KR102517198B1

KR102517198B1 - Plug apparatus

Info

Publication number: KR102517198B1
Application number: KR1020160014199A
Authority: KR
Inventors: 오세원
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2016-02-04
Filing date: 2016-02-04
Publication date: 2023-04-03
Also published as: KR20170092921A

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 플러그 장치는 하우징, 상기 하우징 내에 수용되며, 한 면에 전자 부품을 실장하는 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판의 상기 한 면 상에서 상기 인쇄회로기판의 가장자리의 적어도 일부를 따라 이격되어 배치되며, 상기 인쇄회로기판 상의 급전 패드 및 접지 패드와 연결되어 소정 주파수의 신호를 방사하는 안테나, 그리고 상기 인쇄회로기판의 상기 한 면을 덮는 커버를 포함한다.A plug device according to an embodiment of the present invention includes a housing, a printed circuit board accommodated in the housing and mounting electronic components on one surface, and at least a portion of an edge of the printed circuit board on the one surface of the printed circuit board. It is disposed spaced apart along the printed circuit board, and includes an antenna connected to a power supply pad and a ground pad on the printed circuit board to radiate a signal of a predetermined frequency, and a cover covering the one surface of the printed circuit board.

Description

플러그 장치{PLUG APPARATUS}Plug device {PLUG APPARATUS}

본 발명은 플러그 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 IoT(Internet of Things)용 플러그 장치의 안테나 구조에 관한 것이다. The present invention relates to a plug device, and more particularly, to an antenna structure of a plug device for Internet of Things (IoT).

정보 통신 기술이 발달함에 따라, 가정 내 전자 장치에 다양한 기능을 부여하고자 하는 니즈가 증가하고 있다. 예를 들어, IoT(Internet of Things) 기술을 이용하여 가정 내 전자 장치의 전력 소모량을 측정하거나, 전력 소모량을 조절하고자 하는 니즈가 있다. 이를 위하여, IoT 기능을 내장하는 플러그 장치가 개발되고 있다. As information and communication technology develops, there is an increasing need to provide various functions to electronic devices in the home. For example, there is a need to measure power consumption of electronic devices in a home or to control power consumption using Internet of Things (IoT) technology. To this end, a plug device having an IoT function is being developed.

IoT용 플러그 장치는 댁내의 콘센트와 전자 장치의 플러그 사이에 끼워지며, 전자 장치가 소모하는 전력량을 측정하고, 측정한 전력량을 해당 전자 장치 또는 다른 전자 장치로 전송할 수 있다. A plug device for IoT is inserted between an electrical outlet in a home and a plug of an electronic device, measures the amount of power consumed by the electronic device, and transmits the measured amount of power to the corresponding electronic device or another electronic device.

이를 위하여, IoT용 플러그 장치는 하우징, 그리고 하우징 내에 수용되며 다양한 전자 부품을 실장하는 인쇄회로기판을 포함하고 있으며, 무선 통신 기능을 포함하여야 한다. 그러나, IoT용 플러그 장치 내부의 공간적인 제약으로 인하여, 신호를 송수신하기 위한 안테나를 수용하기 위한 공간이 충분하지 못하다. 이에 따라, 안테나의 방사 효율이 양호하지 못한 문제가 있다. To this end, the plug device for IoT includes a housing, and a printed circuit board accommodated in the housing and mounting various electronic components, and must include a wireless communication function. However, due to spatial limitations within the IoT plug device, there is not enough space to accommodate an antenna for transmitting and receiving signals. Accordingly, there is a problem that the radiation efficiency of the antenna is not good.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 방사 효율이 우수한 안테나를 포함하는 IoT용 플러그 장치를 제공하는 데 있다.A technical problem to be achieved by the present invention is to provide a plug device for IoT including an antenna having excellent radiation efficiency.

상기 하우징에 연결되며, 상기 커버를 향하는 방향으로 돌출되는 접지 금속을 더 포함하며, 상기 안테나는 상기 접지 금속과 소정 거리로 이격될 수 있다.A ground metal connected to the housing and protruding in a direction toward the cover may be further included, and the antenna may be spaced apart from the ground metal by a predetermined distance.

상기 안테나는 상기 접지 금속의 일부를 둘러싸도록 형성될 수 있다.The antenna may be formed to surround a portion of the ground metal.

상기 안테나는 상기 접지 금속을 ㄷ자 형상으로 둘러싸도록 형성될 수 있다.The antenna may be formed to surround the ground metal in a U-shape.

