KR101119603B1 - Apparatus for antenna - Google Patents
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Abstract
안테나 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는, 제 1기판; 다중 주파수 대역의 신호를 송수신하며, 상기 제 1기판의 접지면과 전기적으로 연결되는 제 1안테나; 상기 제 1기판 상부에 상호 이격되어 형성되는 복수개의 필러; 상기 복수개의 필러 상에 형성되어 상기 제 1기판과 소정 높이 이격되는 제 2기판; 및, 다중 주파수 대역의 신호를 송수신하며, 상기 제 2기판의 접지면과 전기적으로 연결되는 제 2안테나; 를 포함하며, 상기 복수개의 필러 중 어느 하나의 필러는 도전체로 형성되어 상기 제 1기판의 접지면과 상기 제 2기판의 접지면을 전기적으로 연결한다. An antenna device is disclosed. An antenna device according to an embodiment of the present invention, the first substrate; A first antenna that transmits and receives signals in a multiple frequency band and is electrically connected to a ground plane of the first substrate; A plurality of fillers formed on the first substrate and spaced apart from each other; A second substrate formed on the plurality of pillars and spaced apart from the first substrate by a predetermined height; And a second antenna that transmits and receives signals in a multiple frequency band and is electrically connected to a ground plane of the second substrate. The filler of any one of the plurality of fillers is formed of a conductor to electrically connect the ground plane of the first substrate and the ground plane of the second substrate.
MIMO, 격리도, dongle MIMO, isolation, dongle
Description
본 발명의 실시예들은 복수의 안테나가 내장된 안테나 장치에서 안테나 간의 격리도 및 안테나의 효율을 향상시킬 수 있는 기술에 관한 것이다. Embodiments of the present invention relate to a technology capable of improving the isolation between antennas and the antenna efficiency in an antenna device having a plurality of antennas embedded therein.
최근 이동통신기술이 발전함에 따라, 안테나 소자와 결합하여 무선통신을 할 수 있는 안테나 장치가 많이 이용되고 있다. 안테나 장치에는 서로 다른 주파수 대역의 신호를 송수신 하는 복수의 안테나가 내장되게 되는데, 복수의 안테나가 내장되는 일 예로 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 안테나가 있다. Recently, with the development of mobile communication technology, an antenna device capable of performing wireless communication in combination with an antenna element has been widely used. The antenna device includes a plurality of antennas for transmitting and receiving signals of different frequency bands. An example in which a plurality of antennas are embedded includes a multiple input multiple output (MIMO) antenna.
MIMO 안테나는 복수의 안테나 소자를 특수한 구조로 배열하여 다중 입출력 동작을 수행하는 것으로써, 이동통신 단말기와 중계기 등에 폭넓게 이용되고 있다. MIMO antennas are used in a wide variety of mobile communication terminals and repeaters by performing multiple input / output operations by arranging a plurality of antenna elements in a special structure.
그러나 이러한 MIMO 안테나는 복수의 안테나 소자를 소형 단말기 내에 설치하기 때문에 각 안테나 소자 간의 간격이 좁아질 수밖에 없으며, 이 경우, 각 안테나 소자로부터 방사된 전자기파 간에 상호 간섭이 발생하여, 안테나의 효율이 저하되는 문제점이 발생하게 된다. However, since the MIMO antenna is provided with a plurality of antenna elements in a small terminal, the distance between each antenna element is inevitably narrowed. In this case, mutual interference occurs between electromagnetic waves radiated from each antenna element, resulting in a decrease in antenna efficiency. Problems will arise.
본 발명의 실시예들은 각각 다중 주파수 대역의 신호를 송수신 하는 제 1안테나 및 제 2안테나를 상호 이격하여 형성하고, 전기적으로 연결된 제 1기판 및 제 2기판을 연결함으로써, 안테나의 효율을 향상시킬 수 있도록 한다.Embodiments of the present invention can improve the efficiency of the antenna by forming a first antenna and a second antenna spaced apart from each other, and connecting the first and second substrates electrically connected to each other to transmit and receive signals in a multi-frequency band, respectively. Make sure
본 발명의 실시예들은 제 2기판의 접지면에 별도의 인덕터를 형성함으로써, 고주파수 대역에서 안테나 간의 격리도를 개선할 수 있도록 한다.Embodiments of the present invention by forming a separate inductor on the ground plane of the second substrate, it is possible to improve the isolation between the antenna in the high frequency band.
