KR100878707B1 - 다중 공진 광대역 안테나 - Google Patents

다중 공진 광대역 안테나 Download PDF

Info

Publication number
KR100878707B1
KR100878707B1 KR1020070052930A KR20070052930A KR100878707B1 KR 100878707 B1 KR100878707 B1 KR 100878707B1 KR 1020070052930 A KR1020070052930 A KR 1020070052930A KR 20070052930 A KR20070052930 A KR 20070052930A KR 100878707 B1 KR100878707 B1 KR 100878707B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fractal
radiating element
antenna
parasitic
radiation
Prior art date
Application number
KR1020070052930A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080105398A (ko
Inventor
배기형
김건우
Original Assignee
삼성탈레스 주식회사
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 삼성탈레스 주식회사 filed Critical 삼성탈레스 주식회사
Priority to KR1020070052930A priority Critical patent/KR100878707B1/ko
Priority to US11/826,358 priority patent/US8405552B2/en
Priority to CN2007103061562A priority patent/CN101291014B/zh
Priority to ES200703200A priority patent/ES2341195B1/es
Priority to JP2007320089A priority patent/JP4797014B2/ja
Publication of KR20080105398A publication Critical patent/KR20080105398A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100878707B1 publication Critical patent/KR100878707B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/40—Element having extended radiating surface
    • 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
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/50—Feeding or matching arrangements for broad-band or multi-band operation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0414—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0485—Dielectric resonator antennas

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

본 발명은 다중 공진 광대역 안테나에 관한 것으로, 본 발명에 따른 다중 공진 광대역 안테나는 프랙탈 복사 소자와 프랙탈 기생 복사 소자를 적층하고, 프랙탈 복사 소자와 프랙탈 기생 복사 소자 사이에 도체 홀을 이용한 단락 회로를 구성함으로써 광대역, 고효율의 초소형 안테나를 구현할 수 있다.
안테나, 공진, 광대역, 프랙탈 복사 소자

