KR101782951B1 - Antenna apparatus - Google Patents

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최석호
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Abstract

An antenna device is disclosed. According to the present invention, the antenna device comprises: a radiation surface formed of a conductive material; an impedance matching surface formed of a conductive material wherein one side of the impedance matching surface is extended from the radiation surface; and a power feeding unit formed of a conductive material and extended from the other side of the impedance matching surface. A width of the impedance matching surface can be formed to get narrower while the impedance matching surface is extended from the one side to the other side.

Description

안테나 장치{ANTENNA APPARATUS}ANTENNA APPARATUS

본 발명은 안테나 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초광대역(UWB: ULTRA WIDE BAND)용으로 사용될 수 있는 안테나 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna device, and more particularly to an antenna device that can be used for an ultra wide band (UWB).

종래에 초광대역(UWB: ULTRA WIDE BAND) 무선통신은 군사용 통신 시스템 등 제한적인 용도로만 사용되었다. 그러나 최근에는 해당 주파수 대역의 상업적 이용이 허가됨에 따라 상업용 근거리 무선통신 분야에 초광대역 무선통신이 적용되는 추세이다. 구체적으로, 초광대역 무선통신 기술은 휴먼 인터페이스를 비록하여 미래 정보 가전용 홈 네트워크, WPAN(Wireless Personal Area Network), 자동차용 ITS 통신 및 모바일 통신 기기 등에 폭넓게 적용되는 추세이다.Conventionally, ultra wide band (UWB) wireless communication has been used for a limited purpose such as a military communication system. In recent years, however, commercial use of the frequency band has been permitted, and ultra-wideband wireless communication has been applied to the commercial short-range wireless communication field. Specifically, ultra-wideband wireless communication technology is widely applied to a home network for future information appliances, a wireless personal area network (WPAN), an automobile ITS communication, and a mobile communication device, although the human interface is used.

초광대역 무선통신에 사용되는 초광대역 안테나는 종래의 일반적인 무선통신 안테나 장치에 비해서 개발 및 제작이 난해하다. 특히, 초광대역 안테나는 소형화가 어렵고, 펄스 신호의 왜곡을 제어하기 어려우며, 주파수에 독립적으로 임피던스를 조절하기 어렵다는 문제가 있다.The ultra-wideband antenna used in ultra-wideband wireless communication is more difficult to develop and manufacture than a conventional wireless communication antenna device. Particularly, there is a problem that it is difficult to downsize the UWB antenna, it is difficult to control the distortion of the pulse signal, and it is difficult to adjust the impedance independently of the frequency.

도 1은 종래에 제안된 초광대역 안테나의 평면도이다. 도 1을 참조하면, 비도전성의 구조물의 표면 상에 복수의 접지면(11)이 형성된다. 구조물의 표면 상에서 접지면의 반대측에 방사패턴(15)이 형성된다. 방사패턴(15)은 첨부한 도면에서 반원 형태로 형성되어 있으나, 이는 안테나가 커버하는 주파수 대역 등에 따라 달라질 수 있다. 급전라인(13)은 방사패턴에서 복수의 접지면(11) 사이로 연장된다. FIG. 1 is a plan view of a conventional UWB antenna. Referring to Fig. 1, a plurality of ground planes 11 are formed on the surface of a non-conductive structure. A radiation pattern (15) is formed on the surface of the structure on the opposite side of the ground plane. The radiation pattern 15 is formed in a semicircular shape in the accompanying drawings, but it may vary depending on the frequency band covered by the antenna and the like. The feed line 13 extends between the plurality of ground planes 11 in the radiation pattern.

이러한 종래의 초광대역 안테나는 광대역 특성이 좋고, 분산이 적다는 장점이 있다. 그러나 이러한 종래의 초광대역 안테나는 소형화가 어렵다는 단점이 있다. 구체적으로, 이러한 종래의 초광대역 안테나는 구조물의 폭과 길이가 대략 30mm 이상이 되어, 제품의 내부에 내장하는데 한계가 있었다. 또한, 이러한 종래의 초광대역 안테나는 안테나 패턴의 임피던스를 독립적으로 조절하는 것이 어렵다는 단점이 있다.Such conventional UWB antennas are advantageous in that they have good broadband characteristics and have less dispersion. However, such conventional UWB antennas are disadvantageous in that they are difficult to miniaturize. Specifically, the conventional ultra-wideband antenna has a width and a length of a structure of about 30 mm or more, and has a limit to be embedded in a product. In addition, such conventional UWB antennas are disadvantageous in that it is difficult to independently adjust the impedance of the antenna pattern.