본 발명의 실시예들에 의한 다른 기술적 해결 과제는 하기의 설명에 의해 이해될 수 있으며, 이는 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있다.Other technical problems by the embodiments of the present invention can be understood by the following description, which can be realized by the means and combinations thereof shown in the claims.
본 발명에 일 실시예에 따른 안테나 장치는, 제 1기판; 다중 주파수 대역의 신호를 송수신하며, 상기 제 1기판의 접지면과 전기적으로 연결되는 제 1안테나; 상기 제 1기판 상부에 상호 이격되어 형성되는 복수개의 필러; 상기 복수개의 필러 상에 형성되어 상기 제 1기판과 소정 높이 이격되는 제 2기판; 및, 다중 주파수 대역의 신호를 송수신하며, 상기 제 2기판의 접지면과 전기적으로 연결되는 제 2안테나; 를 포함하며, 상기 복수개의 필러 중 어느 하나의 필러는 도전체로 형성되어 상기 제 1기판의 접지면과 상기 제 2기판의 접지면을 전기적으로 연결한다.An antenna device according to an embodiment of the present invention, the first substrate; A first antenna that transmits and receives signals in a multiple frequency band and is electrically connected to a ground plane of the first substrate; A plurality of fillers formed on the first substrate and spaced apart from each other; A second substrate formed on the plurality of pillars and spaced apart from the first substrate by a predetermined height; And a second antenna that transmits and receives signals in a multiple frequency band and is electrically connected to a ground plane of the second substrate. The filler of any one of the plurality of fillers is formed of a conductor to electrically connect the ground plane of the first substrate and the ground plane of the second substrate.
이때, 상기 도전체 필러는, 상기 제 1안테나의 급전부 및 상기 제 2안테나 의 급전부에서 최장 거리가 되는 영역에 형성될 수 있다. In this case, the conductor filler may be formed in an area that is the longest distance from the feeding portion of the first antenna and the feeding portion of the second antenna.
또한, 상기 제 1기판의 접지면과 상기 제 2기판의 접지면은, 상기 도전체 필러를 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. In addition, the ground plane of the first substrate and the ground plane of the second substrate may be electrically connected to each other through the conductor filler.
그리고, 상기 제 2기판은, 상기 제 2기판의 일면에서 상기 도전체 필러와 전기적으로 연결되는 제 1접지면과, 상기 제 2기판에서 상기 제 1접지면과 이격되어 형성되는 제 2접지면 및, 상기 제 1접지면과 상기 제 2접지면을 연결하는 인덕터를 포함할 수 있다. The second substrate may include a first ground plane electrically connected to the conductor filler on one surface of the second substrate, a second ground plane spaced apart from the first ground plane on the second substrate, and And an inductor connecting the first ground plane and the second ground plane.
본 발명의 실시예들에 의하면, 각각의 안테나를 분리된 이중 기판에 실장한 후 이중 기판에서 각각의 안테나의 효율을 고려한 최적의 단락영역을 정하여 이중 기판을 단락 시킴으로써, 안테나 간의 격리도를 향상시킬 수 있다.According to the embodiments of the present invention, the isolation between antennas can be improved by mounting each antenna on a separate double board and shorting the double board by determining an optimal shorting area in consideration of the efficiency of each antenna in the double board. have.
또한, 최적의 단락영역에 인덕터를 형성함으로써, 고주파수 대역에서는 기판 간에 방사하는 신호의 위상 반전차이를 줄임으로써, 안테나 간의 격리도를 향상시켜, 안테나의 효율을 향상시킬 수 있다. In addition, by forming the inductor in the optimum short-circuit area, by reducing the phase inversion difference of the signal radiated between the substrate in the high frequency band, the isolation between the antenna can be improved, the efficiency of the antenna can be improved.
또한, 이 경우, 저주파수 대역에서는 이중 기판이 서로 단락됨으로써, 각각의이중 기판에 형성된 접지면이 확장되어 안테나의 효율을 향상시킬 수 있다.In this case, in the low frequency band, the dual substrates are short-circuited with each other, so that the ground plane formed on each of the dual substrates is expanded, thereby improving the efficiency of the antenna.
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 안테나 장치의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the antenna device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7. However, this is only an example and the present invention is not limited thereto.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intention or custom of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.
