KR102716599B1 - Antenna structure - Google Patents
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Abstract
안테나 구조체는 유전층 및 유전층 상에 형성되는 안테나 유닛을 포함한다. 안테나 유닛은 방사체, 방사체와 전기적으로 연결되고 유전층 상면에 평행한 제1 방향으로 연장하는 전송 선로, 및 유전층 상면에 평행하고 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 전송 선로와 이격되며 경사 측벽을 갖는 경사부를 포함하는 코-플래너 가이딩 패턴을 포함한다. 코-플래너 가이드 패턴의 경사 측벽 및 전송 선로 사이의 제2 방향으로 최단 거리를 X1으로 나타내며, 코-플래너 가이드 패턴의 경사 측벽 및 전송 선로 사이의 제2 방향으로 최장 거리를 X2로 나타낼 때, X2/X1은 3 내지 27이다.An antenna structure includes a dielectric layer and an antenna unit formed on the dielectric layer. The antenna unit includes a radiator, a transmission line electrically connected to the radiator and extending in a first direction parallel to an upper surface of the dielectric layer, and a co-planar guiding pattern including an inclined portion parallel to the upper surface of the dielectric layer and spaced apart from the transmission line in a second direction perpendicular to the first direction and having an inclined sidewall. When the shortest distance in the second direction between the inclined sidewall of the co-planar guide pattern and the transmission line is represented as X1, and the longest distance in the second direction between the inclined sidewall of the co-planar guide pattern and the transmission line is represented as X2, X2/X1 is 3 to 27.
Description
본 발명은 안테나 구조체에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 방사체 및 전송 선로를 포함하는 안테나 유닛을 포함하는 안테나 구조체에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna structure. More specifically, it relates to an antenna structure including an antenna unit including a radiator and a transmission line.
최근 정보 통신 기술이 발전함에 따라 와이 파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth) 등과 같은 무선 통신 기술이 화상 표시 장치, 전자 기기, 건축물 등에 적용 혹은 내장되고 있다.With the recent advancement of information and communication technology, wireless communication technologies such as Wi-Fi and Bluetooth are being applied or built into display devices, electronic devices, buildings, etc.
또한, 최근 이동통신 기술이 진화하면서, 예를 들면, 고주파 혹은 초고주파 대역의 통신을 수행하기 위한 안테나가 버스, 지하철 등의 대중 교통, 건축 구조물, 각종 모바일 기기 등에 적용되고 있다.In addition, as mobile communication technology has evolved recently, antennas for performing high-frequency or ultra-high-frequency communication are being applied to public transportation such as buses and subways, building structures, and various mobile devices.
예를 들면, 상기 모바일 기기에 서로 다른 통신 기능이 내장됨에 따라, 하나의 안테나 소자를 통해서 복수의 주파수 대역에서의 방사 특성 구현이 필요할 수 있다. 이 경우, 고주파 안테나 및 저주파 안테나가 하나의 안테나 소자 내에 포함될 수 있다.For example, since the mobile device may have different communication functions built into it, it may be necessary to implement radiation characteristics in multiple frequency bands through a single antenna element. In this case, a high-frequency antenna and a low-frequency antenna may be included in a single antenna element.
그러나, 서로 다른 주파수 대역의 방사체들이 인접하게 배치되는 경우 상이한 방사 특성, 임피던스 특성 등이 서로 충돌하여 교란될 수 있다. 로 다른 주파수 대역의 안테나들을 분리시켜 배치하는 경우, 안테나 배치를 위한 공간이 증가하여 안테나 기기가 적용되는 구조물의 공간 효율성, 심미적 특성을 저해할 수 있다. However, when radiators of different frequency bands are placed adjacently, different radiation characteristics, impedance characteristics, etc. may collide and be disturbed. When antennas of different frequency bands are placed separately, the space for antenna placement increases, which may hinder the space efficiency and aesthetic characteristics of the structure to which the antenna device is applied.
예를 들면, 한국공개특허 제2019-0009232호는 디스플레이 패널에 일체화된 안테나 모듈을 개시하고 있다. 그러나, 방사 신뢰성이 향상된 광대역 안테나에 대해서는 개시하고 있지 않다.For example, Korean Patent Publication No. 2019-0009232 discloses an antenna module integrated into a display panel. However, it does not disclose a wideband antenna with improved radiation reliability.
본 발명의 일 과제는 향상된 방사 특성 및 방사 신뢰성을 갖는 안테나 구조체를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an antenna structure having improved radiation characteristics and radiation reliability.
1. 유전층; 및 상기 유전층 상에 형성되는 안테나 유닛을 포함하고, 상기 안테나 유닛은, 방사체; 상기 방사체와 전기적으로 연결되고 상기 유전층 상면에 평행한 제1 방향으로 연장하는 전송 선로; 및 상기 유전층 상면에 평행하고 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 상기 전송 선로와 이격되며, 경사 측벽을 갖는 경사부를 포함하는 코-플래너 가이딩 패턴을 포함하고, 1. A dielectric layer; and an antenna unit formed on the dielectric layer, the antenna unit including: a radiator; a transmission line electrically connected to the radiator and extending in a first direction parallel to an upper surface of the dielectric layer; and a co-planar guiding pattern including an inclined portion having an inclined side wall spaced apart from the transmission line in a second direction parallel to an upper surface of the dielectric layer and perpendicular to the first direction.
상기 코-플래너 가이드 패턴의 상기 경사 측벽 및 상기 전송 선로 사이의 상기 제2 방향으로 최단 거리를 X1으로 나타내며, 상기 코-플래너 가이드 패턴의 상기 경사 측벽 및 상기 전송 선로 사이의 상기 제2 방향으로 최장 거리를 X2로 나타낼 때, X2/X1은 3 내지 27인, 안테나 구조체.An antenna structure, wherein when the shortest distance in the second direction between the inclined sidewall of the co-planar guide pattern and the transmission line is represented as X1, and the longest distance in the second direction between the inclined sidewall of the co-planar guide pattern and the transmission line is represented as X2, X2/X1 is 3 to 27.
2. 위 1에 있어서, 상기 경사부에서 상기 코-플래너 가이딩 패턴 및 상기 전송 선로 사이의 상기 제2 방향으로 거리는 상기 방사체와 근접할수록 점진적으로 증가하는, 안테나 구조체.2. An antenna structure in the above 1, wherein the distance in the second direction between the co-planar guiding pattern and the transmission line in the inclined section gradually increases as it approaches the radiator.
3. 위 2에 있어서, 상기 코-플래너 가이드 패턴은 상기 경사부와 연결되며 상기 제1 방향과 평행한 수직 측벽을 가지며, 상기 경사부보다 상기 방사체에 인접한 제1 수직부를 더 포함하는, 안테나 구조체.3. An antenna structure according to claim 2, wherein the co-planar guide pattern is connected to the inclined portion and has a vertical side wall parallel to the first direction, and further includes a first vertical portion adjacent to the radiator than the inclined portion.
4. 위 3에 있어서, 상기 코-플래너 가이드 패턴은 상기 경사부와 연결되며 상기 제1 방향과 평행한 수직 측벽을 갖는 제2 수직부를 더 포함하고, 상기 경사부는 상기 제1 수직부 및 상기 제2 수직부 사이에 위치한, 안테나 구조체.4. In the above 3, the co-planar guide pattern further includes a second vertical portion having a vertical side wall parallel to the first direction and connected to the inclined portion, the inclined portion being located between the first vertical portion and the second vertical portion.
5. 위 1에 있어서, 상기 코-플래너 가이드 패턴 중 상기 X1이 유지되는 구간의 상기 제1 방향으로의 길이를 D1으로 나타내고, 상기 경사부의 상기 제1 방향으로의 길이를 Dt로 나타낼 때, Dt/D1은 1 미만인, 안테나 구조체.5. An antenna structure in which, in the above 1, the length of the section in which the X1 among the co-planar guide patterns is maintained in the first direction is represented as D1, and the length of the inclined portion in the first direction is represented as Dt, wherein Dt/D1 is less than 1.
6. 위 5에 있어서, Dt/D1은 0.1 내지 0.8인, 안테나 구조체.6. An antenna structure in the above 5, wherein Dt/D1 is 0.1 to 0.8.
7. 위 1에 있어서, 상기 코-플래너 가이드 패턴 중 X1이 유지되는 구간의 상기 제1 방향으로의 길이를 D1으로 나타내고, X2가 유지되는 구간의 길이를 D2로 나타낼 때, D2/D1은 1.5 이하인, 안테나 구조체.7. An antenna structure in which, in the above 1, the length of the section in the first direction in which X1 is maintained is represented as D1, and the length of the section in which X2 is maintained is represented as D2, wherein D2/D1 is 1.5 or less.
8. 위 7에 있어서, D2/D1은 0.1 내지 1인, 안테나 구조체.8. An antenna structure in the above 7, wherein D2/D1 is 0.1 to 1.
9. 위 1에 있어서, 상기 전송 선로는 상기 제1 방향과 평행한 수직 측벽을 갖는 수직 선로부 및 상기 제1 방향에 대해 경사진 측벽을 갖는 경사 선로부를 포함하는, 안테나 구조체.9. An antenna structure according to the above 1, wherein the transmission line includes a vertical line section having a vertical side wall parallel to the first direction and an inclined line section having a side wall inclined with respect to the first direction.
10. 위 9에 있어서, X1은 상기 코-플래너 가이딩 패턴의 상기 경사부 및 상기 전송 선로의 상기 경사 선로부 사이의 최단 거리이며, X2는 상기 코-플래너 가이딩 패턴의 상기 경사부 및 상기 전송 선로의 상기 경사 선로부 사이의 최장 거리인, 안테나 구조체.10. In the above 9, X1 is the shortest distance between the inclined portion of the co-planar guiding pattern and the inclined line portion of the transmission line, and X2 is the longest distance between the inclined portion of the co-planar guiding pattern and the inclined line portion of the transmission line. An antenna structure.
11. 위 9에 있어서, 상기 수직 선로부는 제1 수직 선로부 및 제2 수직 선로부를 포함하며, 상기 제1 수직 선로부 및 상기 제2 수직 선로부 사이에 상기 경사 선로부가 위치한, 안테나 구조체.11. An antenna structure according to claim 9 above, wherein the vertical line section includes a first vertical line section and a second vertical line section, and the inclined line section is located between the first vertical line section and the second vertical line section.
12. 위 1에 있어서, 상기 전송 선로는 상기 제1 방향을 따라 일 직선으로 연장하는 바(bar) 형상을 갖는, 안테나 구조체.12. An antenna structure according to 1 above, wherein the transmission line has a bar shape extending in a straight line along the first direction.
13. 위 1에 있어서, 상기 방사체는 너비가 다른 복수의 방사부들을 포함하는, 안테나 구조체.13. An antenna structure according to the above 1, wherein the radiator includes a plurality of radiating parts having different widths.
14. 위 1에 있어서, 상기 코-플래너 가이딩 패턴에 의한 공진 주파수는 상기 방사체에서의 공진 주파수보다 큰, 안테나 구조체.14. An antenna structure in the above 1, wherein the resonant frequency by the co-planar guiding pattern is higher than the resonant frequency of the radiator.
