KR101965226B1 - 안테나 장치 - Google Patents

Abstract

하나 이상의 면에 접히는 부분을 표시하는 구획부가 포함된 직육면체 형태의 유전체 기판, 유전체 기판의 제 1 면에 배치되는 접지 전극, 제 1 면에 배치되며, 접지 전극으로부터 제 1축을 따라 연장되는 제 1 방사 소자, 제 1 면과 접하는 제 2 면에 배치되며, 제 1 방사 소자로부터 제 1 방향과 수직하는 제 2축을 따라 연장되는 제 2 방사 소자, 제 2 면에 배치되며 제 2 방사 소자로부터 제 1축 및 제 2축과 수직하는 제 3축을 따라 연장되는 제 3 방사 소자, 제 1 면 및 제 2 면과 접하는 제 3 면에 배치되며 제 3 방사 소자로부터 제 1축을 따라 연장되는 제 4 방사 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치가 개시된다.

Description

안테나 장치{Apparatus for antenna}

본 발명은 안테나 장치에 관한 것으로, 특히 접고-펴기에 따른 복수의 동작 모드를 갖는 안테나 장치에 관한 것이다.

안테나는 무선통신에서 통신 목적을 달성하기 위해 공간에 효율적으로 전파를 방사하거나, 또는 전파에 의해 효율적으로 기전력을 유기시키기 위해 공중에 가설한 도선으로서, 송수신을 위해 전자파를 공간으로 보내거나 받기 위한 장치이다.

안테나는 다양한 재질로 구현 가능하고, 그 중 일상적으로 쓰이는 종이를 이용하여 안테나를 구현하기도 한다. 특히, 종이라는 재질의 특성상 종이를 접거나 펼치는 방식을 이용하여 안테나를 구현할 수 있는데, 이러한 안테나를 통상적으로 'Origami Antenna'라고 한다.

'Origami'란 일본어로서 종이 접기라는 의미를 가지며, 종이 접기 방식이 적용된 안테나는 종이 접기의 단순한 방식으로 인해 안테나의 전체 부피를 줄일 수 있고, 제조 비용 또한 감소시킬 수 있는 이점을 가지고 있다.

그러나, 이러한 종이 접기 안테나는 그 형상 및 크기를 고려하여 소형화에 중점을 두는데 반해, 기능적인 면은 크게 고려하지 않는 편이다.

따라서, 종이 접기라는 간편한 방식을 적용함과 동시에 안테나의 성능 또한 증대시킬 수 있는 기술의 개발이 필요한 실정이다.
(특허문헌 1) KR 10-2017-0044797 A

상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 환경에 따라 크기의 조절이 가능한 듀얼 밴드 안테나를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는, 하나 이상의 면에 접히는 부분을 표시내는 구획부가 포함된 직육면체 형태의 유전체 기판; 상기 유전체 기판의 제 1 면에 배치되는 접지 전극; 상기 제 1 면에 배치되며, 상기 접지 전극로부터 제 1축을 따라 연장되는 제 1 방사 소자; 상기 제 1 면과 접하는 제 2 면에 배치되며, 상기 제 1 방사 소자로부터 상기 제 1 방향과 수직하는 제 2축을 따라 연장되는 제 2 방사 소자; 상기 제 2 면에 배치되며 상기 제 2 방사 소자로부터 상기 제 1축 및 상기 제 2축과 수직하는 제 3축을 따라 연장되는 제 3 방사 소자; 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면과 접하는 제 3 면에 배치되며 상기 제 3 방사 소자로부터 상기 제 1축을 따라 연장되는 제 4 방사 소자를 포함하는 것이다.

상기 안테나 장치는, 상기 구획부를 따라 상기 유전체 기판을 접으면, 상기 제 1 방사 소자의 하부에 상기 제 2 방사 소자, 상기 제 3 방사 소자 및 상기 제 4 방사 소자가 겹쳐질 수 있다.