상기 접지 금속은 상기 접지 패드와 연결될 수 있다.The ground metal may be connected to the ground pad.

상기 안테나는 상기 커버의 내벽에 고정될 수 있다.The antenna may be fixed to an inner wall of the cover.

상기 안테나는 반원 형상일 수 있다.The antenna may have a semicircular shape.

상기 안테나는 곡선 형태의 바(bar) 형상일 수 있다.The antenna may have a curved bar shape.

상기 안테나는 상기 급전 패드에 연결되는 제1 연결 단자 및 상기 접지 패드에 연결되는 제2 연결 단자를 포함할 수 있다.The antenna may include a first connection terminal connected to the feeding pad and a second connection terminal connected to the ground pad.

상기 접지 패드는 상기 인쇄회로기판 상의 인덕터와 연결될 수 있다.The ground pad may be connected to an inductor on the printed circuit board.

상기 안테나는 Z-wave용 안테나일 수 있다.The antenna may be an antenna for Z-wave.

본 발명의 실시예에 따른 IoT용 플러그 장치는 안테나의 방사 효율이 우수하다. 이에 따라, 성능이 우수한 IoT용 플러그 장치를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, IoT용 플러그 장치가 방사하는 주파수를 조절할 수 있으므로, 다양한 니즈를 충족시킬 수 있다. The IoT plug device according to an embodiment of the present invention has excellent antenna radiation efficiency. Accordingly, it is possible to obtain a plug device for IoT having excellent performance. In addition, according to an embodiment of the present invention, since the frequency emitted by the IoT plug device can be adjusted, various needs can be satisfied.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 IoT용 플러그 장치가 사용되는 환경을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 IoT용 플러그 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 IoT용 플러그 장치의 내부도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 IoT용 플러그 장치의 내부의 상면도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 IoT용 플러그 장치의 안테나를 나타내는 도면이다.
도 6 내지 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 IoT용 플러그 장치의 실측 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio) 및 920MHz에서의 방사 패턴을 나타낸다.
도 8 내지 9는 비교예에 따른 IoT용 플러그 장치의 실측 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio) 및 920MHz에서의 방사 패턴을 나타낸다.1 is a diagram illustrating an environment in which a plug device for IoT according to an embodiment of the present invention is used.
2 is a perspective view of a plug device for IoT according to an embodiment of the present invention.
3 is an internal view of a plug device for IoT according to an embodiment of the present invention.
4 is a top view of the inside of a plug device for IoT according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing an antenna of a plug device for IoT according to an embodiment of the present invention.
6 to 7 show a radiation pattern at 920 MHz and VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) of a plug device for IoT according to an embodiment of the present invention.
8 to 9 show a radiation pattern at 920 MHz and VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) of a plug device for IoT according to a comparative example.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 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. Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments are illustrated and described in the drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms including ordinal numbers such as second and first may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a second element may be termed a first element, and similarly, a first element may be termed a second element, without departing from the scope of the present invention. The terms and/or include any combination of a plurality of related recited items or any of a plurality of related recited items.

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. It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.

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.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

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.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, the embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or corresponding components regardless of reference numerals are given the same reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 IoT용 플러그 장치가 사용되는 환경을 설명하는 도면이다. 1 is a diagram illustrating an environment in which a plug device for IoT according to an embodiment of the present invention is used.

도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 IoT용 플러그 장치(100)는 댁내에 월마운트된(wall mounted) 콘센트(10)에 연결될 수 있다. 그리고, IoT용 플러그 장치(100)에는 전자 장치(20)가 연결될 수 있다. 여기서, 전자 장치는 세탁기, 냉장고 등 다양한 가전 장치일 수 있다. Referring to FIG. 1 , a plug device 100 for IoT according to an embodiment of the present invention may be connected to a wall-mounted outlet 10 in the house. Also, the electronic device 20 may be connected to the plug device 100 for IoT. Here, the electronic device may be various home appliances such as a washing machine and a refrigerator.