Description

다중 공진 광대역 안테나{Multi resonant broadband antenna}
도 1은 종래의 PIFA의 구조를 도시한 도면이다.
도 2에 종래의 Meander Line 구조를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 종래의 힐버트 격자구조 모노 폴 안테나의 일 실시 예의 정면도 및 측면도를 도시한 도면이다.
도 5는 힐버트 격자구조 모노 폴 안테나의 반사손실 특성을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프랙탈 복사 소자를 이용한 다중공진 광대역 안테나의 정면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 다중 공진 광대역 안테나의 측면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 프랙탈 복사 소자와 프랙탈 기생 복사 소자를 이용한 다중 공진 광대역 안테나의 측면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 프랙탈 복사 소자, 프랙탈 기생 복사 소자 및 단락 회로를 이용한 다중 공진 광대역 안테나의 측면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 다중 공진 광대역 안테나의 측면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 다중 공진 광대역 안테나의 측면 도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 다중 공진 광대역 안테나의 측면도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 다중 공진 광대역 안테나의 정면도이다.
도 14 내지 22는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 프랙탈 구조들을 도시한 도면이다.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 다중 공진 광대역 안테나의 반사손실특성을 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
900: 유전체 기판 910: 그라운드
920: 급전부 930: 프랙탈 복사 소자
940: 프랙탈 기생 복사 소자 950: 도체 홀
본 발명은 다중 주파수 대역에서 다중 공진하는 광대역 안테나에 관한 것으로, 더 상세하게는 프랙탈 구조를 이용한 다중공진 광대역 안테나에 관한 것이다.
현재 주로 사용되고 있는 다중 대역 안테나로는 도 1에 도시된 PIFA(Planner Inverted F Antenna), 도 2에 도시된 Meander Line 구조의 안테나와 적층형 패치 안테나 등이 있다.
도 1은 종래의 PIFA의 구조를 도시한 도면이다.
그라운드(11) 위에 역 F 형태로 구성되며, 급전부(13)와 단락부(14)로 나누어진다. 단락부(14)는 안테나의 복사 소자(12) 부분에서 그라운드(11)로 단락시켜주는 역할을 하며, 급전부(13)와 단락부(14) 사이의 거리와 형태 등에 따라 상이한 공진 특성을 나타낸다. 이러한 PIFA(10)에서 다중 공진 특성을 구현하기 위해서는, 안테나 상부의 복사 소자(12)의 형태를 여러 개의 서로 다른 크기로 나누어 합성한다. 즉, 단일 대역 특성을 갖는 여러 개의 안테나를 조합하여 사용한다. 이러한 PIFA(10)는 다중 대역 특성을 갖는 소형 안테나를 구현할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 PIFA 구조를 이용하여 여러 개의 안테나를 합성하는 경우, 안테나 복사 효율의 급격한 감소와 이득 감소 등의 문제가 발생한다. 따라서, 현실적으로 3중 공진 이상의 다중 대역 안테나로 사용하기에는 적합하지 않다.
도 2에 도시된 Meander Line 구조를 이용하는 경우에도 PIFA 안테나와 유사한 특성을 나타낸다.
즉, 종래에는 다중 대역의 소형 안테나를 구성하기 위하여 PIFA와 Meander Line 구조를 사용하며, 단일 대역 특성을 갖는 여러 개의 안테나를 조합해서 사용한다. 그러나 이러한 구조를 다중 공진 특성을 나타내도록 구성하는 경우 안테나의 복사 효율이 급격히 저하되는 단점을 가지므로, 3중 공진 이상의 다중 공진 안 테나로 사용하기에는 안테나 성능에 문제가 발생할 수 있다.
또한, 적층형 패치 안테나 구조를 이용한 다중 공진 안테나는 서로 다른 크기의 패치 복사 소자를 위 아래 방향으로 배열하여 사용하는 구조로서, 안테나 크기가 커지는 단점을 가지며, 구조적인 한계로 인하여 전술한 PIFA와 Meander Line 구조와 마찬가지로 3중 공진 이상의 다중 대역 안테나로 사용하기에는 적합하지 않다.