상기 안테나 장치는, 상기 유전체 기판을 상기 구획부를 따라 접었을 때 방사되는 전자기파의 공진 주파수와 상기 유전체 기판을 펼쳤을때 방사되는 전자기파의 공진 주파수가 상이할 수 있다.

상기 유전체 기판은, 정육면체 형태일 수 있다.

상기 제 2 방사 소자의 길이는, 상기 제 3 방사 소자와 동일할 수 있다.

상기 제 2 방사 소자의 길이는, 상기 제 1 방사 소자의 길이의 절반일 수 있다.

상기 안테나 장치는, 상기 제 1 면에 배치되며, 상기 제 1 방사 소자와 수직하여 교차하는 제 5 방사 소자를 더 포함할 수 있다.

상기 제 5 방사 소자의 길이는, 상기 제 1 방사 소자의 길이보다 짧을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는 직육면체 형태의 종이를 접거나, 펼침으로서 공진 주파수를 용이하게 변경할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는, 두 장의 종이를 이용하여 베이스 기판을 제작함으로서 가격이 싸고 제작이 용이하다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는, 직육면체 형태의 베이스 기판을 접어서 사용할 수 있으므로 공간 효율성이 높다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)의 구조에 관한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 5 방사 소자(150)를 포함하지 않는 안테나 장치(100)의 구조와 공진 주파수와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 장치(100)의 구성 성분에 따른 주파수와 반사 계수(Reflection Cofficient)의 관계를 나타낸다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)에서 동작 모드에 다른 공진 주파수 변화를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)의 동작 모드에 따른 3D 광패턴을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)의 동작 모드에 따른 3D 방사패턴을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)의 제 1 모드에서의 2D 정규화된 방사패턴을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)의 제 2 모드에서의 2D 정규화된 방사패턴을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)의 제작 방법을 나타내는 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)의 구조에 관한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)는 직육면체로 구현되며, 펼쳐진 모드와 접힌 모드를 지원한다. 펼쳐진 모드는 안테나 장치(100)가 접히지 않은 상태로 직육면체 형태를 유지하며, 접힌 모드는 안테나 장치(100)가 하나 이상의 면에 표시된 구획부를 따라 접혀진 상태로 납작한 형태를 갖는다. 펼쳐진 모드와 접힌 모드에서는 방사되는 전자기파의 공진 주파수가 상이할 수 있다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 펼쳐진 모드를 제 1 모드, 접힌 모드를 제 2 모드로 명명한다.

안테나 장치(100)는 적어도 3면에 전자기파를 방사하는 방사 소자를 포함한다. 먼저, 도 1(a)를 참고하여 직육면체 기판의 제 1 면(101)에 배치된 방사 소자의 구조를 살펴본다.

도 1(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)의 제 1 면(101)의 구조를 나타낸다. 제 1 면(101)을 기준으로 상호간에 직교하는 제 1 축, 제 2 축, 제 3 축을 이용하여 안테나 장치(100)의 구조를 설명하고자 한다. 제 1 축, 제 2 축, 제 3 축은 각각 직교 좌표계의 z축, x축, y축에 대응할 수 있다. 따라서, 제 1 면(101)은 yz평면에 배치된다.

제 1 면(101)은 접지 전극(160) 및 제 1 방사 소자(110)를 포함한다.

접지 전극(160)은 제 1 면(101)의 하부에 배치되며, 가로의 길이가 L이고, 세로의 길이가 Lg인 금속선(예를 들면, 구리)일 수 있다.

제 1 방사 소자(110)는 접지 전극으로부터 z축 방향을 따라 연장되는 금속선으로 전자기파를 방사한다. 제 1 모드에서는 직육면체의 적어도 3면에 배치된 방사 소자가 외부로 노출되므로 제 1 방사 소자(110)는 외부로 노출된 방사 소자의 적어도 일부이지만, 제 2 모드에서는 제 1 면(101)에 배치된 방사 소자만이 외부로 노출되므로 제 1 방사 소자(110)가 외부로 노출된 방사 소자의 전부가 된다. 따라서, 제 2 모드에서는, 제 1 방사 소자(110)의 길이에 따라 방사되는 전자기파의 공진 주파수가 변경된다.

