KR20100060887A - 다중대역에서 동작하는 안테나 모듈 및 상기 안테나 모듈을포함하는 통신 시스템 - Google Patents

Abstract

다중대역에서 동작하는 통신 시스템이 개시된다. 상기 통신 시스템은 IC 칩을 포함하는 통신 모듈과, 상기 통신 모듈의 일 측에 전기적으로 접속되는 안테나 모듈을 포함한다. 상기 안테나 모듈은 제1유전체 기판상에 형성되며, 제1주파수 대역에서 공진하는 제1안테나와, 상기 제1유전체 기판의 일측 면에 접속되는 제2유전체 기판상에 형성되며, 상기 제1주파수 대역보다 높은 제2주파수 대역에서 공진하는 제2안테나를 포함할 수 있다.

무선주파수인식, 폴디드 다이폴 안테나, 미앤더

Description

다중대역에서 동작하는 안테나 모듈 및 상기 안테나 모듈을 포함하는 통신 시스템{Antanna module for operating multi band, and communication system for the same}

본 발명의 실시 예는 무선 통신 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다중대역에서 동작하는 안테나 모듈 및 상기 안테나 모듈을 포함하는 통신 시스템에 관한 것이다.

무선주파수인식(Radio Frequency IDentification)은 소형 마이크로칩을 내장한 RFID 태그(Tag 또는 Transponder)에 저장된 데이터를 무선주파수(RF; Radio Frequency)를 이용하여 대상을 식별할 수 있는 기술로서 비 접촉식 인식 시스템이다.

1980년대부터 등장한 이 시스템은 DSRC(dedicated short range communication; 전용 근거리 통신) 또는 무선식별시스템이라고도 한다.

현재 RFID 태그는 물류/유통, 자산추적, 보안등의 분야에 적용되고 있으며, 반도체 기술의 발달에 따라 RFID를 구현하기 위하여 객체에 부착되는 즉, 상기 객체의 정보가 입력되는 IC칩이 저가화됨으로써, 상기 객체 관리의 효율성과 경쟁력 을 극대화시켜줄 수 있는 기술로 부상하고 있다.

통신 시스템 예컨대, RFID 시스템은 RFID 리더(또는 인터그레이터라고도 한다), 안테나, 및 RFID 태그(또는 트랜스폰더라고도 한다)를 포함하며, 상기 RFID 태그는 ID 데이터를 기록해 두는 마이크로 칩과 상기 마이크로 칩의 구동을 위한 전력을 얻으면서 ID 데이터를 송수신하는 안테나로 구성되어 있다.

RFID 시스템은 저주파(125/134kHz), 고주파(13.56MHz), 극초단파(UHF, 433MHz, 860~960MHz), 및 마이크로파(2.4~2.45GHz)등의 다양한 주파수 대역에서 사용되고 있으며, 안테나가 부착될 사물의 특징이나 주위 환경에 따라 사용되는 주파수 대역이 결정된다. 안테나는 무선통신단말기의 가장 큰 부품 중에 하나로서, 주파수가 낮을수록 안테나의 길이가 길어진다.

최근 반도체 기술의 발달로 무선통신 단말기가 점점 소형화, 경량화됨에 따라 안테나 역시 작고 가벼운 것이 필요하게 되었다. 그러나 안테나를 단순히 작게만 만드는 경우, 상기 안테나의 통상 대역폭이나 이득이 감소함에 따라 방사 효율등 특성이 나빠져서 정상적인 동작이 어렵게 된다. 이러한 성능저하로 인해 단말기의 초소형, 초슬림화 구현의 어려움이 발생하였다. 이러한 문제로 인하여 다수의 주파수 대역에서 공진할 수 있는 소형화된 안테나에 대한 필요성이 제기되고 있다.