도 3 및 도 4는 종래의 힐버트 격자구조 모노 폴 안테나의 일 실시 예의 정면도 및 측면도이고, 도 5는 힐버트 격자구조 모노 폴 안테나의 반사손실 특성을 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4에 도시된 힐버트 격자구조 모노 폴 안테나는 다중 대역 주파수 특성을 구현할 수 있으나, 도 5에 도시된 바와 같이 각각의 공진 주파수 대역이 좁게 형성되는 단점을 가지며, 안테나를 소형화하는 경우 각각의 공진 주파수 대역이 더욱 좁아지게 되고 안테나 효율도 낮아진다. 또한, 사용하고자 하는 특정 주파수 대역에 맞추어 안테나를 설계하는 데에도 기술적인 한계가 존재한다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 다중 주파수 대역과 광대역 특성을 갖는 초소형 안테나를 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 프랙탈 복사 소자와 프랙탈 기생 복사 소자를 적층하고, 프랙탈 복사 소자와 프랙탈 기생 복사 소자 사이에 도체 홀을 이용한 단락 회로를 구성하여, 광 대역, 고효율의 안테나를 제공하는 데 다른 목적이 있다.
본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 다중 공진 광대역 안테나는 유전체 기판; 상기 유전체 기판의 상부에 위치하고, 임의의 프랙탈 격자 구조로 배열된 프랙탈 복사소자; 상기 유전체 기판의 상부에 위치하고, 상기 프랙탈 복사소자에 급전하는 급전부; 상기 유전체 기판의 하부 중 상기 급전부와 대응되는 위치에 존재하는 그라운드; 및 상기 유전체 기판의 하부 중 상기 프랙탈 복사 소자와 대응하는 위치에 존재하는 프랙탈 기생 복사 소자를 포함한다.
본 발명의 세부 및 개선 사항은 종속항에 개시된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 6 및 도 7은 각각 본 발명에 따른 다중공진 광대역 안테나의 일 실시 예의 구성을 도시한 정면도 및 측면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중공진 광대역 안테나는 유전체 기판(600 및 700), 그라운드(610 및 710), 급전부(620 및 720) 및 프랙탈 복사 소자(630 및 730)를 포함한다.
유전체 기판(600 및 700)은 마이크로스트립 기판, 예를 들면 RF4 또는 굴곡성이 우수한 얇은 필름 형태이다. 유전체 기판(600 및 700)은 양면 또는 단면 유전체 기판을 사용할 수 있으며, 바람직하게, 구부러짐 또는 유연성이 우수한 박막 형 필름타입을 포함하는 양면 유전체 기판을 사용한다.
그라운드(610 및 710)는 유전체 기판(600 및 700)의 뒷면에 위치한다. 또한, 그라운드(610 및 710)는 프랙탈 복사 소자(630 및 730)에 급전하기 위한 급전부(620 및 720)의 그라운드 기준면, 즉 급전 선로의 임피던스 결정을 위한 기준면으로 이용한다.
급전부(620 및 720)는 프랙탈 복사 소자(630 및 730)에 전력을 공급하기 위한 급전 선로로 구성되며, 급전 선로는 유전체 기판(600 및 700)의 앞면에 위치한다. 급전부(620 및 720)에 대응하는 유전체 기판(600 및 700)의 뒷면에는 그라운드(610 및 710)가 위치하며, 프랙탈 복사 소자(630 및 730)가 위치한 유전체 기판(600 및 700)의 뒷면에는 그라운드(610 및 710)가 존재하지 않는다.
프랙탈 복사 소자(630 및 730)는 십자가 모양의 프랙탈 격자 구조를 8각형 모양으로 배열한 모양이다. 여기서, 프랙탈(fractal)이란 작은 구조가 전체 구조와 비슷한 형태로 끝없이 되풀이되는 구조를 의미한다. 즉, 부분과 전체가 똑같은 모양을 하고 있다는 "자기 유사성(self-similarity)"과 "순환성(recursiveness)"이라는 속성을 가지는 기하학적 구조이다.
프랙탈 복사 소자(630 및 730)의 전체 크기는 40x40mm 이내의 초소형으로 구현될 수 있으며, 유전체 기판(600 및 700)의 후면에 부착되는 그라운드(610 및 710)는 복사 소자가 장착되는 통신 장비, 예를 들면 휴대폰 또는 통신 단말 등에 도체로 구성된 외부 케이스를 형상화한 것이다. 여기서, 프랙탈 복사 소자(630 및 730)는 도 6에 도시된 십자가 모양뿐만 아니라 빗살무늬 모양, 번개무늬 모양, 힐 버트 프랙탈 격자 모양을 포함한다.
또한, 바람직하게, 십자가 모양, 빗살무늬 또는 번개무늬의 프랙탈 격자 무늬를 차원 분할하고 이를 다시 배열하는 구조의 복사 소자를 사용함으로써 다중 주파수 대역 및 광대역 특성을 갖는 안테나를 구현할 수 있다. 또한, 본 발명은 차원 분할된 프랙탈 격자 무늬와 배열 구조를 다시 변형하여 안테나 복사효율 및 광대역 특성을 향상시킨다.
일반적인 프랙탈의 차원 분할 구조 형태를 사용하지 않고 변형된 구조를 사용하는 이유는 단위 면적당 안테나의 구성 선로의 길이를 확장하여 안테나를 소형화하고, 안테나를 주파수 파장 대비 초소형화했을 경우 발생할 수 있는 안테나 복사효율을 극대화시키기 위한 것이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 프랙탈 복사 소자와 프랙탈 기생 복사 소자를 이용한 다중 공진 광대역 안테나의 측면도이다.
