KR101792415B1 - 안테나간 아이솔레이션이 개선된 안테나 통신 장치 - Google Patents

안테나간 아이솔레이션이 개선된 안테나 통신 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 통신 장치는, 제1 접지영역 및 제1 비도체 영역을 갖는 전면 및 상기 전면의 반대측인 후면을 갖는 기판; 상기 기판의 제1 비도체 영역에 배치된 제1 안테나; 상기 기판의 제1 비도체 영역에 배치되고, 상기 제1 안테나와 제1 이격거리만큼 이격된 제2 안테나; 상기 기판의 제1 비도체 영역에 배치되고, 상기 제1 안테나와 제2 이격거리만큼 이격되고, 상기 제2 안테나와 제3 이격거리만큼 이격된 제3 안테나; 및 상기 제1 안테나와 제2 안테나간의 아이솔레이션, 상기 제1 안테나와 제3 안테나간의 아이솔레이션을 수행하는 아이솔레이션 패턴; 을 포함한다.

Description

안테나간 아이솔레이션이 개선된 안테나 통신 장치{ANT COMMUNICATION APPARATUS WITH IMPROVED ISOLATION BETWEEN ANTENNAS}
본 발명은 텔레비전 세트 등의 전자 디바이스에 적용될 수 있고, 복수의 안테나간의 아이솔레이션을 개선할 수 있는 안테나 통신 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 무선랜(예, WiFi) 통신과 BT(Bluetooth, 상표) 통신을 하나의 전자 디바이스에서 이용하기 위해서, 해당 전자 디바이스는 적어도 1개의 무선랜용 안테나와 BT용 안테나를 포함할 수 있다. 일 예로, 무선랜 통신의 성능을 향상시키기 위해서는 2개의 무선랜용 안테나를 포함할 수 있다.
또한, 하나의 전자 디바이스에서, 동시에 2.4GHz의 무선랜용 통신과 2.4GHz의 BT 통신을 수행하는 경우에는 서로 동일한 주파수에 의한 간섭이 발생될 수 있어서, 적절한 아이솔레이션을 확보하기 위한 방안이 마련되어야 한다.
텔레비전에 적용될 수 있는 기존의 안테나 통신 장치는, 고주파 통신 모듈 및 BT 안테나를 포함할 수 있다.
이때, 상기 고주파 통신 모듈은 하나의 기판(PCB)상에 배치된 2개의 무선랜(WiFi) 안테나 및 통신 회로를 포함할 수 있다. 상기 BT 안테나는 상기 고주파 통신 모듈에 포함되지 않고, 별도로 제작되어 상기 고주파 통신 모듈에 케이블(대략 165mm)을 통해서 접속될 수 있는데, 이는 상기 고주파 통신 모듈에 포함된 2개의 무선랜 안테나와 BT 안테나와의 아이솔레이션을 확보하기 위함이다.
일 예로, 하나의 기판(PCB)상에 BT 안테나와 무선랜(WiFi) 안테나를 포함하는 경우, BT안테나와 WiFi 안테나간 아이솔레이션(Isolation) 특성을 대략 -20dB 이하로 구현하는데 어려움이 있다.
또한, 기존의 안테나 통신 장치는, 고주파 통신 모듈과 BT 안테나 각각을 결합하는 하나의 홀더를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 고주파 통신 모듈과 BT 안테나는 케이블(대략 165mm)에 의해 서로 접속될 수 있다.
이와 같이 홀더를 이용하는 기존의 통신 장치는, 상기 고주파 통신 모듈과 BT 안테나가 서로 일정한 거리를 유지할 수 있고, 케이블을 고정시킬 수 있어서, 어느 정도의 아이솔레이션이 확보될 수 있다.
이와 같이, 상기 고주파 통신 모듈과 BT 안테나가 결합된 홀더를 포함하는 안테나 통신 장치는 텔레비전 등의 전자 디바이스에 장착될 수 있다.
그러나, 홀더를 이용하는 통신 장치는 하기와 같은 문제점 및 해결 과제가 있다.
- 하나의 기판에 장착된 2개의 안테나 및 1 BT 안테나로 구성시 안테나 케이블 형상에 따른 특성 편차 발생.
- 양산시 작업성이 나쁘며, 물류 이동시 부피면에서 불리함.
- 안테나를 고정하는 홀더(Holder) 구성으로 인한 사이즈 및 단가 상승.