15. 위 1에 있어서, 상기 코-플래너 가이드 패턴은 말단에 형성된 그라운드 패드를 더 포함하는, 안테나 구조체.15. An antenna structure according to the above 1, wherein the co-planar guide pattern further includes a ground pad formed at a terminal.
16. 위 15에 있어서, X1이 유지되는 구간은 상기 그라운드 패드를 포함하는, 안테나 구조체.16. In the above 15, the section where X1 is maintained is an antenna structure including the ground pad.
17. 위 1에 있어서, 상기 방사체는 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 구조체.17. In the above 1, the radiator is an antenna structure including a mesh structure.
18. 위 17에 있어서, 상기 방사체의 주변에 상기 방사체와 이격되어 배치된 더미 메쉬 패턴을 더 포함하는, 안테나 구조체.18. An antenna structure according to the above 17, further comprising a dummy mesh pattern arranged around the radiator and spaced apart from the radiator.
19. 위 1에 있어서, 중계 안테나로 제공되는, 안테나 구조체.19. An antenna structure provided as a relay antenna in the above 1.
본 발명의 실시예들에 따르는 안테나 소자에 포함된 안테나 유닛은 전송 선로 주변에 배치되며 경사 측변을 포함하는 코-플래너 가이딩 패턴을 포함할 수 있다. 상기 경사 측변을 도입하여 방사체에 대한 원하는 임피던스 매칭을 구현할 수 있다. 또한, 상기 경사 측변 및 전송 선로 사이의 이격 거리 조절을 통해 고주파 대역에서의 게인 특성을 향상시킬 수 있다.An antenna unit included in an antenna element according to embodiments of the present invention may include a co-planar guiding pattern that is arranged around a transmission line and includes an inclined side edge. By introducing the inclined side edge, a desired impedance matching for a radiator can be implemented. In addition, by adjusting the separation distance between the inclined side edge and the transmission line, the gain characteristics in a high frequency band can be improved.
일부 실시예들에 있어서, 상기 경사 측변이 포함된 구간 및 수직 측변 구간의 사이즈 조절을 통해 중간 주파수 대역에서의 게인 특성도 증진할 수 있다.In some embodiments, gain characteristics in the intermediate frequency band can also be improved by adjusting the sizes of the section including the slope side and the vertical side section.
일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 유닛에 포함되는 서로 사이즈가 다른 방사부들이 일체로 연결되어 하나의 방사체를 형성할 수 있다. 따라서, 하나의 방사체를 통해 순차적으로 공진 주파수 대역이 변화하는 멀티 밴드(multi-band) 안테나가 구현될 수 있다.In some embodiments, radiating parts of different sizes included in the antenna unit may be integrally connected to form a single radiator. Accordingly, a multi-band antenna in which the resonant frequency band changes sequentially may be implemented through a single radiator.
도 1 및 도 2는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도 및 단면도이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체의 전송 선로 주변의 구조를 나타내는 부분 확대 평면도이다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체의 전송 선로 및 코-플래너 가이딩 패턴을 나타내는 부분 확대 평면도이다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 부분 확대 평면도이다.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 7은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체가 중계 안테나로 적용된 예를 설명하는 도면이다.
도 9 및 도 10은 각각 비교예의 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도들이다.
도 11은 실시예 1 및 비교예들의 안테나 유닛을 사용하여 측정된 안테나 게인(dBi)의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.FIGS. 1 and 2 are schematic plan views and cross-sectional views, respectively, showing antenna structures according to exemplary embodiments.
FIG. 3 is a partial enlarged plan view showing the structure around a transmission line of an antenna structure according to exemplary embodiments.
FIG. 4 is a partial enlarged plan view showing a transmission line and a co-planar guiding pattern of an antenna structure according to exemplary embodiments.
FIG. 5 is a partial enlarged plan view illustrating an antenna structure according to some exemplary embodiments.
FIG. 6 is a schematic plan view illustrating an antenna structure according to some exemplary embodiments.
FIG. 7 is a schematic plan view illustrating an antenna structure according to some exemplary embodiments.
FIG. 8 is a drawing illustrating an example in which an antenna structure according to exemplary embodiments is applied as a relay antenna.
Figures 9 and 10 are schematic plan views each showing an antenna structure of a comparative example.
Figure 11 is a graph showing the simulation results of antenna gain (dBi) measured using the antenna units of Example 1 and Comparative Examples.
본 발명의 실시예들은 방사체, 전송 선로 및 코-플래너 가이딩 패턴을 포함하는 안테나 구조체를 제공한다.Embodiments of the present invention provide an antenna structure including a radiator, a transmission line, and a co-planar guiding pattern.
이하 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예들을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. However, the following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and together with the contents of the invention described above, serve to further understand the technical idea of the present invention, so the present invention should not be interpreted as being limited to matters described in such drawings.
도 1 및 도 2는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도 및 단면도이다. 설명의 편의를 위해, 도 2에서는 안테나 유닛(110)의 상세한 구성/구조는 생략되었다.FIG. 1 and FIG. 2 are schematic plan views and cross-sectional views, respectively, showing antenna structures according to exemplary embodiments. For convenience of explanation, detailed configuration/structure of the antenna unit (110) is omitted in FIG. 2.
도 1 및 도 2에서 유전층(105)의 상면에 평행하며 서로 수직한 두 방향을 제1 방향 및 제2 방향으로 정의한다. 예를 들면, 상기 제1 방향 및 제2 방향은 각각 안테나 구조체의 길이 방향 및 너비 방향일 수 있다. 상기 제1 방향 및 제2 방향은 각각 안테나 구조체의 수직 방향 및 수평 방향일 수 있다.In FIGS. 1 and 2, two directions that are parallel to the upper surface of the dielectric layer (105) and perpendicular to each other are defined as the first direction and the second direction. For example, the first direction and the second direction may be the length direction and the width direction of the antenna structure, respectively. The first direction and the second direction may be the vertical direction and the horizontal direction of the antenna structure, respectively.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 안테나 구조체는 유전층(105) 및 유전층(105) 상에 형성된 안테나 유닛(110)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the antenna structure may include a dielectric layer (105) and an antenna unit (110) formed on the dielectric layer (105).
유전층(105)은 예를 들면, 투명 수지 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 유전층(105)은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지; 우레탄계 또는 아크릴우레탄계 수지; 실리콘계 수지 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다. The dielectric layer (105) may include, for example, a transparent resin material. For example, the dielectric layer (105) may include, for example, a polyester resin such as polyethylene terephthalate, polyethylene isophthalate, polyethylene naphthalate, or polybutylene terephthalate; a cellulose resin such as diacetyl cellulose or triacetyl cellulose; a polycarbonate resin; an acrylic resin such as polymethyl (meth) acrylate or polyethyl (meth) acrylate; a styrene resin such as polystyrene or an acrylonitrile-styrene copolymer; a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, a polyolefin having a cyclo- or norbornene structure, or an ethylene-propylene copolymer; a vinyl chloride resin; an amide resin such as nylon or an aromatic polyamide; an imide resin; a polyethersulfone resin; a sulfone resin; a polyether ether ketone resin; a sulfated polyphenylene resin; a vinyl alcohol resin; It may include vinylidene chloride-based resin; vinyl butyral-based resin; allylate-based resin; polyoxymethylene-based resin; epoxy-based resin; urethane-based or acrylic urethane-based resin; silicone-based resin, etc. These may be used alone or in combination of two or more.
일부 실시예들에 있어서, 광학 투명 점착제(Optically clear Adhesive: OCA), 광학 투명 수지(Optically Clear Resin: OCR) 등과 같은 점접착 필름이 유전층(105)에 포함될 수 있다.In some embodiments, an adhesive film, such as an optically clear adhesive (OCA), an optically clear resin (OCR), or the like, may be included in the dielectric layer (105).
일부 실시예들에 있어서, 유전층(105)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 글래스 등과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. In some embodiments, the dielectric layer (105) may include an inorganic insulating material such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, glass, or the like.
일 실시예에 있어서, 유전층(105)은 실질적으로 단일 층으로 제공될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 유전층(105)은 적어도 2층 이상의 복층 구조를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 유전층(105)은 기재층 및 안테나 유전층을 포함할 수 있으며, 상기 기재층 및 상기 안테나 유전층 사이에 점접착층이 형성될 수도 있다.In one embodiment, the dielectric layer (105) may be provided as a substantially single layer. In one embodiment, the dielectric layer (105) may include a multilayer structure of at least two layers. For example, the dielectric layer (105) may include a substrate layer and an antenna dielectric layer, and a point-adhesive layer may be formed between the substrate layer and the antenna dielectric layer.
유전층(105)에 의해 안테나 유닛(110)에 대한 임피던스(impedance) 또는 인덕턴스(inductance)가 형성되어, 상기 안테나 구조체가 구동 혹은 센싱할 수 있는 주파수 대역이 조절될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 유전층(105)의 유전율은 약 1.5 내지 12 범위로 조절될 수 있다. 상기 유전율이 약 12를 초과하는 경우, 구동 주파수가 지나치게 감소하여 고주파 대역에서의 구동이 구현되지 않을 수 있다.An impedance or inductance for the antenna unit (110) is formed by the dielectric layer (105), so that a frequency band that the antenna structure can drive or sense can be adjusted. In some embodiments, the dielectric constant of the dielectric layer (105) can be adjusted to a range of about 1.5 to 12. When the dielectric constant exceeds about 12, the driving frequency may be excessively reduced, so that driving in a high-frequency band may not be implemented.
안테나 유닛(110)은 방사체(120) 및 방사체(120)와 전기적으로 연결된 전송 선로(130)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 방사체(120) 및 전송 선호(130)는 일체의 단일 부재로서 형성될 수 있다. 전송 선로(130)는 방사체(120)보다 작은 너비를 가지며 상기 제1 방향으로 연장할 수 있다. The antenna unit (110) may include a radiator (120) and a transmission line (130) electrically connected to the radiator (120). For example, the radiator (120) and the transmission line (130) may be formed as a single integral member. The transmission line (130) may have a width smaller than that of the radiator (120) and may extend in the first direction.
일부 실시예들에 있어서, 방사체(120)는 서로 크기가 다른 복수의 방사부들을 포함할 수 있다. 이에 따라, 하나의 방사체(120)를 이용하여 다중 대역의 신호 송수신이 수행되는 멀티 밴드(multi-band) 안테나가 구현될 수 있다.In some embodiments, the radiator (120) may include a plurality of radiating parts having different sizes. Accordingly, a multi-band antenna in which signal transmission and reception of multiple bands are performed using a single radiator (120) may be implemented.
일부 실시예들에 있어서, 상기 복수의 방사부들은 제1 방사부(122), 제2 방사부(124) 및 제3 방사부(126)를 포함할 수 있다. 평면 방향에서, 전송 선로(130)로부터 제3 방사부(126), 제2 방사부(124) 및 제1 방사부(122)가 순차적으로 배치될 수 있다. 제3 방사부(126), 제2 방사부(124) 및 제1 방사부(122)는 순차적으로 증가하는 너비를 가질 수 있다.In some embodiments, the plurality of radiating portions may include a first radiating portion (122), a second radiating portion (124), and a third radiating portion (126). In a planar direction, the third radiating portion (126), the second radiating portion (124), and the first radiating portion (122) may be sequentially arranged from the transmission line (130). The third radiating portion (126), the second radiating portion (124), and the first radiating portion (122) may have widths that sequentially increase.
