WO2018048123A1 - 안테나 장치 및 안테나의 운용 방법 - Google Patents

안테나 장치 및 안테나의 운용 방법 Download PDF

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WO2018048123A1
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ground
ground pattern
slot
metal pattern
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김윤건
고승태
임상호
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삼성전자 주식회사
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    • H01Q13/10—Resonant slot antennas
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    • H01Q19/134—Rear-feeds; Splash plate feeds
    • H01Q19/136—Rear-feeds; Splash plate feeds cross-polarised

Definitions

  • the present invention relates to antennas and antenna operating methods.
  • the present invention relates to an antenna capable of securing a sufficient ground area even in places where space constraints are high.
  • a 5G communication system or a pre-5G communication system is called a system after a 4G network (Beyond 4G Network) or a system after an LTE system (Post LTE).
  • 5G communication systems are being considered for implementation in the ultra-high frequency (mmWave) band (eg, such as the 60 Gigabit (60 GHz) band).
  • FD-MIMO massive array multiple input / output
  • FD-MIMO massive array multiple input / output
  • FD-MIMO massive array multiple input / output
  • FD-MIMO massive array multiple input / output
  • FD-MIMO massive array multiple input / output
  • Array antenna, analog beam-forming, and large scale antenna techniques are discussed.
  • 5G communication systems have advanced small cells, advanced small cells, cloud radio access network (cloud RAN), ultra-dense network (ultra-dense network) , Device to Device communication (D2D), wireless backhaul, moving network, cooperative communication, Coordinated Multi-Points (CoMP), and interference cancellation
  • cloud RAN cloud radio access network
  • D2D Device to Device communication
  • D2D Device to Device communication
  • CoMP Coordinated Multi-Points
  • Hybrid FSK and QAM Modulation FQAM and sliding window superposition coding (SWSC), Advanced Coding Modulation (ACM), and FBMC (Filter Bank Multi Carrier) and NOMA are advanced access technologies.
  • FQAM Hybrid FSK and QAM Modulation
  • SWSC sliding window superposition coding
  • ACM Advanced Coding Modulation
  • FBMC Fan Bank Multi Carrier
  • NOMA NOMA
  • SAP non-orthogonal multiple access
  • SCMA sparse code multiple access
  • IoT Internet of Things
  • IoE Internet of Everything
  • M2M machine to machine
  • MTC Machine Type Communication
  • IT intelligent Internet technology services can be provided that collect and analyze data generated from connected objects to create new value in human life.
  • IoT is a field of smart home, smart building, smart city, smart car or connected car, smart grid, health care, smart home appliances, advanced medical services, etc. through convergence and complex of existing information technology (IT) technology and various industries. It can be applied to.
  • electronic devices for example, mobile communication terminals
  • an external device that communicates with the electronic device may also include an antenna, and there are cases in which the space in which the antenna is disposed is restricted according to the size of the external device where the antenna is installed.
  • the space in which the antenna is disposed inside the electronic device or the space in which the antenna is disposed in a separate external device is gradually decreasing, thus making it difficult to secure a ground area used for transmitting or receiving the antenna. If a sufficient ground area is not secured, a phenomenon such as leakage of current occurs while the antenna radiates radio waves, causing a problem of reducing the efficiency of the antenna.
  • Various embodiments of the present invention to solve the above problems, relates to an antenna device and a method of operating the antenna device that can secure a ground area.
  • an antenna device may include a slot formed by a first ground pattern, a second ground pattern, a third ground pattern, and a fourth ground pattern; A feeding part formed on a surface different from the surface on which the slot is formed; And a metal pattern extending a predetermined distance from the feeding part and forming a vertical polarization, wherein the metal pattern may be disposed at a predetermined angle from a surface on which the slot is formed.
  • an antenna device may include: a first metal pattern electrically connected to a first ground pattern and radiating horizontal polarization; A second metal pattern disposed at a position spaced apart from the first metal pattern by a predetermined distance and electrically connected to a second ground pattern formed in parallel with the first ground pattern to generate vertical polarization; A connection pattern connecting the first ground pattern and the second ground pattern; And a slot disposed perpendicular to the first ground pattern and the second ground pattern, wherein the first metal pattern and the second metal pattern are perpendicular to each other in a plane direction parallel to the second ground pattern. Can be formed.
  • An electronic device having an antenna device may include an antenna device; And a control unit for controlling an operation of the antenna device, wherein the antenna device comprises: a first metal pattern electrically connected to the first ground pattern and emitting horizontal polarization; A second metal pattern disposed at a position spaced apart from the first metal pattern by a predetermined distance and electrically connected to a second ground pattern formed in parallel with the first ground pattern to generate vertical polarization; A connection pattern connecting the first ground pattern and the second ground pattern; And a slot disposed perpendicular to the first ground pattern and the second ground pattern, wherein the first metal pattern and the second metal pattern are perpendicular to each other in a plane direction parallel to the second ground pattern.
  • the controller may control power supplied to the first metal pattern and power supplied to the second ground region.
  • the antenna device and the method of operating the antenna device according to various embodiments of the present invention share a respective ground area corresponding to radiating parts (metal patterns or slots) for outputting various radio waves, and thus are wider than the narrow mounting area of the antenna.
  • a ground area can be secured.
  • the antenna device and the method of operating the antenna device may secure a wider ground area than the narrow mounting area of the antenna, thereby reducing leakage current and further increasing antenna efficiency.
  • an antenna for radiating radio waves in a high frequency region is disposed in a space in which an antenna for radiating radio waves in an existing low frequency region is disposed. can do.
  • the slot antenna may be used even in a narrow mounting space because the position of the metal pattern for radiating radio waves from the slot antenna is disposed on a different surface from the slot formed surface.
  • an antenna and a method of operating the antenna may radiate both a vertical polarized wave and a horizontal polarized wave.
  • an antenna and a method of operating the antenna may generate rotational polarization using vertical polarization and horizontal polarization, thereby increasing antenna efficiency.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an antenna device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an antenna device viewed from a specific direction 171 shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an antenna device viewed from a specific direction 172 shown in FIG. 1.
  • 4A to 4B are diagrams illustrating an antenna device according to another embodiment of the present invention.
  • 5A to 5D are diagrams illustrating a radiation pattern emitted by an antenna according to various embodiments of the present disclosure.
  • 6 to 9 are diagrams illustrating an embodiment to which an antenna is applied according to various embodiments of the present disclosure.
  • 10A to 10B are diagrams illustrating that the antenna shown in FIGS. 6 to 9 is applied to radiate radio waves.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an embodiment to which an antenna is applied according to various embodiments of the present disclosure.
  • the expression “device configured to” may mean that the device “can” together with other devices or components.
  • processor configured (or configured to) perform A, B, and C may be implemented by executing a dedicated processor (eg, an embedded processor) to perform its operation, or one or more software programs stored in a memory device. It may mean a general purpose processor (eg, a CPU or an application processor) capable of performing the corresponding operations.
  • An electronic device may be, for example, a smartphone, a tablet PC, a mobile phone, a video phone, an e-book reader, a desktop PC, a laptop PC, a netbook computer, a workstation, a server, a PDA, a PMP. It may include at least one of a portable multimedia player, an MP3 player, a medical device, a camera, or a wearable device. Wearable devices may be accessory (e.g. watches, rings, bracelets, anklets, necklaces, eyeglasses, contact lenses, or head-mounted-devices (HMDs), textiles or clothing integrated (e.g.
  • HMDs head-mounted-devices
  • an electronic device may comprise, for example, a television, a digital video disk (DVD) player, Audio, refrigerator, air conditioner, cleaner, oven, microwave, washing machine, air purifier, set-top box, home automation control panel, security control panel, media box, game console, electronic dictionary, electronic key, camcorder, or electronic picture frame It may include at least one.
  • DVD digital video disk
  • the electronic device may include a variety of medical devices (e.g., various portable medical measuring devices such as blood glucose meters, heart rate monitors, blood pressure meters, or body temperature meters), magnetic resonance angiography (MRA), magnetic resonance imaging (MRI), Computed tomography (CT), cameras or ultrasounds), navigation devices, global navigation satellite systems (GNSS), event data recorders (EDRs), flight data recorders (FDRs), automotive infotainment devices, ship electronics (E.g., various portable medical measuring devices such as blood glucose meters, heart rate monitors, blood pressure meters, or body temperature meters), magnetic resonance angiography (MRA), magnetic resonance imaging (MRI), Computed tomography (CT), cameras or ultrasounds), navigation devices, global navigation satellite systems (GNSS), event data recorders (EDRs), flight data recorders (FDRs), automotive infotainment devices, ship electronics (E.g.
  • various portable medical measuring devices such as blood glucose meters, heart rate monitors, blood pressure meters, or body temperature meters
  • MRA magnetic resonance angiography
  • an electronic device may be a part of a furniture, building / structure or automobile, an electronic board, an electronic signature receiving device, a projector, or various measuring devices (eg, water, electricity, Gas, or a radio wave measuring instrument).
  • the electronic device may be flexible or a combination of two or more of the aforementioned various devices.
  • Electronic devices according to embodiments of the present disclosure are not limited to the above-described devices.
  • the term user may refer to a person who uses an electronic device or a device (eg, an artificial intelligence electronic device) that uses an electronic device.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an antenna device 100 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the antenna device 100 includes a first metal pattern 110, a second metal pattern 120, a slot 130, a first ground pattern 160, a first connection pattern 150, and a first metal pattern 110.
  • the second connection pattern 151 and the second ground pattern 140 may be included.
  • the antenna shown in FIG. 1 is disposed in a plane parallel to the ground.
  • the first ground region may be a region including a ground having a voltage of 0 V.
  • the first ground region may mean a first ground region used to emit the first metal pattern 110.
  • the first ground region may include a first ground pattern 160, The first connection pattern 150 and the second ground pattern 140 may be included.
  • the first metal pattern 110 may refer to a pattern that emits a specific radio wave.
  • the first metal pattern 110 may radiate a specific radio wave in a specific direction by using a power supplied from the first feeder 115 connected to the first metal pattern 110.
  • the first metal pattern 110 may be electrically connected to the first feed part 115 formed on the surface on which the first ground pattern 160 is formed to form a horizontal polarization. .
  • Horizontal polarization may mean a radio wave in which the direction of the electric field is parallel to the ground.
  • Horizontal polarization in FIG. 1 may mean a radio wave having an electric field in a direction parallel to the first ground pattern 160 disposed horizontally with respect to the ground. Since the first metal pattern 110 is electrically connected to the first ground pattern 160, the direction of the electric field of radio waves radiated from the first metal pattern 110 is parallel to the first ground pattern 160. For example, parallel to the ground).
  • the first metal pattern 110 is illustrated as a rod-shaped pattern, but the shape of the first metal pattern 110 is not limited.
  • the first metal pattern 110 may be implemented in a curved pattern.
