted F antenna; PIFA)는 소형화 특성은 만족하나, 광대역 특성을 충분히 얻지 못하는 문제가 있었다. 이에 따라, 소형화 특성과 광대역 특성을 동시에 만족하는 안테나에 대한 연구가 진행되고 있다.

본 발명은 두 개 이상의 방사체 및 급전 라인의 직렬 커패시터를 이용하여 광대역 특성을 얻을 수 있는 다중 방사체 광대역 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 다중 방사체 광대역 안테나는 접지면, 상기 접지면과 이격되며 전파를 송수신하도록 구성되며, 적어도 하나 이상의 지점에서 절곡되며 연장되는 제1 및 제2 방사체들, 상기 제1 및 제2 방사체들과 연결되는 급전 라인, 상기 급전 라인을 통해 상기 제1 및 제2 방사체들로 전류를 공급하도록 구성되는 급전원, 상기 급전원과 상기 급전 라인 사이에 연결되는 제1 수동 소자, 및 상기 급전 라인과 상기 제1 및 제2 방사체들 각각의 사이에 연결되는 제2 수동 소자를 포함할 수 있다.

상기 제1 수동 소자는 커패시터이고, 상기 제2 수동 소자는 인덕터일 수 있다.

상기 제1 수동 소자는 인덕터이고, 상기 제2 수동 소자는 커패시터일 수 있다.

상기 제1 및 제2 방사체들은 상기 급전 라인으로부터 서로 다른 방향으로 연장될 수 있다.

상기 제1 및 제2 방사체들을 통해 송수신하는 전파의 주파수 대역은 1 GHz 내지 1.3 GHz일 수 있다.

본 발명에 따른 다중 방사체 광대역 안테나는 급전 라인에 직렬 연결된 수동 소자를 이용하여 기생 공진의 주파수를 제어할 수 있고, 이에 따라 방사 효율의 감소 없이 광대역 특성을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 방사체 광대역 안테나를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 다중 방사체 광대역 안테나를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 비교 예 및 본 발명의 실시 예들에 따른 다중 방사체 광대역 안테나의 반사 계수를 나타내는 그래프이다.
도 4는 비교 예 및 본 발명의 실시 예들에 따른 다중 방사체 광대역 안테나의 방사 효율을 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예의 설명을 통해 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기가 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성 요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 또한 본 명세서에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

본 명세서에서 어떤 층이 다른 층 '상(上)에' 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 상면에 직접 형성되거나 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 영역, 층 등을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 영역, 층이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 소정 영역 또는 층을 다른 영역 또는 층과 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시예에서 제1 부분으로 언급된 부분이 다른 실시예에서는 제2 부분으로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예는 그것의 상보적인 실시예도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 다중 방사체 광대역 안테나에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 방사체 광대역 안테나를 설명하기 위한 평면도이다.

본 발명에 따른 다중 방사체 광대역 안테나는 접지면(100), 제1 및 제2 방사체들(210, 220), 급전 라인(230), 급전원(240), 제1 수동 소자(250) 및 제2 수동 소자(260)를 포함할 수 있다.

접지면(100)은 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)으로 연장되는 평면 형상을 가질 수 있다. 접지면(100)은 제3 방향(D3)과 직교할 수 있다. 제1 내지 제3 방향들(D1, D2, D3)은, 예를 들어, 서로 직교하는 방향들일 수 있다.

제1 방사체(210) 및 제2 방사체(220)는 접지면(100)과 제2 방향(D2)으로 이격될 수 있다. 실시 예들에 따르면, 본 발명에 따른 다중 방사체 광대역 안테나는 제1 및 제2 방사체들(210, 220) 외에 추가적인 방사체들을 더 포함할 수도 있다. 제1 및 제2 방사체들(210, 220)은 전파를 송수신하도록 구성될 수 있다. 제1 및 제2 방사체들(210, 220)이 송수신하는 전파의 주파수 대역은, 예를 들어, 약 1 GHz 내지 약 1.3 GHz일 수 있다. 제1 및 제2 방사체들(210, 220)은 적어도 하나 이상의 지점에서 절곡되며 제1 방향(D1) 및/또는 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다.

제1 및 제2 방사체들(210, 220)은 급전 라인(230)과 연결될 수 있다. 급전 라인(230)은, 예를 들어, 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다. 급전 라인(230)은 급전원(240)과 연결될 수 있다. 급전원(240)은 급전 라인(230)을 통해 제1 및 제2 방사체들(210, 220)로 전류를 공급하도록 구성될 수 있다.

급전 라인(230)과 급전원(240) 사이에 제1 수동 소자(250)가 연결될 수 있다. 제1 수동 소자(250)는 급전 라인(230)과 급전원(240) 사이에 직렬 연결될 수 있다. 제1 수동 소자(250)는, 일 예로, 커패시터일 수 있다.