도 1에 도시된 바와 같이, 제3 방사부(126), 제2 방사부(124) 및 제1 방사부(122)의 너비는 단계적으로 증가할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제3 방사부(126), 제2 방사부(124) 및 제1 방사부(122)의 면적은 단계적으로 증가할 수 있다.As illustrated in FIG. 1, the widths of the third radiating portion (126), the second radiating portion (124), and the first radiating portion (122) may increase stepwise. In some embodiments, the areas of the third radiating portion (126), the second radiating portion (124), and the first radiating portion (122) may increase stepwise.
제1 방사부(122)는 평면 방향에서 전송 선로(130)로부터 상기 제1 방향으로 최상부 혹은 최외곽 방사부에 해당될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 방사부(122)는 방사체(120) 혹은 안테나 유닛(110)의 저주파 방사체로 제공될 수 있다. The first radiating portion (122) may correspond to the uppermost or outermost radiating portion in the first direction from the transmission line (130) in the plane direction. According to exemplary embodiments, the first radiating portion (122) may be provided as a low-frequency radiator of the radiator (120) or the antenna unit (110).
예를 들면, 제1 방사부(122)로부터 안테나 유닛(110)에서 획득되는 최저주파 대역의 방사가 구현될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 방사부(122)의 공진 주파수는 약 0.1 내지 1.5 GHz 범위일 수 있다.For example, radiation of the lowest frequency band obtained from the antenna unit (110) from the first radiating portion (122) can be implemented. In one embodiment, the resonant frequency of the first radiating portion (122) can be in the range of about 0.1 to 1.5 GHz.
예를 들면, 제1 방사부(122)로부터 제1 LTE 밴드에 해당하는 방사 대역이 획득될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 방사부(122)의 공진 주파수는 0.5 내지 1 GHz, 또는 0.6 내지 1 GHz 범위일 수 있다.For example, a radiation band corresponding to the first LTE band can be obtained from the first radiating unit (122). In one embodiment, the resonant frequency of the first radiating unit (122) can be in the range of 0.5 to 1 GHz, or 0.6 to 1 GHz.
제2 방사부(124)는 방사체(120) 혹은 안테나 유닛(110)의 제1 중간 대역 방사체로 제공될 수 있다. 예를 들면, 제2 방사부(124)의 평균 공진 주파수는 제1 방사부(122)의 평균 공진 주파수보다 클 수 있다. 예를 들면, 제2 방사부(124)의 공진 주파수는 약 1.5 내지 2.5 GHz 범위일 수 있다.The second radiating portion (124) may be provided as a first intermediate band radiator of the radiator (120) or the antenna unit (110). For example, the average resonant frequency of the second radiating portion (124) may be greater than the average resonant frequency of the first radiating portion (122). For example, the resonant frequency of the second radiating portion (124) may be in a range of about 1.5 to 2.5 GHz.
일 실시예에 있어서, 제2 방사부(124)로부터 제2 LTE 밴드에 해당하는 방사 대역이 획득될 수 있다. 예를 들면, 제2 방사부(124)의 공진 주파수는 1.5 내지 2.0 GHz 범위 또는 1.6 내지 2.0 GHz 범위일 수 있다. 상기 제2 LTE 밴드는 상기 제1 LTE 밴드보다 클 수 있다. In one embodiment, a radiation band corresponding to a second LTE band can be obtained from the second radiating unit (124). For example, the resonant frequency of the second radiating unit (124) can be in a range of 1.5 to 2.0 GHz or a range of 1.6 to 2.0 GHz. The second LTE band can be larger than the first LTE band.
일부 실시예들에 있어서, 제1 방사부(122) 및 제2 방사부(124)의 경계에 제1 리세스(R1)가 형성될 수 있다. 리세스 형태의 경계부가 형성됨에 따라, 제1 방사부(122) 및 제2 방사부(124)의 독립적 방사 특성이 증진될 수 있다. 예를 들면, 제1 방사부(122)에서의 상술한 저주파 대역 방사 및 제2 방사부(124)에서의 제1 중간 대역 방사가 서로 간섭/교란되는 것을 방지할 수 있다.In some embodiments, a first recess (R1) may be formed at a boundary between the first radiating portion (122) and the second radiating portion (124). As the boundary in the form of a recess is formed, independent radiation characteristics of the first radiating portion (122) and the second radiating portion (124) may be enhanced. For example, the above-described low-frequency band radiation from the first radiating portion (122) and the first intermediate band radiation from the second radiating portion (124) may be prevented from interfering/disturbing with each other.
제3 방사부(126)는 제2 중간 대역 방사체로 제공될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제3 방사부(126)의 공진 주파수는 제2 방사부(124)의 공진 주파수보다 클 수 있다. The third radiator (126) may be provided as a second intermediate band radiator. According to exemplary embodiments, the resonant frequency of the third radiator (126) may be greater than the resonant frequency of the second radiator (124).
예를 들면, 제3 방사부(126)의 공진 주파수는 약 2.0 내지 3.0 GHz 범위일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제3 방사부(126)는 상기 제2 LTE 밴드 및 와이-파이(Wi-Fi) 대역의 전이 대역의 방사체를 제공할 수 있다. 예를 들면, 제3 방사부(126)의 공진 주파수는 약 2.2 내지 2.7 GHz 범위일 수 있다.For example, the resonant frequency of the third radiator (126) may be in the range of about 2.0 to 3.0 GHz. In one embodiment, the third radiator (126) may provide a radiator of a transition band between the second LTE band and the Wi-Fi band. For example, the resonant frequency of the third radiator (126) may be in the range of about 2.2 to 2.7 GHz.
예를 들면, 제3 방사부(126)의 공진 주파수 범위는 제2 방사부(124)의 공진 주파수 범위와 일부 중첩될 수 있다. 이에 따라, 제2 방사부(124) 및 제3 방사부(126)의 일체 구조를 통해 LTE 대역에서의 커버리지(coverage)를 증진시킬 수 있다.For example, the resonant frequency range of the third radiating unit (126) may partially overlap with the resonant frequency range of the second radiating unit (124). Accordingly, coverage in the LTE band can be enhanced through the integral structure of the second radiating unit (124) and the third radiating unit (126).
상술한 바와 같이, 제3 방사부(126)는 제1 방사부(122) 및 제2 방사부(124)보다 작은 너비 또는 면적을 가질 수 있다.As described above, the third radiating portion (126) may have a smaller width or area than the first radiating portion (122) and the second radiating portion (124).
일부 실시예들에 있어서, 제2 방사부(124) 및 제3 방사부(126)의 경계에 제2 리세스(R2)가 형성될 수 있다. 제2 리세스(R2)에 의해 제3 방사부(126)를 통한 방사의 독립성, 신뢰성이 향상될 수 있다.In some embodiments, a second recess (R2) may be formed at the boundary between the second radiating portion (124) and the third radiating portion (126). The independence and reliability of radiation through the third radiating portion (126) may be improved by the second recess (R2).
일부 실시예들에 있어서, 전송 선로(130)는 제3 방사부(126)와 직접 연결될 수 있다. 제3 방사부(126)는 평면방향에서 안테나 유닛(110)의 최내측 방사체로 제공될 수 있다.In some embodiments, the transmission line (130) may be directly connected to the third radiator (126). The third radiator (126) may be provided as the innermost radiator of the antenna unit (110) in the planar direction.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 방사부(122), 제2 방사부(124) 및 제3 방사부(126)는 각각 직사각형 패턴으로 형성될 수 있다. 그러나, 제1 방사부(122), 제2 방사부(124) 및 제3 방사부(126) 형상은 도 1에 도시된 형상으로 제한되는 것은 아니며, 안테나 유닛(130)의 전체 사이즈, 방사 효율 등을 고려하여 적절히 변경될 수 있다.As illustrated in FIG. 1, the first radiating portion (122), the second radiating portion (124), and the third radiating portion (126) may each be formed in a rectangular pattern. However, the shapes of the first radiating portion (122), the second radiating portion (124), and the third radiating portion (126) are not limited to the shapes illustrated in FIG. 1, and may be appropriately changed in consideration of the overall size of the antenna unit (130), radiation efficiency, etc.
일부 실시예들에 있어서, 제1 방사부(122), 제2 방사부(124) 및 제3 방사부(126)는 계단 형상으로 배열될 수 있다. 이에 따라, 각 구동 방사부의 구동 주파수 대역의 독립성이 향상될 수 있다.In some embodiments, the first radiating portion (122), the second radiating portion (124), and the third radiating portion (126) may be arranged in a step shape. Accordingly, the independence of the driving frequency band of each driving radiating portion may be improved.
일부 실시예들에 있어서, 방사부들(122, 124, 126)의 각 측변들은 상기 제1 방향으로 연장하는 수직선 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 방사부들(122, 124, 126)의 각 측변들은 전송 선로(130)의 연장 방향과 실질적으로 평행할 수 있다.In some embodiments, each side of the radiating portions (122, 124, 126) may have a vertical line shape extending in the first direction. For example, each side of the radiating portions (122, 124, 126) may be substantially parallel to the extending direction of the transmission line (130).
따라서, 전송 선로(130) 및 방사체(120) 사이의 임피던스 변동을 억제하며 급전 효율을 증진시킬 수 있다. 또한, 방사부들(122, 124, 126)의 사이즈 혹은 너비 조절을 통해 각 방사부의 주파수 대역을 용이하게 조절할 수 있다.Accordingly, it is possible to suppress the impedance variation between the transmission line (130) and the radiator (120) and improve the power supply efficiency. In addition, the frequency band of each radiator can be easily adjusted by adjusting the size or width of the radiators (122, 124, 126).
일부 실시예들에 있어서, 제1 방사부(122)의 길이, 제2 방사부(124)의 길이 및 제3 방사부(126)의 길이는 서로 상이할 수 있다. 예를 들면, 제1 방사부(122)의 길이, 제2 방사부(124)의 길이 및 제3 방사부(126)의 길이는 순차적으로 감소할 수 있다. 상기 길이 조절을 통해, 방사부들의 주파수 대역 사이의 간격을 조절할 수 있다. In some embodiments, the length of the first radiating portion (122), the length of the second radiating portion (124), and the length of the third radiating portion (126) may be different from each other. For example, the length of the first radiating portion (122), the length of the second radiating portion (124), and the length of the third radiating portion (126) may be sequentially reduced. By adjusting the length, the interval between the frequency bands of the radiating portions may be adjusted.