따라서 특성의 열화를 최소화하면서 소형화할 수 있는 안테나 모듈과 상기 안테나 모듈을 포함하는 통신 시스템이 요구된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 안테나 소자의 성능 저하없이 소형화된 안테나 모듈을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다수의 주파수 대역에서 동시에 동작할 수 있는 안테나 모듈을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자하는 과제는 단말기의 외형 및 동작 환경에 따라 최적화된 형태의 안테나 모듈을 제공함으로써, 단말기 내의 차지하는 공간과 불필요한 공간을 최소화하여 공간 활용도를 향상시킬 수 있는 통신 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 안테나 모듈은 제1안테나, 및 제2안테나를 포함한다. 상기 제1안테나는 제1유전체 기판상에 형성되며, 제1주파수 대역에서 공진하고, 상기 제2안테나는 상기 제1유전체 기판의 일측 면에 접속되는 제2유전체 기판상에 형성되며, 상기 제1주파수 대역보다 높은 제2주파수 대역에서 공진한다.

상기 안테나 모듈은 상기 제1유전체 기판의 타측 면에 접속되는 제3유전체 기판상에 형성되며, 상기 제1안테나의 신호와 상기 제2안테나의 신호를 급전하기 위한 다이플렉서를 더 포함할 수 있다.

상기 안테나 모듈은 상기 안테나 모듈의 일 측에 접속되는 반사판을 더 포함할 수 있다.

상기 제1유전체 기판과 상기 제2유전체 기판이 접속되는 각도는 가변적으로 조절될 수 있다.

상기 제1주파수 대역은 910MHz이고, 상기 제2주파수 대역은 2.4GHz일 수 있다.

상기 제1안테나와 상기 제2안테나 각각은 미앤더(Meander) 타입의 폴디드 다이폴 안테나(folded dipole antenna)로 구현될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템은 IC 칩을 포함하는 통신 모듈과, 상기 통신 모듈의 일 측에 전기적으로 접속되는 안테나 모듈을 포함한다. 상기 안테나 모듈은 제1유전체 기판상에 형성되며, 제1주파수 대역에서 공진하는 제1안테나와, 상기 제1유전체 기판의 일측 면에 접속되는 제2유전체 기판상에 형성되며, 상기 제1주파수 대역보다 높은 제2주파수 대역에서 공진하는 제2안테나를 포함할 수 있다.

상기 안테나 모듈은 상기 제1유전체 기판의 타측 면에 접속되는 제3유전체 기판상에 형성되며, 상기 제1안테나의 신호와 상기 제2안테나의 신호를 급전하기 위한 다이플렉서를 더 포함할 수 있다.

상기 안테나 모듈은 상기 통신 모듈의 그라운드를 반사판으로 사용할 수 있다.

상기 제1유전체 기판과 상기 제2유전체 기판이 접속되는 각도는 가변적으로 조절될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템은 IC 칩을 포함하는 통신 모듈 과, 상기 통신 모듈의 일 측면에 형성되는 안테나 모듈을 포함한다. 상기 안테나 모듈은 상기 통신 모듈의 기판상에 형성되며, 제1주파수 대역에서 공진하는 제1안테나와, 상기 통신 모듈의 기판상에 형성되며, 상기 제1주파수 대역보다 높은 제2주파수 대역에서 공진하는 제2안테나를 포함할 수 있다.

상기 안테나 모듈은 상기 통신 모듈의 기판상에 형성되며, 상기 제1안테나의 신호와 상기 제2안테나의 신호를 급전하기 위한 다이플렉서를 더 포함할 수 있다.