본 발명이 해결하려는 과제는, 소형화가 가능하여 초광대역 무선통신을 사용하는 제품 내부에 탑재할 수 있는 안테나 장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an antenna device which can be miniaturized and can be mounted inside a product using ultra-wideband wireless communication.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 안테나 패턴의 임피던스를 독립적으로 조절할 수 있는 안테나 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an antenna device capable of independently controlling the impedance of an antenna pattern.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 안테나 장치는, 도전성 재질로 형성되는 방사면, 도전성 재질로 형성되고, 일측이 상기 방사면에서 연장되는 임피던스 매칭면 및 도전성 재질로 형성되고, 상기 임피던스 매칭면의 타측에서 연장되는 급전부를 포함하고, 상기 임피던스 매칭면은 상기 일측에서 상기 타측으로 연장하면서 점차 폭이 좁아지는 형태로 형성될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an antenna device comprising: a radiation surface formed of a conductive material; an impedance matching surface formed of a conductive material and having one side extending from the radiation surface; and an electrically conductive material, And a feeding part extending from the other side, and the impedance matching surface may be formed in such a shape that the width of the impedance matching surface gradually decreases from the one side to the other side.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 비도전성 재질로 형성되는 베이스 구조물을 더 포함하고, 상기 방사면, 상기 임피던스 매칭면 및 상기 급전부는 상기 베이스 구조물의 표면에 결합될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the base structure further includes a base structure formed of a non-conductive material, and the radiation plane, the impedance matching plane, and the power supply unit may be coupled to the surface of the base structure.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이스 구조물은 상면 및 상기 상면에서 절곡되어 연장되는 측면을 포함하고, 상기 방사면은 상기 상면의 표면에 결합되고, 상기 임피던스 매칭면은 상기 측면의 상단에서 상기 방사면과 연결되고, 상기 측면의 하단까지 연장될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the base structure includes an upper surface and a side surface extending from the upper surface by bending, wherein the radiation surface is coupled to a surface of the upper surface, And may extend to the lower end of the side surface.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 급전부는 상기 측면의 하단에 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the power supply unit may be formed at a lower end of the side surface.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 급전부와 이격되고, 상기 측며의 하단에 형성되는 접지부를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a grounding unit may be further provided, the grounding unit being spaced apart from the feeder and formed at a lower end of the sideboard.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이스 구조물이 결합되고, 상기 급전부와 전기적으로 연결되는 급전 단자가 형성된 기판을 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the base structure may further include a substrate to which the base structure is coupled, and a feeder terminal electrically connected to the feeder.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 임피던스 매칭면은 상기 방사면에서 절곡되어 연장될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the impedance matching surface may be bent and extended from the radiation surface.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 임피던스 매칭면은 상기 방사면의 일측과 맞닿는 연결선 및 상기 연결선의 양단에서 상기 급전부까지 진행하는 제1 및 제2 경계선에 의해 둘러싸일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the impedance matching surface may be surrounded by a connecting line contacting one side of the radiating surface, and first and second boundary lines extending from both ends of the connecting line to the feeding part.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 경계선 중 적어도 하나는 상기 임피던스 매칭면의 내측으로 꺾여 있을 수 있다.In one embodiment of the present invention, at least one of the first and second boundary lines may be bent toward the inside of the impedance matching surface.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 경계선 중 적어도 하나는 상기 임피던스 매칭면의 내측으로 만곡되어 있을 수 있다.In one embodiment of the present invention, at least one of the first and second boundary lines may be curved inward of the impedance matching surface.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 경계선 중 적어도 하나는 상기 임피던스 매칭면의 외측으로 꺾여 있을 수 있다.In one embodiment of the present invention, at least one of the first and second boundary lines may be bent to the outside of the impedance matching surface.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 경계선 중 적어도 하나는 상기 임피던스 매칭면의 외측으로 만곡되어 있을 수 있다.In one embodiment of the present invention, at least one of the first and second boundary lines may be curved to the outside of the impedance matching surface.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 임피던스 매칭면은 레이저 직접 조사 구조화(LDS: Laser Direct Structuring) 방식으로 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the impedance matching surface may be formed by a laser direct structuring (LDS) method.