- 안테나 제작에 따른 비용 증가.
- 안테나 접속을 위한 커넥터 비용 및 탈락에 의한 불량발생.
- 부품 사이즈 축소로 세트(Set) 설계의 유연성 제공이 필요함.
- BT 안테나와 WiFi 안테나간의 아이솔레이션(Isolation) 확보를 위한 방안.
- 안테나 효율과 아이솔레이션(Isolation)을 고려한 상관설계 방안.
- 케이블 위치 변화에 의한 특성열화 최소화.
- 케이블과 안테나와의 거리 이격 및 전파 분리.
본 발명의 일 실시 예는, 하나의 기판에 장착된 복수개의 안테나간의 아이솔레이션(isolation)을 개선할 수 있는 안테나 통신 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 의해, 제1 접지영역 및 제1 비도체 영역을 갖는 전면 및 상기 전면의 반대측인 후면을 갖는 기판; 상기 기판의 제1 비도체 영역에 배치된 제1 안테나; 상기 기판의 제1 비도체 영역에 배치되고, 상기 제1 안테나와 제1 이격거리만큼 이격된 제2 안테나; 상기 기판의 제1 비도체 영역에 배치되고, 상기 제1 안테나와 제2 이격거리만큼 이격되고, 상기 제2 안테나와 제3 이격거리만큼 이격된 제3 안테나; 및 상기 제1 안테나와 제2 안테나간의 아이솔레이션, 상기 제1 안테나와 제3 안테나간의 아이솔레이션을 수행하는 아이솔레이션 패턴; 를 포함하는 안테나 통신 장치가 제안된다.
본 과제의 해결 수단에서는, 하기 상세한 설명에서 설명되는 여러 개념들 중 하나가 제공된다. 본 과제 해결 수단은, 청구된 사항의 핵심 기술 또는 필수적인 기술을 확인하기 위해 의도된 것이 아니며, 단지 청구된 사항들 중 하나가 기재된 것이며, 청구된 사항들 각각은 하기 상세한 설명에서 구체적으로 설명된다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 적어도 하나의 BT 안테나와 적어도 하나의 무선랜용 안테나를 포함하여 기존에 비해 소형 제작이 가능하고, 이들 BT 안테나와 무선랜 안테나간의 아이솔레이션(isolation)을 개선할 수 있고, 각 안테나의 효율을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나를 포함하는 안테나 통신 장치의 전면 구성도이다.
도 2는 도 1의 제1 안테나, 제2 안테나 및 제3 안테나간의 간격 및 아이솔레이션 패턴 각각의 사이즈 설명도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나를 포함하는 안테나 통신 장치의 후면 구성도이다.
도 4는 도 3의 방사 조절 패턴의 사이즈를 보이는 확대도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 통신 장치의 전면에 배치된 아이솔레이션 패턴(ISP1)에 대한 설명도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 통신 장치의 후면에 배치된 방사 조절패턴(RAP1)에 대한 설명도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나를 포함하는 안테나 통신 장치에 데이타 케이블이 접속된 상태를 보이는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 아이솔레이션 패턴(ISP1)의 길이에 따른 아이솔레이션 특성을 보이는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 방사 조절패턴(RAP1)의 선폭에 따른 아이솔레이션 특성을 보이는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 기판의 유전율에 따른 아이솔레이션 변화를 보이는 그래프이다.
이하에서는, 본 발명은 설명되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양하게 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 각 실시 예에 있어서, 하나의 예로써 설명되는 구조, 형상 및 수치는 본 발명의 기술적 사항의 이해를 돕기 위한 예에 불과하므로, 이에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양하게 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 본 발명의 실시 예들은 서로 조합되어 여러 가지 새로운 실시 예가 이루어질 수 있다.