상기 안테나 모듈은 상기 통신 모듈의 그라운드를 반사판으로 사용할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 안테나 모듈은 서로 다른 동작 주파수에서 동작하는 적어도 두 개의 안테나를 하나의 형태로 결합하여 레이아웃 사이즈를 줄일 수 있으므로 상기 안테나 모듈을 소형화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 안테나는 단말기의 외형 및 동작 환경에 따라 적합한 형태로 설계되어 상기 단말기의 여유공간에 배치될 수 있으므로, 단말기의 외형을 해치지 않고 또한 상기 단말기 내의 불필요한 공간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 안테나는 안테나 모듈의 일 측을 반사판에 접속시킴으로써, 특정 방향에 대한 지향성을 갖게하여 상기 안테나 모듈의 인식 거리를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 모듈을 포함하는 통신 시스템의 개략적인 블록도를 나타낸다. 일반적으로 통신 시스템 예컨대, RFID 시스템(60)은 저주파(125/134kHz), 고주파(13.56MHz), 극초단파(UHF, 433MHz, 860~960MHz), 및 마이크로파(2.4~2.45GHz)등의 다양한 주파수 대역에서 사용될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 통신 시스템 예컨대, RFID 시스템(60)의 제1안테나가 제1주파수 대역 예컨대, UHF 대역에서 910MHz 주파수로 통신 동작을 수행하고, 제2안테나가 상기 제1주파수 대역보다 높은 제2주파수 대역 예컨대, 마이크로 대역에서 2.4GHz 주파수로 통신 동작을 수행하는 것을 일 예로 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1을 참조하면, 통신 시스템 예컨대, RFID 시스템(60)은 안테나 모듈(10)과 그라운드 및 반사판으로 사용되는 도체 판(55)을 포함한다.

안테나 모듈(10)은 제1주파수 대역에서 동작하는 제1안테나(도 2의 ANT1), 상기 제1주파수 대역보다 높은 제2주파수 대역에서 동작하는 제2안테나(도 2의 ANT2)를 포함하며, 다이플렉서(도 2의 41)와 같은 회로부를 더 포함할 수 있다.

제1안테나(ANT1)는 통신 칩, 예컨대 IC 칩(53)으로부터 출력되는 송신 신호를 제1주파수 대역 예컨대, 910MHz 주파수 대역을 통하여 외부로 송신하거나, 외부로부터 송신되는 수신 신호를 상기 제1주파수 대역을 통하여 수신할 수 있다.

제2안테나(ANT2)는 통신 칩, 예컨대 IC 칩(53)으로부터 출력되는 송신 신호를 상기 제1주파수 대역보다 높은 제2주파수 대역 예컨대, 2.4GHz 주파수 대역을 통하여 외부로 송신하거나, 외부로부터 송신되는 수신 신호를 제2주파수 대역을 통하여 수신할 수 있다.

제1안테나(ANT1)와 제2안테나(ANT2) 각각은 IC 칩(53)으로부터 급전되는 전류를 이용하여 송신 신호를 외부로 방사하거나, 외부로부터 송신되는 수신 신호를 IC 칩(53)으로 전송할 수 있다.

다이플렉서(41)는 칩이나 집중 소자등의 형태로 구현되며, 제1안테나(ANT1)와 제2안테나(ANT2) 각각에 전기적으로 접속되어 있다. 다이플렉서(41)는 제1안테나(ANT1)로 입력되는 제1수신신호와 제2안테나(ANT2)로 입력되는 제2수신신호를 제1주파수 대역의 신호와 제2주파수 대역의 신호로 분리하고, 분리된 신호들 각각을 IC 칩(53)으로 전송할 수 있다.

또한, 다이플렉서(41)는 IC 칩(53)으로부터 전송되는 송신신호를 주파수 스펙트럼이 중첩되지 않는 두 개의 주파수 대역 예컨대, 제1주파수 대역의 신호와 제2주파수 대역의 신호로 분리하고, 분리된 신호들 각각을 주파수 별로 신호 경로를 구분하여 제1안테나(ANT1)와 제2안테나(ANT2) 각각으로 출력할 수 있다.