예를 들면, 제1 방사부(122)의 구동 주파수 대역 및 제2 방사부(124)의 주파수 대역 사이의 간격이 증가되고, 제2 방사부(124)의 주파수 대역 및 제3 방사부(126)의 주파수 대역 사이의 간격이 넓어질 수 있다. 이에 따라, 상이한 주파수 대역들 사이의 간섭 및 교란을 방지하며, 주파수 대역들 사이의 분해능(resolution)이 향상될 수 있다.For example, the gap between the driving frequency band of the first radiating unit (122) and the frequency band of the second radiating unit (124) can be increased, and the gap between the frequency band of the second radiating unit (124) and the frequency band of the third radiating unit (126) can be widened. Accordingly, interference and disturbance between different frequency bands can be prevented, and the resolution between the frequency bands can be improved.
전송 선로(130)는 예를 들면, 구동 집적 회로(IC) 칩으로부터 구동 신호 또는 전력을 방사체(120)로 전달할 수 있다. 예를 들면, 전송 선로(130)의 일단부는 제3 방사부(126)와 물리적, 전기적으로 직접 연결되어 방사체(120)에 신호 및 전력을 전달할 수 있다. The transmission line (130) can transmit, for example, a driving signal or power from a driving integrated circuit (IC) chip to the radiator (120). For example, one end of the transmission line (130) can be physically and electrically directly connected to a third radiator (126) to transmit signals and power to the radiator (120).
전송 선로(130)의 타단부는 인쇄회로 기판(PCB) 또는 안테나 케이블을 통해 구동 IC 칩과 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 구동 IC 칩으로부터 방사체(120)로의 신호 전달 및 급전이 수행될 수 있다.The other end of the transmission line (130) can be electrically connected to the driving IC chip via a printed circuit board (PCB) or an antenna cable. Accordingly, signal transmission and power supply from the driving IC chip to the radiator (120) can be performed.
예시적인 실시예들에 따르면, 안테나 유닛(110)은 코-플래너 가이딩(co-planar guiding) 패턴(140)을 더 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 코-플래너 가이딩 패턴들(140)이 전송 선로(130)를 사이에 두고 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 한 쌍의 코-플래너 가이딩 패턴들(140)은 전송 선로(130)에 대해 서로 대칭일 수 있다.According to exemplary embodiments, the antenna unit (110) may further include a co-planar guiding pattern (140). As illustrated in FIG. 1, a pair of co-planar guiding patterns (140) may be arranged to face each other with a transmission line (130) therebetween. For example, the pair of co-planar guiding patterns (140) may be symmetrical with respect to the transmission line (130).
코-플래너 가이딩(co-planar guiding) 패턴(140)은 전송 선로(130)와 물리적, 전기적으로 분리될 수 있다. 이에 따라, 코-플래너 가이딩(co-planar guiding) 패턴(140)은 방사체(120)와도 물리적, 전기적으로 분리될 수 있다.The co-planar guiding pattern (140) can be physically and electrically separated from the transmission line (130). Accordingly, the co-planar guiding pattern (140) can also be physically and electrically separated from the radiator (120).
코-플래너 가이딩 패턴(140)은 전송 선로(130)를 샌드위치하여 방사체(120)로의 전계 형성을 촉진하며, 급전 효율을 증진할 수 있다. 또한, 코-플래너 가이딩 패턴(140)은 방사체(120) 및 전송 선로(130)과 동일 레벨에 배치되어, 전송 선로(130) 주변의 노이즈 및 간섭 신호를 차폐하는 배리어 구조물 혹은 그라운드 패턴으로 제공될 수 있다.The co-planar guiding pattern (140) sandwiches the transmission line (130) to promote electric field formation toward the radiator (120), thereby improving power supply efficiency. In addition, the co-planar guiding pattern (140) may be arranged at the same level as the radiator (120) and the transmission line (130), and may be provided as a barrier structure or ground pattern that shields noise and interference signals around the transmission line (130).
예시적인 실시예들에 따르면, 코-플래너 가이딩 패턴(140)은 전송 선로(130) 및/또는 방사체(120)와의 전계 커플링을 통해 방사 대역을 추가할 수 있다. 이에 따라, 코-플래너 가이드 패턴(140)은 안테나 유닛의 보조 방사체로 제공될 수 있다.According to exemplary embodiments, the co-planar guiding pattern (140) can add a radiation band through electric field coupling with the transmission line (130) and/or the radiator (120). Accordingly, the co-planar guiding pattern (140) can serve as an auxiliary radiator of the antenna unit.
코-플래너 가이딩 패턴(140)에 의해 고주파 방사가 추가될 수 있다. 예를 들면, 코-플래너 가이딩 패턴(140)에 의해 약 3.0 내지 6.0 GHz 범위의 고주파 방사가 추가될 수 있다.High frequency radiation can be added by the co-planar guiding pattern (140). For example, high frequency radiation in the range of about 3.0 to 6.0 GHz can be added by the co-planar guiding pattern (140).
일 실시예에 있어서, 코-플래너 가이딩 패턴(140)으로부터 Sub-6 5G에 해당하는 방사 대역이 획득될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 코-플래너 가이딩 패턴(140)의 공진 주파수는 약 3 내지 4 GHz, 또는 약 3.1 내지 3.8 GHz 범위를 포함할 수 있다.In one embodiment, a radiation band corresponding to Sub-6 5G can be obtained from the co-planar guiding pattern (140). In one embodiment, the resonant frequency of the co-planar guiding pattern (140) can include a range of about 3 to 4 GHz, or about 3.1 to 3.8 GHz.
후술하는 바와 같이, 코-플래너 가이딩 패턴(140)은 경사 측변을 포함하는 경사부(144)(도 3 참조)를 포함할 수 있다. 경사부(144)를 통해 고주파 방사가 추가적으로 확보될 수 있다. 예를 들면, 경사부(144) 및 전송 선로(130)의 전계 커플링을 통해 와이-파이 대역의 고주파 방사가 추가될 수 있다. 예를 들면, 경사부(144)를 통해 약 5 내지 6 GHz 범위의 고주파 와이-파이 대역이 추가될 수 있다.As described below, the co-planar guiding pattern (140) may include a sloped portion (144) (see FIG. 3) including a sloped side. Additional high-frequency radiation may be secured through the sloped portion (144). For example, high-frequency radiation in a Wi-Fi band may be added through electric field coupling of the sloped portion (144) and the transmission line (130). For example, a high-frequency Wi-Fi band in a range of about 5 to 6 GHz may be added through the sloped portion (144).
안테나 유닛(110)의 사이즈는 상술한 주파수 대역들을 고려하여 조절될 수 있다. 예를 들면, 방사체(120)의 크기/면적은 타겟 주파수 대역에 따라 조절될 수 있다. 예를 들면, 상기 방사체(120)의 면적을 전체적으로 작게 형성하여 구동 주파수 대역을 전체적으로 고주파 대역으로 쉬프트시킬 수도 있다. The size of the antenna unit (110) can be adjusted in consideration of the above-described frequency bands. For example, the size/area of the radiator (120) can be adjusted according to the target frequency band. For example, the area of the radiator (120) can be formed to be small overall, thereby shifting the driving frequency band to a high-frequency band overall.
상술한 바와 같이, 서로 다른 공진 주파수 범위를 갖는 복수의 방사부들이 하나의 안테나 유닛(110)에 포함되어 예를 들면, 멀티-밴드 안테나를 구현하면서도 공간 효율성이 향상될 수 있다. 안테나 유닛(110)으로부터 적어도 3개의 주파수 대역의 방사 특성이 구현될 수 있으며, 예를 들면 4개의 주파수 대역이 제공되는 쿼드러플(quadruple) 안테나가 제공될 수 있다.As described above, multiple radiating sections having different resonant frequency ranges can be included in one antenna unit (110), thereby realizing, for example, a multi-band antenna while improving space efficiency. Radiation characteristics of at least three frequency bands can be realized from the antenna unit (110), and for example, a quadruple antenna providing four frequency bands can be provided.
일부 실시예들에 있어서, 유전층(105) 상에 2 이상의 안테나 유닛들(110)이 배열되어 방사체 열 및/또는 방사체 행을 형성할 수 있다.In some embodiments, two or more antenna units (110) may be arranged on a dielectric layer (105) to form a radiator column and/or a radiator row.
일부 실시예들에 있어서, 전송 선로(130)의 말단 혹은 타단부에는 접속 패드(138)가 연결될 수 있다. 예를 들면, 접속 패드(138)는 전송 선로(130)의 말단에 일체로 형성되며, 전송 선로(130)에 일체의 부재로 포함될 수 있다.In some embodiments, a connection pad (138) may be connected to a terminal or other end of the transmission line (130). For example, the connection pad (138) may be integrally formed at the terminal of the transmission line (130) and may be included as an integral part of the transmission line (130).
접속 패드(138)는 인쇄 회로 기판(PCB)과 본딩되며, 인쇄 회로 기판(PCB)(150)과 전기적으로 연결 또는 인쇄 회로 기판(150) 상에 실장된 구동 IC 칩과 전기적으로 연결될 수 있다. The connection pad (138) is bonded to a printed circuit board (PCB) and may be electrically connected to the printed circuit board (PCB) (150) or electrically connected to a driving IC chip mounted on the printed circuit board (150).
일부 실시예들에 있어서, 코-플래너 가이딩 패턴(140)의 전송 선로(130)의 말단과 인접한 일단부에는 그라운드 패드(139)가 연결될 수 있다. 예를 들면, 그라운드 패드(139)는 코-플래너 가이딩 패턴(140)과 일체로 형성되며, 코-플래너 가이딩 패턴(140)에 일체의 부재로 포함될 수 있다.In some embodiments, a ground pad (139) may be connected to one end adjacent to the end of the transmission line (130) of the co-planar guiding pattern (140). For example, the ground pad (139) may be formed integrally with the co-planar guiding pattern (140), or may be included as an integral member of the co-planar guiding pattern (140).
도 1에 도시된 바와 같이, 접속 패드를(138) 사이에 두고 한 쌍의 그라운드 패드들(139)이 마주보도록 배치될 수 있다. 그라운드 패드(139)는 인쇄 회로 기판에 포함된 그라운드 층 혹은 그라운드 배선과 전기적으로 연결될 수 있다.As illustrated in Fig. 1, a pair of ground pads (139) may be arranged to face each other with a connection pad (138) therebetween. The ground pad (139) may be electrically connected to a ground layer or ground wiring included in a printed circuit board.
안테나 유닛(110)은 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 주석(Sn), 몰리브덴(Mo), 칼슘(Ca), 또는 이들 중 적어도 하나를 함유하는 합금을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다. The antenna unit (110) may include silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), aluminum (Al), platinum (Pt), palladium (Pd), chromium (Cr), titanium (Ti), tungsten (W), niobium (Nb), tantalum (Ta), vanadium (V), iron (Fe), manganese (Mn), cobalt (Co), nickel (Ni), zinc (Zn), tin (Sn), molybdenum (Mo), calcium (Ca), or an alloy containing at least one of these. These may be used alone or in combination of two or more thereof.