그리고, 본 발명에 참조된 도면에서 본 발명의 전반적인 내용에 비추어 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위해서, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나를 포함하는 안테나 통신 장치의 전면 구성도이고, 도 2는 도 1의 제1 안테나, 제2 안테나 및 제3 안테나간의 간격 및 아이솔레이션 패턴 각각의 사이즈 설명도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 안테나를 포함하는 안테나 통신 장치(100)는 기판(101), 제1 안테나(ANT1), 제2 안테나(ANT2), 제3 안테나(ANT3) 및 도전성의 아이솔레이션 패턴(ISP1)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 안테나 통신 장치(100)는 케이블 커넥터(120) 및 고주파 통신 회로(130)를 더 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 제1 안테나(ANT1), 제2 안테나(ANT2) 및 제3 안테나(ANT3) 각각은 패턴 타입의 안테나가 될 수 있고, 칩형 안테나가 될 수 있고, 금형 구조물 형상의 안테나가 될 수 있다. 이와 같이, 상기 제1 안테나(ANT1), 제2 안테나(ANT2) 및 제3 안테나(ANT3)는, 설정된 통신 대역의 주파수를 송수신 할 수 있는 한, 그 형태나 타입이 특정될 필요는 없다.
일 예로, 상기 제1 안테나(ANT1), 제2 안테나(ANT2) 및 제3 안테나(ANT3) 각각은 입체적 형상을 갖는 도체의 역F 안테나가 될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나를 포함하는 안테나 통신 장치의 후면 구성도이고, 도 4는 도 3의 방사 조절 패턴의 사이즈를 보이는 확대도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 안테나 통신 장치는 도전성의 방사 조절패턴(RAP1)을 더 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 기판(101)은 제1 접지영역(GND1) 및 제1 비도체 영역(NGA1)을 갖는 전면 및 상기 전면의 반대측인 후면을 포함하고, 상기 후면에 위치되는 제2 접지영역(GND2) 및 제2 비도체 영역(NGA2)을 포함한다.
일 예로, 상기 제1 접지영역(GND1) 및 제2 접지영역(GND2)은 도전성 물질로 이루어질 수 있고, 상기 제1 비도체 영역(NGA1) 및 제2 비도체 영역(NGA2)은 도전성 물질이 형성되지 않은 영역이 될 수 있다.
이때, 상기 제1 비도체 영역(NGA1)에는 제1, 제2, 제3 안테나(ANT 1,ANT2,ANT3) 및 아이솔레이션 패턴(ISP1)이 배치될 수 있고(도 1 참조), 상기 제2 비도체 영역(NGA2)에는 방사 조절패턴(RAP1)이 배치될 수 있다(도 3 참조). 그리고, 상기 제1 접지영역(GND1) 및 제2 접지영역(GND2)에는 안테나가 배치되지 않는다.
상기 제1 안테나(ANT1)는 상기 기판(101)의 제1 비도체 영역(NGA1)에 배치될 수 있다.
상기 제2 안테나(ANT2)는 상기 기판(101)의 제1 비도체 영역(NGA1)에 배치되고, 상기 제1 안테나(ANT1)와 제1 이격거리(d1)만큼 이격될 수 있다(도 2 참조). 상기 제3 안테나(ANT3)는 상기 기판(101)의 제1 비도체 영역(NGA1)에 배치되고, 상기 제1 안테나(ANT1)와 제2 이격거리(d2)만큼 이격되고, 상기 제2 안테나(ANT2)와 제3 이격거리(d3)만큼 이격될 수 있다(도 2 참조).
예를 들어, 본 발명의 각 실시 예에서는 상기 제1 안테나(ANT1)는 2.4GHz 블루투스(상표) 통신 등의 제1 통신 표준의 안테나가 될 수 있고, 상기 제2 안테나(ANT2) 및 상기 제3 안테나(ANT3)는 제1 통신 표준과 다른 무선랜 표준내의 서로 다른 주파수(예, 2.4GHz 및 5GHz)를 이용하는 안테나가 될 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
이 경우, 상기 제1 안테나(ANT1)는 상기 제2 안테나(ANT2) 및 상기 제3 안테나(ANT3)중에서 동일한 주파수를 사용하는 안테나와는 아이솔레이션이 확보되어야 하며, 이러한 아이솔레이션 확보를 위해, 상기 제1 이격거리(d1) 및 상기 제2 이격거리(d2) 각각은 상기 제3 이격거리(d3)보다는 멀 수 있다.
상기 아이솔레이션 패턴(ISP1)은 상기 제1 안테나(ANT1)와 제2 안테나(ANT2)간의 아이솔레이션, 상기 제1 안테나(ANT1)와 제3 안테나(ANT3)간의 아이솔레이션을 수행할 수 있다.
