WO2023101108A1 - 안테나 구조체 - Google Patents

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WO2023101108A1
WO2023101108A1 PCT/KR2022/004784 KR2022004784W WO2023101108A1 WO 2023101108 A1 WO2023101108 A1 WO 2023101108A1 KR 2022004784 W KR2022004784 W KR 2022004784W WO 2023101108 A1 WO2023101108 A1 WO 2023101108A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
transmission line
ground pad
radiator
antenna structure
antenna
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/004784
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
홍원빈
범현 김
Original Assignee
포항공과대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 포항공과대학교 산학협력단 filed Critical 포항공과대학교 산학협력단
Publication of WO2023101108A1 publication Critical patent/WO2023101108A1/ko

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/44—Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
    • H01Q1/46—Electric supply lines or communication lines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/08—Radiating ends of two-conductor microwave transmission lines, e.g. of coaxial lines, of microstrip lines

Definitions

  • It relates to an antenna structure.
  • An antenna serves to transmit and receive signals in a wireless device and is a key element that determines the quality of wireless communication.
  • wireless devices are becoming smaller and lighter, and antennas mounted on wireless devices are being replaced with built-in antennas from external antennas in order to meet this trend.
  • An object of the present invention is to provide an antenna structure capable of transmitting and receiving signals in multiple frequency bands.
  • An antenna structure includes a radiator; a first transmission line and a second transmission line extending in different directions and connected to the radiator; a first side ground pad disposed adjacent to the first transmission line; a second side ground pad disposed adjacent to the second transmission line; and a center ground pad disposed between the first transmission line and the second transmission line.
  • the central ground pad includes a slit, and a length of the central ground pad may be longer than lengths of the first side ground pad and the second side ground pad.
  • the radiator may have a rhombic shape, and the slit portion may have a triangular shape.
  • the first transmission line may include a first feeding part extending in a longitudinal direction; and a first bending portion extending from the first feeding portion and connected to the radiator; and wherein the second transmission line includes: a second feeding unit extending in a longitudinal direction; and a second bending portion extending from the second feeding portion and connected to the radiator.
  • the first bent part may be inclined at a first angle in a clockwise direction with respect to the longitudinal direction
  • the second bent part may be inclined at a second angle in a counterclockwise direction with respect to the longitudinal direction
  • the central ground pad may include a first cutout portion and a second cutout portion in which both corners of the radiator side are cut.
  • the first cut portion may be substantially parallel to the first bent portion, and the second cut portion may be substantially parallel to the second bent portion.
  • the slit portion may have a shape substantially the same as a shape of a radiator portion adjacent to the slit portion.
  • the slit portion may be substantially parallel to an opposite side of the radiator portion.
  • Feed signals having the same phase may be applied to the first transmission line and the second transmission line.
  • An antenna structure may include a plurality of transmission lines connected to a radiator in different directions, two side ground pads, and a central ground pad including a slit and longer than the side ground pads.
  • a wideband dual-band antenna may be implemented by applying feed signals of the same phase to a plurality of transmission lines.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an antenna structure according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic plan view illustrating an antenna structure according to an exemplary embodiment.
  • 3 and 4 are schematic plan views illustrating an antenna structure according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic plan view illustrating an antenna structure according to an exemplary embodiment.
  • 6 and 7 are diagrams illustrating results of measuring S11 and peak realized gain according to embodiments.
  • FIG. 8 is a diagram showing the results of measuring S11 and peak realization gain according to the length (a) of the central ground pad.
  • FIG. 9 is a diagram showing the results of measuring S11 and peak realization gain according to the length (b) of the side ground pad.
  • the antenna structure described herein may be a microstrip patch antenna.
  • the antenna structure may be applied to, for example, an electronic device for 3G, 4G, 5G, or higher frequency or ultra-high frequency mobile communication.
  • the electronic device may include a mobile phone, a smart phone, a tablet, a laptop computer, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation device, an MP3 player, a digital camera, a wearable device, and the like
  • the wearable device may include a wrist It may include a watch type, a wrist band type, a ring type, a belt type, a necklace type, an ankle band type, a thigh band type, an arm band type, and the like.
  • the electronic device is not limited to the above example, and the wearable device is also not limited to the above example.
  • the antenna structure may be applied to various objects or structures such as vehicles and buildings.
  • the x direction may correspond to the width direction of the antenna structure
  • the y direction may correspond to the length direction of the antenna structure
  • the z direction may correspond to the thickness direction of the antenna structure.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an antenna structure according to an exemplary embodiment.
  • an antenna structure 100 may include a dielectric layer 105 and an antenna pattern layer 110 .
  • the dielectric layer 105 may include an insulating material having a predetermined permittivity.
  • the dielectric layer 105 may include an inorganic insulating material such as glass, silicon oxide, silicon nitride, or a metal oxide, or an organic insulating material such as an epoxy resin, an acrylic resin, or an imide-based resin.
  • the dielectric layer 105 may function as a film substrate of the antenna structure 100 on which the antenna pattern layer 110 is formed.
  • the dielectric layer 105 may include a transparent resin material.
  • the dielectric layer 105 may be a polyester-based resin such as polyethylene terephthalate, polyethylene isophthalate, polyethylene naphthalate, or polybutylene terephthalate; cellulosic resins such as diacetyl cellulose and triacetyl cellulose; polycarbonate-based resin; acrylic resins such as polymethyl (meth)acrylate and polyethyl (meth)acrylate; styrenic resins such as polystyrene and acrylonitrile-styrene copolymer; polyolefin-based resins such as polyethylene, polypropylene, polyolefins having a cyclo-based or norbornene structure, and ethylene-propylene copolymers; vinyl chloride-based resins; amide resins such as nylon and aromatic polyamide; imide-based resins; polyethersulfone-based resins;
  • an adhesive film such as optically clear adhesive (OCA) or optically clear resin (OCR) may be included in the dielectric layer 105 .
  • OCA optically clear adhesive
  • OCR optically clear resin
  • the dielectric layer 105 may be formed as a substantially single layer or as a multilayer structure of at least two or more layers.