제 1 방사 소자(110)는 y축 방향으로 제 1 면의 중앙에 배치될 수 있다. 제 1 방사 소자(110)의 너비(W1), 길이(L) 및 배치되는 위치는 원하는 공진 주파수에 따라 상이할 수 있다.

실시 예에 따라서는 제 1 면(101)에 제 5 방사 소자(150)를 더 배치할 수 있다. 제 5 방사 소자(150)는 제 1 방사 소자와 수직하여 교차한다. 따라서, 제 5 방사 소자(150)는 y축에 평행하여 배치된다. 제 5 방사 소자(150)는 제 1 방사 소자(110)의 길이보다 짧게 설계될 수 있으며, 제 5 방사 소자(150)의 길이에 따라 공진 주파수(특히, 두번째 공진 주파수)를 조절할 수 있다. 도 1에서 제 5 방사 소자(150)는 W1의 너비를 가지고, L1의 길이를 가지며, 제 1 면의 하부로부터 z축을 따라 L2만큼 이격된 위치에 배치된다. 제 5 방사 소자(150)는 개방형 스터브(open-ended stub)의 형태를 가질 수 있으며, 임피던스 정합의 기능을 수행할 수 있다.

도 1(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)의 제 2 면(102)의 구조를 나타낸다.

제 2 면(102)은 제 1 면(101)과 접하는 면으로, 2 방사 소자(120) 및 제 3 방사 소자(130)를 포함한다.

제 2 방사 소자(120)는 제 1 방사 소자(110)로부터 제 1측과 수직하는 제 2 축을 따라 연장된다. 즉, 제 1 방사 소자(110)로부터 x축 방향으로 연장된다.

제 3 방사 소자(130)는 제 2 방사 소자(120)로부터 제 2축과 수직하는 제 3 축을 따라 연장된다. 즉, 제 2 방사 소자(120)로부터 y축 방향으로 연장된다.

제 2 방사 소자(120)는 너비 W1, 길이 L3을 가지며, 제 3 방사 소자(130)는 너비 W1, 길이 L4를 갖는다. 제 2 방사 소자(120)와 제 3 방사 소자(130)는 너비와 길이가 동일할 수 있으며, 제 1 방사 소자(110)와 동일한 너비를 가질 수 있다.

제 2 방사 소자(120)와 제 3 방사 소자(130)는 한번의 공정으로 연속되어 형성될 수도 있으며, 별도의 공정으로 구분되어 형성될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 명세서에서 제 2 방사 소자(120)와 제 3 방사 소자(130)를 별도로 구분하여 기술하였다고 하더라도, 제 2 방사 소자(120)와 제 3 방사 소자(130)의 특성을 포함하도록 하나의 방사 소자로 구현할 수도 있다.

제 1 모드에서는 제 2 방사 소자(120)와 제 3 방사 소자(130)가 외부로 노출되지만, 제 2 모드에서는 외부로 노출되지 않는다. 특히, 제 2 모드에서는 제 2 방사 소자(120)와 제 3 방사 소자(130)가 제 1 방사 소자(110)의 하부에 겹쳐져서 배치되도록 함으로서 제 2 방사 소자(120) 및 제 3 방사 소자(130)로 인한 간섭을 최소화한다.

도 1(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)의 제 3 면(103)의 구조를 나타낸다.

제 3 면(103)은 제 1 면(101) 및 제 2 면(102)과 접하는 면으로, 제 4 방사 소자(140)를 포함한다.

제 4 방사 소자(140)는 제 3 방사 소자(130)로부터 제 1축을 따라 연장된다. 즉, 제 3 방사 소자(130)로부터 z축을 따라 연장된다.