또한, 이하 실시되는 본 발명의 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 이동통신 단말기의 안테나 구성에 기 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 이동통신 단말기의 안테나 구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능 구성을 위주로 설명한다. 만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 구성 중에서 종래에 기 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성 요소와 본 발명을 위해 추가된 구성 요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.In addition, the embodiment of the present invention to be carried out below is provided in the antenna configuration of the mobile communication terminal to effectively describe the technical components constituting the present invention, or a mobile communication that is usually provided in the technical field to which the present invention belongs The antenna configuration of the terminal is omitted as much as possible, and will be mainly described for the functional configuration that should be additionally provided for the present invention. If those skilled in the art to which the present invention pertains, it will be able to easily understand the function of the components that are used in the prior art among the components omitted, not shown below, and also the components omitted as described above And the relationship between the components added for the present invention will be clearly understood.
결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.As a result, the technical spirit of the present invention is determined by the claims, and the following examples are one means for efficiently explaining the technical spirit of the present invention to those skilled in the art to which the present invention pertains. It is only.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 내부 구성을 도시한 내부사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 측면을 도시한 측면도이다. 1 is an internal perspective view showing an internal configuration of an antenna device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a side view showing the side of the antenna device according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 안테나 장치(100)는 다중 주파수 대역에서 신호를 송수신 하는 안테나로써, 제 1기판(101), 제 1안테나(110), 제 2기판(121) 및 제 2안테나(130)를 포함한다. 1 and 2, the
상기 제 1기판(101)은 상기 제 2기판(121)과 전기적으로 연결될 수 있는 단락영역을 포함한다. 또한, 상기 제 1기판(101)에는 상기 안테나 장치(100)를 제어할 수 있는 회로부(미도시)를 포함하며, 상기 제 1기판(101)의 상면 또는 하면에는 접지면(103)이 형성된다. 상기 제 1기판(101)은 일반적인 PCB(Printed Circuit Board) 기판으로 평평한 사각 판형의 형상일 수 있으나, 본 발명에서 상기 제 1기판(101)의 재질, 크기, 두께 및 형상 등을 한정하는 것은 아니며, 상기 안테나 장치(100)에 내장된 안테나의 특성 및 사용 환경에 따라 다양하게 변경될 수 있다.The
상기 제 1기판(101)에 형성되는 단락영역은 상기 제 2기판(121)에 형성되는 단락영역과 동일하기에 하기에서 언급할 상기 제 2기판(121)의 설명 부분에서 설명하기로 한다. The short circuit region formed on the
상기 제 1안테나(110)는 제 1안테나 캐리어(111) 및 제 1안테나 방사부(112)를 포함한다. The
상기 제 1안테나 캐리어(111)는 상기 제 1기판(101)의 일단에 상기 제 1기 판(101)과 접합되어 형성된다. 상기 제 1안테나 캐리어(111)는 상기 제 1기판(101)의 접지면(103)과 상기 제 1안테나 방사부(112) 사이를 일정 간격 이격시켜 상기 제 1안테나 방사부(112)가 원하는 방사 특성을 구현할 수 있도록 한다.The
상기 제 1안테나 방사부(112)는 상기 제 1안테나 캐리어(111)의 하나 이상의 표면에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1안테나 방사부(112)는 상기 제 1안테나 캐리어(111)의 상부면 및 전면에 형성될 수 있다. 이때, 상기 제 1안테나 방사부(112)는 상기 제 1안테나 방사부(112)를 통해 송수신하고자 하는 주파수 대역에 따라 다양한 형상과 길이를 갖도록 형성할 수 있다.The