일 실시예에 있어서, 안테나 유닛(110)은 저저항 구현 및 미세 선폭 패터닝을 위해 은(Ag) 또는 은 합금(예를 들면, 은-팔라듐-구리(APC) 합금), 혹은 구리(Cu) 또는 구리 합금(예를 들면, 구리-칼슘(CuCa) 합금)을 포함할 수 있다.In one embodiment, the antenna unit (110) may include silver (Ag) or a silver alloy (e.g., a silver-palladium-copper (APC) alloy), or copper (Cu) or a copper alloy (e.g., a copper-calcium (CuCa) alloy) for low resistance implementation and fine linewidth patterning.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 유닛(110)은 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 인듐아연주석 산화물(ITZO), 아연 산화물(ZnOx)과 같은 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다. In some embodiments, the antenna unit (110) may include a transparent conductive oxide such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (ITZO), or zinc oxide (ZnOx).
일부 실시예들에 있어서, 안테나 유닛(110)은 투명 도전성 산화물 층 및 금속층의 적층 구조를 포함할 수 있으며, 예를 들면, 투명 도전성 산화물 층-금속층의 2층 구조, 또는 투명 도전성 산화물 층-금속층-투명 도전성 산화물 층의 3층 구조를 가질 수도 있다. 이 경우, 상기 금속층에 의해 플렉시블 특성이 향상되면서, 저항을 낮추어 신호 전달 속도가 향상될 수 있으며, 상기 투명 도전성 산화물 층에 의해 내부식성, 투명성이 향상될 수 있다.In some embodiments, the antenna unit (110) may include a laminated structure of a transparent conductive oxide layer and a metal layer, and may have, for example, a two-layer structure of a transparent conductive oxide layer-metal layer, or a three-layer structure of a transparent conductive oxide layer-metal layer-transparent conductive oxide layer. In this case, the flexible characteristic may be improved by the metal layer, while the resistance may be lowered, thereby improving the signal transmission speed, and the corrosion resistance and transparency may be improved by the transparent conductive oxide layer.
안테나 유닛(110)은 흑화 처리부를 포함할 수 있다. 이에 따라, 안테나 유닛(110) 표면에서의 반사율을 감소시켜, 광반사에 따른 패턴 시인을 감소시킬 수 있다.The antenna unit (110) may include a blackening treatment portion. Accordingly, the reflectivity on the surface of the antenna unit (110) may be reduced, thereby reducing pattern visibility due to light reflection.
일 실시예에 있어서, 안테나 유닛(110)에 포함된 금속층의 표면을 금속 산화물 또는 금속 황화물로 변환시켜, 흑화층을 형성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 안테나 유닛(110) 또는 상기 금속 층 상에 흑색 재료 코팅층, 또는 도금층과 같은 흑화층을 형성할 수 있다. 상기 흑색 재료 또는 도금층은 규소, 탄소, 구리, 몰리브덴, 주석, 크롬, 몰리브덴, 니켈, 코발트 또는 이들 중 적어도 하나를 함유하는 산화물, 황화물, 합금 등을 포함할 수 있다.In one embodiment, the surface of the metal layer included in the antenna unit (110) may be converted into a metal oxide or metal sulfide to form a blackening layer. In one embodiment, a blackening layer such as a black material coating layer or a plating layer may be formed on the antenna unit (110) or the metal layer. The black material or plating layer may include an oxide, sulfide, alloy, or the like containing silicon, carbon, copper, molybdenum, tin, chromium, molybdenum, nickel, cobalt, or at least one of these.
흑화층의 조성 및 두께는 반사율 저감 효과, 안테나 방사 특성을 고려하여 조절될 수 있다.The composition and thickness of the blackening layer can be adjusted considering the reflectivity reduction effect and antenna radiation characteristics.
상술한 예시적인 실시예들에 따르면, 안테나 유닛(110)으로부터 적어도 3개의 주파수 대역의 방사 특성이 구현될 수 있다.According to the exemplary embodiments described above, radiation characteristics of at least three frequency bands can be implemented from the antenna unit (110).
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체의 전송 선로 주변의 구조를 나타내는 부분 확대 평면도이다. 도 4는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체의 전송 선로 및 코-플래너 가이딩 패턴을 나타내는 부분 확대 평면도이다. 설명의 편의를 위해 도 4에서는 한 쌍의 코-플래너 가이딩 패턴들 중 하나의 코-플래너 가이딩 패턴만이 도시되었다.FIG. 3 is a partial enlarged plan view showing a structure around a transmission line of an antenna structure according to exemplary embodiments. FIG. 4 is a partial enlarged plan view showing a transmission line and a co-planar guiding pattern of an antenna structure according to exemplary embodiments. For convenience of explanation, only one co-planar guiding pattern among a pair of co-planar guiding patterns is illustrated in FIG. 4.
도 3을 참조하면, 코-플래너 가이딩 패턴(140)은 경사 측벽(TS)을 포함하는 경사부(144)를 포함할 수 있다. 코-플래너 가이딩 패턴(140)은 상기 제1 방향으로 연장하는 수직 측벽(VS)을 갖는 수직부를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the co-planar guiding pattern (140) may include an inclined portion (144) including an inclined sidewall (TS). The co-planar guiding pattern (140) may include a vertical portion having a vertical sidewall (VS) extending in the first direction.
예시적인 실시예들에 따르면, 코-플래너 가이딩 패턴(140)은 평면 방향에서 방사체(120) 측의 상부에 형성된 제1 수직부(142)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 코-플래너 가이딩 패턴(140)은 평면 방향에서 접속 영역(CR) 측의 하부에 형성된 제2 수직부(146)을 더 포함할 수 있다.According to exemplary embodiments, the co-planar guiding pattern (140) may include a first vertical portion (142) formed on the upper side of the radiator (120) in the planar direction. In some embodiments, the co-planar guiding pattern (140) may further include a second vertical portion (146) formed on the lower side of the connection region (CR) in the planar direction.
접속 영역(CR)은 접속 패드(138) 및 그라운드 패드(139)가 배치되어 인쇄 회로 기판(150)과 본딩되는 영역을 포함할 수 있다. 예를 들면 , 접속 영역(CR)으로부터 상기 제1 방향을 따라 제2 수직부(146), 경사부(144) 및 제1 수직부(142)가 순차적으로 배치될 수 있다. 제2 수직부(146), 경사부(144) 및 제1 수직부(142)는 서로 일체로 연결된 단일 부재일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 수직부(146)는 생략될 수도 있다.The connection area (CR) may include an area where a connection pad (138) and a ground pad (139) are arranged and bonded to a printed circuit board (150). For example, a second vertical portion (146), an inclined portion (144), and a first vertical portion (142) may be sequentially arranged along the first direction from the connection area (CR). The second vertical portion (146), the inclined portion (144), and the first vertical portion (142) may be a single member that is integrally connected to each other. In one embodiment, the second vertical portion (146) may be omitted.
상술한 바와 같이, 한 쌍의 코-플래너 가이딩 패턴들(140)이 전송 선로(130)를 사이에 두고 서로 마주볼 수 있다. 한 쌍의 코-플래너 가이딩 패턴들(140)에 포함된 경사 측벽(TS)들은 서로 마주볼 수 있다.As described above, a pair of co-planar guiding patterns (140) may face each other with a transmission line (130) therebetween. The slanted side walls (TS) included in a pair of co-planar guiding patterns (140) may face each other.
예시적인 실시예들에 따르면, 전송 선로(130) 역시 수직 측벽을 포함할 수 있다. 예를 들면, 전송 선로(130)는 접속 패드(138)로부터 순차적으로 배치된 제2 수직 선로부(136), 경사 선로부(134) 및 제1 수직 선로부(132)를 포함할 수 있다.According to exemplary embodiments, the transmission line (130) may also include vertical sidewalls. For example, the transmission line (130) may include a second vertical line portion (136), an inclined line portion (134), and a first vertical line portion (132) sequentially arranged from the connection pad (138).
제1 및 제2 수직 선로부들(132, 136)은 상기 제1 방향으로 연장하는 수직 측벽을 가질 수 있다. 수직 선로부들(132, 136)의 수직 측벽들은 코-플래너 가이딩 패턴(140)에 포함된 수직 측벽(VS)과 상기 제2 방향으로 마주볼 수 있다.The first and second vertical line sections (132, 136) may have vertical side walls extending in the first direction. The vertical side walls of the vertical line sections (132, 136) may face a vertical side wall (VS) included in the co-planar guiding pattern (140) in the second direction.
경사 선로부(134)의 경사 측벽은 코-플래너 가이딩 패턴(140)에 포함된 경사 측벽(TS)과 상기 제2 방향으로 마주볼 수 있다. The inclined side wall of the inclined track section (134) can face the inclined side wall (TS) included in the co-planar guiding pattern (140) in the second direction.
도 4를 참조하면, 코-플래너 가이드 패턴(140)의 경사 측벽(TS) 및 전송 선로(130) 사이의 최단 거리(X1)(예를 들면, 상기 제2 방향 또는 수평 방향으로의 최단거리) 대비 코-플래너 가이드 패턴(140)의 경사 측벽(TS) 및 전송 선로(130) 사이의 최장 거리(X2)(예를 들면, 상기 제2 방향 또는 수평 방향으로의 최단거리)의 비율(X2/X1)은 3 내지 27일 수 있다.Referring to FIG. 4, a ratio (X2/X1) of a longest distance (X2) (e.g., a shortest distance in the second direction or horizontal direction) between the inclined sidewall (TS) of the co-planar guide pattern (140) and the transmission line (130) to a shortest distance (X1) (e.g., a shortest distance in the second direction or horizontal direction) between the inclined sidewall (TS) of the co-planar guide pattern (140) and the transmission line (130) may be 3 to 27.
상기 비율 범위에서, 예를 들면 5 GHz 내지 6 GHz 범위의 고주파 대역에서의 방사 추가 효과가 실질적으로 구현될 수 있으며, 상기 고주파 대역에서의 게인이 실질적으로 증가될 수 있다.In the above ratio range, for example, an additional radiation effect in a high frequency band of 5 GHz to 6 GHz can be practically implemented, and the gain in the high frequency band can be substantially increased.
예를 들면, 상기 비율(X2/X1)이 3 미만이거나 27을 초과하는 경우, 상기 고주파 대역에서의 게인이 지나치게 감소할 수 있다. 또한, 코-플래너 가이드 패턴(140) 및 전송 선로(130) 사이의 적정 너비 범위를 벗어나, 전송 선로(130) 및 방사체(120) 사이의 임피던스 매칭을 변동/교란시킬 수 있다.For example, if the ratio (X2/X1) is less than 3 or more than 27, the gain in the high frequency band may be excessively reduced. In addition, the impedance matching between the transmission line (130) and the radiator (120) may be varied/disturbed beyond the appropriate width range between the co-planar guide pattern (140) and the transmission line (130).
일 실시예에 있어서, 상기 임피던스 매칭 및 고주파 게인 증가를 함께 고려하여 상기 비율(X2/X1)은 3 내지 15, 또는 3 내지 10 범위로 조절될 수 있다.In one embodiment, the ratio (X2/X1) can be adjusted to a range of 3 to 15, or 3 to 10, taking into account both the impedance matching and the high-frequency gain increase.