제 4 방사 소자(140)는 너비 W1, 길이 L5를 가지며, 제 4 방사 소자(140)의 길이는 제 1 방사 소자(110)의 길이보다 짧고, 너비는 동일할 수 있다.

도 1(d)는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 모드에서 동작하는 안테나 장치(100)의 구조에 관한 도면이다.

제 1 모드에서는 제 1 면(101), 제 2 면(102) 및 제 3 면(103)이 모두 외부로 노출되며 제 1 방사 소자(110), 제 2 방사 소자(120), 제 3 방사 소자(130), 제 4 방사 소자(140)가 일체로 단극 안테나를 구성한다. 안테나 장치(100)는 정육면체의 형태를 가질 수 있으며, 하나 이상의 면에 접히는 부분을 표시한 구획부(170)를 포함할 수 있으며, 구획부(170)를 따라 안테나 장치(100)를 접음으로서 제 2 모드로 전환할 수 있다. 안테나 장치(100)를 구성하는 성분들의 구조는 원하는 공진 주파수나 특성에 따라 상이할 수 있으며, 일 예로 다음의 구조를 가질 수 있다.

L:50mmm, L1:24mm,L8:20mm,L2:30mm,L3=L4=25mm,L5=15mm,W1=2mm,Lfolded=25mm

이 경우, 안테나 장치(100)는 제 1 모드에서 900 MHz와 2.3 GHz로 동작하고, 제 2 모드에서 1.57 GHz 및 2.4 GHz로 동작할 수 있다.

도 1(e)는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 모드에서 동작하는 안테나 장치(100)의 구조에 관한 도면이다.

제 2 모드에서는 정육면체 형태의 안테나 장치(100)를 구획부(170)를 따라 접음으로써 구현될 수 있다. 제 2 모드에서는 제 1 방사 소자(110)와 제 5 방사 소자(150)만이 외부로 노출되며, 제 2 방사 소자(120), 제 3 방사 소자(130) 및 제 4 방사 소자(140)는 접혀져서 외부로 노출되지 않는다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 5 방사 소자(150)를 포함하지 않는 안테나 장치(100)의 구조와 공진 주파수와의 관계를 나타내는 도면이다. 도 2에서, 안테나 장치(100)는 제 5 방사 소자(150)를 포함하지 않으며, 동작 모드 별로 하나의 공진 주파수를 갖는다.

도 2a는 제 2 모드에서 제 1 방사 소자(110)의 길이에 따른 주파수와 반사 계수(Reflection Coefficient)의 관계를 나타낸다.

제 1 방사 소자(110)의 길이가 길어지면 반사 계수가 최저가 되는 주파수인 공진 주파수는 낮아지는 경향이 있다. 제 2 모드에서 안테나 장치(100)가 1.57GHz의 공진 주파수를 갖도록 하기 위해서는 제 1 방사 소자(110)의 길이를 50mm로 설정한다.

도 2b는 제 1 모드에서 제 4 방사 소자(140)의 길이에 따른 주파수와 반사 계수(Reflection Coefficient)의 관계를 나타낸다.

제 4 방사 소자(140)가 증가하면, 공진 주파수는 낮아진다. 제 1 모드에서 안테나 장치(100)가 950 MHz의 공진 주파수를 갖도록 하기 위해서는 제 4 방사 소자(140)의 길이를 15 mm로 설정한다.

도 2c는 제 1 모드에서 제 1 방사 소자(110)의 폭(W)에 따른 주파수와 반사 계수(Reflection Coefficient)의 관계를 나타낸다.

최적의 임피던스 매칭을 위하여 제 1 방사 소자(110)의 폭(W)는 2 mm로 설정한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 장치(100)의 구성 성분에 따른 주파수와 반사 계수(Reflection Coefficient)의 관계를 나타낸다.