상기 제 1안테나 방사부(112)는 상기 제 1안테나 캐리어(111)의 표면에 PDS(Printing Direct Structuring) 또는 LDS(Laser Direct Structuring) 등의 방식을 통해 형성할 수 있으며, 그 이외에도 다양한 방식에 의해 형성할 수 있다.The first
상기 제 1안테나(110)는 다중 주파수 대역에서 무선 통신을 수행하도록 구현되는데, 예를 들어, 약 1.9GHz의 PCS(Personal Communication System)와 같은 고주파수 대역과 약 0.7GHz의 LTE(Long Term Evolution) 또는 약 0.8GHz의 DCN(Digital Cellular Network)과 같은 저주파수 대역에서 무선 통신을 수행하도록 할 수 있다. The
상기 제 2기판(121)은 상기 제 1기판(101)과 소정 높이 이격되어 상기 제 1기판(101)의 상부에 형성된다. 상기 제 2기판(121)의 형상, 재질, 크기, 두께 및 형상 등은 상기 제 1기판(101)과 유사하게 형성될 수 있기에 이에 따른 설명은 생 략하며, 하기에서는 상기 제 1기판(101)과 상기 제 2기판(121)의 차이점 위주로 설명하기로 한다. The
상기 제 2기판(121)은 상기 제 1기판(101)의 상부에 형성된 필러(pillar)(125)와 접촉되어 소정 높이 이격되어 형성된다. 상기 필러(125)는 상기 제 1기판(101)의 네 모서리 영역에 각각 형성되어 상기 제 2기판(121)을 지탱하게 된다. The
여기서, 상기 필러(125) 중에 하기에서 언급할 단락영역에 형성된 필러는 도전체 물질로 형성되어, 상기 제 1기판(101)과 상기 제 2기판(121)이 서로 전기적으로 연결될 수 있는 통로의 역할을 한다. 상기 단락영역에 대해서는 이하 도 3에서 자세히 설명하기로 한다. Here, the filler formed in the short-circuit area to be described below among the
상기 제 2안테나(130)는 제 2안테나 캐리어(131) 및 제 2안테나 방사부(132)를 포함한다. 상기 제 2안테나 캐리어(131)는 상기 제 1기판(101)의 상부에서 상기 제 2기판(121)의 일측부에 형성되며, 상기 제 1안테나 캐리어(111)의 배치방향과 수직한 방향으로 형성된다.The
상기 제 2 안테나(130)는 상기 제 1안테나(110)와 마찬가지로, 다중 대역에서 무선 통신을 수행하도록 구현할 수 있는데, 예를 들어 앞에서 살펴본 바와 같이, 고주파수 대역 또는 저주파수 대역에서 무선 통신을 수행하도록 할 수 있다. Like the
또한, 상기 안테나 장치(100)는 외장형 USB 동글(dongle)에 내장될 수 있는데, 외장형 USB 동글에 내장될 경우, 상기 제 1기판(101)의 타단에 형성되어 외부 전자기기의 USB 포트와 결합할 수 있는 USB 인터페이스부(140)를 더 포함할 수 있다. In addition, the
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제 1기판(101) 및 상기 제 2기판(121)에는 단락영역이 형성되는데, 단락영역에 대한 구체적인 내용은 도 3을 참조하여 후술하도록 한다.Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, a short circuit region is formed in the
이와 같이, 구성된 상기 안테나 장치(100)는 상기 단락영역에서 상기 제 1기판(101)과 상기 제 2기판(121)을 단락시킴으로써, 상기 제 1기판(101)에 형성된 접지면(103)과 상기 제 2기판(121)에 형성된 접지면(123)이 전기적으로 연결된다. 이에 따라 상기 안테나 장치(100)에 형성된 접지면(103,123)이 확장되는 효과가 나타나게 되어 상기 제 1안테나(110) 및 제 2안테나(130)의 효율이 상승하게 된다. As described above, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치에서 안테나의 효율을 고려한 최적의 단락영역을 형성하기 위해 위치 별로 측정할 단락영역(S1,S2,S3,S4)을 도시하였다. 본 발명의 일 실시예에서는 임의의 상기 단락영역을 상기 제 1기판(101) 및 제 2기판(121)의 모서리 부근에 네 군대로 지정하였다.3 illustrates short-circuit areas S1, S2, S3, and S4 to be measured for each location to form an optimal short-circuit area in consideration of antenna efficiency in the antenna device according to an exemplary embodiment of the present invention. In one embodiment of the present invention, any of the short-circuit areas is designated as four groups near the edges of the
상기 단락영역은 상기 제 1기판(101)과 제 2기판(121)을 전기적으로 연결하기 위한 영역으로, 상기 단락영역(S1,S2,S3,S4) 중 제 1안테나(110) 및 제 2안테나(130)의 효율을 최적화 할 수 있는 단락영역을 선정하여 형성하게 된다. The short circuit area is an area for electrically connecting the
이러한 단락영역을 선정하기 위해, 지정한 임의의 상기 단락영역(S1,S2,S3,S4) 별로 상기 제 1안테나(110) 및 제 2안테나 (130)의 효율을 측정한 다. In order to select such a short circuit region, the efficiency of the
상기 제 1안테나(110) 및 제 2안테나(130)의 효율을 측정하기 위해서 상기 제 1기판(101)에 제 1단자(151)를 형성하며, 상기 제 2기판(121)에는 제 2단자(152)를 형성한다. 상기 제 1단자(151)는 상기 제 1안테나(110)의 급전부(113)와 전기적으로 연결되며, 상기 제 2단자(152)는 상기 제 2안테나(130)의 급전부(133)와 전기적으로 연결된다. In order to measure the efficiency of the