본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는 소형화가 가능하여 초광대역 무선통신을 사용하는 제품 내부에 탑재할 수 있다는 장점이 있다.The antenna device according to an embodiment of the present invention is advantageous in that it can be mounted inside a product using ultra-wideband wireless communication because it can be downsized.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는 안테나 패턴의 임피던스를 독립적으로 조절할 수 있다는 장점이 있다.In addition, the antenna device according to an embodiment of the present invention has an advantage that the impedance of the antenna pattern can be independently controlled.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 종래의 초광대역 안테나 장치의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 저면사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 측면도이다.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 다른 일 실시예들에 따른 안테나 장치의 측면도이다.1 is a plan view of a conventional UWB antenna apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
4 is a bottom perspective view of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
5 is a side view of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
6 to 11 are side views of an antenna device according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is judged that it is possible to make the gist of the present invention obscure by adding a detailed description of a technique or configuration already known in the field, it is omitted from the detailed description. In addition, terms used in the present specification are terms used to appropriately express embodiments of the present invention, which may vary depending on the person or custom in the field. Therefore, the definitions of these terms should be based on the contents throughout this specification.

본 발명은 무선통신에 사용되는 안테나 장치에 관한 것이다. 본 발명의 안테나 장치는 무선신호를 수신하거나 송신할 수 있다. 안테나 장치는 커버하는 주파수 대역이 정해져 있다. 커버하는 주파수 대역은 안테나 장치의 패턴 형상, 전기적인 길이, 베이스가 되는 구조물의 비유전율, 매칭하는 소자 또는 선로의 임피던스값 또는 주변의 전기적 환경 등에 따라 달라질 수 있다.The present invention relates to an antenna device used for wireless communication. The antenna device of the present invention can receive or transmit radio signals. The antenna apparatus covers a frequency band to be covered. The frequency band to be covered may vary depending on the pattern shape of the antenna device, the electrical length, the relative dielectric constant of the underlying structure, the impedance value of the matching element or line, or the surrounding electrical environment.

본 발명의 안테나 장치는 초광대역(UWB: ULTRA WIDE BAND) 통신에 사용되는 것을 목적으로 한다. 초광대역(UWB)이란 넓은 의미에서는 500MHz 이상의 대역폭을 사용하는 무선통신을 의미하지만, 통상적으로는 종래의 셀룰러 무선통신 대역에서 사용되는 주파수 스펙트럼보다 고주파수 대역에서 넓은 대역폭을 가지는 무선통신 기술을 의미한다. 초광대역 주파수 대역은 3.1GHz 내지 10.6GHz의 대역으로 정의되기도 하고, 경우에 따라서 6.0GHz 내지 8.5GHz의 대역으로 정의되기도 한다. 본 발명의 안테나 장치는 초광대역(UWB: ULTRA WIDE BAND) 통신에 최적화되어 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
The antenna device of the present invention is intended to be used in ultra wide band (UWB) communication. UWB refers to wireless communication using a bandwidth of 500 MHz or more in a broad sense, but generally refers to a wireless communication technology having a wide bandwidth in a high frequency band rather than a frequency spectrum used in a conventional cellular wireless communication band. The ultra-wideband frequency band may be defined as a band of 3.1 GHz to 10.6 GHz, and may be defined as a band of 6.0 GHz to 8.5 GHz in some cases. The antenna device of the present invention is optimized for ultra wide band (UWB) communication, but the scope of the present invention is not limited thereto.

이하, 첨부한 도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치에 대해 설명한다.Hereinafter, an antenna device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 5 attached hereto.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 사시도이다.2 is a perspective view of an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 안테나 장치는 기판(100) 및 안테나 장치(200)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the antenna device includes a substrate 100 and an antenna device 200.

기판(100)은 안테나 장치(200)가 송수신하는 무선통신 신호를 전달받아 처리하여 무선통신을 수행하는 장치의 기판일 수 있다. 기판(100)은 안테나 장치(200)가 결합되기 위한 전용 기판일 수도 있고, 도시되지는 않았지만 장치의 다른 전자 부품 및 소자 등이 실장되는 공용의 기판일 수도 있다. The substrate 100 may be a substrate of a device for receiving and processing a wireless communication signal transmitted / received by the antenna device 200 to perform wireless communication. The substrate 100 may be a dedicated substrate to which the antenna device 200 is coupled, or may be a common substrate on which other electronic components and devices of the device are mounted, though not shown.

기판(100)은 통상의 인쇄회로기판PCB: Printed Circuit Board)으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 기판(100)은 경성의 인쇄회로기판(Rigid PCB) 또는 연성의 인쇄회로기판(Flexible PCB)로 형성될 수 있다.The substrate 100 may be formed of a conventional printed circuit board (PCB). Specifically, the substrate 100 may be formed of a rigid printed circuit board (Rigid PCB) or a flexible printed circuit board (Flexible PCB).