  • the permittivity of the dielectric layer 105 may be adjusted to a range of about 1.5 to 12, preferably about 2 to 12.
  • an insulating layer inside the image display device eg, an encapsulation layer of a display panel, a passivation layer, etc.
  • a dielectric layer 105 may be provided.
  • the antenna pattern layer 110 may be disposed on the upper surface of the dielectric layer 105 .
  • the antenna pattern layer 110 includes silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), aluminum (Al), platinum (Pt), palladium (Pd), chromium (Cr), titanium (Ti), tungsten (W ), niobium (Nb), tantalum (Ta), vanadium (V), iron (Fe), manganese (Mn), cobalt (Co), nickel (Ni), zinc (Zn), tin (Sn), molybdenum (Mo ), a low-resistance metal such as calcium (Ca), or an alloy containing at least one of them. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the antenna pattern layer 110 may include silver (Ag) or a silver alloy (eg, a silver-palladium-copper (APC) alloy) to implement low resistance.
  • the antenna pattern layer 110 may include copper (Cu) or a copper alloy (eg, a copper-calcium (CuCa) alloy) in consideration of low resistance and fine line width patterning.
  • the antenna pattern layer 110 is transparent, such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (ITZO), zinc oxide (ZnOx), or copper oxide (CuO). May contain conductive oxides
  • the antenna pattern layer 110 may include a stacked structure of a transparent conductive oxide layer and a metal layer, for example, a two-layer structure of a transparent conductive oxide layer-metal layer or a transparent conductive oxide layer-metal layer. - It may have a three-layer structure of a transparent conductive oxide layer. In this case, while flexibility is improved by the metal layer, signal transmission speed may be improved by lowering resistance, and corrosion resistance and transparency may be improved by the transparent conductive oxide layer.
  • the antenna structure 100 may further include a ground layer 90 .
  • Vertical radiation characteristics may be implemented by including the ground layer 90 in the antenna structure 100 .
  • a ground layer 90 may be disposed on the bottom surface of the dielectric layer 105 .
  • the ground layer 90 may overlap the antenna pattern layer 110 with the dielectric layer 105 interposed therebetween.
  • the ground layer 90 may overlap the radiator of the antenna pattern layer 110 .
  • a conductive member of the image display device or display panel may serve as the ground layer 90 .
  • the conductive member may be an electrode or wiring included in a thin film transistor (TFT) array panel (eg, a gate electrode, a source/drain electrode, a pixel electrode, a common electrode, a data line, a scan line, etc.), an SUS plate, a digitizer, and The same sensor member, heat dissipation sheet, and the like may be included.
  • TFT thin film transistor
  • FIG. 2 is a schematic plan view illustrating an antenna structure according to an exemplary embodiment.
  • the antenna structure 100a of FIG. 2 may be an embodiment of the antenna structure 100 of FIG. 1 .
  • an antenna structure 100a includes an antenna pattern layer 110 disposed on a dielectric layer 105, and the antenna pattern layer 110 includes a radiator 210 , a first transmission line 220, a second transmission line 230, a first side ground pad 240, a second side ground pad 250, and a center ground pad 260.
  • the radiator 210 may be electrically connected to the first transmission line 220 and the second transmission line 230 and supplied with power through the first transmission line 220 and/or the second transmission line 230 .
  • the radiator 210 may receive a power supply signal from the first transmission line 220 and/or the second transmission line 230, convert it into an electromagnetic wave signal, and radiate the converted electromagnetic wave signal.
  • the radiator 210 may be implemented in a diamond shape as shown in FIG. 2 .
  • this is only an example and is not limited thereto. That is, the radiator 210 may be implemented in various shapes such as a circle and a rectangle.
  • the size of the radiator 210 may be determined according to a desired resonance frequency, radiation resistance, and gain.
  • the first transmission line 220 and the second transmission line 230 may be electrically connected to the radiator 210 to apply a power supply signal to the radiator 210 .
  • the radiator 210 is implemented in a diamond shape as shown in FIG. 2
  • the first transmission line 220 and the second transmission line 230 are located on two adjacent sides of the radiator 210, respectively. can be connected
  • the first transmission line 220 and the second transmission line 230 may be connected to the center of each side.
  • the transmission lines 220 and 230 may include substantially the same conductive material as the radiator 210 .
  • the transmission lines 220 and 230 may be integrally connected to the radiator 230 and formed as a substantially single member, or may be formed as a separate member from the radiator 210 .
  • the first transmission line 220 and the second transmission line 230 may be arranged symmetrically with each other.
  • the first transmission line 220 and the second transmission line 230 may be arranged symmetrically with respect to a center line in the y-direction.
  • the transmission lines 220 and 230 may include a feeding part and a bending part, respectively.
  • the first transmission line 220 includes a first feeding part 221 and a first bending part 222
  • the second transmission line 230 includes a second feeding part 231 and a second bending part. may include section 232 .
  • the first feeding unit 221 and the second feeding unit 231 may extend in the y direction.
  • the first feeding unit 221 and the second feeding unit 231 may be substantially parallel to each other.
  • the first bent portion 222 may be bent from the first feeding portion 221 toward the radiator 210 and may be directly connected to or in contact with the radiator 210 .
  • the second bent portion 232 may be bent from the second feeding portion 231 toward the radiator 210 , and may be directly connected to or in contact with the radiator 210 .
  • the first bent portion 222 and the second bent portion 232 may extend in different directions and be connected to the radiator 210 .
  • an angle between extension directions of the first and second bends 222 and 232 may be substantially about 90°.
  • the first bent portion 222 may be inclined clockwise by 45° with respect to the y-direction
  • the second bent portion 232 may be inclined by 45° counterclockwise with respect to the y-direction.
  • first bent portion 222 and the second bent portion 232 may each extend toward the center of the radiator 210 .
  • power can be fed in two substantially orthogonal directions to the radiator 210 through the first transmission line 220 and the second transmission line 230.
  • dual polarization characteristics may be implemented from one radiator 210 .