여기서, 상기 1기판(101)과 상기 제 2기판(121)에 연결되는 상기 제 1단자(151) 및 제 2단자(152)의 위치를 한정하는 것은 아니며, 안테나의 효율을 측정할 수 있는 적절한 위치에서 테스트 단자를 연결할 수 있다. Here, the position of the
하기 표 1 및 표 2는 각 단락영역(S1,S2,S3,S4) 별로 제 1안테나(110) 및 제 2안테나(130)의 효율을 나타낸 표이다. Tables 1 and 2 below show the efficiency of the
(LTE, DCN 대역)Low frequency band
(LTE, DCN band)
(PCS 대역)High frequency band
(PCS band)
상기 표 1은 저주파수 대역(예를 들어, LTE, DCN 대역) 에서의 상기 제 1안테나(110) 및 제 2안테나(130)의 효율을 나타낸 것이며, 상기 표 2는 고주파수 대역(예를 들어, PCS 대역)에서의 상기 제 1안테나 (110) 및 제 2안테나(130)의 효율을 나타낸 것이다. Table 1 shows the efficiency of the
여기서, 상기 표 1 및 표 2에서 나타난 "없음"은 단락영역을 지정하지 않고 상기 제 1안테나(110) 및 제 2안테나(130)의 효율을 측정한 것이다. 즉, 상기 제 1기판(101)과 상기 제 2기판(121)을 전기적으로 연결하지 않은 것이다. Here, "none" shown in Tables 1 and 2 is to measure the efficiency of the
상기 표 1에서 나타낸 바와 같이, 저주파수 대역에서는 S1을 단락영역으로 하였을 때, 상기 제 1안테나(110) 및 제 2안테나(130)의 효율이 가장 높게 측정됨을 알 수 있다. 또한 상기 표 2에서 나타낸 바와 같이, 고주파수 대역에서도 저주파수 대역과 마찬가지로 S1을 단락영역으로 하였을 때, 상기 제 1안테나(110) 및 제 2안테나(130)의 효율이 가장 높게 측정된 것을 알 수 있다. As shown in Table 1, it can be seen that the efficiency of the
이와 같이, 상기 제 1안테나(110) 및 제 2안테나(130)의 효율이 S1에서 가장 높게 측정된 이유는 임의의 상기 단락영역 중 S1 지점이 상기 제 1안테나(110)의 제 1급전부(113) 및 상기 제 2안테나(130)의 제 2급전부(133)와 가장 많이 이격 되었기 때문이다. 이와 같은 이유를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. As such, the reason why the efficiency of the
상기 제 1급전부(113)는 상기 제 1안테나(110)에 형성되며, 상기 제 1안테나(110)와 상기 제 2안테나(130)가 인접하는 임의의 상기 단락영역 S4 부근에 형성된다.The
또한, 상기 제 2급전부(133)는 상기 제 2안테나(130)에 형성되며, 상기 제 2안테나(130)의 타단과 상기 제 2기판(121)이 인접하는 임의의 상기 단락영역 S3 부근에 형성된다. In addition, the
상기 제 1안테나(110) 및 제 2안테나(130)의 효율은 상기 제 1급전부(113) 및 제 2급전부(133)로부터 멀리 떨어진 영역에서 상기 제 1기판(101)과 상기 제 2기판(121)을 서로 단락 시킬 시 가장 높게 측정된다. 이는 상기 제 1급전부(113) 및 제 2급전부(133)로부터 멀리 떨어진 영역에서 상기 제 1기판(101)과 상기 제 2기판(121)을 단락시킬 시 상기 제 1안테나(110)와 상기 제 2안테나(130) 간의 격리도가 확보되어 안테나의 효율이 상승되기 때문이다. The efficiency of the
또한, S1 지점에서 상기 제 1기판(101)과 상기 제 2기판(121)을 서로 단락 시킴으로써, 상기 제 1기판(101)에 형성된 접지면(103)과 상기 제 2기판(121)에 형성된 접지면(123)이 연결되어 상기 안테나 장치(100)에 형성된 접지면을 연장시키는 효과가 나타난다. 이와 같이 접지면이 연장되게 되면, 상기 안테나 장치(100)에서 흐르는 전류의 이동 경로가 연장되는 효과가 발생하여, 안테나의 효율이 상승되게 된다.In addition, by shorting the
그러나, 최적의 단락영역은 S1 지점에서 다른 임의의 단락영역으로 변경될 수 있다. 이는 상기 안테나 장치(100)에 형성되는 급전부의 위치에 따라 급전부와 단락영역간의 거리가 달라지기 때문이다. 이를 자세히 살펴보기 위해 도 4를 참조하도록 한다. However, the optimal short region may be changed to any other short region at the point S1. This is because the distance between the feeder and the short-circuit area varies depending on the position of the feeder formed in the
도 4를 참조하면, 상기 도 3에 도시된 안테나 장치(100)에서 급전부가 다른 위치에 형성된 안테나 장치(400)가 도시되어 있다. Referring to FIG. 4, there is shown an
도시된 바와 같이, 상기 제 1급전부(413)는 상기 제 1안테나(110)에 형성되며, 상기 제 1안테나(110)와 상기 제 2기판(121)이 인접하는 임의의 단락영역 S1 부근에 형성된다. 또한, 상기 제 2급전부(433)는 상기 제 2안테나(130)에 형성되며, 상기 제 2안테나(130)의 타단과 상기 제 2기판(121)이 인접하는 임의의 상기 단락영역 S3 부근에 형성된다. 이때, 임의의 단락영역 별로 상기 제 1안테나(110) 및 제 2안테나(130)의 효율을 측정하면, 임의의 단락영역 S2 또는 S4 영역에서 가장 높게 측정된다. 이는 전술한 바와 같이, 제 1급전부(413) 및 제 2급전부(433)와 가장 멀리 이격 된 단락영역이 S2 또는 S4 영역이기 때문이다. As shown, the