기판(100)은 판형으로 형성되고, 그 상면 상에 안테나 장치(200)가 결합될 수 있다. 기판(100)의 상면에는 근접 단자 및 접지 단자(120)가 노출되어 안테나 장치(200)와 전기적으로 연결될 수 있다. 급전 단자(110)는 안테나 장치가 탑재되는 장치의 신호처리부로 연결될 수 있다. 접지 단자(120)는 안테나 장치가 탑재되는 장치의 접지부와 연결될 수 있다. 여기서 접지 단자(120)는 안테나 장치를 위한 독립 접지부와 연결될 수도 있고, 안테나 장치가 탑재되는 장치의 공용 접지부와 연결될 수도 있다.
The substrate 100 is formed in a plate shape, and the antenna device 200 can be coupled to the upper surface thereof. The proximity terminal and the ground terminal 120 may be exposed on the upper surface of the substrate 100 to be electrically connected to the antenna device 200. The power supply terminal 110 may be connected to a signal processing unit of the apparatus on which the antenna apparatus is mounted. The ground terminal 120 may be connected to a ground of a device on which the antenna device is mounted. Here, the ground terminal 120 may be connected to an independent ground for the antenna device, or may be connected to a common ground of the device on which the antenna device is mounted.

안테나 장치(200)는 기판(100)의 상면 상에 위치한다. 안테나 장치(200)는 기판(100)에 솔더링(soldering)에 의해 결합될 수 있다. 구체적으로, 안테나 장치(200)는 하면에 솔더링을 위한 단자가 형성되어 기판(100)에 표면실장기술(SMT: Surface Mount Technology) 방식으로 실장되어 결합될 수 있다. 안테나 장치(200)가 기판(100)에 표면실장기술 방식으로 실장된다는 것은 안테나 장치(200)의 조립성이 향상될 수 있다는 것을 의미한다.
The antenna device 200 is located on the upper surface of the substrate 100. The antenna device 200 may be coupled to the substrate 100 by soldering. Specifically, the antenna device 200 may have soldering terminals formed on its lower surface and may be mounted on the substrate 100 using a surface mount technology (SMT) method. The fact that the antenna device 200 is mounted on the substrate 100 in a surface mount technique means that the assemblability of the antenna device 200 can be improved.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 저면사시도이다.3 is a perspective view of an antenna device according to an embodiment of the present invention. 4 is a bottom perspective view of an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면, 안테나 장치(200)는 베이스 구조물(210), 방사면(220), 임피던스 매칭면(230) 및 접지부(240)를 포함한다.3 and 4, the antenna device 200 includes a base structure 210, a radiating surface 220, an impedance matching surface 230, and a grounding portion 240.

베이스 구조물(210)은 비도전성 재질로 형성된 구조물로, 그 표면에 방사면(220), 임피던스 매칭면(230), 급전부(240) 및 접지부(250)가 결합될 수 있다. 베이스 구조물(210)은 플라스틱 수지재로 사출된 구조물 또는 유전체 재질로 형성된 블록 구조물일 수 있다.The base structure 210 is a structure formed of a non-conductive material. A radiation surface 220, an impedance matching surface 230, a feeding part 240, and a grounding part 250 may be coupled to the surface of the base structure 210. The base structure 210 may be a structure formed of a plastic resin material or a block structure formed of a dielectric material.

도 3 및 도 4를 참조하면, 베이스 구조물(210)은 하면이 개방되고, 상면(211)과 측면(212)에 의해 둘러싸인 내부 공간이 형성되는 형태이다. 베이스 구조물(210)의 상면(211)은 기판(100)과 평행하게 마주보면서 이격된 형태로 형성될 수 있다. 베이스 구조물(210)의 상면(211)은 다양한 형태로 형성되 수 있다. 첨부한 도면에서는 베이스 구조물(210)의 상면(211)이 직사각판형으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.3 and 4, the base structure 210 has a bottom opening and an inner space surrounded by the top surface 211 and the side surface 212. The upper surface 211 of the base structure 210 may be formed to be spaced apart from and parallel to the substrate 100. The top surface 211 of the base structure 210 may be formed in various shapes. In the accompanying drawings, the upper surface 211 of the base structure 210 is shown as a rectangular plate, but the present invention is not limited thereto.