  • the first side ground pad 240 is disposed adjacent to the first transmission line 220
  • the second side ground pad 250 is disposed adjacent to the second transmission line 230
  • the center ground pad 260 may be disposed between the first transmission line 220 and the second transmission line 230.
  • the first side ground pad 240 may face the central ground pad 260 with the first transmission line 220 interposed therebetween.
  • the second side ground pad 250 may face the central ground pad 260 with the second transmission line 230 interposed therebetween.
  • the length of the first side ground pad 240 in the y direction and the length of the second side ground pad 240 in the y direction may be substantially the same.
  • the central ground pad 250 may include a slit portion 261 .
  • the slit portion 261 may have a triangular shape as shown in FIG. 2 .
  • the length (a) of the central ground pad 250 in the y direction may be longer than the length (b) of the first side ground pad 240 and/or the second side ground pad 250 in the y direction.
  • the radiator 210, the transmission lines 220 and 230, and the ground pads 240, 250 and 260 may all be disposed on the same level or on the same layer on the upper surface of the dielectric layer 105.
  • the radiator 210, the transmission lines 220 and 230, and the ground pads 240, 250 and 260 may all be patterned and formed from the same conductive layer.
  • the antenna structure 100a may connect the first transmission line 220 and the second transmission line 230 to the radiator 210 in directions crossing each other. Dual polarization characteristics can be implemented through this dual transmission line structure.
  • feed signals having the same phase may be applied to the first transmission line 220 and the second transmission line 230 .
  • the antenna structure 100a can be provided as a dual resonant frequency band broadband antenna.
  • the antenna structure 100a may be provided as a dual band antenna.
  • a first resonant frequency peak in the range of 27 to 30 GHz and a second resonant frequency peak in the range of 36 to 40 GHz may be provided from the antenna structure 100a.
  • FIG. 2 shows an example in which the central ground pad 250 includes one slit portion 261, but this is only an example and is not limited thereto. That is, the central ground pad 250 may include two or more slit portions 261 according to a desired resonant frequency, gain, bandwidth, and the like.
  • FIGS. 3 and 4 are schematic plan views illustrating an antenna structure according to an exemplary embodiment.
  • the antenna structures 100b and 100c of FIGS. 3 and 4 may be an embodiment of the antenna structure 100 of FIG. 1 .
  • Detailed descriptions of configurations and structures substantially the same as or similar to those described with reference to FIGS. 1 and 2 are omitted.
  • the antenna pattern layer 110 may include a mesh structure.
  • the radiator 210 may entirely include a mesh structure, and the first transmission line 220 and the second transmission line 230 may partially include a mesh structure.
  • first side ground pad 240, the second side ground pad 250, and the center ground pad 260 include a solid structure, and the first side ground pad of the first transmission line 220
  • the feeding unit 221 and the second feeding unit 231 of the second transmission line 230 may partially include a mesh structure.
  • the first feeding part 221 may include a first solid part 221a and a first mesh part 221b.
  • the second feeding part 231 may include a second solid part 231a and a second mesh part 231b.
  • the first solid portion 221a may be disposed between the first side ground pad 240 having a solid structure and the central ground pad 260 .
  • the second solid portion 231a may be disposed between the central ground pad 260 having a solid structure and the second side ground pad 250 .
  • portions of the antenna pattern layer 110 having a mesh structure for example, the radiator 210, the first bent portion 222 of the first transmission line 220, and the first mesh portion 221b ), the second bent portion 232 of the second transmission line 230 and the second mesh portion 231b may be disposed in the display area of the image display device. Accordingly, transmittance through the antenna pattern layer 110 may be improved to prevent deterioration in image quality of the image display device.
  • a dummy mesh pattern (not shown) may be formed around portions of the antenna pattern layer 110 disposed in the display area. In this case, it is possible to prevent the antenna pattern layer 110 from being recognized by the user through the uniformization of the pattern structure.
  • portions of the antenna pattern layer 110 having a solid structure for example, a first side ground pad 240, a second side ground pad 250, a central ground pad 260, a first
  • the first solid part 221a of the transmission line 220 and the second solid part 231a of the second transmission line 230 may be disposed in a light blocking area or a bezel area of an image display device. Accordingly, power supply efficiency may be improved by using the low-resistance solid metal film.
  • the central ground pad 260 may also partially include a mesh structure.
  • the central ground pad 260 may include a solid ground portion 260a and a mesh ground portion 260b.
  • the length of the mesh unit may also be extended in the first feeding unit 221 of the first transmission line 220 and the second feeding unit 231 of the second transmission line 230 .
  • the y-direction lengths of the first mesh part 221b and the second mesh part 231b may be extended by the length of the mesh ground part 260b in the y-direction.
  • optical characteristics may be improved by partially adopting a mesh structure for the central ground pad 260 as well.
  • FIG. 5 is a schematic plan view illustrating an antenna structure according to an exemplary embodiment.
  • the antenna structure 100d of FIG. 5 may be an embodiment of the antenna structure 100 of FIG. 1 .
  • Detailed descriptions of configurations and structures substantially the same as or similar to those described with reference to FIGS. 1 to 4 are omitted.
  • the central ground pad 260 may further include a first cutting portion 262a and a second cutting portion 262b.
  • first cutting portion 262a and a second cutting portion 262b are cut diagonally and extend along the bends 222 and 232 to form the first cutout 262a and the second cutout 262a.
  • a cut portion 262b may be formed.
  • the first cut portion 262a may be spaced apart from the first bent portion 222 by a predetermined distance and substantially parallel to an opposite side of the first bent portion 222 .
  • the second cut portion 262b may be spaced apart from the second bent portion 232 by a predetermined distance and substantially parallel to an opposite side of the second bent portion 232 .
  • the slit portion 261 of the central ground pad 260 may have substantially the same shape as the shape of a portion of the radiator 210 adjacent to the slit portion 261 .
  • the slit portion 261 has a triangle shape substantially the same as that of the portion of the radiator 210 adjacent to the central ground pad 260. can have a shape.
  • the slit portion 261 may be spaced apart from the radiator 210 by a predetermined distance and may be substantially parallel to an opposite side of the radiator 210 .