따라서, 상기 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 장치의 단락영역은 안테나 장치를 구성하는 급전부의 위치에 따라서 다르게 지정될 수 있다. 3 and 4, the short-circuit area of the antenna device according to the embodiment of the present invention may be specified differently according to the position of the power supply unit constituting the antenna device.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 각각의 안테나의 급전부와 가장 멀리 떨어진 영역에서 이중 기판을 단락 시킴으로써, 저주파수 대역에서는 안테나 장치를 구성하는 안테나들 간의 격리도가 확보되며, 접지면 또한 연장되기에, 안테나의 효율이 상승하게 된다. As described above, according to an embodiment of the present invention, by short-circuiting the double substrate in the region farthest from the feeding part of each antenna, isolation between antennas constituting the antenna device is secured in the low frequency band, and the ground plane is also extended. This increases the efficiency of the antenna.
한편, 표 1 및 표 2에 나타난 바와 같이, 고주파수 대역에서는 저주파수 대역보다 안테나의 효율이 낮게 나타나게 되는데, 이는 고주파수 대역에서는 상기 제 1기판(101)에 흐르는 신호와 상기 제 2기판(131)에 흐르는 신호간의 위상반전이 발생하기 때문이다. On the other hand, as shown in Table 1 and Table 2, the efficiency of the antenna appears lower than the low frequency band in the high frequency band, which is a signal flowing in the
여기서, 고주파수 대역에서도 안테나의 효율을 유지하기 위해서 인덕터를 이용할 수 있다. 따라서, 이하 인덕터가 형성된 안테나 장치에 대해서 설명하기로 한다. Here, an inductor may be used to maintain the efficiency of the antenna even in a high frequency band. Therefore, the antenna device in which the inductor is formed will be described below.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 장치를 도시한 평면도이다.5 is a plan view showing an antenna device according to another embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 상기 제 2기판(521)의 접지면은 단락영역에 형성된 제 1접지면(523) 및 상기 제 1접지면(523)과 이격되어 상기 제 2기판(521)의 일면에 형성된 제 2접지면(524)을 포함한다. 이때, 상기 단락영역은 상기 도 3에 도시된 일 실시예와 같이, S1 영역을 상기 제 1기판(501)과 상기 제 2기판(521)을 단락시키는 최적이 단락영역이라 가정한다.Referring to FIG. 5, the ground plane of the
여기서, 상기 제 2기판(521)에서 단락영역에 형성된 상기 제 1접지면(523)과 상기 제 2접지면(524) 사이에 제 1접지면(523) 및 제 2접지면(524)을 인덕터(560)가 접촉되어 형성된다. Here, an inductor is formed between the
상기 인덕터(560)는 저주파수 대역에서는 상기 제 1기판(501)의 접지면과 상기 제 2기판(521)의 접지면을 전기적으로 연결하여 안테나 장치(500)의 접지면을 연장시킨다. 반면에 고주파수 대역에서는 상기 제 1기판(501)의 접지면과 상기 제 2기판(521)의 접지면이 전기적으로 연결되는 것을 차단하여, 해당 고주파수 대역에서의 신호를 차단한다. The
상기 인덕터(560)는 저주파수 대역에서는 상기 제 1기판(501)의 접지면과 상기 제 2기판(521)의 접지면이 전기적으로 연결되게 설정될 수 있으며, 고주파수 대역에서는 상기 제 1기판(501)의 접지면과 상기 제 2기판(521)의 접지면이 전기적으로 연결되지 않게 설정될 수 있다. 예를 들어, 인덕터(560)의 값을 약 8.2 nH(nano Henry)의 범위로 설정할 수 있다. 그러나 본 발명의 다른 실시예에서 상기 인덕터(560)의 값을 한정하는 것은 아니며, 당업자가 상기 안테나 장치(500)에서 방사되는 주파수 등을 고려하여 다양하게 설계 변경할 수 있음은 자명한 사항이다.The
상기와 같이 본 발명의 실시예에 따라 제 2기판의 이격된 접지면 사이에 인덕터를 삽입하여 저주파 대역에서는 커플링 효과로 인한 접지면 연장 효과와 고주파 대역에서는 오픈 효과로 인한 위상 차이를 줄일 수 있다고 기술하였는바, 이하 이에 따라 향상되는 안테나의 효율에 대하여 자세히 살펴보기로 한다.As described above, the inductor is inserted between the spaced ground planes of the second substrate to reduce the phase difference due to the ground plane extension effect due to the coupling effect in the low frequency band and the open effect in the high frequency band. As described above, the efficiency of the antenna improved accordingly will now be described in detail.