본 발명의 한 실시예에 따른 IoT용 플러그 장치(100)는 콘센트(10)와 전자 장치(20) 사이에 연결되어, 전자 장치(20)가 소모하는 전력량, 예를 들어 유효 전력, 무효 전력, 역률 등을 계산할 수 있으며, 계산된 데이터를 저장할 수 있고, 저장한 데이터를 홈 에너지 매니저 장치, 전자 장치, 다른 IoT용 플러그 등과 공유할 수 있다. IoT용 플러그 장치(100)는 스마트 플러그와 혼용될 수 있다. The IoT plug device 100 according to an embodiment of the present invention is connected between the outlet 10 and the electronic device 20, and the amount of power consumed by the electronic device 20, for example, active power, reactive power, Power factor, etc. can be calculated, the calculated data can be stored, and the stored data can be shared with home energy manager devices, electronic devices, other IoT plugs, etc. The plug device 100 for IoT may be mixed with a smart plug.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 IoT용 플러그 장치의 사시도이다. 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 IoT용 플러그 장치의 내부도이며, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 IoT용 플러그 장치의 내부의 상면도이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 IoT용 플러그 장치의 안테나를 나타내는 도면이다. 도 3은 도 2의 IoT용 플러그 장치(100)에서 커버(130)를 제외하고, 하우징(110), 인쇄회로기판(120), 접지 금속(140), 그리고 안테나(150)의 배치를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 2의 IoT용 플러그 장치(100)에서 커버(130)를 제외하고, 하우징(110), 인쇄회로기판(120), 그리고 접지 금속(140)의 배치를 나타내는 도면이며, 도 5는 도 2의 IoT용 플러그 장치(100)에서 커버(130)와 안테나(150)의 배치를 나타내는 도면이다.2 is a perspective view of a plug device for IoT according to an embodiment of the present invention. Figure 3 is an internal view of a plug device for IoT according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a top view of the inside of the plug device for IoT according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is an embodiment of the present invention It is a diagram showing an antenna of a plug device for IoT according to an example. 3 is a view showing the arrangement of the housing 110, the printed circuit board 120, the ground metal 140, and the antenna 150 except for the cover 130 in the IoT plug device 100 of FIG. 4 is a view showing the arrangement of the housing 110, the printed circuit board 120, and the ground metal 140 except for the cover 130 in the IoT plug device 100 of FIG. 2, FIG. 5 is a view showing the arrangement of the cover 130 and the antenna 150 in the IoT plug device 100 of FIG.

도 2 내지 5를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 IoT용 플러그 장치(100)는 하우징(110), 하우징(110) 내에 수용되며, 한 면에 전자 부품을 실장하는 인쇄회로기판(120), 인쇄회로기판(120)의 한 면을 덮는 커버(130), 하우징(110)에 연결되며, 커버(130)를 향하는 방향으로 돌출되는 접지 금속(140)을 포함한다. 하우징(110)의 하면에는 댁내에 월마운트된 콘센트(10)에 삽입되는 돌출부(112)가 형성될 수 있다. 그리고, 커버(130)의 상면에는 전자 장치(20)의 플러그가 삽입되기 위한 홀(132)이 형성될 수 있다. 2 to 5, the IoT plug device 100 according to an embodiment of the present invention is accommodated in a housing 110 and the housing 110, and a printed circuit board 120 having electronic components mounted on one side thereof. ), a cover 130 covering one surface of the printed circuit board 120, and a ground metal 140 connected to the housing 110 and protruding in a direction toward the cover 130. A protrusion 112 inserted into the wall-mounted outlet 10 may be formed on a lower surface of the housing 110 . Also, a hole 132 into which a plug of the electronic device 20 is inserted may be formed on an upper surface of the cover 130 .

본 발명의 한 실시예에 따르면, IoT용 플러그 장치(100)는 인쇄회로기판(120)의 한 면 상에서 인쇄회로기판(120)의 가장자리의 적어도 일부를 따라 이격 배치되며, 소정 주파수의 신호를 방사하는 안테나(150)를 포함한다. According to one embodiment of the present invention, the IoT plug device 100 is spaced apart along at least a part of the edge of the printed circuit board 120 on one side of the printed circuit board 120, and emits a signal of a predetermined frequency. It includes an antenna 150 that

이와 같이, 안테나(150)가 인쇄회로기판(120)의 한 면 상에서 인쇄회로기판(120)의 가장자리의 적어도 일부를 따라 이격 배치되면, 안테나(150)가 방사하는 신호가 인쇄회로기판(120)에 의하여 차단되지 않으므로, 신호가 용이하게 외부로 방사될 수 있다.In this way, when the antennas 150 are spaced apart along at least a part of the edge of the printed circuit board 120 on one surface of the printed circuit board 120, the signal emitted by the antenna 150 is transmitted to the printed circuit board 120. Since it is not blocked by , the signal can be easily radiated to the outside.