  • a plurality of the aforementioned antenna structures 100a, 100b, 100c, and 100d may be arranged in a predetermined direction to form an array antenna.
  • the separation distance between the neighboring antenna structures may be appropriately selected within a range capable of reducing unwanted coupling between the neighboring antenna structures.
  • Example 2 The antenna structure of FIG. 2 (Example 1) and the antenna structure of FIG. 5 (Example 2) were prepared. 6 (Example 1 ) and Figure 7 (Example 2) was obtained.
  • a wideband dual-band antenna can be implemented by applying feed signals of the same phase to the first transmission line and the second transmission line in both Embodiments 1 and 2.
  • the lengths (b) of the first side ground pad and the second side ground pad in the y direction are fixed to 0.6 mm, and the lengths (a) of the center ground pad in the y direction are 0.8 mm, 0.9 mm, 1.0 mm, and 1.1 mm, respectively. , 1.2 mm.
  • the gain increases in a frequency band ranging from 36 to 40 GHz as the length (a) of the central ground pad in the y direction increases.
  • the y-direction length (a) of the central ground pad is fixed to 1.0 mm
  • the y-direction lengths (b) of the first side ground pad and the second side ground pad are 0.4 mm, 0.5 mm, 0.6 mm, and 0.7 mm, respectively. , 0.8mm, 0.9mm.
  • the gain increases in a frequency band ranging from 36 to 40 GHz as the y-direction lengths (b) of the first side ground pad and the second side ground pad decrease.

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Abstract

안테나 구조체가 개시된다. 일 양상에 따른 안테나 구조체는 방사체; 서로 다른 방향으로 연장하여 상기 방사체에 연결되는 제1 전송 선로 및 제2 전송 선로; 상기 제1 전송 선로에 인접하게 배치되는 제1 측부 그라운드 패드; 상기 제2 전송 선로에 인접하게 배치되는 제2 측부 그라운드 패드; 및 상기 제1 전송 선로와 상기 제2 전송 선로 사이에 배치되는 중앙 그라운드 패드; 를 포함하며, 상기 중앙 그라운드 패드는 슬릿부를 포함하며, 상기 중앙 그라운드 패드의 길이는 상기 제1 측부 그라운드 패드 및 상기 제2 측부 그라운드 패드의 길이보다 길 수 있다.

Description

안테나 구조체
안테나 구조체에 관한 것이다.
안테나는 무선 기기에서 신호를 송수신하는 역할을 하며, 무선 통신의 품질을 결정하는 핵심 소자이다. 최근, IT 기술이 발전함에 따라 무선 기기가 소형화 및 경량화되어 가고 있으며, 이러한 추세에 부응하기 위해 무선 기기에 장착되는 안테나도 외장형 안테나에서 내장형 안테나로 많이 대체되고 있다.
따라서, 안테나를 소형화하고 이와 동시에, 다중 주파수 대역에서 신호를 방사할 수 있는 안테나에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다.
다중 주파수 대역에서 신호의 송수신이 가능한 안테나 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 양상에 따른 안테나 구조체는, 방사체; 서로 다른 방향으로 연장하여 상기 방사체에 연결되는 제1 전송 선로 및 제2 전송 선로; 상기 제1 전송 선로에 인접하게 배치되는 제1 측부 그라운드 패드; 상기 제2 전송 선로에 인접하게 배치되는 제2 측부 그라운드 패드; 및 상기 제1 전송 선로와 상기 제2 전송 선로 사이에 배치되는 중앙 그라운드 패드; 를 포함하며, 상기 중앙 그라운드 패드는 슬릿부를 포함하며, 상기 중앙 그라운드 패드의 길이는 상기 제1 측부 그라운드 패드 및 상기 제2 측부 그라운드 패드의 길이보다 길 수 있다.
상기 방사체는 마름모 형상을 가지고, 상기 슬릿부는 삼각형 형상을 가질 수 있다.
상기 제1 전송 선로는, 길이 방향으로 연장하는 제1 피딩부; 및 상기 제1 피딩부로부터 연장하여 상기 방사체에 연결되는 제1 꺾임부; 를 포함하고, 상기 제2 전송 선로는, 길이 방향으로 연장하는 제2 피딩부; 및 상기 제2 피딩부로부터 연장하여 상기 방사체에 연결되는 제2 꺾임부; 를 포함할 수 있다.
상기 제1 꺾임부는 상기 길이 방향에 대해 시계 방향으로 제1 각도로 경사지고, 상기 제2 꺾임부는 상기 길이 방향에 대해 반시계 방향으로 제2 각도로 경사질 수 있다.
상기 중앙 그라운드 패드는 상기 방사체 쪽 양측 코너가 절단된 제1 절단부 및 제2 절단부를 포함할 수 있다.
상기 제1 절단부는 상기 제1 꺾임부와 실질적으로 평행하고, 상기 제2 절단부는 상기 제2 꺾임부와 실질적으로 평행할 수 있다.
상기 슬릿부는 상기 슬릿부와 근접한 방사체 부분의 형상과 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다.
상기 슬릿부는 상기 방사체 부분의 대향 변과 실질적으로 평행할 수 있다.
상기 제1 전송 선로 및 상기 제2 전송 선로에 동일한 위상의 급전 신호가 인가될 수 있다.
예시적 실시예에 따른 안테나 구조체는 방사체에 서로 다른 방향으로 연결되는 복수의 전송선로와, 2개의 측부 그라운드 패드와, 슬릿부를 포함하며 측부 그라운드 패드보다 긴 중앙 그라운드 패드를 포함할 수 있다. 이러한 구조에 의해 실질적으로 복수의 편파 방향 및 복수의 주파수 대역 커버리지가 제공될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 복수의 전송선로에 동일한 위상의 급전 신호를 인가함으로써 광대역의 듀얼 밴드 안테나가 구현될 수 있다.
도 1은 예시적 실시예에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2는 예시적 실시예에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 3 및 도 4는 예시적 실시예에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5는 예시적 실시예에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6 및 도 7은 실시예들에 따라 S11 및 피크 실현 이득(peak realized gain)을 측정한 결과를 도시한 도면이다.