베이스 구조물(210)의 상면(211)에는 금속층으로 형성된 방사면(220)이 결합되게 된다. 안테나 장치(200)의 크기는 방사면(220)의 크기에 의해 결정될 수 있는데, 안테나 장치(200)의 전체적인 소형화를 위해서 안테나 장치(200)의 상면(211)의 전부 또는 대부분의 영역이 방사면(220)으로 덮이는 것이 바람직하다. 따라서 베이스 구조물(210)의 상면(211)의 크기 및 형태는 방사면(220)을 이루는 금속층의 크기 및 형태에 종속되어 결정될 수 있다.A radiation surface 220 formed of a metal layer is coupled to the upper surface 211 of the base structure 210. The size of the antenna device 200 may be determined by the size of the emission surface 220. In order to reduce the overall size of the antenna device 200, all or most of the area of the top surface 211 of the antenna device 200, (220). Therefore, the size and shape of the upper surface 211 of the base structure 210 can be determined depending on the size and shape of the metal layer forming the emission surface 220.

베이스 구조물(210)의 측면(212)은 상면(211)의 어느 한 측의 일단에서 기판(100) 방향으로 연장되는 부분이다. 첨부한 도면에서는 베이스 구조물(210)의 상면(211)의 모든 테두리 부분에서 측면(212)이 연장되는 형태로 도시되어 있지만, 상면의 테두리 중 적어도 일부에 해당하는 일단에서만 측면(212)이 연장되어 형성될 수도 있다. 또한, 첨부한 도면에서는 베이스 구조물(210)의 측면(212)이 상면(211) 및 기판(100)에 직교하는 형태로 도시되어 있지만, 측면(212)은 상면(211) 및 기판(100)에 경사지는 형태로 형성될 수도 있다.The side surface 212 of the base structure 210 is a portion extending from one end of the upper surface 211 toward the substrate 100. Although the side view 212 is shown as extending from all the rim portions of the upper surface 211 of the base structure 210 in the attached figure, the side surfaces 212 extend only at one end corresponding to at least a part of the rim of the upper surface . It should also be noted that while the side surfaces 212 of the base structure 210 are illustrated as being orthogonal to the upper surface 211 and the substrate 100 in the attached figures, the side surfaces 212 are formed on the upper surface 211 and the substrate 100 The slope may be formed in the form of a slope.

베이스 구조물(210)의 측면(212)은 상면을 기판(100)으로부터 이격시켜 지지하는 지지부가 될 수 있다. 베이스 구조물(210)의 측면(212)의 하단은 기판(100)에 지지되어 베이스 구조물(210)의 상면(211)이 기판(100)에 닿지 않도록 지지한다.The side surface 212 of the base structure 210 may be a supporting portion for supporting the upper surface away from the substrate 100. The lower end of the side surface 212 of the base structure 210 is supported by the substrate 100 to support the upper surface 211 of the base structure 210 so as not to touch the substrate 100.

베이스 구조물(210)의 측면(212)의 하단에는 기판(100)과 평행하게 연장되어 형성되는 지지발(213)이 형성될 수 있다. 지지발(213)은 평판 형태로 형성되어 하면이 기판(100)의 상면과 맞닿게 된다. 지지발(213)에 의해 베이스 구조물(210)이 기판(100)과 맞닿는 면적이 넓어지게 된다. 따라서 베이스 구조물(210)이 기판(100)에 안정적으로 결합될 수 있다.
A support leg 213 extending in parallel with the substrate 100 may be formed on the lower end of the side surface 212 of the base structure 210. The support feet 213 are formed in a flat plate shape so that the lower surface of the support feet 213 abuts the upper surface of the substrate 100. The area where the base structure 210 abuts against the substrate 100 is widened by the support feet 213. Thus, the base structure 210 can be stably coupled to the substrate 100. [

방사면(220)은 베이스 구조물(210)의 상면(211)에 결합되는 금속층이다. 방사면(220)은 베이스 구조물(210)의 상면(211) 중 상측에 결합될 수 있다. 상술한 것과 같이, 안테나 장치(200)의 크기를 최소화하기 위해 방사면(220)은 베이스 구조물(210)의 상면(211)의 전부 또는 대부분의 영역을 덮도록 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 형태의 방사면(220)에 의해 안테나는 수평 방사(end fire) 안테나로 기능할 수 있다.
The radiation surface 220 is a metal layer coupled to the top surface 211 of the base structure 210. The radiation surface 220 may be coupled to the upper side of the upper surface 211 of the base structure 210. The radiating surface 220 is preferably formed to cover all or most of the upper surface 211 of the base structure 210 in order to minimize the size of the antenna device 200. [ With this type of radiation surface 220, the antenna can function as an end fire antenna.