도 8에는 유전체 기판(800), 그라운드(810), 급전부(820), 프랙탈 복사 소자(830) 및 프랙탈 기생 복사 소자(840)가 도시되어 있다. 도 7에 도시된 안테나와 다른 점은 프랙탈 복사 소자(830)와 대응되는 유전체 기판(800)의 뒷면에 프랙탈 기생 복사 소자(840)를 구비한다는 것이다.
프랙탈 복사 소자(830)와 프랙탈 기생 복사 소자(840)는 개별적인 특성을 유지하면서 독립적으로 존재하는데, 프랙탈 기생 복사 소자(840)는 그라운드(810)와 같은 유전체 기판(800)의 뒷면에 위치한다.
따라서, 프랙탈 복사 소자(830)로부터 1차 방사된 전파가 프랙탈 기생 복사 소자(840)에 의해서 재복사된다. 즉, 좁은 간격 내에 프랙탈 복사 소자(830)와 프랙탈 기생 복사 소자(840)가 존재하는 경우, 프랙탈 기생 복사 소자에 의한 전파의 재복사 효과와 프랙탈 복사 소자(830)와 프랙탈 기생 복사 소자(840)의 상호 커플링에 의한 선로 길이 연장 효과를 얻을 수 있다. 이러한 선로 길이 연장 효과는 낮은 주파수 대역에서의 안테나 성능 향상, 반사손실 특성 및 이득 향상, 안테나 소형화에 기여할 수 있다.
바람직하게, 프랙탈 복사 소자(830)와 프랙탈 기생 복사 소자는 각각 같은 형태의 프랙탈 구조 또는 다른 형태의 프랙탈 구조를 사용할 수 있다. 예를 들면 프랙탈 복사 소자(830)는 십자가 모양의 프랙탈 구조를 사용하고, 프랙탈 기생 복사 소자(840)는 빗살무늬의 프랙탈 구조를 사용한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 프랙탈 복사 소자, 프랙탈 기생 복사 소자 및 단락 회로를 이용한 다중 공진 광대역 안테나의 측면도이다.
도 9에는 유전체 기판(900), 그라운드(910), 급전부(920), 프랙탈 복사 소자(930), 프랙탈 기생 복사 소자(940) 및 도체 홀(950)이 도시되어 있다. 도 8과의 차이점은 프랙탈 복사 소자(930)와 프랙탈 기생 복사 소자(940)가 도체 홀(conducting via, 950)로 연결되어 있다는 것이다.
도 9에 도시된 안테나는 프랙탈 복사 소자(930)와 프랙탈 기생 복사 소자(940)가 도체 홀(950)을 통해서 연결되어 단락 회로를 구성하도록 되어 있다. 이렇게 단락 회로로 프랙탈 복사 소자(930)와 프랙탈 기생 복사 소자(940)를 연결하는 경우, 좁은 면적 내에서 안테나의 유효 방사 면적을 늘리는 효과가 있다. 또 한, 프랙탈 기생 복사 소자(940)를 그라운드(910)가 존재하는 유전체 기판(900)의 후면에 설치함으로써 프랙탈 기생 복사 소자(940)로 인해서 안테나의 전체 크기가 커지게 되는 단점도 없앨 수 있다.
도체 홀(950)은 프랙탈 복사 소자(930)와 프랙탈 기생 복사 소자(940)를 연결하는데 사용되지만, 이러한 도체 홀(950)의 위치에 따라서 적층된 안테나의 성능이 많이 바뀌게 된다. 따라서, 도체 홀을 사용함으로써 안테나 복사 유효면적을 확대하는 효과와 다중공진 및 광대역 소형 안테나를 구현하기 위해서는 도체 홀을 급전부(920)에서 먼 위치, 즉 안테나 외곽과 안테나 중간부에 도체 홀을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 선택적으로 안테나 외곽과 안테나 중간에 도체 홀을 조합하여 사용할 수도 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 다중 공진 광대역 안테나의 측면도이다.
도 10에는 유전체 기판(1000), 그라운드(1010), 급전부(1020), 프랙탈 복사 소자(1030), 프랙탈 기생 복사 소자(1040) 및 도체 홀(1050)이 도시되어 있으며, 유전체 기판(1000)과 프랙탈 기생 복사 소자(1060)가 프랙탈 복사 소자(1030) 위에 차례로 적층되어 있다.
따라서, 프랙탈 복사 소자(1040)가 가지고 있는 고유의 다중공진 특성과 같거나 서로 다른 형태의 프랙탈 기생 복사 소자들(1040 및 1060)을 적층하여 사용함으로써 개개의 프랙탈 복사 소자와 프랙탈 기생 복사 소자가 갖는 다중공진 특성들이 하나로 결합하여 광대역의 특성을 얻을 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 다중 공진 광대역 안테나의 측면도이다.
도 11에는 유전체 기판(1100), 그라운드(1110), 급전부(1120), 프랙탈 복사 소자(1130) 및 프랙탈 기생 복사 소자(1140 및 1150)가 도시되어 있으며, 유전체 기판(1100)과 프랙탈 기생 복사 소자(1150)가 프랙탈 기생 복사 소자(1140) 밑에 차례로 적층되어 있다.