도 8은 중앙 그라운드 패드의 길이(a)에 따른 S11 및 피크 실현 이득을 측정한 결과를 도시한 도면이다.
도 9는 측부 그라운드 패드의 길이(b)에 따른 S11 및 피크 실현 이득을 측정한 결과를 도시한 도면이다.
이하 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예들을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
본 명세서에서 설명되는 안테나 구조체는 마이크로스트립 패치 안테나(microstrip patch antenna)일 수 있다. 안테나 구조체는, 예를 들면 3G, 4G, 5G, 또는 그 이상의 고주파 또는 초고주파 이동통신을 위한 전자 장치에 적용될 수 있다. 여기서, 전자 장치는 휴대폰, 스마트폰, 태블릿, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 장치, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 웨어러블 디바이스 등을 포함할 수 있고, 웨어러블 디바이스는 손목시계형, 손목 밴드형, 반지형, 벨트형, 목걸이형, 발목 밴드형, 허벅지 밴드형, 팔뚝 밴드형 등을 포함할 수 있다. 그러나 전자 장치는 상술한 예에 제한되지 않으며, 웨어러블 디바이스 역시 상술한 예에 제한되지 않는다. 또한, 안테나 구조체는 차량, 건축물 등 다양한 대상체 또는 구조물에 적용될 수 있다.
이하 도면들에서, 유전층의 상면에 평행하며 서로 수직하게 교차하는 두 방향을 x 방향 및 y 방향으로 정의하고, 유전층의 상면에 대해 수직한 방향을 z 방향으로 정의한다. 예를 들면, x 방향은 안테나 구조체의 너비 방향, y 방향은 안테나 구조체의 길이 방향, z 방향은 안테나 구조체의 두께 방향에 해당될 수 있다.
도 1은 예시적 실시예에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 예시적 실시예에 따른 안테나 구조체(100)는 유전층(105) 및 안테나 패턴층(110)을 포함할 수 있다.
유전층(105)은 소정의 유전율을 갖는 절연 물질을 포함할 수 있다. 예시적 실시예에 따르면, 유전층(105)은 글래스, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 금속 산화물 등과 같은 무기 절연 물질, 또는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 이미드 계열 수지 등과 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 유전층(105)은 안테나 패턴층(110)이 형성되는 안테나 구조체(100)의 필름 기재로서 기능할 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 유전층(105)은 투명 수지 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 유전층(105)은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지; 우레탄계 또는 아크릴우레탄계 수지; 실리콘계 수지 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 광학 투명 점착제(Optically clear Adhesive: OCA), 광학 투명 수지(Optically Clear Resin: OCR) 등과 같은 점접착 필름이 유전층(105)에 포함될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 유전층(105)은 실질적으로 단일 층으로 형성되거나, 적어도 2층 이상의 복층 구조로 형성될 수 있다.
유전층(105)에 의해 정전용량(capacitance) 또는 인덕턴스(inductance)가 형성되어, 안테나 구조체(100)가 구동 혹은 센싱할 수 있는 주파수 대역이 조절될 수 있다. 유전층(105)의 유전율이 약 12를 초과하는 경우, 구동 주파수가 지나치게 감소하여, 원하는 고주파 대역에서의 구동이 구현되지 않을 수 있다. 따라서, 예시적 실시예에 따르면, 유전층(105)의 유전율은 약 1.5 내지 12 범위, 바람직하게는 약 2 내지 12 범위로 조절될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 안테나 구조체(100)가 화상 표시 장치에 실장되는 경우, 화상 표시 장치 내부의 절연층(예를 들면, 디스플레이 패널의 인켑슐레이션 층, 패시베이션 층 등)이 유전층(105)으로 제공될 수도 있다.
안테나 패턴층(110)은 유전층(105)의 상면 상에 배치될 수 있다.
안테나 패턴층(110)은 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 주석(Sn), 몰리브덴(Mo), 칼슘(Ca) 등과 같은 저저항 금속 또는 이들 중 적어도 하나를 함유하는 합금을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 예를 들면, 안테나 패턴층(110)은 저저항 구현을 위해 은(Ag) 또는 은 합금(예를 들면 은-팔라듐-구리(APC) 합금)을 포함할 수 있다. 다른 예를 들면, 안테나 패턴층(110)은 저저항 및 미세 선폭 패터닝을 고려하여 구리(Cu) 또는 구리 합금(예를 들면, 구리-칼슘(CuCa) 합금)을 포함할 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 안테나 패턴층(110)은 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 인듐아연주석 산화물(ITZO), 아연 산화물(ZnOx), 산화 구리(CuO) 등과 같은 투명 전도성 산화물을 포함할 수 있다
예시적 실시예에 따르면, 안테나 패턴층(110)은 투명 도전성 산화물 층 및 금속층의 적층 구조를 포함할 수 있으며, 예를 들면, 투명 도전성 산화물 층-금속층의 2층 구조 또는 투명 도전성 산화물 층-금속층-투명 도전성 산화물 층의 3층 구조를 가질 수도 있다. 이 경우, 금속층에 의해 플렉시블 특성이 향상되면서, 저항을 낮추어 신호 전달 속도가 향상될 수 있으며, 투명 도전성 산화물 층에 의해 내부식성, 투명성이 향상될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 안테나 구조체(100)는 그라운드층(90)을 더 포함할 수 있다. 안테나 구조체(100)가 그라운드층(90)을 포함함으로써 수직 방사 특성이 구현될 수 있다.
그라운드층(90)은 유전층(105)의 저면 상에 배치될 수 있다. 그라운드층(90)은 유전층(105)을 사이에 두고 안테나 패턴층(110)과 중첩될 수 있다. 예를 들면, 그라운드층(90)은 안테나 패턴층(110)의 방사체와 중첩될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 안테나 구조체(100)가 화상 표시 장치에 실장되는 경우, 화상 표시 장치 또는 디스플레이 패널의 도전성 부재가 그라운드층(90)으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 도전성 부재는 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 패널에 포함되는 전극 또는 배선(예컨대, 게이트 전극, 소스/드레인 전극, 화소 전극, 공통 전극, 데이터 라인, 스캔 라인 등), SUS 플레이트, 디지타이저와 같은 센서 부재, 방열 시트 등을 포함할 수 있다.