  • the first metal pattern 110 may be formed at a position spaced apart from the center of the substrate 180 of the first ground pattern 160 to adjust the shape of the radiation pattern of the radio wave radiated from the first metal pattern. have. According to one embodiment, the first metal pattern 110 may be formed at a position spaced apart from the center of the substrate 180 in the radial direction of the radio wave. According to an embodiment of the present invention, the first metal pattern 110 has an edge of the first ground pattern in order to match the direction of radio waves radiating from the first metal pattern and the direction of radio waves radiating from the slot 130. Among the portions, the first connection pattern 150 and the first ground pattern 160 may be disposed at an edge portion existing within a predetermined distance from an edge generated while contacting.
  • the first ground pattern 160 may be electrically connected to the second ground pattern 140 by the first connection pattern 150 and the second connection pattern 151.
  • the second ground pattern 140 may be electrically connected to the third ground pattern 152, and the third ground pattern 152 may be electrically connected to the second connection pattern 151.
  • the first ground region that may be used by the first metal pattern 110 may include the first ground pattern 160, the first connection pattern 150, the second connection pattern 151, the second ground pattern 140, and the like. It may include a third ground pattern 152 and a fourth ground pattern 153.
  • an electric field (corresponding to a radio wave radiated from the first metal pattern 110) having a polarization in a direction parallel to the first ground pattern 160 and the second ground pattern 140, respectively, is used.
  • Sufficient ground must be secured for output.
  • the antenna when the antenna is disposed inside the vehicle handle, it may have a disadvantage that the length of the first ground pattern 160 which is the ground in the antenna structure using the first metal pattern 110 is not sufficient.
  • the antenna according to the exemplary embodiment of the present invention may include a first connection pattern 150 or a second connection pattern 151 connecting the first ground pattern and the second ground pattern.
  • the first ground includes the first metal pattern 110, the first ground pattern 160, the second ground pattern 140, the first connection pattern 150, and the second connection pattern 151.
  • the region can operate as a single pole antenna that outputs horizontal polarization.
  • the second metal pattern 120 may be disposed at a position spaced apart from the first metal pattern 110 in a vertical distance by a predetermined distance, and the second ground pattern 140 formed in parallel with the first ground pattern 160 may be formed. It may be electrically connected to the second feed point 125 formed on a surface parallel to the formed surface.
  • the second metal pattern 120 may be formed on a second surface opposite to the first surface of the substrate 180 on which the first metal pattern is formed.
  • the second metal pattern 120 may form a vertical polarization by using power supplied to the second feed part 125.
  • Vertical polarization may mean a radio wave having an electric field polarized in a direction perpendicular to the ground.
  • vertical polarization may refer to radio waves having an electric field polarized in a direction perpendicular to the first ground pattern 160 and the second ground pattern 140 parallel to the ground.
  • An electric field of radio waves radiated from the second metal pattern 120 may be generated in a direction toward the second ground pattern 140. Therefore, the electric wave formed by the second ground pattern 140 may mean a vertical polarization having an electric field perpendicular to a plane parallel to the second ground pattern 140 (for example, the ground).
  • the slot 130 may be disposed perpendicularly to the first ground pattern 160 and the second ground pattern 140.
  • the slot 130 may be formed by the second ground pattern 140, the second connection pattern 151, the third ground pattern 152, and the fourth ground pattern 153.
  • the second connection pattern 151 may be physically connected to the fourth ground pattern 153
  • the fourth ground pattern 153 may be the second connection pattern 151 and the third ground.
  • the third ground pattern 152 may be connected to the pattern 152
  • the third ground pattern 152 may be connected to the fourth ground pattern 153 and the second ground pattern 140, respectively.
  • the slot 130 may refer to a space generated by connecting the second ground pattern 140, the second connection pattern 151, the third ground pattern 152, and the fourth ground pattern 153, respectively.
  • the vertical polarization formed in the second metal pattern 120 may be radiated through the slot 130.
  • the radio waves radiated from the second metal pattern 120 may radiate in a direction opposite to the second direction 172 via the slot 130.
  • the electric field corresponding to the radio wave radiated through the slot 130 may be polarization in a direction perpendicular to the first ground pattern 160 and the second ground pattern 140, respectively.
  • the third ground pattern 152 may be physically connected to the first ground pattern 160 or the second connection pattern 151. Therefore, the third ground pattern 152 may be electrically connected to the second connection pattern 151 and the first ground pattern 160.
  • the second ground region including the slot 130 and the second connection pattern 151, the second ground pattern 153, the third ground pattern 152, and the fourth ground pattern 140 is vertical. It can operate as a single pole antenna that outputs polarization.
  • the direction of the radio waves radiated from the first metal pattern 110 may be the same as or similar to the direction of the radio waves radiated from the slot 130.
  • the radio waves radiated from the first metal pattern 110 may be output in the first direction 172, and the radio waves radiated from the slot 130 may be output in the first direction 172.
  • the electric field corresponding to the radio wave radiated from the second metal pattern 120 and the electric field corresponding to the radio wave radiated from the first metal pattern 110 may be perpendicular to each other.
  • the electric field corresponding to the radio wave radiated through the slot 130 is a single wave in the direction perpendicular to the first ground pattern 160 and the second ground pattern 140, respectively, and the first metal
  • the electric field corresponding to the radio wave radiated from the pattern 110 may be deflected in a direction parallel to the first ground pattern 160 and the second ground pattern 140, respectively.
  • the second ground region 140 may refer to a ground region in the antenna structure using the slot 130.
  • the second ground region may mean an area including a ground having a voltage of 0V.
  • the second ground region may include a second connection pattern 151, a third ground pattern 152, a fourth ground pattern 153, and a second ground pattern 140.
  • an electric field (first metal pattern 110) having polarization in a direction parallel to each of the first ground pattern 160 and the second ground pattern 140 during propagation in the 2.4 GHz band.
  • first metal pattern 110 polarization in a direction parallel to each of the first ground pattern 160 and the second ground pattern 140 during propagation in the 2.4 GHz band.
  • the antenna may include a first connection pattern 150 or a second connection pattern 151 connecting the first ground pattern and the second ground pattern.
  • the second connection pattern 151 may be used as a ground to radiate radio waves in the slot 130, and the second connection pattern 151 may be electrically connected to the first ground pattern 160 and the fourth ground pattern 153, respectively. Can be connected. Therefore, the first ground pattern 160 and the fourth ground pattern 153 may be electrically connected by the second connection pattern 151.
  • the third ground pattern 152 may be physically connected to the fourth ground pattern 153 and the second ground pattern 140, respectively.
  • the fourth ground pattern 153 may be physically connected to the first ground pattern 160.
  • the fourth ground pattern 153 is not physically connected to the first ground pattern 160, but the first ground pattern is formed by the second connection pattern 151. And may be electrically connected to 160.
  • the first connection pattern 150 or the second connection pattern 151 may physically connect the first ground pattern and the second ground pattern, and may also be electrically connected. Therefore, the length of the ground can be ensured due to the presence of the first connection pattern 150 or the second connection pattern 151, and the efficiency of the output of the radio wave emitted by the first metal pattern 110 can be increased.
  • the first connection pattern 150 may be disposed perpendicular to the first ground pattern 160 and the second ground pattern 140.
  • the electric field of the radio wave radiated by the first metal pattern 110 may be a polarized wave parallel to the first ground pattern 160 and the second ground pattern 140, respectively, and the slot 130 may be formed.
  • the electric field of the radio wave radiated through may be a polarized wave in a direction perpendicular to the connection pattern 150.
  • the antenna according to the embodiment of the present invention may generate a vertical pattern and a horizontal pattern, which are two vertical polarizations, respectively.
  • the first connection pattern 150 or the second connection pattern 151 may be arranged in the form of a curve connecting the first ground pattern 160 and the second ground pattern 140. have. As described above, two vertical polarizations may be generated due to the presence of the first connection pattern 150 or the second connection pattern 151.
  • the arrangement of the first connection pattern 150 or the second connection pattern 151 may be arranged differently according to the structure in which the antenna according to various embodiments of the present invention is arranged. As described above, the first connection pattern 150 or the second connection pattern 151 connects the first ground pattern and the second ground pattern, and secures a ground region in which the first ground region and the second ground region are combined. The size of the ground area used to radiate from the first metal pattern 110 may be increased.
  • the first Ground pattern 160 should ensure a ground area of about 10 centimeters.
  • the first ground pattern 160 is 10 centimeters or less, there is a disadvantage in that there is not enough ground area. As a result, current may leak and the output may be lowered.
  • the second ground pattern 140, the third ground pattern 152, and the fourth ground pattern 153 and the first ground pattern 160 may be electrically connected to each other.
  • the first connection pattern 150 and the second connection pattern 151 may serve to share a ground area used by the first metal pattern 110 and the slot 130 to radiate. It may have an effect of increasing size. Accordingly, the magnitude of the leakage current may be reduced, and the intensity of the radio wave emitted by the first metal pattern 110 may be increased. Referring to FIG. 5A, it can be seen that the radio wave 410 emitted from the first metal pattern 110 is radiated in a direction perpendicular to the ground (510).
  • the radio wave 410 is more compared with the radiation direction of the radio wave 410 emitted in FIG. 4A. It may be radiated in a direction 520 biased toward the ground direction.
  • the frequency band of the radio waves emitted by the antenna according to the embodiment of the present invention is not limited.
  • the second ground pattern 140 and the third ground pattern ( 152, the second ground region including the fourth ground pattern 153 and the second connection pattern 151 should secure a ground region of 10 centimeters.
  • the second ground area is less than 10 centimeters, there is a disadvantage that there is not enough ground area. As a result, current may leak and the output may be lowered.
  • the first connection pattern 150 is disposed, the second ground pattern 140 and the first ground pattern 160 may be electrically connected to each other. The connection pattern 150 may serve to share the ground area, thereby increasing the size of the ground area.
  • radio waves 531 and 532 emitted by the slot 130 are radiated in a direction parallel to the ground.
  • the antenna may further include a substrate 180.
  • the substrate 180 may be formed of a dielectric, and the type of the dielectric may be configured differently according to the frequency of radio waves transmitted and received by the antenna. An arrangement structure of the substrate 180 will be described later with reference to FIG. 2.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an antenna viewed from a specific direction 171 shown in FIG. 1.
  • the first metal pattern 110 may be connected to the first ground pattern 160.
  • the second metal pattern 120 may be spaced apart from the first metal pattern 110 and disposed perpendicular to the first metal pattern 110.
  • the substrate 180 may be disposed in a space spaced apart from the second metal pattern 120 and the first metal pattern 110.
  • the antenna according to the embodiment of the present invention may have a structure in which the first metal pattern 110 is disposed on the substrate 180 and the second metal pattern 120 is disposed below the substrate 180. have.
  • the first metal pattern 110 may be disposed on the substrate 180 of the antenna, and the second metal pattern 120 may be disposed below the substrate 180.
  • the second feeder 125 connected to the second metal pattern 120 may be connected to the fourth ground pattern 153.
  • the fourth ground pattern 153 may be physically connected to the first ground pattern 160.
  • the first ground pattern 153 is first connected by the second connection pattern 151.
  • the ground pattern 160 may be electrically connected to the ground pattern 160.
  • the propagation direction of the radio wave radiated from the first metal pattern 110 may be similar to the propagation direction of the radio wave radiated from the slot 130. This will be described in FIG. 5.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an antenna viewed from a specific direction 172 illustrated in FIG. 1.