따라서, 프랙탈 복사 소자(1130)가 가지고 있는 고유의 다중공진 특성과 같거나 서로 다른 형태의 프랙탈 기생 복사 소자들(1140 및 1150)을 적층하여 사용함으로써 개개의 프랙탈 복사 소자와 프랙탈 기생 복사 소자가 갖는 다중공진 특성들이 하나로 결합하여 광대역의 특성을 얻을 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 다중 공진 광대역 안테나의 측면도이다.
도 12에는 유전체 기판(1200), 그라운드(1210), 급전부(1220), 프랙탈 복사 소자(1230), 프랙탈 기생 복사 소자(1240, 1250 및 1260) 및 도체 홀(1270)이 도시되어 있으며, 유전체 기판(1200)과 프랙탈 기생 복사 소자(1250)가 프랙탈 복사 소자(1230) 위에 차례로 적층되어 있을 뿐만 아니라, 유전체 기판(1200)과 프랙탈 기생 복사 소자(1260)가 프랙탈 기생 복사 소자(1240) 밑에 차례로 적층되어 있다.
따라서, 프랙탈 복사 소자(1230)가 가지고 있는 고유의 다중 공진 특성과 같거나 서로 다른 형태의 프랙탈 기생 복사(1240, 1250 및 1260)소자를 적층하여 사용함으로써 개개의 프랙탈 복사 소자와 프랙탈 기생 복사 소자가 갖는 다중공진 특성들이 하나로 결합하여 광대역의 특성을 얻을 수 있다.
도 10 내지 12에 도시한 것처럼, 프랙탈 기생 복사 소자는 양면의 유전체 기판에 형성할 수 있으며, 각각 같은 형태의 프랙탈 또는 다른 형태의 프랙탈 기생 복사 소자를 사용할 수 있다. 또한, 선택적으로 유전체 기판의 상측 또는 하측에만 적층하는 비대칭형 구조와 상측과 하측에 모두 적층한 대칭형 구조, 상측과 하측에 모두 적층하였으나 적층하는 프랙탈 기생 복사 소자의 개수가 상측과 하측이 서로 다른 비대칭형 구조 등 다양하게 구성할 수 있다. 또한, 선택적으로 적층 시에는 도체 홀을 이용한 경우와 도체 홀이 없는 독립적인 적층 구조 모두를 혼합하여 적층 안테나를 구현할 수도 있다.
전술한 것처럼, 유전체 기판 단면에 프랙탈 기생 복사 소자를 구성한 형태로 프랙탈 복사 소자와 프랙탈 기생 복사 소자의 조합으로 되어 있는 양면 유전체 기판 상부, 하부 또는 양면에 1층 이상 적층함으로써, 프랙탈 복사 소자와 프랙탈 기생 복사 소자에서 복사된 전파를 재복사하거나 상호 커플링 효과에 의해서 좁은 면적 내에서 복사 유효 면적이 증가하게 되는 효과를 얻을 수 있다. 이렇게 복사 유효 면적이 증가함으로써, 낮은 주파수 대역에서의 안테나 성능 향상, 반사손실 특성 및 이득 향상, 안테나 소형화를 이룰 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 다중 공진 광대역 안테나의 정면도이다.
도 13을 참조하면, 안테나는 유전체 기판(1300), 그라운드(1310), 급전부(1320), 프랙탈 복사 소자(1330) 및 도체 홀(1340)을 포함한다. 도면에 도시되 지는 않았지만, 유전체 기판(1300)의 뒷면에 프랙탈 기생 복사 소자를 포함하고 있으며 3개의 도체 홀(1340)을 통해 프랙탈 복사 소자(1330)와 연결되어 있다.
여기서, 프랙탈 복사 소자(1330)는 십자가 모양의 프랙탈 격자 구조를 8각형 모양으로 배열한 모양이다. 프랙탈 복사 소자의 전체 크기는 40x40mm 이내의 초소형으로 구현하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 프랙탈 복사 소자(1330)와 대응하는 유전체 기판(1300)의 뒷면의 프랙탈 기생 복사 소자(도시되지 않음)도 십자가 모양의 프랙탈 격자 구조 또는 다른 형태의 프랙탈 격자 구조로 구성할 수 있다. 도체 홀(1340)은 8각형 모양으로 배열된 십자가 모양의 프랙탈 격자 구조의 위쪽과 양쪽 끝에 위치하고 있다. 도체 홀(1340)을 급전부(1320)와 가능한 한 멀리 이격시킴으로써 안테나 복사 유효면적을 확대하는 효과와 다중 공진 및 광대역을 안테나를 구현할 수 있다.
도 14 내지 22는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 프랙탈 구조들을 도시한 도면이다.
도 14는 도 13에 도시된 프랙탈 복사 소자(1330)의 상세 구성을 도시한 도면이다. 도면에 도체 홀(1340)의 위치가 더욱 명확하게 도시되어 있다.
도 15 내지 22에 도시된 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 다중공진 광대역 안테나의 다른 실시 예들은 모두 유전체 기판, 그라운드, 급전부, 프랙탈 복사 소자를 포함하여 구성되거나, 또는 적어도 하나 이상의 프랙탈 기생 복사 소자와 도체 홀을 포함하여 구성되며, 프랙탈 복사 소자 또는 프랙탈 기생 복사 소자의 적층 위치, 적층 개수 및 도체 홀의 위치를 제외한 나머지 구성들의 기능 및 작용은 도 13에서 설명한 구성과 동일하므로 각 실시 예에서 프랙탈 복사 소자와 프랙탈 기생 복사 소자, 및 도체 홀의 위치를 제외한 나머지 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 15는 프랙탈 복사 소자(1500)는 도 14에 도시된 프랙탈 복사 소자(1330)와 같은 모양의 제1 프랙탈 복사 소자(1510)의 크기를 축소한 제2 프랙탈 복사 소자(1520)를 제1 프랙탈 복사 소자(1510) 안에 배치하고, 제2 프랙탈 복사 소자(1520)보다 크기가 더 작은 제3 프랙탈 복사 소자(1530)를 제2 프랙탈 복사 소자(920) 안에 배치한 3중 구조이다. 