도 2는 예시적 실시예에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다. 도 2의 안테나 구조체(100a)는 도 1의 안테나 구조체(100)의 일 실시예일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 예시적 실시예에 따른 안테나 구조체(100a)는 유전층(105) 상에 배치된 안테나 패턴층(110)을 포함하며, 안테나 패턴층(110)은 방사체(210), 제1 전송 선로(220), 제2 전송 선로(230), 제1 측부 그라운드 패드(240), 제2 측부 그라운드 패드(250) 및 중앙 그라운드 패드(260)를 포함할 수 있다.
방사체(210)는 제1 전송 선로(220) 및 제2 전송 선로(230)에 전기적으로 연결되어 제1 전송 선로(220) 및/또는 제2 전송 선로(230)를 통해 급전될 수 있다. 구체적으로 방사체(210)는 제1 전송 선로(220) 및/또는 제2 전송 선로(230)로부터 급전 신호를 전달받아 전자기파 신호로 변환하고 변환된 전자기파 신호를 방사할 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 방사체(210)는 도 2에 도시된 바와 같이 마름모 형상으로 구현될 수 있다. 그러나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 방사체(210)는 원, 직사각형 등 다양한 모양으로 구현될 수 있다.
방사체(210)의 크기는 원하는 공진 주파수, 방사 저항 및 이득에 따라 결정될 수 있다.
제1 전송 선로(220) 및 제2 전송 선로(230)는 방사체(210)에 전기적으로 연결되어 방사체(210)에 급전 신호를 인가할 수 있다. 예를 들어, 방사체(210)가 도 2에 도시된 바와 같이 마름모 형상으로 구현되는 경우, 제1 전송 선로(220)와 제2 전송 선로(230)는 방사체(210)의 이웃하는 두 변에 각각 연결될 수 있다. 이때, 제1 전송 선로(220)와 제2 전송 선로(230)는 각 변의 중심에 연결될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 전송 선로들(220, 230)은 방사체(210)와 실질적으로 동일한 도전 물질을 포함할 수 있다. 또한, 전송 선로들(220, 230)은 방사체(230)와 일체로 연결되어 실질적으로 단일 부재로 형성되거나, 방사체(210)와 별개의 부재로 형성될 수 있다.
제1 전송 선로(220)와 제2 전송 선로(230)는 서로 대칭으로 배열될 수 있다. 예를 들면, 제1 전송 선로(220)와 제2 전송 선로(230)는 y 방향으로의 중심선을 기준으로 서로 대칭되도록 배치될 수 있다.
전송 선로들(220, 230)은 각각 피딩부 및 꺾임부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전송 선로(220)는 제1 피딩부(221) 및 제1 꺾임부(222)를 포함하고, 제2 전송 선로(230)는 제2 피딩부(231) 및 제2 꺾임부(232)를 포함할 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 제1 피딩부(221) 및 제2 피딩부(231)는 y 방향으로 연장할 수 있다. 제1 피딩부(221) 및 제2 피딩부(231)는 실질적으로 서로 평행할 수 있다.
제1 꺾임부(222)는 제1 피딩부(221)로부터 방사체(210) 방향으로 꺾일 수 있으며, 방사체(210)와 직접 연결되거나 접촉할 수 있다. 제2 꺾임부(232)는 제2 피딩부(231)로부터 방사체(210) 방향으로 꺾일 수 있으며, 방사체(210)와 직접 연결되거나 접촉할 수 있다. 제1 꺾임부(222)와 제2 꺾임부(232)는 각각 서로 다른 방향으로 연장하여 방사체(210)와 연결될 수 있다. 예시적 실시예에 따르면, 제1 꺾임부(222) 및 제2 꺾임부(232)의 연장 방향들 사이의 각도는 실질적으로 약 90°일 수 있다. 예를 들면, 제1 꺾임부(222)는 y 방향에 대해 시계 방향으로 45° 경사질 수 있고, 제2 꺾임부(232)는 y 방향에 대해 반시계 방향으로 45° 경사질 수 있다.
바람직하게는, 제1 꺾임부(222) 및 제2 꺾임부(232)는 각각 방사체(210)의 중심을 향해 연장할 수 있다.
상술한 꺾임부들(222, 232)의 구조 및 배열에 따라, 제1 전송 선로(220) 및 제2 전송 선로(230)를 통해 방사체(210)로 실질적으로 직교하는 두 방향으로 급전이 수행될 수 있다. 이에 따라, 하나의 방사체(210)로부터 이중 편파 특성이 구현될 수 있다.
제1 측부 그라운드 패드(240)는 제1 전송 선로(220)에 인접하게 배치되고, 제2 측부 그라운드 패드(250)는 제2 전송 선로(230)에 인접하게 배치되고, 중앙 그라운드 패드(260)는 제1 전송 선로(220)와 제2 전송 선로(230) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 측부 그라운드 패드(240)는 제1 전송 선로(220)를 사이에 두고 중앙 그라운드 패드(260)와 마주볼 수 있다. 또한, 제2 측부 그라운드 패드(250)는 제2 전송 선로(230)를 사이에 두고 중앙 그라운드 패드(260)와 마주볼 수 있다.
제1 측부 그라운드 패드(240)의 y 방향 길이와, 제2 측부 그라운드 패드(240)의 y 방향 길이는 실질적으로 동일할 수 있다.
중앙 그라운드 패드(250)는 슬릿부(261)를 포함할 수 있다.
예시적 실시예에 따르면 슬릿부(261)는 도 2에 도시된 바와 같이, 삼각형 형상을 가질 수 있다. 그러나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 슬릿부(261)는 반원, 반타원, T형, 사각형 등 다양한 모양을 가질 수 있다.