임피던스 매칭면(230)은 방사면(220)에서 연장되어 급전부(240)까지 연장되는 금속층이다. 구체적으로, 임피던스 매칭면(230)의 일측은 방사면(220)에서 급전부(240)와 연장되는 타측까지 연장된다.The impedance matching surface 230 is a metal layer that extends from the emission surface 220 and extends to the feed part 240. Specifically, one side of the impedance matching surface 230 extends to the other side extending from the feeding part 240 to the radiation surface 220.

임피던스 매칭면(230)은 방사면(220)의 일측에서 연장된다. 여기서 임피던스 매칭면(230)과 연결되는 방사면(220)의 일측은 베이스 구조물(210)의 상면(211) 끝단에 형성된 부분일수 있다. 따라서 임피던스 매칭면(230)은 방사면(220)의 일측에서 절곡되어 연장될 수 있다. 또한, 임피던스 매칭면(230)은 베이스 구조물(210)의 측면(212)에 형성될 수 있다. 구체적으로, 베이스 구조물(210)의 측면(212) 상단에서 방사면(220)과 연결된다. 그리고 베이스 구조물(210)의 측면(212) 하단에서 급전부(240)와 전기적으로 연결된다. The impedance matching surface 230 extends from one side of the radiating surface 220. One side of the radiation surface 220 connected to the impedance matching surface 230 may be a portion formed at the end of the upper surface 211 of the base structure 210. Accordingly, the impedance matching surface 230 may be bent and extended from one side of the emitting surface 220. [ The impedance matching surface 230 may also be formed on the side surface 212 of the base structure 210. Specifically, it is connected to the emitting surface 220 at the upper side of the side surface 212 of the base structure 210. And is electrically connected to the feeding part 240 at the lower end of the side surface 212 of the base structure 210.

임피던스 매칭면(230)의 구체적인 형상 및 기능에 대해서는 아래에서 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
The specific shape and function of the impedance matching surface 230 will be described in more detail below.

급전부(240)는 임피던스 매칭면(230)의 타측에서 연장되어, 안테나 장치가 실장되는 기판(100)의 급전 단자(110)와 연결되는 부분이다. 구체적으로, 급전부(240)는 베이스 구조물(210)의 측면(212)의 하단에 형성된다. 급전부(240)가 형성되는 베이스 구조물(210)의 측면(212) 하단 중 일부는 다른 부분보다 두껍게 형성될 수 있다. 이 부분에 의해 베이스 구조물(210)의 측면(212) 하면의 면적이 넓어지게 된다. 따라서 급전부(240)는 기판(100)의 급전 단자(110)와 더욱 안정적으로 연결될 수 있다.
The feeding part 240 extends from the other side of the impedance matching surface 230 and is connected to the feeding terminal 110 of the substrate 100 on which the antenna device is mounted. Specifically, the power feeder 240 is formed at the lower end of the side surface 212 of the base structure 210. A part of the lower end of the side surface 212 of the base structure 210 where the feed part 240 is formed may be thicker than the other part. The area of the lower surface of the side surface 212 of the base structure 210 is widened by this portion. Accordingly, the feeder 240 can be more stably connected to the feeder terminal 110 of the substrate 100.

접지부(250)는 기판(100)의 접지 단자(120)와 연결되는 부분이다. 접지부(250)는 베이스 구조물(210)의 하단에 형성되되, 급전부(240)와는 이격되도록 형성된다.
The ground 250 is a portion connected to the ground terminal 120 of the substrate 100. The grounding part 250 is formed at the lower end of the base structure 210 and is spaced apart from the feeding part 240.

상술한 방사면(220), 임피던스 매칭면(230), 급전부(240) 및 접지부(250)는 베이스 구조물(210)의 에 결합된 도금층일 수 있다. 도금층은 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 일례로, 도금층은 레이저 직접 조사 구조화(LDS: Laser Direct Structuring) 방식으로 형성될 수 있다. 레이저 직접 조사 구조화 방식에 대해 간략히 설명하면 다음과 같다.The radiating surface 220, the impedance matching surface 230, the feeding part 240 and the grounding part 250 may be a plating layer bonded to the base structure 210. The plating layer may be formed in various ways. For example, the plating layer may be formed by a laser direct structuring (LDS) method. A brief description of the laser direct illumination structuring method is as follows.