그라운드와 반사판으로 사용되는 도체판(55) 상에는 IC 칩(53)과 RFID 시스 템에 사용되는 소자들이나 칩들을 설치하여 통신 모듈로 구현될 수 있다. 이 경우, 도체판(55) 상의 그라운드는 일반적으로 RFID 시스템(60)에 사용되는 소자들이나 IC 칩(53)의 그라운드로 동작하는 동시에 안테나 모듈(10)의 반사판으로 동작할 수 있다.

또한 그라운드의 상부에는 LCD와 같은 디스플레이와 같은 통신 시스템에 필요한 부품을 설치함으로써 도체판(55) 상부의 공간 활용도를 높일 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 RFID 시스템(60)는 별도의 반사판없이, 통신 모듈 기판상에 형성된 그라운드를 반사판으로 사용함으로써 RFID 시스템(60)의 레이아웃 면적을 줄일 수 있는 효과가 있다.

IC 칩(53)에는 RF송수신회로, 제어로직, 및 내부 메모리가 내장되어 있다. 이러한 제1안테나(ANNT1), 제2안테나(ANT2), 및 IC 칩(53)으로 이루어진 RFID 시스템(60)은 리더에서 전송되는 RF 신호 예컨대, 초고주파(UHF)대역의 신호를 반사하고, 또한 반사되는 RF신호에 메모리에 저장된 데이터에 따라 변조시켜 리더로 송신할 수 있다.

여기서, RF 송수신 회로는 제1안테나(ANT1)를 통해 수신되는 제1수신신호 또는 제2안테나(ANT2)를 통하여 수신되는 제2수신신호의 일부를 진폭이나 주파수 또는 위상을 변화시키는 펄스 폭 변조(PWM; Pulse Width Modulation), 진폭편이변조(ASK; Amplitude Shift Keying), 주파수변이변조(FSK; Frequency Shift Keying), 위상변조(PSK; Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature PSK), DPSK(Differential PSK), 및 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 등의 다양한 변조방식을 이용하여 고주파 신호로 변환할 수 있다.

또한, 제어 로직은 RF 송수신회로와 상기 내부 메모리 중에서 적어도 어느 하나의 동작을 제어함으로써, 내부 메모리에 저장된 데이터의 입출력 동작을 제어할 수 있다.

즉, 안테나 모듈(10)은 통신 모듈의 일 측에 전기적으로 접속되어, 제1안테나(ANT1)를 통해 입력되는 제1주파수 대역의 신호와 제2안테나(ANT2)를 통해 입력되는 제2주파수 대역의 신호는 다이플렉서(41)를 통과한 후 그라운드 위의 하나의 스트립 라인을 통해 IC 칩(53)에 전송할 수 있고, 또한 IC 칩(53)으로부터 출력되는 송신 신호를 다이플렉서(41)를 통과 한 후 각각의 동작 주파수에 따라 제1안테나(ANT1)와 제2안테나(ANT2) 각각으로 분리하여 입력할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈의 사시도를 나타내고, 도 3은 도 2에 도시된 안테나 모듈의 Ⅰ- Ⅰ'를 따라 절단한 단면도를 나타낸다. 도 2의 본 발명의 실시 예에 따른 제1안테나(ANT1)와 제2안테나(ANT2) 각각은 안테나의 길이를 줄여 소형화시키기 위하여 미앤더(Meander) 형태의 구조를 갖는 폴디드 다이폴 안테나(folded dipole antenna)로 구현된 것을 일 예로 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

도 2와 도 3를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈(10)는 제1안테나(ANT1)가 형성되는 제1유전체 기판(20), 제2안테나(ANT2)가 형성되는 제2유전체 기판(30), 제3유전체 기판(40), 및 제4유전체 기판(50)으로 구성된다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 모듈(10)은 다수의 유전체 기판(20, 30, 40, 및 50) 상에 하나의 안테나 모듈(10)로 구현될 수 있다.