일 예로, 상기 아이솔레이션 패턴(ISP1)은, 상기 기판(101)의 전면중에서 상기 제2 안테나(ANT2)(또는 제3 안테나(ANT3))와 상기 제1 안테나(ANT1) 사이에 배치될 수 있고, 상기 접지영역(GND1)에 연결될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 케이블 커넥터(120)는 외부 기기와 접속을 수행할 수 있다.
상기 고주파 통신 회로(130)는, 상기 케이블 커넥터(120), 제1 안테나(ANT1), 제2 안테나(ANT2) 및 제3 안테나(ANT3)와 연결되어 무선 통신을 수행할 수 있다. 일 예로, 상기 고주파 통신 회로(130)는 제1 안테나(ANT1), 제2 안테나(ANT2) 및 제3 안테나(ANT3)를 이용한 무선 통신을 수행하기 위한 각종 회로, 부품 및 배선 패턴을 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 방사 조절패턴(RAP1)은 상기 제1 안테나(ANT1)가 배치된 제1 비도체 영역(NGA1)에 대응되는 후면의 제2 비도체 영역(NGA2)에 배치될 수 있고, 상기 제1 안테나(ANT1)의 방사효율을 제어할 수 있다.
일 예로, 상기 제1 안테나(ANT1)는 상기 기판(101)의 전면중에서 상기 기판(100)의 길이방향으로 양측 단부중 일측에 배치될 수 있고, 제2 및 제3 안테나(ANT2, ANT3)는 상기 기판(101)의 전면중에서 상기 기판(101)의 길이방향으로 양측 단부중 타측에 인접하도록 배치될 수 있다.
일 예로, 제1 안테나와 제2 안테나가 서로 멀리 배치될 수 있는 한, 그리고 제1 안테나와 제3 안테나가 서로 멀리 배치될 수 있는 한, 특정 위치나 배치로 특정될 필요는 없다.
이에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 안테나(ANT1)는 상기 제2 및 제3 안테나(ANT2, ANT3)와 거리적으로 서로 멀리 배치될 수 있으며, 일 예로, 상기 제1 안테나(ANT1)는 상기 제2 안테나(ANT2)와 제1 이격거리(d1)만큼 이격 배치되고, 상기 제1 안테나(ANT1)는 상기 제3 안테나(ANT3)와 상기 제2 이격거리(d2)만큼 이격 배치되며, 이러한 거리적 배치는 상기 제1 안테나(ANT1)와 상기 제2 및 제3 안테나(ANT2, ANT3)와의 아이솔레이션 확보에 기여할 수 있다.
또한, 제2 및 제3 안테나(ANT2, ANT3)도 제3 이격거리(d3)만큼 이격 배치될 수 있다.
상기 고주파 통신 회로(130)는 상기 제2 및 제3 안테나(ANT2, ANT3)와 상기 케이블 커넥터(120) 사이에 배치되는 경우, 상기 제2 및 제3 안테나(ANT2, ANT3)와 상기 케이블 커넥터(120)간의 아이솔레이션을 수행할 수 있다.
일 예로, 상기 고주파 통신 회로(130)는 자체 고주파 신호의 방사 및 외부로부터의 신호 유입을 차단하고, 상기 아이솔레이션을 개선하도록, 상기 고주파 통신 회로(130)의 외부면을 감싸는 실드 캔을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 통신 장치의 전면에 배치된 아이솔레이션 패턴(ISP1)에 대한 설명도이다.
도 5를 참조하면, 상기 아이솔레이션 패턴(ISP1)은 제1 아이솔레이션 패턴(P11)과 제2 아이솔레이션 패턴(P12)을 포함한다.
또한, 상기 아이솔레이션 패턴(ISP1)은 제3 아이솔레이션 패턴(P13)을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 아이솔레이션 패턴(P11)은 상기 제1 접지영역(GND1)에 접속되어, 상기 제1 접지영역(GND1)과 제2 아이솔레이션 패턴(P12)을 전기적으로 연결할 수 있다.
상기 제2 아이솔레이션 패턴(P12)은 상기 제1 아이솔레이션 패턴(P11)을 통해 상기 기판(101)의 전면중 상기 제2 및 제3 안테나(ANT2, ANT3)중 적어도 하나와 상기 제1 안테나(ANT1) 사이의 제1 비도체 영역(NGA1)으로 연장되어 상기 기판(101)의 전면의 가장자리에 배치될 수 있다.