도 6은 고주파수 대역 및 저주파수 대역에서 제 1안테나의 효율을 측정한 그래프이며, 도 7은 고주파수 대역 및 저주파수 대역에서 제 2안테나의 효율을 측정한 그래프이다. 상기 도 6 및 도 7에 도시된 그래프의 X축(가로축)은 MHz 단위의 주파수 대역의 수치를 나타낸 것이며, Y축(세로축)은 100%를 기준으로 안테나 효율의 수치를 나타낸 것이다. FIG. 6 is a graph measuring the efficiency of the first antenna in the high frequency band and the low frequency band, and FIG. 7 is a graph measuring the efficiency of the second antenna in the high frequency band and the low frequency band. 6 and 7, the X axis (horizontal axis) represents a numerical value of a frequency band in MHz, and the Y axis (vertical axis) represents a numerical value of antenna efficiency based on 100%.
또한, 상기 도 6 및 도 7에서 도시된 파란선의 마름모꼴 도형은 단락영역에서 제 1기판(101)과 제 2기판(121)을 단락(short)했을 때 각각의 주파수 대역에서의 안테나의 효율을 나타낸 것이며, 빨간선의 사각형은 제 1기판(101)과 제 2기판(121)을 개방(open)했을 때 각각의 주파수 대역에서의 안테나의 효율을 나타낸 것이다. 마지막으로 노란선의 세모형상은 단락영역에 인덕터가 형성된 안테나 장치(500)에서의 안테나의 효율을 나타낸 것이다.6 and 7 also show the efficiency of the antenna in each frequency band when the
먼저, 도 6을 참조하면, 제 1안테나의 효율을 나타낸 것으로, 약 800 MHz를 기준으로 800 MHz 이하의 대역을 저주파수 대역이라 판단하고 800 MHz 이상의 대역을 고주파수 대역이라 판단한다. First, referring to FIG. 6, which shows the efficiency of the first antenna, a band below 800 MHz is determined as a low frequency band based on about 800 MHz, and a band above 800 MHz is determined as a high frequency band.
도 6에 도시된 바와 같이, 고주파수 대역에서의 제 1안테나(110) 효율이 저주파수 대역에서의 제 1안테나(110) 효율보다 낮게 측정됨을 알 수 있다. 이는 전술한 바와 같이, 제 1안테나(110)가 저주파수 대역에서 고주파수 대역으로 작동할 시 상기 제 1기판(101)과 제 2기판(121)간의 위상 반전으로 인해 발생하는 것이다. 그러나, 단락영역에 인덕터(560)를 형성한 제 1안테나(110)의 효율이 고주파수 대역 및 저주파수 대역에서 각각 향상됨을 알 수 있다. As shown in FIG. 6, it can be seen that the efficiency of the
즉, 도 6에서 나타난 바와 같이, 1850 MHz 내지 1990 MHz의 고주파수 대역에서는 상기 제 1기판(101)과 상기 제 2기판(121)을 단락 또는 개방 시켰을 때 상기 제 1안테나(110)의 효율이 20% 내지 45%로 측정된 반면에, 상기 인덕터(560)를 형성한 상기 제 1안테나(110)의 효율은 45% 내지 50%로 측정됨을 알 수 있다. 이와 같이, 안테나 장치에서 인덕터를 형성함으로써, 고주파수 대역에서는 상기 제 1안테나(110)의 효율이 향상되었다. That is, as shown in FIG. 6, in the high frequency band of 1850 MHz to 1990 MHz, the efficiency of the
다음, 도 7을 참조하면, 제 2안테나의 효율을 나타낸 것으로, 약 800 MHz를 기준으로 800 MHz 이하의 대역을 저주파수 대역이라 판단하고 800 MHz 이상의 대역을 고주파수 대역이라 판단한다. Next, referring to FIG. 7, the efficiency of the second antenna is shown. Based on about 800 MHz, the band below 800 MHz is determined as the low frequency band, and the band above 800 MHz is determined as the high frequency band.