제1 내지 제4유전체 기판들(20, 30, 40 및 50) 각각은 PCB 회로 기판 및 FPCB(Flexible Printed Circuit Board) 기판과 같은 비도전성의 재질로 이루어진 기판일 수 있다. 또한, PCB 회로 기판은 다수의 층들을 갖는 멀티 모듈 회로 보드로 구현될 수 있다.

제1안테나(ANT1)는 제1유전체 기판(20)의 상에 서로 다른 두 개의 극을 갖는 도선 예컨대, (+)신호를 처리하기 위한 제1패턴(21)과 (-)신호를 처리하기 위한 제2패턴(23)을 도체 패턴으로 형성하고, 상기 제1패턴(21)과 제2패턴(23) 각각의 전기적 길이에 해당하는 파장의 주파수 신호 즉, 제1주파수 대역의 신호에 대한 송수신을 수행할 수 있다. 또한, 제1유전체 기판(20) 상에는 제1패턴(21)의 신호와 제2패턴(23)의 신호를 급전하기 위한 급전부(25)가 더 형성될 수 있다. 이때, 제1안테나(ANT1)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1유전체 기판(20)의 상부에 형성되는 도체 패턴 예컨대, 제1패턴(21)과 제2패턴(23)과 상기 제1유전체 기판의 하부에 형성되는 도체 패턴 예컨대, 제1패턴과 제2패턴(23')을 포함할 수 있다.

제2유전체 기판(30)은 상기 제1유전체 기판(20)의 일 측면에 접속되고, 제2안테나(ANT2)는 제2유전체 기판(30)상에 서로 다른 두 개의 극을 갖는 도선 예컨대, (+)신호를 처리하기 위한 제3패턴(31)과 (-)신호를 처리하기 위한 제4패턴(33)을 도체 패턴으로 형성하고, 상기 제3패턴(31)과 제4패턴(33)의 전기적 길이에 해당하는 파장의 주파수 신호 즉, 제2주파수 대역의 신호에 대한 송수신을 수행할 수 있다. 또한, 제2유전체 기판(30) 상에는 제3패턴(31)의 신호와 제4패턴(31)의 신호 를 급전하기 위한 급전부(35)가 더 형성될 수 있다. 이때, 제2안테나(ANT2)는 도 3에 도시된 바와 같이 제2유전체 기판(20)의 상부에 형성되는 도체 패턴 예컨대, 제3패턴(31)과 제4패턴(33)과 상기 제2유전체 기판의 하부에 형성되는 도체 패턴 예컨대, 제3패턴과 제4패턴(33')을 포함할 수 있다.

일반적인 다이폴 안테나(dipole antenna)는 λ/2 기준으로 설계되기 때문에, 통신 주파수 대역의 주파수가 낮을수록 안테나 길이가 길어진다. 따라서, 제1주파수 대역에서 공진하는 제1안테나(ANT1)의 전기적 길이는 상기 제1주파수 대역보다 낮은 제2주파수 대역에서 공진하는 제2안테나(ANT2)의 전기적 길이보다 길다.

또한, 제1안테나(ANT1)와 제2안테나(ANT2) 각각이 폴디드 다이폴 안테나로 구현되는 경우, 동일한 길이에서 일반적인 다이폴 안테나보다 낮은 공진 주파수에서 동작하는 폴디드 다이폴 안테나의 경우, 굽혀진 횟수와 투사된 길이, 유전체의 높이 등이 안테나의 공진 주파수와 입력 임피던스에 영향을 미친다. 따라서 공진 주파수를 조절하기 위해서 안테나 모듈(10) 및 그라운드를 제외한 부분의 크기를 조절하여 주파수를 이동시킬 수 있고 제1안테나(ANT1)와 제2안테나(ANT2) 각각에 발룬(balun)을 설치하여 임피던스를 매칭할 수 있다.

제1유전체 기판(20)과 제2유전체 기판(30)이 접속되는 각도는 일정 범위(0도 내지 360도)에서 가변적으로 조절될 수 있다. 예컨대, 제1유전체 기판(20)과 제2유전체 기판(30)은 수직으로 접속될 수 있다.