  • the slot 130 refers to a surface on which the second connection pattern 151, the third ground pattern 152, the fourth ground pattern 153, and the second ground pattern 140 meet each other. can do.
  • the second connection pattern 151 may be disposed on the right side of the slot 130, and the third ground pattern 152 may be disposed on the left side of the slot 130.
  • the fourth ground pattern 153 may be disposed above the slot 130, and the second ground pattern 140 may be disposed below the slot 130.
  • the electric field of the radio wave radiated through the slot 130 may be shifted in the direction connecting the fourth ground pattern 153 and the second ground pattern 140.
  • the electric field corresponding to the radio wave radiated from the slot 130 may be shifted in a direction perpendicular to the substrate 180.
  • the electric power is supplied from the second feeder 125 and is generated in the second metal pattern 120 so that the radio wave radiated from the slot 130 has a characteristic of vertical polarization.
  • the polarization directions of the radio waves radiated through the slot 130 and the radio waves radiated from the first metal pattern 110 are perpendicular to each other.
  • the radio waves radiated by the first metal pattern 110 may be horizontally polarized, and the radio waves radiated through the slot 130 may be vertically polarized. That is, the antenna according to various embodiments of the present invention may generate both horizontal polarization and vertical polarization.
  • the electronic device having the antenna shown in FIG. 1 may have a separate processor (not shown).
  • the processor may, for example, run an operating system or an application program to control a plurality of hardware or software components connected to the processor, and perform various data processing and operations.
  • the processor may be implemented with, for example, a system on chip (SoC).
  • SoC system on chip
  • the processor may further include a graphic processing unit (GPU) and / or an image signal processor.
  • the processor may load and process instructions or data received from at least one of the other components (eg, nonvolatile memory) into volatile memory, and store the resulting data in nonvolatile memory.
  • the processor may control the radio wave radiated from the antenna while controlling the power supplied to the first metal pattern 110 or the power supplied to the second metal pattern 120.
  • the processor may control the power supplied to the first metal pattern 110 and the power supplied to the second metal pattern 120 to generate a circular polarization that combines horizontal polarization and vertical polarization. .
  • the processor may generate polarization while controlling the phases of the power supplied to the first metal pattern 110 and the power supplied to the second metal pattern 120.
  • the processor may control the phase of the power supplied to the first metal pattern 110 and the power supplied to the second metal pattern 120 based on the rotation direction of the rotation polarization. For example, when the rotation direction of the rotation polarization is in a counter-clock wise direction (RHCP) and in a clockwise direction (LHCP), and the power supplied to the first metal pattern 110 and the first The phase of the power supplied to the two metal patterns 120 may be controlled differently.
  • RHCP counter-clock wise direction
  • LHCP clockwise direction
  • Rotating polarization may mean circular polarization, but may also mean elliptical polarization.
  • 4A is a diagram illustrating an antenna device according to another embodiment of the present invention.
  • an antenna device may include a slot 130, a feeder 125, and a metal pattern 120.
  • the slot 130 may be formed by the second ground pattern 140, the second connection pattern 151, the third ground pattern 152, and the fourth ground pattern 153. Slot 130 may radiate radio waves (vertical polarization).
  • the feeder 125 supplies power to the metal pattern 120 and may be formed on a surface different from the surface on which the slot 130 is formed. For example, when the slot 130 is disposed in the x-y plane, the feeder 125 may be disposed in another plane that is not parallel to the slot 130 (eg, the y-z plane).
  • the metal pattern 120 may be disposed to extend a predetermined distance from the feeder 125 and generate vertical polarization. According to one embodiment of the present invention, the metal pattern 120 may be disposed at a predetermined angle from the surface on which the slot is formed. For example, the metal pattern 120 may be disposed at 90 degrees with the surface on which the slot 130 is formed. That is, the metal pattern 120 may be disposed perpendicular to the surface on which the slot 130 is formed.
  • the metal pattern 120 and the power feeding unit 125 may be disposed at a predetermined angle with respect to the surface on which the slot 130 is formed, rather than 90 degrees.
  • the metal pattern 120 and the power feeding unit 125 may be disposed on the bottom surface of the substrate 180 while forming an 80 degree angle with the surface on which the slot 130 is formed.
  • the power supply unit 125 and the metal pattern 120 may be formed on another surface which is not parallel to the surface on which the slot 130 is formed, unlike the existing antenna device. As a result, even in a narrow space in which the antenna device according to various embodiments of the present invention is disposed, an effect of emitting vertical polarized waves may be obtained.
  • FIG. 4B is a view showing the antenna device shown in FIG. 4A viewed from a specific direction 171.
  • the fourth ground pattern 153 connected to the first ground pattern 160 forming the upper end of the slot may be connected to the feeder 120.
  • the feeder 120 is disposed on a surface different from a surface on which a slot (not shown) is formed.
  • the feeder 120 and the metal pattern 125 are formed on the surface perpendicular to the surface on which the slot is formed, but the feeder 120 and the metal pattern 125 may be formed on the surface on which the slot is formed. It is not necessary to meet vertically.
  • the feed part 120 and the metal pattern 125 may be disposed on an imaginary surface that forms a specific angle with a surface on which the slot is formed (for example, the x-y plane).
  • 5D is a diagram illustrating an embodiment in which an antenna emits vertical polarization and horizontal polarization according to various embodiments of the present disclosure.
  • a radiation pattern 550 of radio waves emitted by the antenna 100 and a flat plate 540 behind the antenna are shown.
  • the first metal pattern 110 of the antenna 100 may form a horizontal polarization
  • the second metal pattern 120 may form a horizontal polarization
  • the first metal pattern ( 110 in order to match the advancing direction of the horizontal polarization formed by the first metal pattern 110 and the advancing direction of the vertical polarization formed by the second metal pattern 120, the first metal pattern ( 110 may be disposed at an edge located far from a slot among edges of the first ground pattern 160.
  • an antenna may be disposed in front of the flat plate 540 in order to make the direction of radio waves emitted by the first metal pattern 110 and the second metal pattern 120 in a direction parallel to the ground.
  • the shape of the flat plate 540 and the kind of material are not limited.
  • the plate 540 may refer to a rectangular plate formed of a metal conductor, and the plate 540 may be spaced apart from the antenna 100 by a predetermined distance.
  • the horizontal polarization emitted by the first metal pattern 110 and the vertical polarization emitted by the slot 130 may be reflected by the flat plate 510.
  • the advancing direction of the horizontal polarization formed by the first metal pattern 110 may be generated to coincide with or similar to the advancing direction of the vertical polarization emitted from the slot 130, and in a direction perpendicular to the flat plate 540.
  • a radial pattern in which the horizontal polarizations formed by the first metal pattern 110 and the vertical polarizations formed by the second metal pattern 120 are similar to each other and the vertical polarization and the horizontal polarization are radiated 500 can be seen that the radiation in a direction parallel to the ground.
  • 6 to 9 are diagrams illustrating an embodiment to which an antenna is applied according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a view illustrating a vehicle 600, and handles 610 and 620 are disposed at a side door of the vehicle 600.
  • FIG. 7 is an enlarged view of the handle 610 illustrated in FIG. 6, and a height of the handle 610 disposed in the vehicle 600 is generally 3 centimeters or less, and the width may be 20 centimeters or less.
  • An antenna may be disposed inside the handles 610 and 620 to perform communication between the electronic device outside the vehicle and the vehicle.
  • the electronic device outside the vehicle may include a communication module capable of receiving or transmitting a frequency at which the vehicle 600 may perform communication in order to communicate with the vehicle 600.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an antenna 810 having the same structure as the antenna illustrated in FIG. 1 inside the handle 610 illustrated in FIG. 7.
  • the length of the ground area to be secured to the antenna may vary depending on a band of frequencies used for communication between the vehicle 600 and the electronic device outside the vehicle. For example, when performing communication between the vehicle 600 and the electronic device using Wi-Fi or Bluetooth, communication may be performed using a signal having a frequency band of 2.4 Ghz. If the frequency band is 2.4Ghz, the antenna may require 10 centimeters of ground area to emit horizontal polarization.
  • the ground of 10 centimeters considering the width of the handle (approximately 10 centimeters to 20 centimeters) Area can be secured.
  • connection pattern 150 may electrically connect the first ground pattern and the second ground pattern. Due to the first connection pattern 150 or the second connection pattern 151, the ground area corresponding to the first metal pattern 110 that emits radio waves having a horizontal polarization parallel to the ground is defined by the first ground pattern and the second ground pattern. It can include all ground patterns. Accordingly, the first metal pattern 110 may secure a ground region having a sufficient length.
  • FIG 9 is a diagram illustrating an antenna 810 and a vehicle 600 disposed inside the handle 610.
  • the radio wave radiated from the antenna and the wave reflected from the conductor are in phase with each other, increasing the intensity of the radio wave output.
  • the distance between the antenna 810 and the vehicle 600 is approximately 3 centimeters to 4.5 centimeters.
  • the wavelength of the radio wave corresponds to 10 centimeters
  • the distance between the antenna 810 and the vehicle 600 is the wavelength of the radio wave ( The gain can also increase, equivalent to 2.5 centimeters (1/4 centimeters).
  • the frequency at which the vehicle 600 communicates with the electronic device is 2.4 Ghz.
  • the antenna of the present invention may be used when the communication is performed using a frequency of another band. to be.
  • the automobile 600 and the electronic device may perform communication.
  • the electronic device may transmit a signal for controlling the opening or closing of the door of the vehicle 600.
  • the vehicle 600 may receive a signal using the antenna 810 and control an operation of opening or closing a door, which is an operation corresponding to the received signal.
  • the electronic device may start or wait for the start of the vehicle 600.
  • the vehicle 600 may receive a signal using the antenna 710 and perform operations such as starting up the vehicle 600 or waiting for the operation corresponding to the received signal.
  • FIG. 10A to 10B are diagrams illustrating that the antenna shown in FIG. 9 emits radio waves.
  • FIG. 10A illustrates that radio waves emitted by the slot 130 are radiated in the dielectric (eg, air), and
  • FIG. 10B illustrates radio waves emitted by the first metal pattern 110 in the dielectric (eg, For example, it is a figure which shows what is emitted).
  • the slot 130 may radiate radio waves having a polarization in a direction perpendicular to the ground, and the first metal pattern may radiate radio waves having a polarization in a direction horizontal to the ground.
  • the first metal pattern 110 may be formed. Can be placed on the edge of one side. Therefore, it can be confirmed that the propagation direction of the radio wave having the polarization in the direction perpendicular to the ground shown in FIG. 10A and the propagation direction of the radio wave having the polarization in the horizontal direction parallel to the ground shown in FIG. 10B are almost similar.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an embodiment to which an antenna is applied according to various embodiments of the present disclosure.
  • an antenna may also be disposed inside a handle of a casement door and may communicate with an electronic device and a controller disposed in the casement door.
  • the electronic device may transmit a signal for requesting to open or close the door.
  • the casement door controller may receive a signal using an antenna according to various embodiments of the present disclosure and control the casement door to perform an operation.