도 4에 표시된 바와 같이, 최단 거리(X1)가 유지되는 구간의 길이(예를 들면, 상기 제1 방향 또는 수직 방향으로의 길이)는 D1으로 표시될 수 있다. 예를 들면, D1은 제2 수직부(146) 및 그라운드 패드(139)의 길이의 합과 실질적으로 동일할 수 있으며, 접속 패드(138) 및 제2 수직 선로부(136)의 길이의 합과 실질적으로 동일할 수 있다.As shown in FIG. 4, the length of the section (e.g., the length in the first direction or vertical direction) in which the shortest distance (X1) is maintained may be represented as D1. For example, D1 may be substantially equal to the sum of the lengths of the second vertical section (146) and the ground pad (139), and may be substantially equal to the sum of the lengths of the connection pad (138) and the second vertical line section (136).
경사 구간의 길이는 Dt로 표시될 수 있다. 예를 들면, Dt는 경사부(144)의 상기 제1 방향 또는 수직 방향으로의 길이와 실질적으로 동일할 수 있으며, 경사 선로부(134)의 길이와 실질적으로 동일할 수 있다.The length of the slope section may be represented as Dt. For example, Dt may be substantially equal to the length of the slope section (144) in the first direction or vertical direction, and may be substantially equal to the length of the slope line section (134).
최장 거리(X2)가 유지되는 구간의 길이(예를 들면, 상기 제1 방향 또는 수직 방향으로의 길이)는 D2로 표시될 수 있다. 예를 들면, D2는 제1 수직부(142)의 길이와 실질적으로 동일할 수 있으며, 제1 수직 선로부(132)의 길이와 실질적으로 동일할 수 있다.The length of the section (e.g., the length in the first direction or vertical direction) over which the longest distance (X2) is maintained may be represented as D2. For example, D2 may be substantially equal to the length of the first vertical section (142) and may be substantially equal to the length of the first vertical line section (132).
일부 실시예들에 있어서, 최단 거리(X1) 유지 구간의 길이(D1) 대비 경사 구간의 길이(Dt)의 비율(Dt/D1)은 1 미만일 수 있다. 바람직하게는, Dt/D1은 0.1 내지 0.8, 보다 바람직하게는 0.3 내지 0.8, 또는 0.4 내지 0.7일 수 있다.In some embodiments, the ratio (Dt/D1) of the length of the slope section (Dt) to the length (D1) of the shortest distance (X1) maintenance section can be less than 1. Preferably, Dt/D1 can be from 0.1 to 0.8, more preferably from 0.3 to 0.8, or from 0.4 to 0.7.
일부 실시예들에 있어서, 최단 거리(X1) 유지 구간의 길이(D1) 대비 최장 거리 유지 구간의 길이(D2)의 비율(D2/D1)은 1.5 이하일 수 있다. 바람직하게는, D2/D1은 0.1 내지 1, 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.8, 또는 0.1 내지 0.7일 수 있다.In some embodiments, the ratio (D2/D1) of the length (D2) of the longest distance maintenance interval to the length (D1) of the shortest distance maintenance interval (X1) may be 1.5 or less. Preferably, D2/D1 may be 0.1 to 1, more preferably 0.1 to 0.8, or 0.1 to 0.7.
상술한 구간 거리 비율의 범위에서, 중간 주파수 대역 및 고주파 대역 사이의 주파수 대역(예를 들면, 3 GHz 내지 4 GHz 범위)에서의 게인 값이 증진 또는 유지될 수 있다.Within the range of the above-described interval distance ratio, the gain value in a frequency band between the intermediate frequency band and the high frequency band (e.g., in the range of 3 GHz to 4 GHz) can be increased or maintained.
코-플래너 가이딩 패턴(140) 및 전송 선로(130)의 사이즈는 상술한 거리/길이 비율, 안테나 유닛(110)의 사이즈, 방사 효율성 등을 고려하여 조절될 수 있다.The size of the co-planar guiding pattern (140) and the transmission line (130) can be adjusted in consideration of the distance/length ratio described above, the size of the antenna unit (110), radiation efficiency, etc.
예를 들면, 코-플래너 가이딩 패턴(140)의 너비는 20mm 내지 40mm, 길이는 15 내지 35mm 범위에서 조절될 수 있다. 전송 선로(130)의 너비는 5 내지 15mm 범위에서 조절될 수 있다.For example, the width of the co-planar guiding pattern (140) can be adjusted in the range of 20 mm to 40 mm, and the length can be adjusted in the range of 15 to 35 mm. The width of the transmission line (130) can be adjusted in the range of 5 to 15 mm.
상술한 예시적인 실시예들에 따르면, 소정의 비율로 X1 유지 구간의 길이를 유지하여 방사체(120)로의 급전 집중 및 효율을 증진할 수 있다. 또한, 코-플래너 가이딩 패턴(140)에 경사부(144)를 도입하여 방사체(120) 방향으로 임피던스를 단계적 혹은 점진적으로 증가시킬 수 있다. According to the exemplary embodiments described above, the length of the X1 maintenance section can be maintained at a predetermined ratio to improve the power concentration and efficiency toward the radiator (120). In addition, by introducing a slope (144) to the co-planar guiding pattern (140), the impedance can be increased stepwise or gradually toward the radiator (120).
따라서, 상대적으로 낮은 임피던스를 갖는 인쇄 회로 기판(150) 및 높은 임피던스를 갖는 방사체(120) 사이의 임피던스의 급격한 변화를 억제하며 원하는 임피던스 매칭을 구현하며 급전 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Therefore, it is possible to suppress a sudden change in impedance between a printed circuit board (150) having relatively low impedance and a radiator (120) having high impedance, implement desired impedance matching, and improve power supply reliability.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 부분 확대 평면도이다.FIG. 5 is a partial enlarged plan view illustrating an antenna structure according to some exemplary embodiments.
도 5를 참조하면, 전송 선로(130)는 실질적으로 일직선으로 연장하는 바(bar) 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 전송 선로(130)는 경사 측벽을 포함하지 않으며 상기 제1 방향으로 연장하는 실질적으로 일정한 너비를 갖는 라인 패턴일 수 있다.Referring to FIG. 5, the transmission line (130) may have a bar shape that extends substantially in a straight line. For example, the transmission line (130) may be a line pattern that does not include an inclined side wall and has a substantially constant width extending in the first direction.
도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.FIG. 6 is a schematic plan view illustrating an antenna structure according to some exemplary embodiments.
도 6을 참조하면, 상기 안테나 구조체는 안테나 유닛(110) 주변에 배치된 더미 메쉬 패턴(150)을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 더미 메쉬 패턴(150)은 안테나 유닛(110)과 동일 레벨에서 분리 영역(155)을 통해 안테나 유닛(110)과 전기적, 물리적으로 분리될 수 있다.Referring to FIG. 6, the antenna structure may further include a dummy mesh pattern (150) arranged around the antenna unit (110). For example, the dummy mesh pattern (150) may be electrically and physically separated from the antenna unit (110) through a separation region (155) at the same level as the antenna unit (110).
예를 들면, 유전층(105) 상에 상술한 금속 또는 합금을 포함하는 도전층을 형성할 수 있다. 상기 도전층을 상술한 안테나 유닛(110)의 프로파일을 따라 식각하여 분리 영역(155)을 형성하면서, 메쉬 구조를 형성할 수 있다. 이에 따라, 분리 영역(155)에 의해 서로 이격된 안테나 유닛(110) 및 더미 메쉬 패턴(150)이 형성될 수 있다.For example, a conductive layer including the metal or alloy described above can be formed on the dielectric layer (105). The conductive layer can be etched along the profile of the antenna unit (110) described above to form a separation region (155), thereby forming a mesh structure. Accordingly, an antenna unit (110) and a dummy mesh pattern (150) spaced apart from each other by the separation region (155) can be formed.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 유닛(110) 역시 메쉬 구조를 공유할 수 있다. 이에 따라, 안테나 유닛(110)의 투과도가 향상되며, 더미 메쉬 패턴(150)이 분포함에 따라 안테나 유닛(110) 주변의 광학 특성이 균일화될 수 있다. 따라서, 안테나 유닛(110)이 시각적으로 인식되는 것을 방지할 수 있다.In some embodiments, the antenna unit (110) may also share a mesh structure. Accordingly, the transmittance of the antenna unit (110) is improved, and the optical characteristics around the antenna unit (110) may be uniformized as the dummy mesh pattern (150) is distributed. Accordingly, the antenna unit (110) may be prevented from being visually recognized.
일 실시예에 있어서, 안테나 유닛(110)은 전체적으로 상기 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 급전 효율성을 위해 전송 선로(130)의 적어도 일부(예를 들면, 접속 패드(138)) 및 코-플래너 가이딩 패턴(140)의 적어도 일부(예를 들면, 그라운드 패드(139))는 속이 찬(solid) 구조를 포함할 수 있다.In one embodiment, the antenna unit (110) may include the mesh structure as a whole. In one embodiment, for power supply efficiency, at least a portion of the transmission line (130) (e.g., the connection pad (138)) and at least a portion of the co-planar guiding pattern (140) (e.g., the ground pad (139)) may include a solid structure.
일 실시예에 있어서, 안테나 구조체는 후술하는 바와 같이 다양한 대상체에 적용될 수 있으며, 코-플래너 가이딩 패턴(140)이 대상체 중 사용자에게 시인되지 않는 영역에 배치되는 경우 코-플래너 가이딩 패턴(140)은 속이 찬 구조를 가질 수 있다. In one embodiment, the antenna structure can be applied to various objects as described below, and when the co-planar guiding pattern (140) is placed in an area of the object that is not visible to the user, the co-planar guiding pattern (140) can have a solid structure.
예를 들면, 안테나 구조체가 적용되는 대상체에서 안테나 유닛(110)이 사용자에게 시인되지 않는 영역에 배치되는 경우, 안테나 유닛(110)은 속이 찬 구조를 포함할 수 있다.For example, when the antenna unit (110) is placed in an area not visible to the user on the object to which the antenna structure is applied, the antenna unit (110) may include a solid structure.
더미 메쉬 패턴(150)은 내부에 메시 구조를 형성하는 교차하는 도전 라인들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 더미 메쉬 패턴(150)은 상기 도전 라인들이 절단된 분절 영역들을 포함할 수 있다. 이에 따라, 더미 메쉬 패턴(150)에 의해 안테나 유닛(110)에서의 방사 특성이 교란되는 것을 방지할 수 있다.The dummy mesh pattern (150) may include intersecting conductive lines forming a mesh structure therein. In some embodiments, the dummy mesh pattern (150) may include segmented regions where the conductive lines are cut. Accordingly, it is possible to prevent the radiation characteristics of the antenna unit (110) from being disturbed by the dummy mesh pattern (150).
도 7은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 평면도이다.FIG. 7 is a schematic plan view illustrating an antenna structure according to some exemplary embodiments.
도 7을 참조하면, 안테나 유닛(110)은 제1 유전층(105a) 및 제2 유전층(105b) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들면, 안테나 유닛(110)은 제1 및 제2 유전층들(105a, 105b) 사이에 샌드위치되거나 매립될 수 있다.Referring to FIG. 7, the antenna unit (110) may be placed between the first dielectric layer (105a) and the second dielectric layer (105b). For example, the antenna unit (110) may be sandwiched or embedded between the first and second dielectric layers (105a, 105b).