제3유전체 기판(40)은 제1유전체 기판(20)의 타 측면에 접속되며, 제3유전체 기판(40)상에는 제1주파수 대역의 신호와 제2주파수 대역의 신호를 처리하기 위한 다이플렉서(41)와 급전부(43)가 형성될 수 있다.

제3유전체 기판(40)의 상부에는 안테나 모듈(10)의 다이플렉서와 IC 칩(53) 사이에 전송되는 신호를 입출력하기 위한 급전부(43)가 형성된다. 또한, 안테나 모듈(10)을 외부의 통신 모듈 기판 예컨대, 도체판(55) 상에 장착하기 위한 본딩패드(미도시)가 더 형성될수 있다.

또한, 제3유전체 기판(40)의 하부에는 제1주파수 대역의 신호와 제2주파수 대역의 신호를 처리하기 위한 다이플렉서(41)가 구현될 수 있다. 다이플렉서(41)는 와이어나 납땜등에 의하여 제1안테나(ANT1)의 급전부(25)와 제2안테나(ANT2)의 급전부(35) 각각에 전기적으로 접속되어, 제1안테나(ANT1)를 통해 입력된 신호와 제2안테나(ANT2)를 통해 입력된 신호를 수신할 수 있다.

제4유전체 기판(50)은 제2유전체 기판(30)과 제3유전체 기판(40) 사이에 접속되고, 상기 제4유전체 기판(50)상에는 제2안테나(ANT2)를 통해 입력된 제2주파수 대역의 신호를 다이플렉서(41)로 전송하기 위한 전송선로가 형성될 수 있다.

제1 내지 제4유전체 기판들(20, 30, 40, 및 50) 각각의 측면에는 소정의 위치에 다수의 접합부들이 더 형성될 수 있다. 예컨대, 안테나 모듈(10)은 서로 대응하는 위치에 있는 다수의 접합부들 각각을 와이어나 납땜과 같은 방식을 사용하여 서로 결합함으로써 상기 제1 내지 제4유전체 기판들(20, 30, 40, 및 50) 각각을 서로 전기적으로 접속시킬수 있다.

그리고, 안테나 모듈(10)은 제3유전체 기판(40)상에 형성된 본딩 패드와 통신 모듈의 일측에 형성된 본딩패드를 와이어나 납땜과 같은 방법을 이용하여 결합 하여 안테나 모듈을 통신 모듈의 소정의 위치에 정착하여 상기 안테나 모듈(10)과 통신 모듈을 전기적으로 접속시킬 수 있다. 또한, 제3유전체 기판(40) 상에 본딩 패드 대신 커넥터와 같은 접속단자가 구비되는 경우, 안테나 모듈(10)은 착탈식으로 통신모듈에 삽입될 수 있다.

안테나 모듈(10)은 통신 모듈의 그라운드를 반사판으로서 사용할 수 있다. 이 경우, 안테나 모듈(10)은 통신 모듈의 그라운드 즉, 반사판에 전기적으로 접속됨으로써 IC 칩(53)으로부터 제1안테나(ANT1)와 제2안테나(ANT2)를 통하여 방사되는 신호의 세기를 증가시킬 수 있다.

일반적으로 다이폴 안테나는 무지향성 안테나로서 증폭도가 매우 낮고 특정한 방향없이 전방향으로 전파를 동일한 크기로 수신하고 방사함으로써 송수신되는 신호의 전력 세기가 약하다.