도 3에서, 안테나 장치(100)는 제 5 방사 소자(150)를 포함하며, 동작 모드 별로 두 개의 공진 주파수를 갖는다.

도 3a는 제 4 방사 소자(140)의 길이(L5)에 따른 주파수와 반사 계수(Reflection Coefficient)의 관계를 나타낸다.

도 3a를 참고하면, 제 1 모드에서 제 4 방사 소자(140)의 길이가 증가하면, 공진 주파수가 낮아지는 경향이 있음을 알 수 있다. 따라서, 900 MHz의 공진 주파수를 갖도록 하기 위해서는 제 4 방사 소자(140)의 길이(L5)는 15 mm로 설정한다.

도 3b는 제 5 방사 소자(150)의 길이(L1) 에 따른 주파수와 반사 계수(Reflection Coefficient)의 관계를 나타낸다.

도 3b를 참고하면, 제 5 방사 소자(150)의 길이(L1)를 제어함으로써 두 번째 공진 주파수를 쉽게 조절할 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 두 번째 공진 주파수가 2400 MHZ를 갖도록 하기 위하여 제 5 방사 소자(150)의 길이(L1)는 24 mm로 설정한다.

도 3c는 제 5 방사 소자(150)의 위치(L2)에 따른 주파수와 반사 계수(Reflection Coefficient)의 관계를 나타낸다. 두 번째 공진 주파수가 2400 MHz를 갖도록 하기 위하여 제 5 방사 소자(150)는 제 1 면(101)의 하부에서 30 mm 이격된 위치에 배치된다.

도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)에서 동작 모드에 다른 공진 주파수 변화를 나타내는 도면이다.

도 4a는, 제 5 방사 소자(150)를 포함하지 않는 안테나 장치(100)에서 동작 모드에 따른 주파수와 반사 계수(Reflection Coefficient)의 관계를 나타낸다.

도 4a를 참고하면, 안테나 장치(100)는 제 1 모드에서 950 MHz의 공진 주파수를 가지며, 제 2 모드에서 1.57 GHz의 공진 주파수를 갖는다.

또한, 제 1 모드에서 10 dB 임피던스 대역폭은 15% (850~1000 MHz)이며, 제 2 모드에서는 20% (1.3~1.6 GHz)를 갖는다.

도 4b는 제 5 방사 소자(150)를 포함하는 안테나 장치(100)에서 동작 모드에 따른 주파수와 반사 계수(Reflection Coefficient)의 관계를 나타낸다.

도 4b를 참고하면, 안테나 장치(100)는 제 1 모드에서 900 MHz와 2.3 GHz의 공진 주파수를 가지며, 제 2 모드에서 1.57 GHz와 2.4 GHz의 공진 주파수를 갖는다.

또한, 제 1 모드에서 10dB 임피던스 대역폭은 18%(900~1120 MHz)와 15%(2.1~2.45 GHz)이며, 제 2 모드에서는 20%(1.3~1.6 GHz)와 14%(2.3~2.5 GHz)를 갖는다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)의 동작 모드에 따른 3D 광패턴을 나타내는 도면이다.

도 5에서 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)는 제 5 방사 소자(150)를 포함하지 않는다.

도 5a는제 2 모드에서 1.57 GHz의 방사패턴을 나타낸다. 도 5b를 참고하면, 최대 이득(peak gain)은 1.2 dBi이다.

도 5b는, 제 1 모드에서 950MHz의 방사패턴을 나타낸다. 도 5a를 참고하면, 최대 이득(peak gain)은 0.5 dBi이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)의 동작 모드에 따른 3D 방사패턴을 나타내는 도면이다.

도 6a는, 제 1 모드에서 900 MHz의 방사패턴을 나타낸다. 도 6a를 참고하면, 최대 이득(peak gain)은 1.1 dBi이다.

도 6b는 제 1 모드에서 2200 MHz의 방사패턴을 나타낸다. 도 6b를 참고하면, 최대 이득은 2.32 dBi이다.