제1 및 제2 유전층들(105a, 105b)이 안테나 유닛(110)의 상부 및 하부에 배치됨에 따라, 안테나 유닛(110) 주변의 유전 및 방사 환경이 균일화될 수 있다. As the first and second dielectric layers (105a, 105b) are arranged on the upper and lower sides of the antenna unit (110), the dielectric and radiation environments around the antenna unit (110) can be uniformized.
일부 실시예들에 있어서, 제2 유전층(105b)은 안테나 유닛(110) 또는 안테나 구조체의 코팅층, 절연층 및/또는 보호필름으로 제공될 수도 있다.In some embodiments, the second dielectric layer (105b) may be provided as a coating layer, an insulating layer and/or a protective film of the antenna unit (110) or the antenna structure.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 구조체는 2 이상의 안테나 유닛들(110)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 복수의 안테나 유닛들(110)이 배열되어 어레이를 형성할 수 있다. 이에 따라, 안테나 구조체의 전체적인 게인이 증가될 수 있고, 다중 대역 방사를 충분히 구현할 수 있다.In some embodiments, the antenna structure may include two or more antenna units (110). For example, a plurality of antenna units (110) may be arranged to form an array. Accordingly, the overall gain of the antenna structure may be increased, and multi-band radiation may be sufficiently implemented.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 구조체를 나타내는 개략적인 도면들이다. FIG. 8 is a schematic drawing showing an antenna structure according to exemplary embodiments.
상술한 안테나 구조체는 버스, 지하철 등의 대중 교통의 창문, 건축물, 윈도우, 차량, 장식용 조형물, 안내용 표지판(예를 들면, 방향 표시판, 비상구 표시판, 비상등) 등과 같은 다양한 구조체, 대상체에 적용될 수 있으며, 예를 들면 중계 안테나 구조로 제공될 수 있다. 상기 중계 안테나 구조는 예를 들면, 중계기, 라우터, 스몰셀, 인터넷 공유기 등의 AP(Access Point) 등을 포함할 수 있다.The above-described antenna structure can be applied to various structures and objects, such as windows of public transportation such as buses and subways, buildings, windows, vehicles, decorative sculptures, guidance signs (e.g., directional signs, emergency exit signs, emergency lights), and the like, and can be provided as a relay antenna structure, for example. The relay antenna structure can include, for example, an AP (Access Point) such as a relay, a router, a small cell, an Internet sharing device, and the like.
예를 들면, 도 8은 안테나 구조체가 대상체(200)(예를 들면, 버스, 지하철 등의 대중 교통)에 부착된 라우터 형태를 나타내는 개략적인 도면이다.For example, FIG. 8 is a schematic drawing showing a router configuration in which an antenna structure is attached to a target object (200) (e.g., public transportation such as a bus or subway).
도 8을 참조하면, 안테나 구조체는 예를 들면, 대중 교통의 창문, 벽면 혹은 천장과 같은 건물 구조, 윈도우, 차량, 표지판 등에 고정될 수 있는 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 상술한 안테나 유닛(110)이 기판 내에 삽입되거나 부착될 수 있다.Referring to FIG. 8, the antenna structure may have a structure that can be fixed to, for example, a building structure such as a window, wall, or ceiling of a public transportation, a window, a vehicle, a sign, etc. For example, the antenna unit (110) described above may be inserted or attached into a substrate.
예를 들면, 기판은 도 1에 도시된 유전층(105)으로 제공되며, 도 7을 참조로 설명한 바와 같이, 제1 유전층(105a) 및 제2 유전층(105b)이 함께 기판으로 제공되며, 기판 내에 안테나 유닛(110)이 매립될 수 있다. 기판은 대중 교통의 창문, 건축물, 다양한 장식용 구조, 지시 표지판, 윈도우 등으로 제공될 수 있다.For example, the substrate is provided with a dielectric layer (105) as shown in FIG. 1, and as described with reference to FIG. 7, the first dielectric layer (105a) and the second dielectric layer (105b) are provided together as the substrate, and an antenna unit (110) can be embedded in the substrate. The substrate can be provided as a window of public transportation, a building, various decorative structures, an instruction sign, a window, etc.
일부 실시예들에 있어서, 상술한 안테나 구조체는 필름 형태로 기판 상에 부착될 수 있다.In some embodiments, the antenna structure described above may be attached to a substrate in the form of a film.
일부 실시예들에 있어서, 상술한 바와 같이, 안테나 유닛(110) 주변에는 더미 메쉬 패턴(150)이 형성되어, 안테나 유닛(110)이 시각적으로 인식되는 것을 감소 또는 방지할 수 있다. 안테나 유닛(110)의 적어도 일부 역시 메쉬 패턴 구조를 가질 수 있다.In some embodiments, as described above, a dummy mesh pattern (150) may be formed around the antenna unit (110) to reduce or prevent the antenna unit (110) from being visually recognized. At least a portion of the antenna unit (110) may also have a mesh pattern structure.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 유닛(110)은 접속 패드(138)를 통해 외부 회로 기판에 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 외부 회로 기판은 리지드(rigid) 기판 등을 포함하는 PCB(Printed Circuit Board) 기판일 수 있다.In some embodiments, the antenna unit (110) may be connected to an external circuit board via a connection pad (138). For example, the external circuit board may be a PCB (Printed Circuit Board) board including a rigid board or the like.
예를 들면, 이방성 도전 필름(ACF)과 같은 도전성 접합 구조물을 접속 패드(138) 및/또는 그라운드 패드(139)의 상에 부착시킨 후, 상기 외부 회로 기판의 본딩 영역을 상기 도전성 접합 구조물 상에 배치시킬 수 있다. 이후, 열 처리/가압 공정을 통해 상기 외부 회로 기판을 안테나 유닛(110)에 연결시킬 수 있다.For example, a conductive bonding structure, such as an anisotropic conductive film (ACF), may be attached onto the connection pad (138) and/or the ground pad (139), and then the bonding area of the external circuit board may be placed on the conductive bonding structure. Thereafter, the external circuit board may be connected to the antenna unit (110) through a heat treatment/pressure process.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 케이블이 상기 도전성 접합 구조물에 전기적으로 연결되어 안테나 유닛(110)의 접속 패드(138)로 전력을 공급할 수 있다.In some embodiments, an antenna cable may be electrically connected to the conductive bonding structure to supply power to the connection pad (138) of the antenna unit (110).
안테나 케이블은 예를 들면, 버스, 지하철 등의 대중 교통, 건물 내벽, 윈도우, 표지판 등의 대상체(200)에 매설되어 외부 전원, 집적 회로 칩 또는 집적 회로 기판과 결합될 수 있다. 이에 따라, 안테나 유닛(110)으로 급전이 수행되어 안테나 방사가 수행될 수 있다.The antenna cable may be buried in an object (200) such as a public transportation such as a bus or subway, an inner wall of a building, a window, a signboard, etc., and may be connected to an external power source, an integrated circuit chip, or an integrated circuit board. Accordingly, power may be supplied to the antenna unit (110) and antenna radiation may be performed.
도 8에 도시된 바와 같이, 상술한 안테나 유닛(110)은 대상체(200)(예를 들면, 버스, 지하철 등의 대중 교통의 창문)에 부착되어 예를 들면, 안테나 케이블을 통해 대중 교통 내의 공용 와이-파이 중계기와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 대중 교통 내에서 다중 대역의 무선 통신 네트워크가 구현될 수 있다.As illustrated in FIG. 8, the above-described antenna unit (110) may be attached to a target object (200) (e.g., a window of a public transportation such as a bus or subway) and may be electrically connected to a public Wi-Fi repeater within the public transportation, for example, via an antenna cable. Accordingly, a multi-band wireless communication network may be implemented within the public transportation.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구체적인 실시예 및 비교예를 포함하는 실험예를 제시하나, 이는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.Hereinafter, in order to help understanding of the present invention, experimental examples including specific examples and comparative examples are presented; however, these are only illustrative of the present invention and do not limit the scope of the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications to the examples are possible within the scope and technical idea of the present invention, and it is natural that such changes and modifications fall within the scope of the appended claims.
실험예 1: X2/X1 비율에 따른 게인 평가Experimental Example 1: Gain Evaluation According to X2/X1 Ratio
실시예 1Example 1
유리 기판 상에 구리 층을 형성한 후, 상기 구리층을 식각하여 안테나 유닛을 형성하였다.구체적으로, 도 1에 도시된 구조/형상의 방사체 및 코-플래너 가이딩 패턴을 포함하며, 도 5에 도시된 바와 같이 전송 선로(130)를 일직선 바 형태로 변경하였다. 경사 측벽(TS) 및 전송 선로(130) 사이의 최단 거리(X1) 및 경사 측벽(TS) 및 전송 선로(130) 사이의 최장 거리(X2)는 각각 0.3mm 및 4.7mm로 조절되었다.After forming a copper layer on a glass substrate, the copper layer was etched to form an antenna unit. Specifically, it includes a radiator and a co-planar guiding pattern having the structure/shape shown in FIG. 1, and the transmission line (130) was changed into a straight bar shape as shown in FIG. 5. The shortest distance (X1) between the slanted side wall (TS) and the transmission line (130) and the longest distance (X2) between the slanted side wall (TS) and the transmission line (130) were adjusted to 0.3 mm and 4.7 mm, respectively.
코 플래너 가이딩 패턴(140)의 총 길이는 30mm, 너비는 34.4mm로 형성되었다. 전송 선로(130)의 너비는 8.4mm로 형성되었다.The total length of the nose planar guiding pattern (140) was formed to be 30 mm and the width to be 34.4 mm. The width of the transmission line (130) was formed to be 8.4 mm.
실시예 2Example 2
도 1 및 도 3에 도시된 형상/구조의 안테나 유닛을 제조하였다. 도 4에 도시된 바와 같이, 경사 측벽(TS) 및 전송 선로(130) 사이의 최단 거리(X1) 및 경사 측벽(TS) 및 전송 선로(130) 사이의 최장 거리(X2)는 각각 0.3mm 및 3.0mm로 조절되었다.An antenna unit having the shape/structure shown in FIGS. 1 and 3 was manufactured. As shown in FIG. 4, the shortest distance (X1) between the inclined side wall (TS) and the transmission line (130) and the longest distance (X2) between the inclined side wall (TS) and the transmission line (130) were adjusted to 0.3 mm and 3.0 mm, respectively.
실시예 3 내지 6Examples 3 to 6
실시예 1의 구조를 갖는 안테나 유닛에서 경사 측벽(TS) 및 전송 선로(130) 사이의 최장 거리(X2)를 아래 표 1에 기재된 바와 같이 변경하였다.In the antenna unit having the structure of Example 1, the longest distance (X2) between the inclined side wall (TS) and the transmission line (130) was changed as described in Table 1 below.
비교예 1Comparative Example 1
실시예 1의 구조를 갖는 안테나 유닛에서 도 9에 도시된 바와 같이, 코-플래너 가이딩 패턴(140)의 경사부 혹은 경사 측벽을 생략하였다.In the antenna unit having the structure of Example 1, as shown in Fig. 9, the inclined portion or inclined side wall of the co-planar guiding pattern (140) is omitted.