그러나, 본 발명의 실시 예에서는 전방향성을 갖는 복사특성을 갖는 안테나 모듈(10)의 일 측면에 반사판을 접속함으로써, 상기 반사판을 이용하여 안테나 모듈(10)로부터 방사되는 제1주파수 대역의 신호 및/또는 제2주파수 대역의 신호에 대해 특정방향으로 방사되는 신호 성분을 억제할 수 있다. 따라서, 안테나 모듈(10)은 특정방향 예컨대, 반사판에 접속되는 방향으로 방사되는 뒤쪽 성분의 방사량을 줄이고 앞쪽 성분의 방사량을 증가시킴으로써 지향성을 갖게함으로써 송신되는 신호의 세기를 증가시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 RFID 시스템(60)은 안테나 모듈(10)의 이득이 향상되어 IC 칩(53)으로부터 송출되는 송신신호의 세기를 증가함으로써 태그 와 리더간에 인식거리를 늘릴 수 있는 효과가 있다.

또한, 안테나 모듈(10)은 플라스틱과 같은 비 전도성 물질로 형성된 외피(57)로 둘러쌓일 수 있다.

제1 내지 제4 유전체 기판들(20, 30, 40, 및 50) 각각의 레이아웃 사이즈와 구조는 안테나 모듈(10)이 적용되는 단말기의 외형이나, 여유 공간, 동작환경에 따라 가변적으로 달라질 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 모듈(10)의 구조는 직사각형 형태로 이루어져 있으나, 단말기의 외형에 따라 그 형태 및 구조가 달라질 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 안테나 모듈을 포함하는 통신 시스템의 개략적인 블록도를 나타낸다. 도 4를 참조하면, 통신 시스템 예컨대, RFIE 시스템(70)은 안테나 모듈(80) 및 그라운드 및 반사판으로 사용되는 도체 판(55)을 포함한다. 도 4에 도시된 RFID 시스템(70)은 도 1의 RFID 시스템(60)와 동일한 구성 요소를 갖으며, 다만 구성 요소 각각을 하나의 PCB 기판상에 구현한 것이다.

안테나 모듈(80)은 하나의 유전체 기판(75)상에 형성되는 제1안테나(ANT1)와 제2안테나(ANT2)를 포함한다. 도체판(55)상에는 IC 칩(53)과 다이플렉서(41)와 같은 회로부가 구현된다. 이때, 안테나 모듈(80)이 구현된 유전체 기판(75)과 통신 모듈의 회로기판 즉, 도체판(55)는 하나의 PCB 기판으로 구현될 수 있다.

즉, 도 2의 안테나 모듈(10)의 구조를 도 4에 도시된 바와 같이 동일 평면상에 제1안테나(ANT1), 제2안테나(ANT2), IC 칩(53), 및 그라운드와 같은 반사판을 위치시켜 사용함으로써, 높은 이득을 갖는 동시에 얇은 형태를 갖는 안테나 모 듈(70)을 구현할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템(60과 70)은 종래의 폴디드 다이폴 안테나를 미앤더 형태로 만들어서 동일한 공진 주파수를 사용하는 통신 시스템에서 사용하던 패치 안테나나 다이폴 안테나 등에 비해 차지하는 공간을 줄이는 동시에 반사판을 사용함으로써 이전의 안테나들에 비해 높은 이득을 가져 모바일용으로서 높은 인식거리를 가질 수 있다. 또한 두 개의 서로 다른 공진 주파수로 동작하는 안테나를 다이플렉서와 함께 구성함으로써 다채널 통신 및 높은 데이터 전송률을 필요로 하는 모바일 통신 모듈을 구현할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 모듈(10 또는 80)은 서로 다른 동작 주파수에서 동작하는 두 개의 안테나를 하나의 형태로 결합하여 레이아웃 사이즈를 줄일 수 있으므로 상기 안테나 모듈을 소형화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 안테나는 단말기의 외형 및 동작 환경에 따라 적합한 형태로 설계되어 상기 단말기의 여유공간에 배치될 수 있으므로, 단말기의 외형을 해치지 않고 또한 상기 단말기 내의 불필요한 공간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 안테나는 안테나 모듈의 일 측을 반사판에 접속시킴으로써, 특정 방향에 대한 지향성을 갖게함으로써 상기 안테나 모듈의 인식 거리를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 모듈을 포함하는 통신 시스템의 개략적인 블록도를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈의 사시도를 나타낸다.