도 6c는, 제 2 모드에서 1.5 GHz의 방사패턴을 나타낸다. 도 6c를 참고하면, 최대 이득(peak gain)은 3.28 dBi이다.

도 6d는 제 2 모드에서 2.4 GHz의 방사패턴을 나타낸다. 도 6d를 참고하면, 최대 이득은 1.98 dBi이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)의 제 1 모드에서의 2D 정규화된 방사패턴을 나타내는 도면이다. 안테나 장치(100)가 제 1 모드로 동작할 때 900 MHz 및 2200 MHz의 주파수에서의 광 패턴을 yz, xz, xy 평면상에 도시하였다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)의 제 2 모드에서의 2D 정규화된 방사패턴을 나타내는 도면이다. 안테나 장치(100)가 제 2 모드로 동작할 때 1500 MHz 및 2200 MHz의 주파수에서의 방사패턴을 yz, xz, xy 평면상에 도시하였다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)의 제작 방법을 나타내는 도면이다.

도 9(a)에서 (140 mm*140 mm)의 면적과 0.2 mm의 두께를 갖는 두 장의 종이를 준비한다. 종이의 유전 상수(Dielectric Constant)는 2.2이고, 유전체 손실 탄젠트는 0.02를 갖는 것으로 가정한다. 설명의 편의를 위하여 첫 번째 종이는 P-I으로, 두번째 종이는 P-II로 각각 레이블링 한다.

도 9(b)에서, 첫번째 종이(P-I)는 AA', BB', CC', DD', FF', G, D로 명명되는 선/면으로 구획을 구분하고, 두번째 종이(P-II)는 LL', MM', NN', PP', QQ', R 및 O로 구획을 구분한다.

도 9(c)에서, 첫번째 종이(P-I)를 AA'를 따라 접는다. 첫 번째 종이(P-I)를 두 개의 삼각형 구획으로 구분하기 위한 구획선이 생긴다.

다음으로, 도 9(d)~도 8(g)에서와 같이 첫 번째 종이(P-I)를 CC', BB', FF', EE'를 따라 순차적으로 접는다. 이 과정을 거치게 되면 첫 번째 종이(P-I)는 도 9(g)에 도시된 바와 같이 6각형 모양을 갖는다. 첫 번째 종이(P-I)는 두 개의 긴 면(BB', EE')와 4개의 상대적으로 짧은 면(AB, AE, A'B', A'E')을 갖는다.

도 9(h)에서 첫 번째 종이(P-I)를 세 부분으로 구분한다. 가장 위의 영역은 KK'EAB로, 중간 영역은 HH'KK', 가장 아래 영역은 HH'E'A'B로 구분된다.

도 9(i)에서, 중간 영역인 HH'KK' 에 Lg*L의 면적을 갖는 구리선을 배치한다. 이는 안테나 장치(100)에 접지를 제공한다.

도 9(j)에서, 가장 아래 영역인 HH'E'A'B을 중간 영역을 향해서 접어 올린다. 접힌 부분은 HH'KK'로 레이블링되며, 이로 인하여 첫 번째 종이(P-I)는 5각형의 형상을 갖는다.

다음으로, 도 9(k)~도 9(l)와 같이 A'B'HE'을 HHK'를 따라 접고, KK'BAE를 접어서 HH'KK' 방향으로 내린다.

다음으로, 도 9(m)과 같이 BAEK'를 BKK' 방향으로 접는다. 이로 인하여 첫 번째 종이(P-I)는 다시 6각형 모양을 띈다. 6각형 모양의 종이는 3개의 영역으로 구분된다. 하부 영역은 KK'HH'의 사각형으로 구분되며, 두 개의 상부 영역은 각각 K'KAH, K'A'H'H의 4면체로 구분된다.

다음으로, 두 번째 종이(P-II)에 대하여 도 9(b)~도 9(m)의 과정을 수행하여, 도 9(n)에 도시된 6각형 모양의 종이를 접는다.