즉, 도 15의 실시 예에 따른 프랙탈 복사 소자(900)는 도 14에 도시된 기본 프랙탈 복사 소자(1330)의 크기를 여러 단위로 축소하여 겹겹이 배치한 구조이다. 프랙탈 복사 소자(1500)는 도 15에 도시된 3중 구조 외에 2중 구조 및 4중 구조 이상의 구조로 생성될 수 있음은 물론이다. 3중 구조를 구성하는 각 프랙탈 복사 소자(1510, 1520 및 1530)는 하나의 급전선로(1550)로 연결된다. 또한, 도체 홀(1540)의 위치도 도 14에 도시된 것과 동일하다.
도 16의 실시 예에 따른 프랙탈 복사 소자는 도 15에 도시된 프랙탈 복사 소자의 변형된 형태이다. 도 15에 도시된 프랙탈 복사 소자는 완전한 폐루프 형태이지만, 본 실시 예의 프랙탈 복사 소자는 급전부가 위치한 부분(1610)이 개방된 형태이다. 본 실시 예에서는 급전부가 위치한 부분(1610)이 개방된 예를 들었으나, 개방된 부분은 급전부가 위치한 곳 이외의 다른 부분이 될 수 있음은 물론이다.
도 17의 실시 예에 따른 프랙탈 복사 소자(1700)는 도 15에 도시된 프랙탈 복사 소자(1500)의 변형된 형태이다. 본 실시 예는 도 15에 도시된 프랙탈 복사 소자에 "ㄱ"자 모양(1710)으로 4 방향에 각각 십자가 모양의 프랙탈 격자구조를 추가 부착한 형태이다. 추가된 "ㄱ"자 모양(1710)은 폐루프를 형성하지 아니한다. 또한, 도 15에 도시된 도체 홀들(1540)의 위치와는 달리, 새로이 추가된 "ㄱ"자 모양(1710)의 모서리 부분에 도체들이 위치하고 있다. 이렇게 함으로써 급전부(1730)로부터 멀리 이격시킬 수 있다.
도 18의 실시 예에 따른 프랙탈 복사 소자(1800)는 도 17에 도시된 프랙탈 복사 소자(1700)에서 "ㄱ"자로 추가된 프랙탈 격자 구조(1710)를 완전한 폐루프 형태(1810)로 구성한 형태이다. 도 17과 마찬가지로 도체 홀들(1820)의 위치는 프랙탈 복사 소자(1800)의 상부의 중앙과 모서리 부분들이다.
도 19의 실시 예에 따른 프랙탈 복사 소자(1900)는 십자가 모양의 프랙탈 격자 구조를 체크 무늬로 배열한 형태이다. 도 17과 마찬가지로 도체 홀들(1920)의 위치는 프랙탈 복사 소자(1900)의 상부의 중앙과 모서리 부분들이다.
도 20의 실시 예에 따른 프랙탈 복사 소자(2000)는 빗살 무늬 모양 또는 번개무늬 모양과 십자가 모양의 프랙탈 격자 구조를 함께 이용하여 체크 무늬 형태로 배열한 형태이다. 체크무늬의 선과 선이 만나는 부분(2020)은 십자가 모양의 프랙탈 격자구조를 적용하고, 그 이외의 부분(2010)은 빗살무늬 모양 또는 번개무늬 모양의 프랙탈 격자구조를 적용한다. 이와 달리 선과 선이 만나는 부분은 빗살무늬 모양 또는 번개무늬 모양의 프랙탈 격자 구조를 적용하고, 그 외의 부분은 십자가 모양의 프랙탈 격자구조를 적용할 수 있으며, 이 외의 변형도 가능함은 물론이다. 도 17과 마찬가지로 도체 홀들(2030)의 위치는 프랙탈 복사 소자(2000)의 상부의 중앙과 모서리 부분들이다.
도 21의 실시 예에 따른 프랙탈 복사 소자(2100)는 십자가 모양의 프랙탈 격자소자를 체크 무늬 형태로 배열한 구조에서, 체크무늬 중간 부분, 즉, 프랙탈 격자 구조가 배열되지 않은 체크 무늬 중간 중간의 빈 공간에 또 다른 십자가 모양의 프랙탈 격자 구조를 삽입하고, 중간에 삽입된 프랙탈 격자 구조를 체크 무늬로 배열된 프랙탈 격자구조와 4방향 면이 연결되도록 배치한 형태이다. 도 17과 마찬가지로 도체 홀들(2110)의 위치는 프랙탈 복사 소자(2100)의 상부의 중앙과 모서리 부분들이다.
도 22는 힐버트 프랙탈 격자 구조의 프랙탈 복사 소자가 도시되어 있다. 도 17과 마찬가지로 도체 홀들(2210)의 위치는 프랙탈 복사 소자의 상부의 중앙과 모서리 부분들이다.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 다중 공진 광대역 안테나의 반사손실특성을 도시한 도면이다.
도 23은 100MHz~2700MHz 사이의 다중 공진 광대역 안테나의 반사 손실 특성을 측정한 것이다. 도시된 바와 같이, 넓은 주파수 대역에 걸쳐서 반사 손실 특성이 향상된 것을 볼 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것 이다. 그러므로 상기 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.
본 발명에 따른 다중 공진 광대역 안테나는 프랙탈 복사 소자와 프랙탈 기생 복사 소자를 적층하고, 프랙탈 복사 소자와 프랙탈 기생 복사 소자 사이에 도체 홀을 이용한 단락 회로를 구성함으로써 광대역, 고효율의 초소형 안테나를 구현할 수 있다.