중앙 그라운드 패드(250)의 y 방향 길이(a)는, 제1 측부 그라운드 패드(240) 및/또는 제2 측부 그라운드 패드(250)의 y 방향 길이(b)보다 길수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 방사체(210), 전송 선로들(220, 230) 및 그라운드 패드들(240, 250, 260)은 모두 유전층(105)의 상면 상에서 동일 레벨 또는 동일 층에 배치될 수 있다. 예를 들어, 방사체(210), 전송 선로들(220, 230) 및 그라운드 패드들(240, 250, 260)은 모두 동일한 도전층으로부터 패터닝되어 형성될 수 있다.
예시적 실시예에 따른 안테나 구조체(100a)는 서로 교차하는 방향으로 제1 전송 선로(220) 및 제2 전송 선로(230)를 방사체(210)에 연결시킬 수 있다. 이러한 듀얼 전송 선로 구조를 통해 이중 편파 특성을 구현할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 전송 선로(220) 및 제2 전송 선로(230)에는 동일한 위상을 갖는 급전 신호가 인가될 수 있다.
동일한 위상의 급전 신호 인가, 듀얼 전송 선로 구조 및 그라운드 패드들(240, 250, 260)의 형상의 조합에 의해, 안테나 구조체(100a)는 이중 공진 주파수 대역의 광대역 안테나로서 제공될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나 구조체(100a)는 듀얼 밴드 안테나로서 제공될 수 있다. 예를 들면, 27 내지 30GHz 범위에서 제1 공진 주파수 피크, 36 내지 40GHz 범위에서 제2 공진 주파수 피크가 안테나 구조체(100a)로부터 제공될 수 있다.
한편, 도 2는 중앙 그라운드 패드(250)가 하나의 슬릿부(261)를 포함하는 예를 도시하나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 원하는 공진 주파수, 이득, 대역폭 등에 따라 중앙 그라운드 패드(250)는 둘 이상의 슬릿부(261)를 포함할 수도 있다.
도 3 및 도 4는 예시적 실시예에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다. 도 3 및 도 4의 안테나 구조체(100b, 100c)는 도 1의 안테나 구조체(100)의 일 실시예일 수 있다. 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성 및 구조에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 3을 참조하면, 안테나 패턴층(110)은 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 예시적 실시예에 따르면, 방사체(210)는 전체적으로 메쉬 구조를 포함하고, 제1 전송 선로(220) 및 제2 전송 선로(230)는 부분적으로 메쉬 구조를 포함할 수 있다.
예를 들면, 제1 측부 그라운드 패드(240), 제2 측부 그라운드 패드(250) 및 중앙 그라운드 패드(260)는 속이 찬 솔리드(solid) 구조를 포함하며, 제1 전송 선로(220)의 제1 피딩부(221) 및 제2 전송 선로(230)의 제2 피딩부(231)는 부분적으로 메쉬 구조를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 피딩부(221)는 제1 솔리드부(221a) 및 제1 메쉬부(221b)를 포함할 수 있다. 제2 피딩부(231)는 제2 솔리드부(231a) 및 제2 메쉬부(231b)를 포함할 수 있다.
제1 솔리드부(221a)는 솔리드 구조를 갖는 제1 측부 그라운드 패드(240)와중앙 그라운드 패드(260) 사이에 배치될 수 있다. 제2 솔리드 부(231a)는 솔리드 구조를 갖는 중앙 그라운드 패드(260)와 제2 측부 그라운드 패드(250) 사이에 배치될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 메쉬 구조를 갖는 안테나 패턴층(110)의 부분들, 예컨대, 방사체(210), 제1 전송 선로(220)의 제1 꺾임부(222) 및 제1 메쉬부(221b), 제2 전송 선로(230)의 제2 꺾임부(232) 및 제2 메쉬부(231b)는 화상 표시 장치의 표시 영역에 배치될 수 있다. 이에 따라, 안테나 패턴층(110)을 통한 투과율을 향상시켜 화상 표시 장치의 이미지 품질 저하를 방지할 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 표시 영역에 배치되는 안테나 패턴층(110)의 부분들 주변에는 더미 메쉬 패턴(미도시)이 형성될 수 있다. 이 경우 패턴 구조 균일화를 통해 안테나 패턴층(110)이 사용자에게 시인되는 것을 방지할 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 솔리드 구조를 갖는 안테나 패턴층(110)의 부분들, 예컨대, 제1 측부 그라운드 패드(240), 제2 측부 그라운드 패드(250), 중앙 그라운드 패드(260), 제1 전송 선로(220)의 제1 솔리드부(221a), 제2 전송 선로(230)의 제2 솔리드부(231a)는 화상 표시 장치의 차광 영역 또는 베젤 영역에 배치될 수 있다. 이에 따라, 저저항 솔리드 금속막을 사용하여 급전 효율을 향상시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 중앙 그라운드 패드(260) 역시 부분적으로 메쉬 구조를 포함할 수도 있다.
중앙 그라운드 패드(260)는 솔리드 그라운드부(260a) 및 메쉬 그라운드부(260b)를 포함할 수 있다.
제1 전송 선로(220)의 제1 피딩부(221)와 제2 전송 선로(230)의 제2 피딩부(231)에서도 메쉬부의 길이가 확장될 수 있다. 예를 들면, 도 3의 실시예와 비교하여, 메쉬 그라운드부(260b)의 y 방향 길이만큼 제1 메쉬부(221b) 및 제2 메쉬부(231b)의 y 방향 길이가 확장될 수 있다.
예를 들면, 화상 표시 장치의 표시 영역이 확장되면서 베젤 영역이 축소되는 경우, 중앙 그라운드 패드(260)도 부분적으로 메쉬 구조를 채용하여 광학적 특성을 향상시킬 수 있다.
도 5는 예시적 실시예에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다. 도 5의 안테나 구조체(100d)는 도 1의 안테나 구조체(100)의 일 실시예일 수 있다. 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성 및 구조에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 5를 참조하면, 중앙 그라운드 패드(260)는 제1 절단부(262a) 및 제2 절단부(262b)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 중앙 그라운드 패드(260)의 y 방향 쪽, 예컨대 방사체(210) 쪽 양측 코너는 사선으로 절단된 형상으로 꺽임부들(222, 232)에 따라 연장되어 제1 절단부(262a) 및 제2 절단부(262b)를 형성할 수 있다. 제1 절단부(262a)는 제1 꺾임부(222)와 소정 간격 이격되어 제1 꺾임부(222)의 대향 변과 실질적으로 평행할 수 있다. 또한, 제2 절단부(262b)는 제2 꺾임부(232)와 소정 간격 이격되어 제2 꺾임부(232)의 대향 변과 실질적으로 평행할 수 있다.