  • an antenna device may include a slot formed by a first ground pattern, a second ground pattern, a third ground pattern, and a fourth ground pattern; A feeding part formed on a surface different from the surface on which the slot is formed; And a metal pattern extending a predetermined distance from the feeding part and forming a vertical polarization, wherein the metal pattern may be disposed at a predetermined angle from a surface on which the slot is formed.
  • an antenna device may include: a first metal pattern electrically connected to a first ground pattern and radiating horizontal polarization; A second metal pattern disposed at a position spaced apart from the first metal pattern by a predetermined distance and electrically connected to a second ground pattern formed in parallel with the first ground pattern to generate vertical polarization; A connection pattern connecting the first ground pattern and the second ground pattern; And a slot disposed perpendicular to the first ground pattern and the second ground pattern, wherein the first metal pattern and the second metal pattern are perpendicular to each other in a plane direction parallel to the second ground pattern. Can be formed.
  • the antenna device further includes a substrate, the first metal pattern is formed on a first surface of the substrate, and the second metal pattern is a first of the substrate. It may be formed on the second surface facing the surface.
  • connection pattern may include: a first connection pattern connecting the first ground pattern and the second ground pattern and disposed in a direction facing the slot; And a second connection pattern connecting the first ground pattern and the second ground pattern to form one surface of the slot.
  • the slot may be formed by the second connection pattern, the second ground pattern, the third ground pattern, and the fourth ground pattern.
  • a first ground pattern may be formed on the first surface of the substrate.
  • the first metal pattern is present within a predetermined distance from an edge generated while contacting the first connection pattern and the first ground pattern among edges of the first ground pattern. Can be electrically connected to the edge.
  • the first metal pattern may be formed at an edge generated while the first connection pattern and the first ground pattern are in contact with each other.
  • the antenna device may coincide with a traveling direction of the radiation pattern emitted from the first metal pattern and a traveling pattern of the radiation pattern output from the slot.
  • the second metal pattern may be connected to an upper end of the slot.
  • An electronic device having an antenna device may include an antenna device; And a control unit for controlling an operation of the antenna device, wherein the antenna device comprises: a first metal pattern electrically connected to the first ground pattern and emitting horizontal polarization; A second metal pattern disposed at a position spaced apart from the first metal pattern by a predetermined distance and electrically connected to a second ground pattern formed in parallel with the first ground pattern to generate vertical polarization; A connection pattern connecting the first ground pattern and the second ground pattern; And a slot disposed perpendicular to the first ground pattern and the second ground pattern, wherein the first metal pattern and the second metal pattern are perpendicular to each other in a plane direction parallel to the second ground pattern.
  • the controller may control power supplied to the first metal pattern and power supplied to the second ground region.
  • the controller In an electronic device having an antenna device according to various embodiments of the present disclosure, the controller generates a polarization while controlling phases of power supplied to the first metal pattern and power supplied to the second metal pattern.
  • the polarization may include any one of vertical polarization, horizontal polarization, and rotation polarization.
  • the controller controls power supplied to the first metal pattern and power supplied to the second metal pattern based on a rotation direction of the rotation polarization. can do.
  • the controller generates the rotation polarization while controlling a phase of power supplied to the first feeder or power supplied to the second feeder. can do.
  • module includes a unit composed of hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic blocks, components, or circuits.
  • the module may be an integrally formed part or a minimum unit or part of performing one or more functions.
  • Modules may be implemented mechanically or electronically, for example, application-specific integrated circuit (ASIC) chips, field-programmable gate arrays (FPGAs), or known or future developments that perform certain operations. It can include a programmable logic device.
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • FPGAs field-programmable gate arrays
  • At least a portion of an apparatus (eg, modules or functions thereof) or method (eg, operations) according to various embodiments may be stored on a computer-readable storage medium (eg, memory 130) in the form of a program module. It can be implemented as.
  • Computer-readable recording media include hard disks, floppy disks, magnetic media (e.g. magnetic tape), optical recording media (e.g. CD-ROM, DVD, magnetic-optical media (e.g. floppy disks), internal memory, etc.
  • Instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter Modules or program modules according to various embodiments may include at least one or more of the above-described components. In some embodiments, operations performed by a module, a program module, or another component may be executed sequentially, in parallel, repeatedly, or heuristically, or at least, or may include other components. Some operations may be executed in a different order, omitted, or other operations may be added.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

다양한 실시예에 따른 안테나 장치 및 안테나 장치의 운용 방법은 제 1 접지 패턴, 제 2 접지 패턴, 제 3 접지 패턴, 제 4 접지 패턴에 의해 형성되는 슬롯; 상기 슬롯이 형성된 면과 다른 면에 형성되는 급전부; 및 상기 급전부로부터 일정 거리 연장되어 배치되고, 수직 편파를 형성하는 금속 패턴을 포함하고, 상기 금속 패턴은 상기 슬롯이 형성된 면으로부터 일정한 각도를 이루면서 배치될 수 있다. 따라서, 안테나 장치는 안테나의 좁은 실장 영역에서도, 전파를 방사할 수 있다.

Description

안테나 장치 및 안테나의 운용 방법
본 발명의 다양한 실시예는, 안테나 및 안테나 운용 방법과 관련된 것이다. 특히, 공간적 제약이 많은 곳에서도 충분한 접지 영역을 확보할 수 있는 안테나에 관련된 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non-orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술인 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
또한, 근거리 무선통신이나 블루투스 등의 통신 방식이 보편화되면서, 전자 장치, 예컨대, 이동통신 단말기는 서로 다른 다양한 주파수 대역에서의 무선 통신을 위해, 각 주파수 대역 및 통신 방식에 상응하는 안테나를 구비할 수 있으며, 반대로 전자 장치와 통신을 수행하는 외부 장치 역시 안테나를 구비할 수 있는데, 안테나가 설치되는 외부 장치의 크기에 따라 안테나가 배치되는 공간에 제약이 많은 경우도 발생하고 있다.
전자 장치 내부의 안테나가 배치되는 공간 또는 별도의 외부 장치 내에 안테나가 배치되는 공간이 점차 작아지고 있고, 따라서, 안테나가 송신 또는 수신하는데 이용되는 접지 영역의 확보가 어려워지는 문제점이 있다. 충분한 접지 영역이 확보되지 않으면, 안테나가 전파를 방사하면서, 전류가 누설되는 등의 현상이 발생하게 되고, 안테나의 효율을 감소시키는 문제점을 불러일으킨다.
또한, 기존의 저주파 영역의 전파를 방사하는 안테나가 배치된 공간을 그대로 이용하면서, 고주파 영역의 전파를 방사하는 안테나를 배치하기 위해서는 저주파 영역의 전파를 방사하는 안테나가 이용하는 접지 영역에 비해 더 넓은 접지 영역을 확보해야 하지만, 공간적인 제약으로 인해 넓은 접지 영역의 확보가 어려운 문제점이 있다.
또한, 슬롯 안테나를 이용하기 위해서는 전파의 진행 거리가 충분히 확보되어야 하지만, 공간적인 제약으로 인해 슬롯 안테나를 사용하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 다양한 실시예들은, 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 접지 영역을 확보할 수 있는 안테나 장치 및 안테나 장치의 운용 방법에 관한 것이다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치는 제 1 접지 패턴, 제 2 접지 패턴, 제 3 접지 패턴, 제 4 접지 패턴에 의해 형성되는 슬롯; 상기 슬롯이 형성된 면과 다른 면에 형성되는 급전부; 및 상기 급전부로부터 일정 거리 연장되어 배치되고, 수직 편파를 형성하는 금속 패턴을 포함하고, 상기 금속 패턴은 상기 슬롯이 형성된 면으로부터 일정한 각도를 이루면서 배치될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치는 제 1 접지 패턴과 전기적으로 연결되며 수평 편파를 방사하는 제 1 금속 패턴; 상기 제 1 금속 패턴과 소정 거리 이격된 위치에 배치되며, 상기 제1 접지 패턴과 평행하게 형성되는 제2 접지 패턴과 전기적으로 연결되어 수직 편파를 생성하는 제 2 금속 패턴; 상기 제1 접지 패턴과 상기 제2 접지 패턴을 연결하는 연결 패턴; 및 상기 제1 접지 패턴 및 제2 접지 패턴에 대해 수직으로 배치되는 슬롯;을 포함하고, 상기 제1 금속 패턴과 제2 금속 패턴은, 상기 제2 접지패턴에 평행한 평면 방향에서 서로 수직을 이루도록 형성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치를 구비한 전자 장치는 안테나 장치; 및 안테나 장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 안테나 장치는 제 1 접지 패턴과 전기적으로 연결되며 수평 편파를 방사하는 제 1 금속 패턴; 상기 제 1 금속 패턴과 소정 거리 이격된 위치에 배치되며, 상기 제1 접지 패턴과 평행하게 형성되는 제2 접지 패턴과 전기적으로 연결되어 수직 편파를 생성하는 제 2 금속 패턴; 상기 제1 접지 패턴과 상기 제2 접지 패턴을 연결하는 연결 패턴; 및 상기 제1 접지 패턴 및 제2 접지 패턴에 대해 수직으로 배치되는 슬롯;을 포함하고, 상기 제1 금속 패턴과 제2 금속 패턴은, 상기 제2 접지패턴에 평행한 평면 방향에서 서로 수직을 이루도록 형성될 수 있고, 상기 제어부는 상기 제 1 금속 패턴에 공급되는 전원 및 상기 제 2 접지 영역에 공급되는 전원을 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치 및 안테나 장치의 운용 방법은, 다양한 전파를 출력하는 방사부들(금속 패턴 또는 슬롯)에 대응하는 각각의 접지 영역을 공유하므로, 안테나의 좁은 실장 영역에 비하여 넓은 접지 영역을 확보할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치 및 안테나 장치의 운용 방법은 안테나의 좁은 실장 영역에 비하여 넓은 접지 영역을 확보할 수 있어, 누설 전류를 줄일 수 있고, 더 나아가 안테나의 효율을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 및 안테나의 운용 방법은 넓은 접지 영역을 확보할 수 있으므로, 기존의 저주파 영역의 전파를 방사하는 안테나가 배치된 공간에, 고주파 영역의 전파를 방사하는 안테나를 배치할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 및 안테나의 운용 방법은 슬롯 안테나에서 전파를 방사하는 금속 패턴의 위치를 슬롯이 형성된 면과 다른 면에 배치하므로, 좁은 실장 공간에서도 슬롯 안테나를 사용할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 및 안테나의 운용 방법은 수직 편파(Vertical Polarized Wave) 및 수평 편파(Horizontal Polarized Wave)를 모두 방사할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 및 안테나의 운용 방법은 수직 편파 및 수평 편파를 이용하여 회전 편파를 생성할 수 있어, 안테나 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 특정 방향(171)에서 바라본 안테나 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 특정 방향(172)에서 바라본 안테나 장치를 도시한 도면이다.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 장치를 도시한 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나가 방사하는 방사 패턴을 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나가 적용된 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 10a 내지 도 10b는 도 6 내지 도 9에 도시된 안테나가 적용되어, 전파를 방사하는 것을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나가 적용된 일 실시예를 도시한 도면이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드 또는 문신), 또는 생체 이식형 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 전자 장치는, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 미디어 박스, 게임 콘솔, 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 드론(drone), 금융 기관의 ATM, 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (예: 전구, 각종 센서, 스프링클러 장치, 화재 경보기, 온도조절기, 가로등, 토스터, 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 전자 장치는 가구, 건물/구조물 또는 자동차의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터, 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 플렉서블하거나, 또는 전술한 다양한 장치들 중 둘 이상의 조합일 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치(100)를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 안테나 장치(100)는 제 1 금속 패턴(110), 제 2 금속 패턴(120), 슬롯(130), 제 1 접지 패턴(160), 제 1 연결 패턴(150), 제 2 연결 패턴(151), 제 2접지 패턴(140)을 포함할 수 있다. 설명의 편의를 위해서, 도 1에 도시된 안테나는 지면과 평행한 평면에 배치되어 있다고 가정한다.