Claims (3)

  1. 제1 유전체 기판;
    상기 제1 유전체 기판의 상부에 위치하고, 임의의 프랙탈 격자 구조로 배열된 프랙탈 복사 소자;
    상기 제1 유전체 기판의 상부에 위치하고, 상기 프랙탈 복사 소자에 급전하는 급전부;
    상기 제1 유전체 기판의 하부 중 상기 급전부와 대응되는 위치에 존재하는 그라운드; 및
    상기 제1 유전체 기판의 하부 중 상기 프랙탈 복사 소자와 대응하는 위치에 존재하는 프랙탈 기생 복사 소자를 포함하는 다중공진 광대역 안테나.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프랙탈 복사 소자의 상부 또는 상기 프랙탈 기생 복사 소자 하부에 제2 유전체 기판과 적어도 하나 이상의 프랙탈 기생 복사 소자가 더 적층된 것을 특징으로 하는 다중 공진 광대역 안테나.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 프랙탈 복사 소자와 상기 프랙탈 기생 복사 소자 사이 또는 상기 프랙탈 기생 복사 소자와 프랙탈 기생 복사 소자 사이를 연결하는 도체 홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 공진 광대역 안테나.
KR1020070052930A 2007-04-16 2007-05-30 다중 공진 광대역 안테나 KR100878707B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070052930A KR100878707B1 (ko) 2007-05-30 2007-05-30 다중 공진 광대역 안테나
US11/826,358 US8405552B2 (en) 2007-04-16 2007-07-13 Multi-resonant broadband antenna
CN2007103061562A CN101291014B (zh) 2007-04-16 2007-11-29 多谐振宽带天线
ES200703200A ES2341195B1 (es) 2007-04-16 2007-12-03 Antena de banda ancha multirresonante.
JP2007320089A JP4797014B2 (ja) 2007-04-16 2007-12-11 多重共振広帯域アンテナ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070052930A KR100878707B1 (ko) 2007-05-30 2007-05-30 다중 공진 광대역 안테나