제1 수동 소자(250)는 방사 효율을 저하시키는 λ/2(λ는 송수신하는 전파의 파장) 다이폴 공진을 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 수동 소자(250)에 의해 모노폴 공진과 다이폴 공진이 서로 분리될 수 있고, 이에 따라 본 발명의 제1 및 제2 방사체들(210, 220)이 송수신하는 전파의 주파수 대역에서 λ/2 다이폴 공진이 없어지고 두 개의 모노폴 공진들이 합쳐질 수 있다. 결과적으로, 본 발명에 따른 다중 방사체 광대역 안테나의 임피던스 대역 특성 및 방사 효율 특성이 개선될 수 있다.

급전 라인(230)과 제1 및 제2 방사체들(210, 220) 각각의 사이에 제2 수동 소자(260)가 연결될 수 있다. 제2 수동 소자(260)는 급전 라인(230)과 제1 및 제2 방사체들(210, 220) 각각의 사이에 직렬 연결될 수 있다. 제2 수동 소자(260)는, 일 예로, 인덕터일 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 다중 방사체 광대역 안테나를 설명하기 위한 평면도이다. 이하에서, 설명의 편의를 위하여 도 1을 참조하여 설명한 것과 실질적으로 동일한 사항에 대한 설명은 생략하고 차이점에 대하여 상세히 설명한다.

도 2를 참조하면, 급전 라인(230)과 급전원(240) 사이에 직렬 연결되는 제1 수동 소자(250)는 인덕터일 수 있고, 급전 라인(230)과 제1 및 제2 방사체들(210, 220) 각각의 사이에 직렬 연결되는 제2 수동 소자(260)는 커패시터일 수 있다.

도 3은 비교 예들 및 본 발명의 실시 예 들에 따른 다중 방사체 광대역 안테나의 반사 계수를 나타내는 그래프이다.

도 3을 참조하면, 제1 내지 제3 비교 예들(C1, C2, C3) 및 본 발명의 실시 예들(P)에 따른 다중 방사체 광대역 안테나의 반사 계수를 나타내는 그래프가 도시 된다. 제1 비교 예(C1)는 도 1을 참조하여 설명한 제1 및 제2 수동 소자들(250, 260)을 포함하지 않는 경우이고, 제2 비교 예(C2)는 제1 방사체(210)를 포함하지 않는 경우이고, 제3 비교 예(C3)는 제2 방사체(220)를 포함하지 않는 경우이다. 다시 말하면, 제2 및 제3 비교 예들(C2, C3) 각각은 제1 및 제2 방사체들(210, 220) 중 어느 하나만을 포함하는 경우이다. 제1 내지 제3 비교 예들(C1, C2, C3)과 비교하면, 본 발명의 실시 예들(P)에 따른 다중 방사체 광대역 안테나는, 약 1 GHz 내지 약 1.3 GHz의 주파수 대역에서, 광대역 특성을 나타낼 수 있다.

도 4는 비교 예 및 본 발명의 실시 예들에 따른 다중 방사체 광대역 안테나의 방사 효율을 나타내는 그래프이다.

도 4를 참조하면, 제1 비교 예(C1) 및 본 발명의 실시 예들(P)에 따른 다중 방사체 광대역 안테나의 방사 효율을 나타내는 그래프가 도시 된다. 제1 비교 예(C1)와 비교하면, 본 발명의 실시 예들(P)에 따른 다중 방사체 광대역 안테나는, 약 1 GHz 내지 약 1.3 GHz의 주파수 대역에서, 방사 효율 특성이 개선될 수 있다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

Claims (5)

1. 접지면;
   상기 접지면과 이격되며 전파를 송수신하도록 구성되며, 적어도 하나 이상의 지점에서 절곡되며 연장되는 제1 및 제2 방사체들;
   상기 제1 및 제2 방사체들과 연결되는 급전 라인;
   상기 급전 라인을 통해 상기 제1 및 제2 방사체들로 전류를 공급하도록 구성되는 급전원;
   상기 급전원과 상기 급전 라인 사이에 연결되는 제1 수동 소자; 및
   상기 급전 라인과 상기 제1 및 제2 방사체들 각각의 사이에 연결되는 제2 수동 소자를 포함하는 다중 방사체 광대역 안테나.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 수동 소자는 커패시터이고,
   상기 제2 수동 소자는 인덕터인 다중 방사체 광대역 안테나.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 수동 소자는 인덕터이고,
   상기 제2 수동 소자는 커패시터인 다중 방사체 광대역 안테나.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 방사체들은 상기 급전 라인으로부터 서로 다른 방향으로 연장되는 다중 방사체 광대역 안테나.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 방사체들을 통해 송수신하는 전파의 주파수 대역은 1 GHz 내지 1.3 GHz인 다중 방사체 광대역 안테나.