제 1 접지 영역은 전압이 0V인 그라운드를 포함하는 영역으로, 제 1 금속 패턴(110)이 방사하는데 이용되는 제 1접지 영역을 의미할 수 있다 제1 접지 영역은 제 1 접지 패턴(160), 제 1 연결 패턴(150), 제 2 접지 패턴(140)을 포함할 수 있다.
제 1 금속 패턴(110)은 특정 전파를 방사하는 패턴을 의미할 수 있다. 제 1 금속 패턴(110)은 제 1 금속 패턴(110)과 연결된 제 1 급전부(115)에서 공급하는 전원을 이용하여 특정 전파를 특정 방향으로 방사할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 금속 패턴(110)은 제 1 접지 패턴(160)이 형성된 면에 형성되는 제 1 급전부(115)와 전기적으로 연결되어, 수평 편파를 형성할 수 있다.
수평 편파는 전기장의 방향이 지면과 수평한 방향인 전파를 의미할 수 있다. 도 1에서의 수평 편파는 지면과 수평으로 배치된 제 1 접지 패턴(160)과 평행한 방향의 전기장을 갖는 전파를 의미할 수 있다. 제 1 금속 패턴(110)은 제 1 접지 패턴(160)과 전기적으로 연결되므로, 제 1 금속 패턴(110)에서 방사되는 전파가 갖는 전기장의 방향은 제 1 접지 패턴(160)과 평행한 면(예를 들면, 지면)과 평행할 수 있다.
도 1에서는 제 1금속 패턴(110)이 막대형 패턴으로 도시되어 있으나, 제 1 금속 패턴(110)의 모양은 제한이 없다. 예를 들어, 제 1 금속 패턴(110)은 곡선형 패턴으로 구현될 수도 있다.
제 1 금속 패턴(110)은 제 1 금속 패턴에서 방사하는 전파의 방사 패턴의 모양을 조절하기 위해서, 제 1 접지 패턴 (160)의 기판(180)의 중심에서 일정 간격 이격된 위치에 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 금속 패턴(110)은 기판(180)의 중심으로부터 전파의 방사 방향으로 일정 간격 떨어진 위치에 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 금속 패턴(110)은 제 1 금속 패턴에서 방사하는 전파의 방향과 슬롯(130)에서 방사하는 전파의 방향과 일치시키기 위해서, 제 1 접지 패턴의 가장 자리 부분들 중, 제 1 연결 패턴(150)과 제 1 접지 패턴(160)이 접촉하면서 생성되는 모서리에서 일정 거리 이내에 존재하는 가장 자리 부분에 배치될 수 있다.
제 1 접지 패턴(160)은 제 1 연결 패턴(150) 및 제 2 연결 패턴(151)에 의해 제 2 접지 패턴(140)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제 2 접지 패턴(140)은 제 3 접지 패턴(152)와 전기적으로 연결되고, 제 3 접지 패턴(152)은 제 2 연결 패턴(151)과 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 제 1 금속 패턴(110)이 이용할 수 있는 제 1 접지 영역은 제 1 접지 패턴(160), 제 1 연결 패턴(150), 제 2 연결 패턴(151), 제 2 접지 패턴(140), 제 3 접지 패턴(152) 및 제 4 접지 패턴(153)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 접지 패턴(160) 및 제 2 접지 패턴(140)과 각각 평행한 방향의 편파를 갖는 전계(제 1 금속 패턴(110)에서 방사되는 전파에 대응함)을 출력하기 위해서는 충분한 길이의 그라운드가 확보되어야 한다. 하지만, 자동차 손잡이 내부에 안테나가 배치되는 경우, 제 1 금속 패턴(110)을 이용하는 안테나 구조에서의 그라운드인 제 1 접지 패턴(160)의 길이가 충분하지 못하다는 단점을 가질 수 있다. 이를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나는 제 1 접지 패턴과 제 2 접지 패턴을 연결하는 제 1연결 패턴 (150) 또는 제 2 연결 패턴(151)을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 제 1 금속 패턴(110)과 제 1 접지 패턴(160), 제 2 접지 패턴(140), 제 1 연결 패턴(150), 제 2 연결 패턴(151)을 포함하는 제 1 접지 영역은 수평 편파를 출력하는 하나의 폴 안테나로써 동작할 수 있다.
제 2 금속 패턴(120)은 제 1 금속 패턴(110)과 수직 방향으로 소정 거리 이격된 위치에 배치될 수 있으며, 제 1 접지 패턴(160)과 평행하게 형성되는 제 2 접지 패턴(140)이 형성된 면과 평행한 면에 형성되는 제 2 급전점(125)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제 2금속 패턴(120)은 제 1 금속 패턴이 형성된 기판(180)의 제 1면과 대향하는 제 2면에 형성될 수 있다.
제 2 금속 패턴(120)은 제 2 급전부(125)로 전달되는 전원을 이용하여 수직 편파를 형성할 수 있다. 수직 편파는 지면과 수직인 방향으로 편파(Polarized)된 전기장을 갖는 전파를 의미할 수 있다. 도 1에서, 수직 편파는 지면과 평행한 제 1 접지 패턴(160) 및 제 2 접지 패턴(140)에 수직한 방향으로 편파된 전기장을 갖는 전파를 의미할 수 있다. 제 2 금속 패턴(120)에서 방사되는 전파의 전기장은 제 2 접지 패턴(140)을 향하는 방향으로 생성될 수 있고. 따라서, 제 2 접지 패턴(140)이 형성하는 전파는 제 2 접지 패턴(140)과 평행한 면(예를 들면, 지면)과 수직한 방향의 전기장을 가지는 수직 편파를 의미할 수 있다.
슬롯(130)은 제 1 접지 패턴 (160)과, 제 2 접지 패턴 (140)과 수직으로 배치될 수 있다.
슬롯(130)은 제 2 접지 패턴(140), 제 2 연결 패턴(151), 제 3 접지 패턴(152) 및 제 4 접지 패턴(153)에 의해 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 2 연결 패턴(151)은 제 4 접지 패턴(153)과 물리적으로 연결될 수 있고, 제 4 접지 패턴(153)은 제 2 연결 패턴(151) 및 제 3 접지 패턴(152)와 각각 연결될 수 있고, 제 3 접지 패턴(152)은 제 4 접지 패턴(153) 및 제 2 접지 패턴(140)과 각각 연결될 수 있다. 슬롯(130)은 제 2 접지 패턴(140), 제 2 연결 패턴(151), 제 3 접지 패턴(152) 및 제 4 접지 패턴(153)이 각각 연결되면서 생성되는 공간을 의미할 수 있다.
제2 금속 패턴(120)에서 형성된 수직 편파는 슬롯(130)을 통하여 방사될 수 있다. 특히, 제2 금속 패턴(120)에서 방사되는 전파는 슬롯(130)을 경유하여 제 2 방향(172)의 반대 방향으로 방사될 수 있다. 슬롯(130)을 통하여 방사되는 전파에 대응하는 전계는 제 1 접지 패턴(160)과 제 2 접지 패턴(140)과 각각 수직한 방향의 편파(Polarization)일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 3 접지 패턴(152)은 제 1 접지 패턴(160) 또는 제 2 연결 패턴(151)과 물리적으로 연결될 수 있다. 따라서, 제 3 접지 패턴(152)은 제 2 연결 패턴(151) 및 제 1 접지 패턴(160)과 전기적으로 연결될 수 있다.
전술한 바와 같이, 슬롯(130) 및 제 2 연결 패턴(151), 제 2 접지 패턴(153), 제 3 접지 패턴(152), 제 4 접지 패턴(140)을 포함하는 제 2 접지 영역은 수직 편파를 출력하는 하나의 폴 안테나로써 동작할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제 1 금속 패턴(110)에서 방사되는 전파의 방향은 슬롯(130)에서 방사되는 전파의 방향과 일치하거나, 유사할 수 있다. 예를 들면, 제 1 금속 패턴(110)에서 방사되는 전파는 제 1 방향(172)으로 출력될 수 있고, 슬롯(130)에서 방사되는 전파도 제 1 방향(172)으로 출력될 수 있다.
제 2금속 패턴(120)에서 방사되는 전파에 대응하는 전계와 제1 금속 패턴(110)에서 방사되는 전파에 대응하는 전계는 서로 수직한 방향일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 슬롯(130)을 통하여 방사되는 전파에 대응하는 전계는 제 1 접지 패턴(160)과 제 2 접지 패턴(140)과 각각 수직한 방향의 편파이고, 제 1 금속 패턴(110)에서 방사되는 전파에 대응하는 전계는 제 1 접지 패턴(160)과 제 2접지 패턴(140)과 각각 평행한 방향의 편파일 수 있다.
제 2 접지 영역(140)은 슬롯(130)을 이용한 안테나 구조에서의 접지 영역을 의미할 수 있다. 제 2 접지 영역은 전압이 0V인 그라운드를 포함하는 영역을 의미할 수 있다. 제 2 접지 영역은 제 2 연결 패턴(151), 제 3 접지 패턴(152), 제 4 접지 패턴(153) 및 제 2 접지 패턴(140)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 2.4GHz 대역의 전파 중 제 1 접지 패턴(160) 및 제 2 접지 패턴(140)과 각각 평행한 방향의 편파를 갖는 전기장(제 1 금속 패턴(110)에서 방사되는 전파에 대응함)을 출력하기 위해서는 충분한 길이의 그라운드가 확보되어야 한다. 하지만, 제 1 금속 패턴(110)을 이용하는 안테나 구조에서의 그라운드인 제 1 접지 패턴(160)의 길이가 충분하지 못하다는 단점을 가질 수 있다. 이를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나는 제 1 접지 패턴과 제 2 접지 패턴을 연결하는 제 1연결 패턴 (150) 또는 제 2 연결 패턴(151)을 포함할 수 있다.
제 2 연결 패턴(151)은 슬롯(130)에서 전파를 방사하는데 그라운드로 이용될 수 있으며, 제 2 연결 패턴(151)은 제 1 접지 패턴(160) 및 제 4 접지 패턴(153)과 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 제 2 연결 패턴(151)으로 인하여, 제 1 접지 패턴(160)과 제 4 접지 패턴(153)은 전기적으로 연결될 수 있다.