이때, 안테나(150)는 커버(130)의 내벽에 고정될 수 있다. 이에 따라, 안테나(150)가 인쇄회로기판(120)의 한 면 상에서 인쇄회로기판(120)과 이격 배치되더라도, 안정적으로 지지될 수 있다. 이를 위하여, 안테나(150)는 커버(130)의 내벽의 형상으로 설계될 수 있다. 예를 들어, 안테나(150)는 반원의 바(bar) 형상 또는 곡선 형태의 바(bar) 형상일 수 있다. In this case, the antenna 150 may be fixed to the inner wall of the cover 130 . Accordingly, even if the antenna 150 is spaced apart from the printed circuit board 120 on one surface of the printed circuit board 120, it can be stably supported. To this end, the antenna 150 may be designed in the shape of the inner wall of the cover 130 . For example, the antenna 150 may have a semicircular bar shape or a curved bar shape.

한편, 안테나(150)는 와이파이, 블루투스, 지그비 및 Z-웨이브 중 적어도 하나의 통신 방식을 이용할 수 있다. 통신 방식에 따른 특성은 아래 표 1과 같이 나타낼 수 있다. Meanwhile, the antenna 150 may use at least one communication method among Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, and Z-Wave. Characteristics according to the communication method can be represented as shown in Table 1 below.

구분division 와이파이Wi-Fi 블루투스Bluetooth 지그비zigbee Z-웨이브Z-Wave 주파수 대역frequency band 2.4GHz, 5GHz2.4GHz, 5GHz 2.4GHz2.4GHz 868MHz, 900~928MHz, 2.4GHz868MHz, 900-928MHz, 2.4GHz 868~929MHz868-929 MHz 전파 도달 거리radio wave reach 약 100mabout 100 m 1~100m1~100m 100m 이상over 100m 100m 이상over 100m 주요 응용 분야Main application 인터넷 연결internet connection 주변 기기Peripherals 홈 네트워킹home networking 홈 네트워킹home networking 소비 전력Power Consumption 평균 100mW100 mW average 1~100mW1-100mW 1~100mW1-100mW 저전력low power

이와 같이, 통신 방식에 따라 사용하는 주파수 대역이 상이하다. 본 발명의 실시예에 따르면, 안테나(150)가 방사하고자 하는 신호의 주파수에 따라 안테나(150)의 길이를 조절할 수 있다. 안테나(150)의 길이와 주파수 간의 관계는 아래 수학식과 같이 나타낼 수 있다. In this way, the frequency band used is different depending on the communication method. According to an embodiment of the present invention, the length of the antenna 150 can be adjusted according to the frequency of the signal to be radiated by the antenna 150. The relationship between the length and frequency of the antenna 150 can be expressed as in the following equation.

여기서, λ는 안테나의 길이이고, c는 빛의 속도이며, f는 주파수이다. 이와 같이, 주파수와 안테나의 길이는 반비례 관계에 있음을 알 수 있다.where λ is the length of the antenna, c is the speed of light, and f is the frequency. As such, it can be seen that the frequency and the length of the antenna are in inverse proportion.

다만, IoT용 플러그 장치(100) 내부의 공간 상 제약으로 인하여, 안테나(150)의 길이를 늘리는 데에는 한계가 있다. 예를 들어, 920MHz 대역을 사용하는 Z-웨이브 방식으로 통신하고자 하는 경우, 안테나(150)를 일정한 피치(pitch)의 코일 형태로 감아 원하는 주파수 대역을 얻을 수는 있으나, 이러한 구조는 방사 효율을 떨어뜨리게 되는 문제가 있다.However, there is a limit to increasing the length of the antenna 150 due to space constraints inside the IoT plug device 100. For example, when communicating in a Z-wave method using a 920 MHz band, a desired frequency band can be obtained by winding the antenna 150 in a coil shape with a constant pitch, but this structure reduces radiation efficiency. There is a problem with dropping.