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080105398A KR20080105398A (ko) 2008-12-04
KR100878707B1 true KR100878707B1 (ko) 2009-01-14

Family

ID=40366689

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070052930A KR100878707B1 (ko) 2007-04-16 2007-05-30 다중 공진 광대역 안테나

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100878707B1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100924127B1 (ko) * 2009-03-25 2009-10-29 삼성탈레스 주식회사 방송전용 내장형 프랙탈 안테나
KR100924124B1 (ko) * 2009-03-26 2009-10-29 삼성탈레스 주식회사 집중형 배열 구조를 이용한 다중 공진 광대역 소형 안테나
KR101690259B1 (ko) * 2011-05-27 2016-12-28 삼성전자주식회사 안테나 구조체
KR101640785B1 (ko) * 2014-09-25 2016-07-19 국방과학연구소 광대역 렉테나 및 렉테나용 정류 장치
KR102002201B1 (ko) * 2015-10-02 2019-10-01 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 십자형 espar 안테나
KR101683679B1 (ko) * 2016-05-23 2016-12-07 엘아이지넥스원 주식회사 컨포멀 패치형 어레이 안테나
KR102468584B1 (ko) * 2018-07-16 2022-11-22 주식회사 비트센싱 안테나 및 통신 장치
KR102482247B1 (ko) 2018-08-13 2022-12-28 삼성전자주식회사 평면 렌즈를 포함하는 안테나 장치
KR102048355B1 (ko) * 2019-07-29 2019-11-25 한화시스템(주) 다대역 원형편파 특성을 갖는 모노폴 안테나를 구비하는 안테나 모듈
KR102596948B1 (ko) * 2022-01-04 2023-11-01 홍익대학교 산학협력단 메시 구조를 가지는 적층형 공통개구면 배열 안테나 시스템
KR102599456B1 (ko) * 2022-02-25 2023-11-08 재단법인 파동에너지 극한제어 연구단 저주파 광대역 흡수체

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6104349A (en) 1995-08-09 2000-08-15 Cohen; Nathan Tuning fractal antennas and fractal resonators
US6476766B1 (en) 1997-11-07 2002-11-05 Nathan Cohen Fractal antenna ground counterpoise, ground planes, and loading elements and microstrip patch antennas with fractal structure
US20060267842A1 (en) 2005-05-27 2006-11-30 Uei-Ming Jow Vertical complementary fractal antenna
KR20070104141A (ko) * 2006-04-21 2007-10-25 삼성탈레스 주식회사 다중 대역의 소형 프랙탈 안테나

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6104349A (en) 1995-08-09 2000-08-15 Cohen; Nathan Tuning fractal antennas and fractal resonators
US6476766B1 (en) 1997-11-07 2002-11-05 Nathan Cohen Fractal antenna ground counterpoise, ground planes, and loading elements and microstrip patch antennas with fractal structure
US20060267842A1 (en) 2005-05-27 2006-11-30 Uei-Ming Jow Vertical complementary fractal antenna
KR20070104141A (ko) * 2006-04-21 2007-10-25 삼성탈레스 주식회사 다중 대역의 소형 프랙탈 안테나

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080105398A (ko) 2008-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100878707B1 (ko) 다중 공진 광대역 안테나
JP4797014B2 (ja) 多重共振広帯域アンテナ
EP3841637B1 (en) Antennas including multi-resonance cross-dipole radiating elements and related radiating elements
US10535921B2 (en) Reconfigurable multi-band antenna with four to ten ports
CN201655979U (zh) 复合式多输入多输出天线模块及其***
US6509882B2 (en) Low SAR broadband antenna assembly
US20170062940A1 (en) Compact wideband dual polarized dipole
CN101895017A (zh) 内藏式多天线模块
CN111697331B (zh) 一种超宽带紧耦合天线阵列及天线设备
CN111326857B (zh) 多频天线结构及通信设备
KR100616545B1 (ko) 이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나
KR100878706B1 (ko) 다중공진 광대역 안테나
US20020027527A1 (en) High gain printed loop antenna
CN207868399U (zh) 三频高隔离模块天线及电子设备
KR100783349B1 (ko) 다층 방사체를 이용한 칩안테나
US8604983B2 (en) CRLH antenna structures
JP3966855B2 (ja) 多周波共用アンテナ
CN102163768A (zh) 一种双频段低剖面阵列天线
Khan et al. Dual band antenna for wireless network (WLAN) applications
CN105406182A (zh) 一种陷波带宽可控的uwb mimo天线
KR100921493B1 (ko) 다중 공진 광대역 안테나
CN113381185B (zh) 一种基于芯片集成模块的5g移动终端mimo天线
US11404786B2 (en) Planar complementary antenna and related antenna array
KR100803560B1 (ko) 다중 대역 안테나
KR100939478B1 (ko) 마이크로 평면 역 지 칩 안테나

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130102

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131231

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141230

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151230

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161228

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171227

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190108

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200103

Year of fee payment: 12