제 3 접지 패턴(152)는 제 4 접지 패턴(153) 및 제 2 접지 패턴(140)과 각각 물리적으로 연결될 수 있다.
제 4 접지 패턴(153)은 제 1 접지 패턴(160)과 물리적으로 연결될 수도 있으며, 제 1 접지 패턴(160)과 물리적으로 연결되어 있지 않으나, 제 2 연결 패턴(151)에 의해 제 1 접지 패턴(160)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제 1연결 패턴 (150) 또는 제 2 연결 패턴(151)은 제 1 접지 패턴과 제 2 접지 패턴을 물리적으로 연결할 수 있으며, 전기적으로도 연결될 수 있다. 따라서, 제 1연결 패턴 (150) 또는 제 2 연결 패턴(151)의 존재로 인해 그라운드의 길이를 확보할 수 있고, 제 1 금속 패턴(110)이 방사하는 전파의 출력에 대한 효율을 증가 시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 연결 패턴 (150)은 제 1 접지 패턴(160)과 제 2 접지 패턴(140)에 수직으로 배치될 수 있다. 이 경우, 제 1 금속 패턴(110)이 방사하는 전파의 전기장은 제 1 접지 패턴(160)과 제 2 접지 패턴(140)에 각각 평행한 편파(Polarized Wave)가 될 수 있으며, 슬롯(130)을 통해서 방사되는 전파의 전기장은 연결 패턴 (150)과 수직한 방향의 편파(Polarized wave)가 될 수 있다. 이를 통해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나는 각각 수직한 두 개의 편파들인 수직 패턴과 수평 패턴을 생성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제 1 연결 패턴(150) 또는 제 2 연결 패턴(151)은 제 1 접지 패턴(160)과 제 2 접지 패턴(140)을 연결하는 곡선의 형태로 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제 1연결 패턴(150) 또는 제 2 연결 패턴(151)의 존재로 인해서 두 개의 각각 수직한 편파들을 생성할 수 있다.
제 1 연결 패턴(150) 또는 제 2 연결 패턴(151)의 배치는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나가 배치되는 구조에 따라서 다르게 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제 1연결 패턴(150) 또는 제 2 연결 패턴(151)은 제 1 접지 패턴과 제 2 접지 패턴을 연결하게 되고, 제 1 접지 영역과 제 2 접지 영역을 합친 접지 영역을 확보할 수 있고, 제 1 금속 패턴(110)에서 방사되는데 이용되는 접지 영역의 크기가 커지는 효과를 갖게 된다.
제 1 연결 패턴(150) 또는 제 2 연결 패턴(151)이 없는 경우의 안테나 구조(도 5a, 5b)에서, 제 1 금속 패턴(110)이 2.4Ghz에 해당하는 전파를 방사하는 경우, 제 1접지 패턴(160)이 약 10센치미터의 접지 영역을 확보해야 한다. 하지만, 제 1접지 패턴(160)이 10센치미터 이하인 경우, 충분한 접지 영역이 갖지 못하는 단점이 있다. 이로 인해서, 전류가 누설되어 출력이 낮아지는 효과를 갖게 될 수 있다. 하지만, 제 1 연결 패턴(150) 또는 제 2 연결 패턴(151)이 배치되는 경우, 제 2접지 패턴(140), 제 3 접지 패턴(152) 및 제 4 접지 패턴(153)과 제 1접지 패턴(160)이 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 연결 패턴(150)과 제 2 연결 패턴(151)은 제 1 금속 패턴(110) 및 슬롯(130)이 방사하는데 이용하는 접지 영역을 공유하는 역할을 수행할 수 있고, 이로 인해서, 접지 영역의 크기가 커지는 효과를 가질 수 있다. 따라서, 누설되는 전류의 크기가 작아지게 되며, 제 1 금속 패턴(110)이 방사하는 전파의 세기가 상승하는 효과를 가져올 수 있다. 도 5a를 참조하면, 제 1 금속 패턴(110)이 방사하는 전파(410)는 지면과 수직한 방향으로 방사되고 있음(510)을 확인할 수 있다.
도 5b는 제 1 금속 패턴(110)의 위치가 제 1 접지 패턴(160)의 가장 자리에 위치하면, 전파(410)는 도 4a에서 방사되는 전파(410)의 방사 방향과 비교해서, 좀 더 지면 방향으로 치우친 방향(520)으로 방사될 수도 있다.
상기에는 2.4Ghz에 해당하는 전파를 방사하는 경우를 가정하여 설명하였으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나가 방사하는 전파의 주파수 대역은 제한이 없다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치에서, 제 2 금속 패턴(120)과 연결된 슬롯(130)이 2.4Ghz에 해당하는 전파를 방사하는 경우, 제 2접지 패턴(140), 제 3 접지 패턴(152), 제 4 접지 패턴(153) 및 제 2 연결 패턴(151)을 포함하는 제 2 접지 영역이 10센치미터의 접지 영역을 확보해야 한다. 하지만, 제 2 접지 영역이 10센치미터 이하인 경우, 충분한 접지 영역이 갖지 못하는 단점이 있다. 이로 인해서, 전류가 누설되어 출력이 낮아지는 효과를 갖게 될 수 있다. 하지만, 제 1 연결 패턴(150)이 배치되는 경우, 제 2접지 패턴(140)과 제 1접지 패턴(160)이 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 연결 패턴(150)은 접지 영역을 공유하는 역할을 수행할 수 있고, 이로 인해서 접지 영역의 크기가 커지는 효과를 가질 수 있다. 따라서, 누설되는 전류의 크기가 작아지게 되며, 슬롯(130)이 방사하는 전파의 세기가 상승하는 효과를 가져올 수 있다. 도 5c를 참조하면, 슬롯(130)이 방사하는 전파(531, 532)는 지면과 평행한 방향으로 방사되고 있음을 확인할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 안테나는 기판(180)을 더 포함할 수 있다. 기판(180)은 유전체로 구성될 수 있으며, 유전체의 종류는 안테나가 송, 수신하는 전파의 주파수에 따라서 다르게 구성될 수 있다. 기판(180)의 배치 구조는 도 2에서 후술한다.
도 2는 도 1에 도시된 특정 방향(171)에서 바라본 안테나를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 제 1 금속 패턴(110)은 제 1 접지 패턴(160)과 연결될 수 있다.
제 2 금속 패턴(120)은 제 1 금속 패턴(110)과 이격되고, 제 1금속 패턴(110)과 수직하게 배치될 수 있다. 또한, 제 2 금속 패턴(120)과 제 1 금속 패턴(110)과 이격된 공간에 기판(180)이 배치될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나는 제 1 금속 패턴(110)이 기판(180)의 위에 배치되고, 제 2 금속 패턴(120)이 기판(180)의 아래에 배치된 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면 안테나의 기판(180)의 상부에는 제 1 금속 패턴(110)이 배치될 수 있으며, 기판(180)의 하부에 제 2 금속 패턴(120)이 배치될 수 있다.
제 2 금속 패턴(120)와 연결된 제 2 급전부(125)는 제 4 접지 패턴(153)과 연결될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 4 접지 패턴(153)은 제 1 접지 패턴(160)과 물리적으로 연결될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제 4 접지 패턴(153)은 제 1 접지 패턴(160)이 아닌 제 2 연결 패턴(151)과 물리적으로 연결되면서, 제 2 연결 패턴(151)에 의해 제 1 접지 패턴(160)과 전기적으로 연결될 수도 있다.
제 1 금속 패턴(110)에서 방사되는 전파의 진행 방향은 슬롯(130)에서 방사되는 전파의 진행 방향과 유사할 수 있다. 이에 대해서는 도 5에서 서술한다.
도 3은 도 1에 도시된 특정 방향(172)에서 바라본 안테나를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 슬롯(130)은 제 2 연결 패턴(151), 제 3 접지 패턴(152), 제 4 접지 패턴(153) 및 제 2 접지 패턴(140)이 각각 만나면서 형성되는 면을 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 2 연결 패턴(151)은 슬롯(130)의 오른쪽에 배치되며, 제 3 접지 패턴(152)은 슬롯(130)의 왼쪽에 배치될 수 있다. 제 4 접지 패턴(153)은 슬롯(130)의 상부에 배치되고, 제 2 접지 패턴(140)은 슬롯(130)의 하부에 배치될 수 있다.
전술한 바와 같이, 슬롯(130)을 통해서 방사되는 전파의 전기장은 제 4 접지 패턴(153) 및 제 2 접지 패턴(140) 를 연결한 방향의 편파일 수 있다.
슬롯(130)에서 방사되는 전파에 대응하는 전기장은 기판(180)과 수직한 방향의 편파일 수 있다. 기판이 지면과 수평하도록 안테나를 배치하는 경우, 제 2 급전부(125)에서 전원을 공급받아, 제 2 금속 패턴(120)에서 생성되어, 슬롯(130)에서 방사되는 전파는 수직 편파의 특성을 가질 수 있다. 도 3에 도시된 전기장은 지면과 수직한 방향으로 진행하고 있음을 확인할 수 있다. 즉, 슬롯(130)에서 방사되는 전파는 수직 편파일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나에서, 슬롯(130)을 통해서 방사되는 전파와 제 1 금속 패턴(110)이 방사하는 전파의 편파 방향은 서로 수직하다. 예를 들어, 도 1 에 도시된 안테나가 지상에 배치되는 경우, 제 1금속 패턴(110)이 방사하는 전파는 수평 편파이고, 슬롯(130)을 통해서 방사되는 전파는 수직 편파일 수 있다. 즉, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나는 수평 편파 및 수직 편파를 모두 생성할 수 있다.
이를 위해서, 도 1 에 도시된 안테나를 구비하는 전자 장치는 별도의 프로세서(미도시)를 구비할 수 있다.
프로세서는, 예를 들면, 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서는, 예를 들면, SoC(system on chip) 로 구현될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 프로세서는 GPU(graphic processing unit) 및/또는 이미지 신호 프로세서를 더 포함할 수 있다. 프로세서는 다른 구성요소들(예: 비휘발성 메모리) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드)하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서는 제 1 금속 패턴(110)에 공급되는 전원 또는 제 2 금속 패턴(120)에 공급되는 전원을 제어하면서, 안테나에서 방사되는 전파를 제어할 수 있다.
따라서, 프로세서는 제 1 금속 패턴(110)에 공급되는 전원과 제 2 금속 패턴(120)에 공급되는 전원을 제어하여, 수평 편파 및 수직 편파를 조합한 회전 편파(Circular Polarization)를 생성할 수도 있다.
프로세서는 제 1 금속 패턴(110)에 공급되는 전원 및 제 2 금속 패턴(120)에 공급되는 전원의 위상을 제어하면서 편파를 생성할 수 있다.