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따르면, 안테나(150)는 인쇄회로기판(120) 상의 급전 패드(122) 및 접지 패드(124)에 연결되며, 인쇄회로기판(120) 상에서 접지 패드(124)는 인덕터(126)와 연결되도록 설계될 수 있다. 이때, 접지 패드(124)와 연결된 인덕터(126)는 매칭단의 역할을 하게 된다. 이에 따라, 안테나(150), 급전 패드(122) 및 접지 패드(124) 간의 루프 크기를 조절하여, 공진 주파수를 조절하고, 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 이에 따라, 안테나(150)를 코일 형태로 감을 필요 없이도 Z-웨이브 방식에 적용 가능한 주파수 대역을 얻을 수 있다. 이를 위하여, 안테나(150)는 인쇄회로기판(120) 상의 급전 패드(122)에 연결되기 위한 제1 연결 단자(152) 및 접지 패드(124)에 연결되기 위한 제2 연결 단자(154)를 포함할 수 있다. Accordingly, according to an embodiment of the present invention, the antenna 150 is connected to the power supply pad 122 and the ground pad 124 on the printed circuit board 120, and the ground pad 124 on the printed circuit board 120 may be designed to be coupled with the inductor 126. At this time, the inductor 126 connected to the ground pad 124 serves as a matching end. Accordingly, a resonant frequency may be adjusted by adjusting a loop size between the antenna 150 , the feeding pad 122 and the ground pad 124 , and impedance matching may be performed. Accordingly, a frequency band applicable to the Z-wave method can be obtained without needing to wind the antenna 150 in a coil shape. To this end, the antenna 150 includes a first connection terminal 152 to be connected to the power supply pad 122 on the printed circuit board 120 and a second connection terminal 154 to be connected to the ground pad 124. can do.

한편, 본 발명의 한 실시예에 따르면, 안테나(150)는 인쇄회로기판(120)의 가장자리의 적어도 일부를 따라 이격되어 배치되되, 접지 금속(140)과 소정 거리로 이격될 수 있다. 안테나(150)가 접지 금속(140)과 접촉하면, 안테나(150)가 원하는 대역의 주파수 신호를 방사할 수 없으며, 안테나(150)의 성능이 저하될 수 있다. 이때, 안테나(150)는 접지 금속(140)의 일부를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 도3에서 도시하는 바와 같이, 안테나(150)는 접지 금속(140)을 'ㄷ'자 형상으로 둘러싸도록 형성될 수 있다. 이와 같이, 안테나(150)가 접지 금속(140)의 일부를 둘러싸도록 형성되는 경우, 안테나(150)와 접지 금속(140) 간의 커플링 효과로 인하여, 소정의 주파수 신호가 접지 금속(140)을 타고 넘어가게 되므로, 방사 성능을 더욱 개선할 수 있다. 도 3에서는 안테나(150)가 접지 금속(140)을 ㄷ자 형상으로 둘러싸는 경우만을 예시하고 있으나, 이로 제한되는 것은 아니며, ㄱ자, U자 등 다양한 형상으로 둘러쌀 수 있다. On the other hand, according to one embodiment of the present invention, the antenna 150 is spaced apart from each other along at least a portion of the edge of the printed circuit board 120, and may be spaced apart from the ground metal 140 by a predetermined distance. If the antenna 150 contacts the ground metal 140, the antenna 150 cannot radiate a frequency signal of a desired band, and the performance of the antenna 150 may deteriorate. At this time, the antenna 150 may be formed to surround a portion of the ground metal 140 . For example, as shown in FIG. 3, the antenna 150 may be formed to surround the ground metal 140 in a 'c' shape. As such, when the antenna 150 is formed to surround a portion of the ground metal 140, a predetermined frequency signal passes through the ground metal 140 due to a coupling effect between the antenna 150 and the ground metal 140. Since it rides over, the radiation performance can be further improved. Although FIG. 3 illustrates only the case where the antenna 150 surrounds the ground metal 140 in a U-shape, it is not limited thereto, and may be surrounded in various shapes such as a-shape and a U-shape.

도 6 내지 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 IoT용 플러그 장치의 실측 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio) 및 920MHz에서의 방사 패턴을 나타내고, 도 8 내지 9는 비교예에 따른 IoT용 플러그 장치의 실측 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio) 및 920MHz에서의 방사 패턴을 나타낸다. 비교예에 따른 IoT용 플러그 장치는 안테나를 제외하고는 본 발명의 한 실시예에 따른 IoT용 플러그 장치와 동일하게 제작되었으며, 비교예에 따른 IoT용 플러그 장치의 안테나는 인쇄회로기판의 하면에 배치되며, 소정 피치로 감긴 코일 형태의 안테나로 구성하였다. 6 and 7 show a measured voltage standing wave ratio (VSWR) and a radiation pattern at 920 MHz of a plug device for IoT according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 8 and 9 are actually measured for a plug device for IoT according to a comparative example. It shows the voltage standing wave ratio (VSWR) and the radiation pattern at 920 MHz. The IoT plug device according to the comparative example was manufactured in the same manner as the IoT plug device according to one embodiment of the present invention except for the antenna, and the antenna of the IoT plug device according to the comparative example was disposed on the lower surface of the printed circuit board. It is composed of an antenna in the form of a coil wound at a predetermined pitch.