중앙 그라운드 패드(260)의 슬릿부(261)는 슬릿부(261)와 근접한 방사체(210) 부분의 형상과 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 방사체(210)가 마름모 형상으로 구현되는 경우, 슬릿부(261)는 중앙 그라운드 패드(260)에 근접한 방사체(210) 부분의 형상과 실질적으로 동일한 삼각형 형상을 가질 수 있다. 슬릿부(261)는 방사체(210)와 소정 간격 이격되어, 방사체(210)의 대향 변과 실질적으로 평행할 수 있다.
한편, 예시적 실시예에 따르면 전술한 안테나 구조체(100a, 100b, 100c, 100d) 복수개가 소정 방향으로 배열되어 어레이 안테나를 형성할 수 있다. 이때, 이웃하는 안테나 구조체들의 이격 거리는 이웃하는 안테나 구조체들 사이에 원치 않는 커플링의 발생을 줄일 수 있는 범위 내에서 적절히 선택될 수 있다.
실험예1
도 2의 안테나 구조체(실시예 1)와 도 5의 안테나 구조체(실시예 2)를 준비하였다. 각 안테나 구조체(실시예 1, 실시예 2)의 제1 전송 선로 및 제2 전송 선로에 동일한 위상의 신호를 인가하여 S11 및 피크 실현 이득(peak realized gain)을 측정한 결과 도 6(실시예 1) 및 도 7(실시예 2)을 얻을 수 있었다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 실시예 1 및 실시예 2 모두 제1 전송 선로 및 제2 전송 선로에 동일한 위상의 급전 신호를 인가함으로써 광대역의 듀얼-밴드 안테나를 구현할 수 있음을 확인할 수 있었다.
실험예2
도 2의 안테나 구조체를 5개 제조하였다. 이때, 제1 측부 그라운드 패드 및 제2 측부 그라운드 패드의 y 방향 길이(b)는 0.6mm으로 고정하고, 중앙 그라운드 패드의 y 방향 길이(a)는 각각 0.8mm, 0.9mm, 1.0mm, 1.1mm, 1.2mm로 제조하였다.
각 안테나 구조체에 신호를 인가하여 S11 및 피크 실현 이득(peak realized gain)을 측정한 결과 도 8을 얻을 수 있었다.
도 8을 참조하면, 중앙 그라운드 패드의 y 방향 길이(a)가 증가함에 따라 36 내지 40GHz 범위의 주파수 대역에서 이득이 증가한다는 것을 확인할 수 있었다.
실험예3
도 2의 안테나 구조체를 6개 제조하였다. 이때, 중앙 그라운드 패드의 y 방향 길이(a)는 1.0mm로 고정하고, 제1 측부 그라운드 패드 및 제2 측부 그라운드 패드의 y 방향 길이(b)는 각각 0.4mm, 0.5mm, 0.6mm, 0.7mm, 0.8mm, 0.9mm로 제조하였다.
각 안테나 구조체에 신호를 인가하여 S11 및 피크 실현 이득(peak realized gain)을 측정한 결과 도 9를 얻을 수 있었다.
도 9를 참조하면, 제1 측부 그라운드 패드 및 제2 측부 그라운드 패드의 y 방향 길이(b)가 감소함에 따라 36 내지 40GHz 범위의 주파수 대역에서 이득이 증가한다는 것을 확인할 수 있었다.
이제까지 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 발명의 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 방사체;
    서로 다른 방향으로 연장하여 상기 방사체에 연결되는 제1 전송 선로 및 제2 전송 선로;
    상기 제1 전송 선로에 인접하게 배치되는 제1 측부 그라운드 패드;
    상기 제2 전송 선로에 인접하게 배치되는 제2 측부 그라운드 패드; 및
    상기 제1 전송 선로와 상기 제2 전송 선로 사이에 배치되는 중앙 그라운드 패드; 를 포함하며,
    상기 중앙 그라운드 패드는 슬릿부를 포함하며, 상기 중앙 그라운드 패드의 길이는 상기 제1 측부 그라운드 패드 및 상기 제2 측부 그라운드 패드의 길이보다 긴,
    안테나 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방사체는 마름모 형상을 가지고, 상기 슬릿부는 삼각형 형상을 가지는,
    안테나 구조체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전송 선로는,
    길이 방향으로 연장하는 제1 피딩부; 및
    상기 제1 피딩부로부터 연장하여 상기 방사체에 연결되는 제1 꺾임부; 를 포함하고,
    상기 제2 전송 선로는,
    길이 방향으로 연장하는 제2 피딩부; 및
    상기 제2 피딩부로부터 연장하여 상기 방사체에 연결되는 제2 꺾임부; 를 포함하는,
    안테나 구조체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 꺾임부는 상기 길이 방향에 대해 시계 방향으로 제1 각도로 경사지고, 상기 제2 꺾임부는 상기 길이 방향에 대해 반시계 방향으로 제2 각도로 경사지는,
    안테나 구조체.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 중앙 그라운드 패드는 상기 방사체 쪽 양측 코너가 절단된 제1 절단부 및 제2 절단부를 포함하는,
    안테나 구조체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 절단부는 상기 제1 꺾임부와 실질적으로 평행하고, 상기 제2 절단부는 상기 제2 꺾임부와 실질적으로 평행한,
    안테나 구조체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 슬릿부는 상기 슬릿부와 근접한 방사체 부분의 형상과 실질적으로 동일한 형상을 가지는,
    안테나 구조체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 슬릿부는 상기 방사체 부분의 대향 변과 실질적으로 평행한,
    안테나 구조체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전송 선로 및 상기 제2 전송 선로에 동일한 위상의 급전 신호가 인가되는,
    안테나 구조체.
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