프로세서는 회전 편파의 회전 방향에 기반하여 제 1금속 패턴(110)에 공급되는 전원 및 제 2 금속 패턴(120)에 공급되는 전원의 위상을 제어할 수 있다. 예를 들어, 회전 편파의 회전 방향이 반시계 방향(Counter-clock wise direction, RHCP)일 때와 시계 방향(Clockwise direction, LHCP)일 때와, 제 1 금속 패턴(110)에 공급되는 전원 및 제 2 금속 패턴(120)에 공급되는 전원의 위상을 다르게 제어할 수도 있다.
회전 편파는 원형 편파를 의미할 수도 있지만, 타원형 편파를 의미할 수도 있음은 물론이다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 장치를 도시한 도면이다.
도 4a를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 장치는 슬롯(130), 급전부(125) 및 금속 패턴(120)을 포함할 수 있다.
슬롯(130)은 제 2 접지 패턴(140), 제 2 연결 패턴(151), 제 3 접지 패턴(152) 및 제 4 접지 패턴(153)에 의해 형성될 수 있다. 슬롯(130)은 전파(수직 편파)를 방사할 수 있다.
급전부(125)는 금속 패턴(120)에 전원을 공급하며, 슬롯(130)이 형성된 면과 다른 면에 형성될 수 있다. 예를 들면, 슬롯(130)이 x-y 평면에 배치된 경우, 급전부(125)는 슬롯(130)과 평행하지 않는 다른 평면(예를 들어, y-z 평면)에 배치될 수 있다.
금속 패턴(120)은 급전부(125)로부터 일정 거리 연장되어 배치될 수 있으며, 수직 편파를 생성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 금속 패턴(120)은 슬롯이 형성된 면으로부터 일정한 각도를 이루면서 배치될 수 있다. 예를 들면, 금속 패턴(120)은 슬롯(130)이 형성된 면과 90도를 이루어 배치될 수 있다. 즉, 금속 패턴(120)은 슬롯(130)이 형성된 면과 수직으로 배치될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 금속 패턴(120) 및 급전부(125)는 슬롯(130)이 형성된 면과 90도가 아닌 일정한 각도를 이루면서 배치될 수 있다. 예를 들면, 금속 패턴(120) 및 급전부(125)는 슬롯(130)이 형성된 면과 80도를 이루면서, 기판(180)의 하부 면으로 배치될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치에서의 급전부(125) 및 금속 패턴(120)은 기존의 안테나 장치와 다르게 슬롯(130)이 형성된 면과 평행하지 않는 다른 면에 형성될 수 있다. 이를 통해서, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치가 배치되는 좁은 공간에서도 수직 편파를 방사할 수 있는 효과를 가져올 수 있다.
도 4b는 도 4a에 도시된 안테나 장치를 특정 방향(171)에서 바라본 것을 도시한 도면이다.
도 4b를 참조하면, 슬롯의 상단을 형성하는 제 1 접지 패턴(160)과 연결된 제 4 접지 패턴(153)은 급전부(120)와 연결될 수 있다. 특히, 급전부(120)는 슬롯(미도시)이 형성된 면과 다른 면에 배치되어 있음을 도 4b에서 확인할 수 있다. 도 4b에서는 급전부(120) 및 금속 패턴(125)은 슬롯이 형성되는 면과 수직인 면에 형성되는 것으로 도시되어 있지만, 급전부(120) 및 금속 패턴(125)은 슬롯이 형성되는 면과 반드시 수직으로 만날 필요는 없다. 예를 들어, 급전부(120) 및 금속 패턴(125)은 슬롯이 형성되는 면(예를 들면, x-y 평면)과 특정 각도를 이루는 가상의 면 위에 배치될 수 있다.
도 5d는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나가 수직 편파 및 수평 편파를 방사하는 실시예를 도시한 도면이다.
도 5d를 참조하면, 안테나(100)가 방사하는 전파의 방사 패턴(550) 및 안테나 뒷편의 평판(540)이 도시되어 있다.
도 1 에서 전술한 바와 같이, 안테나(100)의 제 1 금속 패턴(110)은 수평 편파를 형성할 수 있고, 제 2 금속 패턴(120)은 수평 편파를 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 금속 패턴(110)이 형성한 수평 편파의 진행 방향 및 제 2 금속 패턴(120)이 형성한 수직 편파의 진행 방향을 일치시키기 위해서, 제 1 금속 패턴(110)을 제 1 접지 패턴(160)의 가장 자리 중 슬롯과 먼 곳에 위치한 가장 자리에 배치할 수 있다. 또한, 제 1 금속 패턴(110)과 제 2 금속 패턴(120)이 방사하는 전파의 방향을 지면과 평행한 방향으로 만들기 위해서, 평판(540)의 앞에 안테나를 배치할 수 있다. 평판(540)의 형태 및 소재의 종류에는 제한이 없다. 일 실시예에 따르면, 평판(540)은 금속 도체로 형성된 사각 평판을 의미할 수 있고, 평판(540)은 안테나(100)와 일정 거리 이격 되어 배치될 수 있다. 제 1 금속 패턴(110)이 방사하는 수평 편파 및 슬롯(130)이 방사하는 수직 편파는 평판(510)에 의해 반사될 수 있다. 이를 통해, 제 1 금속 패턴(110)이 형성한 수평 편파의 진행 방향은 슬롯(130)에서 방사하는 수직 편파의 진행 방향과 일치하거나 유사하게 생성 할 수 있으며, 평판(540)과 수직한 방향으로 방사될 수 있다. 도 5를 참조하면, 제 1 금속 패턴(110)이 형성한 수평 편파 및 제 2 금속 패턴(120)이 형성한 수직 편파 각각의 진행 방향이 유사하고, 수직 편파 및 수평 편파가 방사되는 방사 패턴(500)은 지면과 평행한 방향으로 방사되고 있음을 확인할 수 있다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나가 적용된 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 자동차(600)를 도시한 도면으로, 자동차(600)의 옆 문에는 손잡이(610, 620)가 배치되어 있다.
도 7에는 도 6에 도시된 손잡이(610)을 확대한 도면으로, 보통 자동차(600)에 배치된 손잡이(610)의 높이는 3센치 미터 이하이며, 너비는 20센치 미터 이하일 수 있다. 손잡이(610, 620)의 내부에는 자동차 외부의 전자 장치와 자동차간 통신을 수행하기 위한 안테나가 배치될 수 있다.
자동차 외부의 전자 장치는 자동차(600)와 통신을 수행하기 위해서 자동차(600)가 통신을 수행할 수 있는 주파수를 수신 또는 송신할 수 있는 통신 모듈을 구비할 수 있다.
도 8은 도 7에 도시된 손잡이(610)의 내부에 도 1에 도시된 안테나와 동일한 구조의 안테나(810)이 배치되는 것을 도시한 도면이다.
자동차(600)와 자동차 외부의 전자 장치간 통신을 하는데 이용되는 주파수의 대역에 따라서, 안테나에 확보되어야 하는 접지 영역의 길이가 달라질 수 있다. 예를 들어, Wi-Fi 또는 블루투스(Bluetooth)를 이용하여 자동차(600)와 전자 장치간 통신을 수행하는 경우, 주파수 대역이 2.4Ghz인 신호를 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 주파수 대역이 2.4Ghz인 경우, 안테나는 수평 편파를 방사하는데에 있어, 10 센티미터의 접지 영역이 필요할 수 있다.
지면과 평행한 수평 편파를 갖는 전파를 방사하는 제 1 금속 패턴(110)에 대응하는 제 1 접지 패턴 (160)의 경우, 손잡이의 높이(대략 2센티미터)를 고려했을 때, 10센티미터의 접지 영역을 확보할 수 없다.
지면과 수직한 수직 편파를 갖는 전파를 방사하는 슬롯(130)에 대응하는 제 2 접지 패턴 (140)의 경우, 손잡이의 너비(대략 10센티 미터에서 20센티미터)를 고려했을 때, 10센티미터의 접지 영역을 확보할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나에서, 연결 패턴(150)은 제 1 접지 패턴과 제2 접지 패턴을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 제 1연결 패턴(150) 또는 제 2 연결 패턴(151)으로 인해서, 지면과 평행한 수평 편파를 갖는 전파를 방사하는 제 1 금속 패턴(110)에 대응하는 접지 영역은 제 1 접지 패턴 및 제 2 접지 패턴을 모두 포함할 수 있다. 따라서, 제 1 금속 패턴(110)은 충분한 길이의 접지 영역을 확보할 수 있다.
도 9는 손잡이(610) 내부에 배치된 안테나(810)와 자동차(600)를 도시한 도면이다.
안테나와 도체 사이의 거리가 안테나가 송신 또는 수신하는 전파의 파장의 1/4에 해당하는 경우, 안테나에서 방사되는 전파와 도체에서 반사되는 전파가 서로 같은 위상이 되어, 출력되는 전파의 세기가 증가할 수 있다(이미지 이론에 따른 분석). 자동차(600)의 외형은 금속으로 제작되므로, 도체에 해당할 수 있다. 안테나(810)와 자동차(600)의 사이의 거리는 대략 3센티미터에서 4.5센티미터임을 확인할 수 있다. 자동차(600)와 자동차(600) 외부의 전자 장치가 통신하는 대역이 2.4Ghz인 경우, 전파의 파장이 10센티미터에 해당되고, 안테나(810)와 자동차(600) 사이의 거리가 전파의 파장(10센티미터)의 1/4인 2.5센티미터에 해당되어 이득 역시 증가할 수 있다.
도 6 내지 도 9에서는 자동차(600)와 전자 장치간 통신을 수행하는 주파수가 2.4Ghz임을 가정하였으나, 다른 대역의 주파수를 이용하여 통신을 수행하는 경우에도 본 발명의 안테나가 이용될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나를 이용해서, 자동차(600)와 전자 장치는 통신을 수행할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 자동차(600)의 문을 열거나, 닫도록 제어하는 신호를 송신할 수 있다. 자동차(600)는 신호를 안테나(810)를 이용하여 수신하고, 수신한 신호에 대응하는 동작인 문을 열거나, 닫도록 하는 동작을 제어할 수 있다. 또 다른 예를 들면, 전자 장치는 자동차(600)의 시동을 키거나, 대기하도록 할 수 있다. 자동차(600)는 신호를 안테나(710)를 이용하여 수신하고, 수신한 신호에 대응하는 동작인 자동차(600)의 시동을 키거나, 대기하는 등의 동작들을 수행할 수 있다.
도 10a 내지 도 10b는 도 9에 도시된 안테나가 전파를 방사하는 것을 도시한 도면이다. 도 10a는 슬롯(130)이 방사하는 전파가 유전체 내에서(예를 들면, 공기) 방사되는 것을 도시한 도면이고, 도 10b는 제 1 금속 패턴(110)이 방사하는 전파가 유전체 내에서(예를 들면, 공기) 방사되는 것을 도시한 도면이다.