그리고, 상기 제3 아이솔레이션 패턴(P13)은 상기 제2 아이솔레이션 패턴(P12)에 접속되어 상기 기판(101)의 코너중 상기 제1 안테나(ANT1)에 제일 가까운 코너로 연장되어 배치될 수 있다.
일 예로, 상기 제3 아이솔레이션 패턴(P13)은 제2 아이솔레이션 패턴(P12)의 길이 및 폭보다 작을 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 아이솔레이션 패턴(ISP1)은, 일 예로 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같은 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 제2 안테나(ANT2)와 제3 안테나(ANT3)중 적어도 하나와 상기 제1 안테나(ANT1)간의 아이솔레이션 특성을 개선할 수 있는 한, 특정 형상에 한정되지 않는다.
상기 아이솔레이션 패턴(ISP1)은 상기 제1 안테나(ANT1)에 의한 신호, 상기 제2 및 제3 안테나(ANT2, ANT3)에 의한 신호를 흡수하여 제1 접지영역(GND1)으로 전달함으로써, 상기 제2 및 제3 안테나(ANT2, ANT3)중 적어도 하나와 상기 제1 안테나(ANT1)간의 간섭을 차단할 수 있고, 이에 따라 상기 제2 및 제3 안테나(ANT2, ANT3)중 적어도 하나와 상기 제1 안테나(ANT1)간의 아이솔레이션이 개선될 수 있다.
예를 들어, 상기 아이솔레이션 패턴(ISP1)의 형상에 따라 제1 안테나(ANT1)의 방사(radiation) 특성이 조절될 수 있다. 일 예로, 상기 아이솔레이션 패턴(ISP1)의 패턴 폭을 조절하여 방사효율을 조절할 수 있고, 이를 이용하면 필요로 하는 적정한 효율값을 확보할 수 있도록 상기 아이솔레이션 패턴(ISP1)이 구현될 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 상기 아이솔레이션 패턴(ISP1)의 크기 및 상기 아이솔레이션 패턴(ISP1)과 각 안테나와의 간격에 대해 설명한다.
일 예로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 통신 장치의 길이가 80-90mm이고, 폭이 25-35mm인 경우, 상기 아이솔레이션 패턴(ISP1)의 길이(Length)는 16mm ~ 17mm, 그 폭(Width)은 2.0mm ~ 3.0mm가 될 수 있다.
제1 및 제2 안테나간의 제1 이격거리(d1)는 30-40mm가 될 수 있고, 제1 및 제3 안테나간의 제2 이격거리(d2)는 56-66mm가 될 수 있고, 제2 및 제3 안테나(ANT2, ANT3)간의 제3 이격거리(d3)는 9.5mm ~ 10.5mm가 될 수 있으며, 이는 하나의 예시에 불과하므로, 이에 한정되지는 않는다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 통신 장치의 후면에 배치된 방사 조절패턴(RAP1)에 대한 설명도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 상기 방사 조절패턴(RAP1)은 상기 제1 안테나(ANT1)가 배치된 제1 비도체 영역(NGA1)에 대응되는 후면의 제2 비도체 영역(NGA2)에 배치되어, 상기 제1 안테나(ANT1)의 방사효율을 제어할 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 방사 조절패턴(RAP1)은, 제1 방사 조절패턴(P21)과 제2 방사 조절패턴(P22)을 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 제1 방사 조절패턴(P21)은 상기 기판(101)의 후면중 제2 비도체 영역(NGA2)에 배치되어 제2 접지영역(GND2)에 접속되어, 상기 제2 접지영역(GND2)과 제2 방사 조절패턴(P22)을 전기적으로 연결할 수 있다.
그리고, 상기 제2 방사 조절패턴(P22)은 상기 제1 방사 조절패턴(P21)을 통해 제2 접지영역(GND2)에 전기적으로 접속되어 상기 제1 안테나(ANT1)가 배치된 제1 비도체 영역(NGA1)에 대응되는 상기 제2 비도체 영역(NGA2)에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 방사 조절패턴(P22)은 상기 제1 안테나(ANT1)가 장착되는 기판(101)의 표면에 반대되는 반대면중, 상기 제1 안테나(ANT1)의 배치 방향과 동일한 방향으로 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 방사 조절패턴(P22)은 상기 기판(101)의 길이방향으로의 양측 단부중 후면의 일측 가장자리에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 방사 조절패턴(P22)은 상기 제1 안테나(ANT1)의 장착면에 반대되는 후면중, 상기 제1 안테나(ANT1)의 길이 방향과 동일한 길이 방향으로 배치될 수 있다.