다음으로, 도 9(o)에서는 첫 번째 종이(P-I)와 두 번째 종이(P-II)를 결합하여 정육면체의 안테나 장치(100)를 제작한다. 제작된 안테나 장치(100)는 구획선을 따라 접거나 펼침으로써 제 1 모드 또는 제 2 모드로 동작하게 된다.

마지막으로, 도 9(p)에서와 같이 정육면체의 적어도 3면에 방사 소자를 배치하여 단극 안테나를 완성한다. 배치되는 방사 소자는 4.4*105S/M의 도전성을 갖는 구리 필름(Copper Film)일 수 있다.

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

101: 제 1 면
102: 제 2 면
103: 제 3 면
110: 제 1 방사 소자
120: 제 2 방사 소자
130: 제 3 방사 소자
140: 제 4 방사 소자
150: 제 5 방사 소자
160: 접지 전극
170: 구획부

Claims (8)

1. 하나 이상의 면에 접히는 부분을 표시하는 구획부가 포함된 직육면체 형태의 유전체 기판;
   상기 유전체 기판의 제 1 면에 배치되는 접지 전극;
   상기 제 1 면에 배치되며, 상기 접지 전극으로부터 제 1축을 따라 연장되는 제 1 방사 소자;
   상기 제 1 면과 접하는 제 2 면에 배치되며, 상기 제 1 방사 소자로부터 상기 제 1 방향과 수직하는 제 2축을 따라 연장되는 제 2 방사 소자;
   상기 제 2 면에 배치되며 상기 제 2 방사 소자로부터 상기 제 1축 및 상기 제 2축과 수직하는 제 3축을 따라 연장되는 제 3 방사 소자;
   상기 제 1 면 및 상기 제 2 면과 접하는 제 3 면에 배치되며 상기 제 3 방사 소자로부터 상기 제 1축을 따라 연장되는 제 4 방사 소자를 포함하고,
   상기 구획부를 따라 상기 유전체 기판을 접으면, 상기 제 1 방사 소자의 하부에 상기 제 2 방사 소자, 상기 제 3 방사 소자 및 상기 제 4 방사 소자가 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
   
2. 삭제
3. 하나 이상의 면에 접히는 부분을 표시하는 구획부가 포함된 직육면체 형태의 유전체 기판;
   상기 유전체 기판의 제 1 면에 배치되는 접지 전극;
   상기 제 1 면에 배치되며, 상기 접지 전극으로부터 제 1축을 따라 연장되는 제 1 방사 소자;
   상기 제 1 면과 접하는 제 2 면에 배치되며, 상기 제 1 방사 소자로부터 상기 제 1 방향과 수직하는 제 2축을 따라 연장되는 제 2 방사 소자;
   상기 제 2 면에 배치되며 상기 제 2 방사 소자로부터 상기 제 1축 및 상기 제 2축과 수직하는 제 3축을 따라 연장되는 제 3 방사 소자;
   상기 제 1 면 및 상기 제 2 면과 접하는 제 3 면에 배치되며 상기 제 3 방사 소자로부터 상기 제 1축을 따라 연장되는제4 방사 소자를 포함하고, 상기 유전체 기판을 상기 구획부를 따라 접었을 때 방사되는 전자기파의 공진 주파수와 상기 유전체 기판을 펼쳤을 때 방사되는 전자기파의 공진 주파수가 상이한 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 유전체 기판은,
   정육면체 형태인 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 방사 소자의 길이는,
   상기 제 3 방사 소자와 동일한 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 방사 소자의 길이는,
   상기 제 1 방사 소자의 길이의 절반인 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 안테나 장치는,
   상기 제 1 면에 배치되며, 상기 제 1 방사 소자와 수직하여 교차하는 제 5 방사 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 제 5 방사 소자의 길이는,
   상기 제 1 방사 소자의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 안테나 장치.

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