슬롯(130)은 전술한 바와 같이, 지면과 수직한 방향의 편파를 갖는 전파를 방사할 수 있으며, 제 1 금속 패턴은 지면과 수평한 방향의 편파를 갖는 전파를 방사할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 지면과 수직한 방향의 편파를 갖는 전파의 진행 방향과 지면과 수평한 방향의 편파를 갖는 전파의 진행 방향을 일치시키기 위해서, 제 1 금속 패턴(110)은 제 1 면의 가장 자리에 배치할 수 있다. 따라서, 도 10a에 도시된, 지면과 수직한 방향의 편파를 갖는 전파의 진행 방향과, 도 10b에 도시된 지면과 수평한 방향의 편파를 갖는 전파의 진행 방향이 거의 유사한 것을 확인할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나가 적용된 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 여닫이 문의 손잡이의 내부에도 안테나가 배치될 수 있으며, 전자 장치와 여닫이 문에 배치된 컨트롤러와 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 여닫이 문을 열거나, 닫도록 요청하는 신호를 송신할 수 있다. 여닫이 문의 컨트롤러는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나를 이용하여 신호를 수신하고, 여닫이 문이 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치는 제 1 접지 패턴, 제 2 접지 패턴, 제 3 접지 패턴, 제 4 접지 패턴에 의해 형성되는 슬롯; 상기 슬롯이 형성된 면과 다른 면에 형성되는 급전부; 및 상기 급전부로부터 일정 거리 연장되어 배치되고, 수직 편파를 형성하는 금속 패턴을 포함하고, 상기 금속 패턴은 상기 슬롯이 형성된 면으로부터 일정한 각도를 이루면서 배치될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치는 제 1 접지 패턴과 전기적으로 연결되며 수평 편파를 방사하는 제 1 금속 패턴; 상기 제 1 금속 패턴과 소정 거리 이격된 위치에 배치되며, 상기 제1 접지 패턴과 평행하게 형성되는 제2 접지 패턴과 전기적으로 연결되어 수직 편파를 생성하는 제 2 금속 패턴; 상기 제1 접지 패턴과 상기 제2 접지 패턴을 연결하는 연결 패턴; 및 상기 제1 접지 패턴 및 제2 접지 패턴에 대해 수직으로 배치되는 슬롯;을 포함하고, 상기 제1 금속 패턴과 제2 금속 패턴은, 상기 제2 접지패턴에 평행한 평면 방향에서 서로 수직을 이루도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치에서, 상기 안테나 장치는 기판을 더 포함하고, 상기 제1 금속 패턴은 기판의 제1 면에 형성되며, 상기 제2 금속 패턴은 상기 기판의 제1면과 대향하는 제2면에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치에서, 상기 연결패턴은 상기 제1 접지 패턴 및 상기 제2 접지 패턴을 연결하고, 상기 슬롯을 마주보는 방향으로 배치되는 제 1 연결 패턴; 및 상기 제 1 접지 패턴 및 상기 제 2 접지 패턴을 연결하고, 상기 슬롯의 일면을 형성하는 제 2 연결 패턴을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치에서, 상기 슬롯은 상기 제 2 연결 패턴, 상기 제 2 접지 패턴, 제 3 접지 패턴 및 제 4 접지 패턴에 의해 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치에서, 제1 접지 패턴은 상기 기판의 제1면에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치에서,상기 제 1금속 패턴은 상기 제 1 접지 패턴의 가장 자리 중, 제 1 연결 패턴 및 제 1 접지 패턴이 접촉하면서 생성되는 모서리에서 일정 거리 이내에 존재하는 가장 자리에 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치에서, 상기 제 1 금속 패턴은 상기 제 1 연결 패턴 및 상기 제 1 접지 패턴이 접촉하면서 생성되는 모서리에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치에서, 상기 안테나 장치는 상기 제 1 금속 패턴에서 방사하는 방사 패턴의 진행 방향과 상기 슬롯에서 출력하는 방사 패턴의 진행 방향이 일치할 수 있다.
또한, 상기 제 2 금속 패턴은 상기 슬롯의 상단부에 연결될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치를 구비한 전자 장치는 안테나 장치; 및 안테나 장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 안테나 장치는 제 1 접지 패턴과 전기적으로 연결되며 수평 편파를 방사하는 제 1 금속 패턴; 상기 제 1 금속 패턴과 소정 거리 이격된 위치에 배치되며, 상기 제1 접지 패턴과 평행하게 형성되는 제2 접지 패턴과 전기적으로 연결되어 수직 편파를 생성하는 제 2 금속 패턴; 상기 제1 접지 패턴과 상기 제2 접지 패턴을 연결하는 연결 패턴; 및 상기 제1 접지 패턴 및 제2 접지 패턴에 대해 수직으로 배치되는 슬롯;을 포함하고, 상기 제1 금속 패턴과 제2 금속 패턴은, 상기 제2 접지패턴에 평행한 평면 방향에서 서로 수직을 이루도록 형성될 수 있고, 상기 제어부는 상기 제 1 금속 패턴에 공급되는 전원 및 상기 제 2 접지 영역에 공급되는 전원을 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치를 구비한 전자 장치에서, 상기 제어부는 상기 제 1 금속 패턴에 공급되는 전원 및 상기 제 2 금속 패턴에 공급되는 전원의 위상을 제어하면서, 편파를 생성하고, 상기 편파는 수직 편파, 수평 편파, 회전 편파 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치를 구비한 전자 장치에서, 상기 제어부는 상기 회전 편파의 회전 방향에 기반하여 상기 제 1 금속 패턴에 공급되는 전원 및 상기 제2 금속 패턴에 공급되는 전원을 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치를 구비한 전자 장치에서, 상기 제어부는 상기 제 1 급전부에 공급되는 전원 또는 상기 제 2 급전부에 공급되는 전원의 위상을 제어하면서, 상기 회전 편파를 생성할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있으며, 예를 들면, 어떤 동작들을 수행하는, 알려졌거나 앞으로 개발될, ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays), 또는 프로그램 가능 논리 장치를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체(예:메모리(130))에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서(예: 프로세서(120))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(예: 자기테이프), 광기록 매체(예: CD-ROM, DVD, 자기-광 매체 (예: 플롭티컬 디스크), 내장 메모리 등을 포함할 수 있다. 명령어는 컴파일러에 의해 만들어지는 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른, 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱 하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.

Claims (15)

  1. 안테나 장치에 있어서,
    제 1 접지 패턴, 제 2 접지 패턴, 제 3 접지 패턴, 제 4 접지 패턴에 의해 형성되는 슬롯;
    상기 슬롯이 형성된 면과 다른 면에 형성되는 급전부; 및
    상기 급전부로부터 일정 거리 연장되어 배치되고, 수직 편파를 형성하는 금속 패턴을 포함하고,
    상기 금속 패턴은
    상기 슬롯이 형성된 면으로부터 일정한 각도를 이루면서 배치되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 패턴은
    상기 슬롯이 형성된 면과 수직으로 배치되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 안테나 장치는
    상기 제 3 접지 패턴과 연결되는 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 금속 패턴은
    상기 기판의 하부 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  5. 안테나 장치에 있어서,
    제 1 접지 패턴이 형성된 면에 형성되는 제 1 급전부와 전기적으로 연결되며 수평 편파를 방사하는 제 1 금속 패턴;
    상기 제 1 금속 패턴과 소정 거리 이격된 위치에 배치되며, 상기 제1 접지 패턴과 평행하게 형성되는 제2 접지 패턴이 형성된 면과 평행한 면에 형성되는 제 2 급전부와 전기적으로 연결되어 수직 편파를 생성하는 제 2 금속 패턴;
    상기 제1 접지 패턴과 상기 제2 접지 패턴을 연결하는 연결 패턴; 및
    상기 제1 접지 패턴이 형성된 면과 제2 접지 패턴이 형성된 면에 대해 수직으로 배치되는 슬롯;을 포함하고,
    상기 제1 금속 패턴과 제2 금속 패턴은, 상기 제2 접지패턴이 형성된 면에 평행한 평면 방향에서 서로 수직을 이루도록 형성되는 안테나 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 안테나 장치는 기판을 더 포함하고,
    상기 제1 금속 패턴은 기판의 제1 면에 형성되며, 상기 제2 금속 패턴은 상기 기판의 제1면과 대향하는 제2면에 형성되는, 안테나 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 연결패턴은
    상기 제1 접지 패턴 및 상기 제2 접지 패턴을 연결하고, 상기 슬롯을 마주보는 방향으로 배치되는 제 1 연결 패턴; 및
    상기 제 1 접지 패턴 및 상기 제 2 접지 패턴을 연결하고, 상기 슬롯의 일면을 형성하는 제 2 연결 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 슬롯은
    상기 제 2 연결 패턴, 상기 제 2 접지 패턴, 제 3 접지 패턴 및 제 4 접지 패턴에 의해 형성되고,
    상기 제 2 연결 패턴은 상기 슬롯의 측면부를 구성하고, 상기 제 2 접지 패턴은 상기 슬롯의 하단부를 구성하고, 상기 제 3 접지 패턴은 상기 슬롯의 상단부를 구성하며, 상기 제 4 접지 패턴은 상기 슬롯의 측면부를 구성하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    제1 접지 패턴은 상기 기판의 제1면에 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  10. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1 금속 패턴은
    상기 제 1 접지 패턴의 가장 자리 부분 중, 제 1 연결 패턴 및 제 1 접지 패턴이 접촉하면서 생성되는 모서리에서 일정 거리 이내에 존재하는 가장 자리에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  11. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1 금속 패턴은
    상기 제 1 연결 패턴 및 상기 제 1 접지 패턴이 접촉하면서 생성되는 모서리에 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  12. 제 5항에 있어서,
    상기 안테나 장치는
    상기 제 1 금속 패턴에서 방사하는 방사 패턴의 진행 방향과 상기 슬롯에서 출력하는 방사 패턴의 진행 방향이 일치하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  13. 제 5항에 있어서,
    상기 제 2 금속 패턴은
    상기 슬롯의 상단부 또는 하단부에 연결되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  14. 전자 장치에 있어서,
    안테나 장치; 및
    상기 안테나 장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 안테나 장치는
    제 1 접지 패턴이 형성된 면에 형성되는 제 1 급전부와 전기적으로 연결되며, 수평 편파를 방사하는 제 1 금속 패턴;
    상기 제 1 금속 패턴과 소정 거리 이격된 위치에 배치되고, 상기 제 1 접지 패턴과 평행하게 형성되는 제 2 접지 패턴이 형성된 면과 평행한 면에 형성되는 제 2 급전부와 전기적으로 연결되어 수직 편파를 방사하는 제 2 금속 패턴;
    상기 제 1 접지 패턴과 상기 제 2 접지 패턴을 연결하는 연결 패턴; 및
    상기 제 1 접지 패턴이 형성된 면과 상기 제 2 접지 패턴이 형성된 면에 대해서 수직으로 배치되는 슬롯을 포함하고,
    상기 제 1 금속 패턴과 상기 제 2 금속 패턴은, 상기 제 2 접지 패턴이 형성된 면에 평행한 평면 방향에서 서로 수직을 이루도록 형성되고,
    상기 제어부는
    상기 제 1 금속 패턴에 공급되는 전원 및 상기 제 2 접지 영역에 공급되는 전원을 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제 1 금속 패턴에 공급되는 전원 및 상기 제 2 금속 패턴에 공급되는 전원의 위상을 제어하면서, 편파를 생성하고,
    상기 편파는
    수직 편파, 수평 편파, 회전 편파 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
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