일 예로, 상기 제2 방사 조절패턴(P22)의 선폭을 변경하여 제1 안테나(ANT1)의 방사효율을 조절할 수 있다.
일 예로, 상기 방사 조절 패턴(RAP1)은 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같은 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 제1 안테나(ANT1)에서 전파되는 에너지의 일부를 흡수하여 제2 접지영역(GND2)으로 전달함으로써, 제1 안테나(ANT1) 및 무선랜용 안테나(ANT2, ANT3) 각각이 원활하게 각자 안테나 기능을 수행할 수 있는 한, 특정 형상에 한정되지 않는다.
이때, 상기 방사 조절패턴(RAP1)은 제1 안테나(ANT1)에서 전파되는 에너지의 일정부분을 흡수하여 방사세기를 조절할 수 있고, 제1 안테나(ANT1), 제2 안테나(ANT2) 및 제3 안테나(ANT3) 각각이 원활하게 각자 안테나 기능을 수행할 수 있도록 제1 안테나의 방사효율을 조절하는 기능을 수행할 수 있다.
한편, 안테나를 갖는 통신 장치에 있어서, 방사효율(Radiation efficiency)과 아이솔레이션(Isolation)은 전자 디바이스의 특성을 결정짓는 중요한 요소로 안테나 설계시 고려되는 사항이다. 아이솔레이션(Isolation)을 극대화하기 위해선 방사효율이 제어될 수 있도록 제1 안테나(ANT1)가 구현될 필요가 있다.
도 3을 참조하면, 일 예로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 통신 장치의 길이가 80-90mm이고, 폭이 25-35mm인 경우, 제1 안테나(ANT1)의 방사효율을 제어하는 방사 조절패턴(RAP1)의 길이(L2)는 33-43mm가 될 수 있고, 그 폭(W2)은 0.6mm ~1.6mm가 될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나를 포함하는 안테나 통신 장치에 데이타 케이블이 접속된 상태를 보이는 도면이다.
도 7을 참조하면, 상기 안테나 통신 장치(100)의 케이블 커넥터(120)에 데이타 케이블이 접속될 수 있다.
상기 안테나 통신 장치(100)의 케이블 커넥터(120)는 상기 고주파 통신 회로(130)에 의해 상기 제2 및 제3 안테나(ANT2, ANT3)와의 전자기적 간섭을 줄일 수 있도록 상기 제2 및 제3 안테나(ANT2, ANT3)와 이격될 수 있다.
이에 따라, 전술한 바와 같이, 상기 제2 및 제3 안테나(ANT2, ANT3)와 케이블 커넥터(120)간의 아이솔레이션 특성이 개선될 수 있다.
또한, 상기 고주파 통신 회로(130)의 외부면을 감싸는 실드 캔이 채용될 수 있고, 이 경우, 케이블에 의한 전파흐름의 변화가 2개의 무선 안테나(ANT2, ANT3)에 미치는 영향이 더욱 저감될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 아이솔레이션 패턴(ISP1)의 길이에 따른 아이솔레이션 특성을 보이는 그래프이고, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 방사 조절패턴(RAP1)의 선폭(W2, 도 4)에 따른 아이솔레이션 특성을 보이는 그래프이다. 그리고, 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 기판의 유전율에 따른 아이솔레이션 변화를 보이는 그래프이다.
도 8에 도시된 그래프는 아이솔레이션 패턴(ISP1)의 길이에 따라 아이솔레이션 특성이 조절될 수 있음을 보이고 있다. 도 9에 도시된 그래프는 방사 조절패턴(RAP1)의 선폭에 따라 아이솔레이션 특성이 조절될 수 있음을 보이고 있다. 그리고, 도 10에 도시된 그래프는 기판의 유전율에 따라 아이솔레이션 특성이 조절될 수 있음을 보이고 있다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 아이솔레이션 패턴(ISP1)은 그 패턴 길이(chip inductor 대체 가능)와 기판의 유전율(Epsilon)값에 따라 특정주파수의 에너지를 흡수하여 조절함으로써 아이솔레이션(Isolation) 성능을 향상시키는 역할을 한다.