도 6 내지 7을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 IoT용 플러그 장치는 920MHz 근처에서 리턴 로스(return loss) 값이 1.0에 매칭하는 구간이 존재하며, 방사 패턴이 고르게 나타남을 알 수 있다. 이에 반해, 도 8 내지 9를 참조하면, 도 6 내지 7에 비하여 리턴 로스 값이 1.0과 차이가 나며, 방사 패턴이 고르게 나타나지 않음을 알 수 있다. 6 and 7, it can be seen that in the plug device for IoT according to an embodiment of the present invention, there is a section in which the return loss value matches 1.0 near 920 MHz, and the radiation pattern appears evenly . On the other hand, referring to FIGS. 8 to 9 , it can be seen that the return loss value is different from 1.0 compared to FIGS. 6 to 7 and the radiation pattern is not evenly displayed.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will variously modify and change the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand that it can be done.

100: 플러그 장치
110: 하우징
120: 인쇄회로기판
130: 커버
140: 접지 금속
150: 안테나100: plug device
110: housing
120: printed circuit board
130: cover
140: ground metal
150: antenna

Claims

콘센트에 삽입되는 돌출부가 하면에 배치된 하우징,
상기 하우징의 내부에 수용되며, 상면에 전자 부품을 실장하는 인쇄회로기판,
상기 인쇄회로기판 상의 급전 패드 및 접지 패드와 연결되어 소정 주파수의 신호를 방사하는 안테나, 그리고
상기 인쇄회로기판의 상기 상면을 덮는 커버
를 포함하고,
상기 안테나는 상기 커버의 내벽의 형상으로 설계되고, 상기 인쇄회로기판의 상기 상면의 가장자리를 따라 상기 인쇄회로기판의 상기 상면으로부터 이격되어 배치되며, 상기 커버의 내벽에 고정되는 플러그 장치.A housing in which a protrusion inserted into an outlet is disposed on the lower surface,
A printed circuit board accommodated inside the housing and having electronic components mounted thereon;
An antenna connected to a power supply pad and a ground pad on the printed circuit board to radiate a signal of a predetermined frequency, and
A cover covering the upper surface of the printed circuit board
including,
The antenna is designed in the shape of the inner wall of the cover, is disposed along an edge of the upper surface of the printed circuit board and is spaced apart from the upper surface of the printed circuit board, and is fixed to the inner wall of the cover.

제1항에 있어서,
상기 하우징에 연결되며, 상기 커버를 향하는 방향으로 돌출되는 접지 금속을 더 포함하며,
상기 안테나는 상기 접지 금속과 소정 거리로 이격되는 플러그 장치.According to claim 1,
It is connected to the housing and further includes a ground metal protruding in a direction toward the cover,
The antenna is spaced apart from the ground metal by a predetermined distance.

제2항에 있어서,
상기 안테나는 상기 접지 금속의 일부를 둘러싸도록 형성되는 플러그 장치.According to claim 2,
The antenna is formed to surround a portion of the ground metal.

제3항에 있어서,
상기 안테나는 상기 접지 금속을 ㄷ자 형상으로 둘러싸도록 형성되는 플러그 장치.According to claim 3,
The antenna is a plug device formed to surround the ground metal in a U shape.

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제1항에 있어서,
상기 안테나는 반원 형상인 플러그 장치. According to claim 1,
The antenna is a plug device having a semicircular shape.

제1항에 있어서,
상기 안테나는 곡선 형태의 바(bar) 형상인 플러그 장치. According to claim 1,
The antenna is a plug device having a curved bar shape.

제1항에 있어서,
상기 안테나는 상기 급전 패드에 연결되는 제1 연결 단자 및 상기 접지 패드에 연결되는 제2 연결 단자를 포함하는 플러그 장치.According to claim 1,
The antenna includes a first connection terminal connected to the feed pad and a second connection terminal connected to the ground pad.

제9항에 있어서,
상기 접지 패드는 상기 인쇄회로기판 상의 인덕터와 연결되는 플러그 장치. According to claim 9,
The ground pad is a plug device connected to an inductor on the printed circuit board.

제1항에 있어서,
상기 안테나는 Z-wave용 안테나인 플러그 장치.According to claim 1,
The antenna is a plug device for Z-wave antenna.