먼저, 도금층이 결합될 베이스 구조물을 플라스틱 수지재로 형성한다. 베이스 구조물을 형성하는 플라스틱 수지재에는 처음에는 비도전성이었다가 특정 파장의 레이저가 조사되면 도전성으로 변하는 첨가물이 첨가된다. 첨가물은 예를 들어, 스피넬, 페로브스카이트 등의 구조를 가지는 금속화합물일 수 있다. 더욱 구체적으로, 첨가물은 구리크롬스피넬(Copper chromite spinel)이 사용될 수 있다. 베이스 구조물을 형성하는 플라스틱 수지재의 모재는 ABS, PC 등의 통상의 사출수지재이고, 첨가물이 0.1중량% 내지 5.0중량%의 비율로 배합될 수 있다.First, the base structure to which the plating layer is to be bonded is formed of a plastic resin material. The plastic resin material forming the base structure is added with an additive which is initially non-conductive but changes to conductivity when a laser of a specific wavelength is irradiated. The additive may be, for example, a metal compound having a structure such as spinel or perovskite. More specifically, the additive may be copper chromite spinel. The base material of the plastic resin material forming the base structure is a common injection resin material such as ABS and PC, and the additive may be blended at a ratio of 0.1% by weight to 5.0% by weight.

상기와 같이 형성된 베이스 구조물 중 도금층을 형성하려는 표면에 레이저를 조사한다. 조사하는 레이저의 파장, 파워 및 조사 시간 등은 첨가물에 따라 통상적으로 미리 정해져 있다. 레이저가 조사되면 베이스 구조물의 표면에 노출된 첨가물이 도전성으로 변하게 된다. 구체적으로, 첨가물의 금속핵이 노출되는 것으로 볼 수 있다.A laser is irradiated to the surface of the base structure formed as described above on which the plating layer is to be formed. The wavelength, power and irradiation time of the laser to be irradiated and the like are usually predetermined according to the additive. When the laser is irradiated, the additives exposed on the surface of the base structure become conductive. Specifically, it can be seen that metal nuclei of the additive are exposed.

레이저가 조사된 베이스 구조물을 도금조에 침지하면 도전성으로 변한 첨가물을 시드(seed)으로 하여 도금층이 성장하게 된다. 도금액의 금속 재질은 다양하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 도금 재질은 구리, 니켈, 납, 알루미늄, 은, 금 등이 될 수 있다. 도금 방법은 전해도금 또는 무전해도금 중 선택될 수 있다. 이와 같은 도금과정을 수회 반복하여 도금층을 다층으로 형성할 수도 있다.When the laser-irradiated base structure is immersed in the plating bath, the plating layer grows as a seed as the conductive additive. The metal material of the plating solution may be variously selected. For example, the plating material may be copper, nickel, lead, aluminum, silver, gold, and the like. The plating method may be selected from electroplating or electroless plating. The plating process may be repeated several times to form a plurality of plating layers.

상술한 것과 같은 과정을 통해 베이스 구조물의 선택적인 표면에 도금층을 형성할 수 있다. 이러한 레이저 직접 구조화 방식은 도금층의 패턴 형태를 즉각적으로 수정할 수 있고, 도금층의 패턴 형태를 정교하게 형성할 수 있다는 장점이 있다.The plating layer can be formed on the selective surface of the base structure through the process as described above. This direct laser structuring method has an advantage that the pattern shape of the plating layer can be immediately modified and the pattern shape of the plating layer can be precisely formed.

이외에도 다른 도금 방식으로 이중사출 후 선택적 에칭에 의한 선택적 도금방식, 플라즈마 에칭에 의한 선택적 도금 방식 등이 사용될 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 금속층은 경우에 따라 도금층이 아니라 인쇄층, 필름에 의한 부착층 등으로 형성될 수 있다.Alternatively, a selective plating method by selective etching after the double injection using a different plating method, a selective plating method by plasma etching, or the like may be used, but the present invention is not limited thereto. In addition, the metal layer may be formed of a printing layer, a film adhered layer or the like instead of a plating layer depending on the case.

방사면(220), 임피던스 매칭면(230), 급전부(240) 및 접지부(250)의 크기 및 형태는 안테나 장치(200)가 커버하려는 주파수 대역에 따라 결정될 수 있다. 구체적으로, 안테나 장치(200)가 커버하려는 주파수 대역에 따라 결정될 수 있다.
The size and shape of the emission surface 220, the impedance matching surface 230, the feeding part 240, and the grounding part 250 may be determined according to the frequency band to be covered by the antenna device 200. Specifically, the antenna apparatus 200 can be determined according to a frequency band to be covered.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 측면도이다. 도 5를 참조하여, 임피던스 매칭면의 구체적인 형태에 대해 설명하도록 한다.5 is a side view of an antenna device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, a specific form of the impedance matching surface will be described.