여기서, 기판(101)(예,PCB)의 유전율은 FR4(기판) 재질의 유전상수 4.3을 기반으로 해당 제품에 특화된 기판 스택(PCB stack)에 따라 그 값이 고정될 수 있다.
또한, 고정된 유전율 값을 기준으로 아이솔레이션 패턴(ISP1)을 구현하여, 이 패턴의 일단이 제1 패턴을 통해 제1 접지영역(GND1)에 연결되고 또 다른 한쪽인 제2 및 제3 패턴(P12,P13)은 어떤 금속표면과도 연결되지 않고 기판의 가장자리에 배치되는 구조로 이루어질 수 있다.
일 예로, 상기 제2 및 제3 패턴(P12,P13)은 주변의 수동소자 등의 커패시턴스 및 인덕턴스를 고려해서 등가적으로 λ/4의 길이를 갖는 패턴으로 정의될 수 있고, 제2 및 제3 패턴(P12,P13)의 패턴 길이와 유전율은 아이솔레이션(Isolation) 동작 주파수와 반비례관계를 가질 수 있다(도 8 내지 도 10 참조).
다른 한편, 본 발명의 실시 예에 따른 BT 안테나와 무선랜 안테나간의 아이솔레이션의 측정값은 하기 표1과 같이 될 수 있다.
Figure 112016048634028-pat00001
상기 표1에 보인 아이솔레이션의 측정값은 상기 제1 안테나(ANT1)와 상기 제2 및 제3 안테나(ANT2, ANT3)간의 아이솔레이션 측정값을 보이고 있다.
표 1에서, 10개의 샘플(SPL #1-#10)에 대해 측정한 결과 최소값은 각각 -30.7(dB)이고, 최대값은 -31.3(dB)이며, 평균값은 -31.17(dB)로 측정되었다.
이에 따르면, 제1 안테나(ANT1)와 제1 무선랜 안테나(ANT2)간의 아이솔레이션(Isolation)이 -30dB이하로 확보할 수 있고, 제1 안테나(ANT1)와 제2 안테나(ANT2)간의 아이솔레이션(Isolation)도 -30dB 이하로 확보할 수 있음을 알 수 있다.
100: 안테나 통신 장치
101: 기판
120: 케이블 커넥터
130: 고주파 통신 회로

Claims (14)

  1. 제1 접지영역 및 제1 비도체 영역을 갖는 전면 및 상기 전면의 반대측인 후면을 갖는 기판;
    상기 기판의 제1 비도체 영역에 배치된 제1 안테나;
    상기 기판의 제1 비도체 영역에 배치되고, 상기 제1 안테나와 제1 이격거리만큼 이격된 제2 안테나;
    상기 기판의 제1 비도체 영역에 배치되고, 상기 제1 안테나와 제2 이격거리만큼 이격되고, 상기 제2 안테나와 제3 이격거리만큼 이격된 제3 안테나; 및
    상기 제1 안테나와 제2 안테나간의 아이솔레이션, 상기 제1 안테나와 제3 안테나간의 아이솔레이션을 수행하는 아이솔레이션 패턴; 를 포함하고,
    상기 아이솔레이션 패턴은
    상기 제1 접지영역에 접속되는 제1 아이솔레이션 패턴; 및
    상기 제1 아이솔레이션 패턴을 통해 상기 기판의 전면중 상기 제2 및 제3 안테나중 적어도 하나와 상기 제1 안테나 사이의 제1 비도체 영역으로 연장되어 상기 기판의 전면의 가장자리에 배치된 제2 아이솔레이션 패턴;
    을 포함하는 안테나 통신 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 아이솔레이션 패턴은,
    상기 기판의 전면중에서 상기 제2 안테나 및 제3 안테나 중 적어도 하나와 상기 제1 안테나 사이에 배치되고, 상기 접지영역에 연결되는 안테나 통신 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 안테나는 제1 통신 표준의 안테나이고,
    상기 제2 안테나 및 상기 제3 안테나는 제1 통신 표준과 다른 무선랜 표준내의 서로 다른 주파수를 이용하는 안테나이며,
    상기 제1 이격거리 및 상기 제2 이격거리 각각은 상기 제3 이격거리보다 긴 안테나 통신 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 아이솔레이션 패턴은
    상기 제2 아이솔레이션 패턴에 접속되어 상기 기판의 코너중 상기 제1 안테나에 제일 가까운 코너로 연장된 제3 아이솔레이션 패턴을 더 포함하는 안테나 통신 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 안테나가 배치된 제1 비도체 영역에 대응되는 후면의 제2 비도체 영역에 배치되어, 상기 제1 안테나의 방사효율을 제어하는 방사 조절패턴;
    을 더 포함하는 안테나 통신 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 방사 조절패턴은,
    상기 기판의 후면중 제2 비도체 영역에 배치되어 제2 접지영역에 접속되는 제1 방사 조절패턴; 및
    상기 제1 방사 조절패턴을 통해 제2 접지영역에 접속되어 상기 제1 안테나가 배치된 제1 비도체 영역에 대응되는 상기 제2 비도체 영역에 배치된 제2 방사 조절패턴;
    을 포함하는 안테나 통신 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 방사 조절패턴은
    상기 제1 안테나의 장착면에 반대되는 후면중, 상기 제1 안테나의 배치 방향과 동일한 방향으로 배치되는 안테나 통신 장치.