이에 따라, X1 및 X2의 값은 동일하며 각각 0.3mm로 형성되었다.Accordingly, the values of X1 and X2 are the same and each was formed as 0.3 mm.
비교예 2Comparative Example 2
실시예 2의 구조를 갖는 안테나 유닛에서 도 10에 도시된 바와 같이, 코-플래너 가이딩 패턴(140)에서 경사부를 생략하였다. In the antenna unit having the structure of Example 2, as shown in Fig. 10, the inclined portion is omitted in the co-planar guiding pattern (140).
이에 따라, X1이 X2보다 크게 형성되었으며, X1 및 X2는 각각 동일하며 각각 3mm 및 0.3mm로 형성되었다.Accordingly, X1 was formed larger than X2, and X1 and X2 were formed to be identical and 3 mm and 0.3 mm, respectively.
비교예 3 및 비교예 4Comparative examples 3 and 4
경사 측벽(TS) 및 전송 선로(130) 사이의 최장 거리(X2)를 0.6mm 및 9mm로 증가시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 구조의 안테나 유닛을 제조하였다.An antenna unit having the same structure as Example 1 was manufactured, except that the maximum distance (X2) between the inclined side wall (TS) and the transmission line (130) was increased to 0.6 mm and 9 mm.
상술한 실시예들 및 비교예들의 안테나 유닛에 전력을 공급하면서 방사 챔버 내에서 안테나 게인 값을 시뮬레이션 하였으며, 5.8GHz에서의 안테나 게인을 추출하여 하기의 표 1에 나타낸다.The antenna gain values were simulated within the radiation chamber while power was supplied to the antenna units of the above-described embodiments and comparative examples, and the antenna gain at 5.8 GHz was extracted and shown in Table 1 below.
(5.8GHz)Gain (dBi)
(5.8GHz)
표 1을 참조하면, 3 내지 27 범위로 X2/X1이 조절된 실시예들에서 확연히 증가된 고주파 게인 값이 확보되었다.Referring to Table 1, a significantly increased high frequency gain value was secured in examples in which X2/X1 was adjusted in the range of 3 to 27.
도 11은 실시예 1 및 비교예들의 안테나 유닛을 사용하여 측정된 안테나 게인(dBi)의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.Figure 11 is a graph showing the simulation results of antenna gain (dBi) measured using the antenna units of Example 1 and Comparative Examples.
도 11을 참조하면, 실시예 1의 안테나 유닛에서 전체 주파수 대역에서 비교예들의 안테나 유닛 대비 동등 혹은 향상된 게인이 유지되면서, 4-6 GHz 대역에서 현저히 게인 값이 증가되었다.Referring to FIG. 11, in the antenna unit of Example 1, the gain was significantly increased in the 4-6 GHz band while maintaining the same or improved gain as the antenna units of the comparative examples across the entire frequency band.
실험예 2: 구간 길이 비율에 따른 게인 평가Experimental Example 2: Gain Evaluation According to Interval Length Ratio
샘플 1Sample 1
실시예 1의 안테나 유닛으로부터 도 4에 표시된 D1, D2 및 Dt의 길이를 아래 표 2에 기재된 바와 같이 변경하여 안테나 샘플들을 제조하였다.Antenna samples were manufactured by changing the lengths of D1, D2, and Dt shown in Fig. 4 from the antenna unit of Example 1 as described in Table 2 below.
샘플 2Sample 2
실시예 2의 안테나 유닛으로부터 도 4에 표시된 D1, D2 및 Dt의 길이를 아래 표 2에 기재된 바와 같이 변경하여 안테나 샘플들을 제조하였다.Antenna samples were manufactured by changing the lengths of D1, D2, and Dt shown in Fig. 4 from the antenna unit of Example 2 as described in Table 2 below.
샘플 1에서의 D1, D2 및 Dt의 길이를 표 2에 기재된 바와 같이 변경하여 추가 샘플들을 제조하였다.Additional samples were prepared by changing the lengths of D1, D2 and Dt in Sample 1 as described in Table 2.
안테나 샘플들에 전력을 공급하면서 방사 챔버 내에서 안테나 게인을 시뮬레이션 하였으며, 3.3GHz에서의 안테나 게인을 추출하였다.The antenna gain was simulated inside the radiation chamber while powering the antenna samples, and the antenna gain at 3.3 GHz was extracted.
측정 결과는 표 2에 함께 나타낸다.The measurement results are shown together in Table 2.
(3.3GHz)Gain (dBi)
(3.3GHz)
표 2를 참조하면, 최단 거리(X1) 유지 구간의 길이(D1) 대비 경사 구간의 길이(Dt)의 비율(Dt/D1)이 1 미만이고, 최단 거리(X1) 유지 구간의 길이(D1) 대비 최장 거리 유지 구간의 길이(D2)의 비율(D2/D1)이 1.5 이하인 샘플들에서 상대적으로 3-4 GHz 대역에서 게인이 증가하였다.Referring to Table 2, the gain was relatively increased in the 3-4 GHz band in samples where the ratio of the length of the slope section (Dt) to the length of the shortest distance (X1) maintenance section (D1) (Dt/D1) was less than 1, and the ratio of the length of the longest distance maintenance section (D2) to the length of the shortest distance (X1) maintenance section (D1) was 1.5 or less.
105: 유전층 110: 안테나 유닛
120: 방사체 122: 제1 방사부
124: 제2 방사부 126: 제3 방사부
130: 전송 선로 138: 접속 패드
139: 그라운드 패드 140: 코-플래너 가이딩 패턴
142: 제1 수직부 144: 경사부
146: 제2 수직부 150: 인쇄 회로 기판105: Dielectric layer 110: Antenna unit
120: Radiator 122: 1st Radiator
124: 2nd Radiation Unit 126: 3rd Radiation Unit
130: Transmission line 138: Connection pad
139: Ground Pad 140: Co-Planer Guiding Pattern
142: First vertical section 144: Inclined section
146: Second vertical section 150: Printed circuit board
Claims (19)
상기 유전층 상에 형성되는 안테나 유닛을 포함하고, 상기 안테나 유닛은,
방사체;
상기 방사체와 전기적으로 연결되고 상기 유전층 상면에 평행한 제1 방향으로 연장하는 전송 선로; 및
상기 유전층 상면에 평행하고 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 상기 전송 선로와 이격되며, 경사 측벽을 갖는 경사부를 포함하는 코-플래너 가이딩 패턴을 포함하고,
상기 코-플래너 가이딩 패턴의 상기 경사 측벽 및 상기 전송 선로 사이의 상기 제2 방향으로 최단 거리를 X1으로 나타내며, 상기 코-플래너 가이딩 패턴의 상기 경사 측벽 및 상기 전송 선로 사이의 상기 제2 방향으로 최장 거리를 X2로 나타낼 때, X2/X1은 3 내지 27이고,
상기 X2는 상기 X1보다 상기 방사체에 근접한 지점에서의 상기 코-플래너 가이딩 패턴의 상기 경사 측벽 및 상기 전송 선로 사이의 상기 제2 방향으로의 거리이고,
상기 전송 선로는 상기 제1 방향과 평행한 수직 측벽을 갖는 수직 선로부 및 상기 제1 방향에 대해 경사진 측벽을 갖는 경사 선로부를 포함하고,
상기 경사 선로부의 상기 제2 방향으로의 길이는 상기 방사체와 근접할수록 점진적으로 증가하는, 안테나 구조체.
genetic layer; and
An antenna unit formed on the dielectric layer, the antenna unit comprising:
radiator;
A transmission line electrically connected to the above radiator and extending in a first direction parallel to the upper surface of the dielectric layer; and
A co-planar guiding pattern including an inclined portion having an inclined side wall, the inclined portion being spaced apart from the transmission line in a second direction that is parallel to the upper surface of the dielectric layer and perpendicular to the first direction,
When the shortest distance in the second direction between the inclined side wall of the co-planar guiding pattern and the transmission line is represented as X1, and the longest distance in the second direction between the inclined side wall of the co-planar guiding pattern and the transmission line is represented as X2, X2/X1 is 3 to 27,
The above X2 is the distance in the second direction between the inclined sidewall of the co-planar guiding pattern and the transmission line at a point closer to the radiator than the above X1,
The transmission line includes a vertical line section having a vertical side wall parallel to the first direction and an inclined line section having a side wall inclined with respect to the first direction,
An antenna structure, wherein the length of the inclined line portion in the second direction gradually increases as it approaches the radiator.
An antenna structure according to claim 1, wherein the distance in the second direction between the co-planar guiding pattern and the transmission line in the inclined portion gradually increases as it approaches the radiator.
An antenna structure according to claim 2, wherein the co-planar guiding pattern is connected to the inclined portion and has a vertical side wall parallel to the first direction, and further includes a first vertical portion closer to the radiator than the inclined portion.
상기 경사부는 상기 제1 수직부 및 상기 제2 수직부 사이에 위치한, 안테나 구조체.
In claim 3, the co-planar guiding pattern further includes a second vertical portion connected to the inclined portion and having a vertical side wall parallel to the first direction,
An antenna structure, wherein the inclined portion is located between the first vertical portion and the second vertical portion.
An antenna structure according to claim 1, wherein, when the length of the section in the first direction in which the X1 among the co-planar guiding patterns is maintained is represented as D1 and the length of the inclined portion in the first direction is represented as Dt, Dt/D1 is 0.06 or more and less than 1.
An antenna structure according to claim 5, wherein Dt/D1 is 0.1 to 0.8.
An antenna structure according to claim 1, wherein, when the length of the section in the first direction in which X1 is maintained among the co-planar guiding patterns is represented as D1 and the length of the section in which X2 is maintained is represented as D2, D2/D1 is 0.1 or more and 1.5 or less.
An antenna structure according to claim 7, wherein D2/D1 is 0.1 to 1.
An antenna structure according to claim 1, wherein X1 is the shortest distance between the inclined portion of the co-planar guiding pattern and the inclined line portion of the transmission line, and X2 is the longest distance between the inclined portion of the co-planar guiding pattern and the inclined line portion of the transmission line.
An antenna structure according to claim 1, wherein the vertical line section includes a first vertical line section and a second vertical line section, and the inclined line section is located between the first vertical line section and the second vertical line section.
An antenna structure according to claim 1, wherein the transmission line has a bar shape extending in a straight line along the first direction.
An antenna structure according to claim 1, wherein the radiator comprises a plurality of radiating sections having different widths.
An antenna structure according to claim 1, wherein the resonant frequency by the co-planar guiding pattern is greater than the resonant frequency of the radiator.
An antenna structure according to claim 1, wherein the co-planar guiding pattern further includes a ground pad formed at a terminal.
An antenna structure according to claim 15, wherein the section in which X1 is maintained includes the ground pad.
An antenna structure according to claim 1, wherein the radiator comprises a mesh structure.
An antenna structure according to claim 17, further comprising a dummy mesh pattern arranged around the radiator and spaced apart from the radiator.
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