도 7에 도시된 바와 같이, 고주파수 대역 및 저주파수 대역에서 제 1기판(101)과 제 2기판(121)을 단락(short)했을 때 제 2안테나(130)의 효율이 높게 측정된 반면에 제 1기판(101)과 제 2기판(121)을 개방(open)했을 때 제 2안테나(130)의 효율이 낮게 측정됨을 알 수 있다. 즉, 제 1기판(101)과 제 2기판(121)을 단락 시켰을 때와 개방시켰을 때의 제 2안테나(130)의 효율 차가 크게 나타남을 알 수 있다.As shown in FIG. 7, when the
그러나, 단락영역에 인덕터(560)를 형성한 제 2안테나(130)의 효율은 저주파수 대역 및 고주파수 대역 모두 이들의 차가 절충된 수치로 측정되었으며, 무엇보다도 고주파수 대역에서의 제 2안테나(130)의 효율이 향상됨을 알 수 있다. However, the efficiency of the
즉, 도 7에서 나타난 바와 같이, 1850 MHz 내지 1990 MHz의 고주파수 대역에서는 상기 제 1기판(101)과 상기 제 2기판(121)을 단락 시켰을 때 상기 제 2안테나(130)의 효율이 28% 내지 32%로 측정된 반면에, 상기 인덕터(560)를 형성한 상기 제 2안테나(130)의 효율은 38% 내지 40%로 측정됨을 알 수 있다. That is, as shown in FIG. 7, in the high frequency band of 1850 MHz to 1990 MHz, the efficiency of the
따라서, 상기 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 다중 대역 주파수에서 신호를 송수신 하는 안테나 장치에서 각각의 안테나를 분리된 이중 기판에 실장한 후, 이중 기판에서 안테나의 효율을 고려한 최적의 단락영역을 정하여 이중 기판을 단락 시킴으로써, 안테나 간의 격리도를 개선하여 안테나의 효율을 향상시킬 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 6 and FIG. 7, according to an embodiment of the present invention, in the antenna device for transmitting and receiving signals at a multi-band frequency, each antenna is mounted on a separate dual board, and then By determining the optimum short-circuit area in consideration of the efficiency of the antenna and short-circuit the double board, it is possible to improve the antenna efficiency by improving the isolation between the antennas.
또한, 최적의 단락영역에 인덕터를 형성함으로써, 저주파수 대역에서는 접지면을 연장시켜 안테나 장치의 내부에서 흐르는 전류 경로를 연장시키며, 고주파수 대역에서는 이중 기판간에 흐르는 신호의 위상 반전차이를 줄임으로써, 안테나 간의 격리도를 개선하여 안테나의 효율을 향상시킬 수 있다. In addition, by forming an inductor in an optimal short-circuit area, the ground plane is extended in the low frequency band to extend the current path flowing inside the antenna device, and in the high frequency band, the phase inversion difference of the signal flowing between the dual substrates is reduced, thereby reducing the By improving the isolation, the efficiency of the antenna can be improved.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. I will understand.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 내부 구성을 도시한 내부사시도. 1 is an internal perspective view showing an internal configuration of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 측면을 도시한 측면도.Figure 2 is a side view showing the side of the antenna device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치에 단락영역을 형성하기 위해 임의의 단락영역을 나타낸 평면도.3 is a plan view showing an arbitrary short-circuit area to form a short-circuit area in the antenna device according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 장치에 단락영역을 형성하기 위해 임의의 단락영역을 나타낸 평면도.4 is a plan view showing an arbitrary short-circuit area to form a short-circuit area in the antenna device according to another embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나 장치를 도시한 평면도.5 is a plan view showing an antenna device according to another embodiment of the present invention.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 효율을 나타낸 그래프.6 and 7 are graphs showing the efficiency of the antenna device according to an embodiment of the present invention.
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