  9. 제1 접지영역 및 제1 비도체 영역을 갖는 전면 및 상기 전면의 반대측인 후면을 갖는 기판;
    상기 기판의 제1 비도체 영역에 배치된 제1 안테나;
    상기 기판의 제1 비도체 영역에 배치되고, 상기 제1 안테나와 제1 이격거리만큼 이격된 제2 안테나;
    상기 기판의 제1 비도체 영역에 배치되고, 상기 제1 안테나와 제2 이격거리만큼 이격되고, 상기 제2 안테나와 제3 이격거리만큼 이격된 제3 안테나;
    상기 제1 안테나와 제2 안테나간의 아이솔레이션, 상기 제1 안테나와 제3 안테나간의 아이솔레이션을 수행하는 아이솔레이션 패턴;
    외부 기기와 접속하기 위한 케이블 커넥터;
    상기 케이블 커넥터, 제1 안테나, 제2 안테나 및 제3 안테나와 연결되어 무선 통신을 수행하는 고주파 통신 회로; 및
    상기 제1 안테나가 배치된 제1 비도체 영역에 대응되는 후면의 제2 비도체 영역에 배치되어, 상기 제1 안테나의 방사효율을 제어하는 방사 조절패턴; 를 포함하고,
    상기 아이솔레이션 패턴은
    상기 제1 접지영역에 접속되는 제1 아이솔레이션 패턴;
    상기 제1 아이솔레이션 패턴을 통해 상기 기판의 전면중 상기 제2 및 제3 안테나중 적어도 하나와 상기 제1 안테나 사이의 제1 비도체 영역으로 연장되어 상기 기판의 전면의 가장자리에 배치된 제2 아이솔레이션 패턴; 및
    상기 제2 아이솔레이션 패턴에 접속되어 상기 기판의 코너중 상기 제1 안테나에 제일 가까운 코너로 연장된 제3 아이솔레이션 패턴;
    을 포함하는 안테나 통신 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 아이솔레이션 패턴은,
    상기 기판의 전면중에서 상기 제2 안테나 및 제3 안테나 중 적어도 하나와 상기 제1 안테나 사이에 배치되고, 상기 접지영역에 연결되는 안테나 통신 장치.
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서, 상기 방사 조절패턴은,
    상기 기판의 후면중 제2 비도체 영역에 배치되어 제2 접지영역에 접속되는 제1 방사 조절패턴; 및
    상기 제1 방사 조절패턴을 통해 제2 접지영역에 접속되어
    상기 제1 안테나가 배치된 제1 비도체 영역에 대응되는 상기 제2 비도체 영역에 배치된 제2 방사 조절패턴;
    을 포함하는 안테나 통신 장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 고주파 통신 회로는
    상기 제2 및 제3 안테나와 상기 케이블 커넥터 사이에 배치되는 경우, 상기 제2 및 제3 안테나와 상기 케이블 커넥터간의 아이솔레이션을 수행하는 안테나 통신 장치.
  14. 제9항에 있어서, 상기 고주파 통신 회로는
    자체 고주파 신호의 방사 및 외부로부터의 신호 유입을 차단하고, 상기 아이솔레이션을 개선하도록, 상기 고주파 통신 회로의 외부면을 감싸는 실드 캔을 포함하는 안테나 통신 장치.


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