도 3은 도 2에 도시된 안테나 모듈의 Ⅰ- Ⅰ'에 따라 절단한 단면도를 나타낸다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 안테나 모듈을 포함하는 통신 시스템의 개략적인 블록도를 나타낸다.

Claims (13)

1. 제1유전체 기판 상에 형성되며, 제1주파수 대역에서 공진하는 제1안테나; 및

   상기 제1유전체 기판의 일측 면에 접속되는 제2유전체 기판상에 형성되며, 상기 제1주파수 대역보다 높은 제2주파수 대역에서 공진하는 제2안테나를 포함하는 안테나 모듈.
2. 제1항에 있어서, 상기 안테나 모듈은,

   상기 제1유전체 기판의 타측 면에 접속되는 제3유전체 기판상에 형성되며, 상기 제1안테나의 신호와 상기 제2안테나의 신호를 급전하기 위한 다이플렉서를 더 포함하는 안테나 모듈.
3. 제1항에 있어서, 상기 안테나 모듈은,

   상기 안테나 모듈의 일 측에 접속되는 반사판을 더 포함하는 안테나 모듈.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1유전체 기판과 상기 제2유전체 기판이 접속되는 각도는 가변적으로 조절되는 안테나 모듈.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1주파수 대역은 910MHz이고, 상기 제2주파수 대역은 2.4GHz인 안테나 모듈.
6. 제1항에 있어서, 상기 제1안테나와 상기 제2안테나 각각은 미앤더(Meander) 타입의 폴디드 다이폴 안테나(folded dipole antenna)로 구현되는 안테나 모듈.
7. IC 칩을 포함하는 통신 모듈; 및

   상기 통신 모듈의 일 측에 전기적으로 접속되는 안테나 모듈을 포함하며,

   상기 안테나 모듈은,

   제1유전체 기판 상에 형성되며, 제1주파수 대역에서 공진하는 제1안테나; 및

   상기 제1유전체 기판의 일측 면에 접속되는 제2유전체 기판상에 형성되며, 상기 제1주파수 대역보다 높은 제2주파수 대역에서 공진하는 제2안테나를 포함하는 통신 시스템.
8. 제7항에 있어서, 상기 안테나 모듈은,

   상기 제1유전체 기판의 타측 면에 접속되는 제3유전체 기판상에 형성되며, 상기 제1안테나의 신호와 상기 제2안테나의 신호를 급전하기 위한 다이플렉서를 더 포함하는 통신 시스템.
9. 제7항에 있어서, 상기 안테나 모듈은 상기 통신 모듈의 그라운드를 반사판으로 사용하는 통신 시스템.
10. 제7항에 있어서, 상기 제1유전체 기판과 상기 제2유전체 기판이 접속되는 각도는 가변적으로 조절되는 통신 시스템.
11. IC 칩을 포함하는 통신 모듈; 및

    상기 통신 모듈의 일 측면에 형성되는 안테나 모듈을 포함하며,

    상기 안테나 모듈은,

    상기 통신 모듈의 기판상에 형성되며, 제1주파수 대역에서 공진하는 제1안테나; 및

    상기 통신 모듈의 기판상에 형성되며, 상기 제1주파수 대역보다 높은 제2주파수 대역에서 공진하는 제2안테나를 포함하는 통신 시스템.
12. 제11항에 있어서, 상기 통신 모듈의 기판상에 형성되며, 상기 제1안테나의 신호와 상기 제2안테나의 신호를 급전하기 위한 다이플렉서를 더 포함하는 통신 시스템.
13. 제11항에 있어서, 상기 안테나 모듈은,

    상기 통신 모듈의 그라운드를 반사판으로 사용하는 통신 시스템.

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