임피던스 매칭면(230)은 베이스 구조물(210)의 측면(212)에 형성될 수 있다. 구체적으로, 베이스 구조물(210)의 측면(212) 상단에서 방사면(220)과 연결된다. 그리고 베이스 구조물(210)의 측면(212) 하단에서 급전부(240)와 전기적으로 연결된다.The impedance matching surface 230 may be formed on the side surface 212 of the base structure 210. Specifically, it is connected to the emitting surface 220 at the upper side of the side surface 212 of the base structure 210. And is electrically connected to the feeding part 240 at the lower end of the side surface 212 of the base structure 210.

임피던스 매칭면(230)은 방사면(220)이 송신하거나 수신하는 무선통신 신호를 방사면(220)과 급전부(240) 사이에서 전달하는 기능을 한다. 또한, 임피던스 매칭면(240)는 방사면(220)과 급전부(240) 사이의 임피던스를 매칭하는 매칭부로 사용될 수 있다. 이를 위해, 임피던스 매칭면(230)는 특정한 임피던스 값을 가지도록 설계된 형태로 형성될 수 있다.The impedance matching surface 230 transmits a wireless communication signal transmitted or received by the radiation surface 220 between the radiation surface 220 and the power feeder 240. The impedance matching plane 240 may be used as a matching unit that matches the impedance between the emission plane 220 and the feed unit 240. For this purpose, the impedance matching surface 230 may be formed in a shape designed to have a specific impedance value.

구체적으로, 임피던스 매칭면(230)은 방사면(220)과 연결되는 일측에서 급전부(240)와 연결되는 타측으로 연장하면서 좀차 폭이 좁아지는 형태로 형성될 수 있다. 즉, 임피던스 매칭면(230)이 베이스 구조물(210)의 측면(212)에 형성된 경우, 임피던스 매칭면(230)은 역삼각형 형태로 형성될 수 있다.Specifically, the impedance matching surface 230 may extend from one side connected to the radiating surface 220 to the other side connected to the feeder 240, and may have a smaller width. That is, when the impedance matching surface 230 is formed on the side surface 212 of the base structure 210, the impedance matching surface 230 may be formed in an inverted triangle shape.

임피던스 매칭면(230)은 방사면(220)의 일측과 맞닿는 연결선(233)과 연결선(233)의 양단에서 급전부(240)까지 진행하는 제1 경계선(231) 및 제2 경계선(232)에 의해 둘러싸인 형태로 형성될 수 있다. 여기서 제1 경계선(231) 및 제2 경계선(232)의 세부적인 형태에 따라 임피던스 매칭면(230)의 임피던스 값이 조절될 수 있다.The impedance matching surface 230 has a connection line 233 contacting one side of the emission surface 220 and a first boundary line 231 and a second boundary line 232 extending from both ends of the connection line 233 to the feeding part 240 As shown in FIG. Here, the impedance value of the impedance matching surface 230 can be adjusted according to the detailed shapes of the first boundary line 231 and the second boundary line 232.

도 5에 도시된 것과 같이, 제1 경계선(231) 및 제2 경계선(232)은 임피던스 매칭면(230)의 외측으로 꺾인 형태로 형성될 수 있다. 제1 경계선(231) 및 제2 경계선(232)이 임피던스 매칭면(230)의 내측으로 꺾인 만큼 임피던스 매칭면(230)의 면적이 줄어들게 된다.
As shown in FIG. 5, the first boundary line 231 and the second boundary line 232 may be formed to be bent toward the outside of the impedance matching plane 230. The area of the impedance matching surface 230 is reduced as the first boundary line 231 and the second boundary line 232 are bent toward the inside of the impedance matching plane 230.

도 6 내지 도 11은 본 발명의 다른 일 실시예들에 따른 안테나 장치의 측면도이다. 도 6 내지 11을 참조하여, 임피던스 매칭면의 다양한 변형된 형태에 대해 설명하도록 한다.6 to 11 are side views of an antenna device according to another embodiment of the present invention. With reference to Figs. 6 to 11, various modified forms of the impedance matching surface will be described.

도 6을 참조하면, 제1 경계선(231) 및 제2 경계선(232)은 임피던스 매칭면(230)의 외측으로 만곡된 형태로 형성될 수 있다. 제1 경계선(231) 및 제2 경계선(232)이 임피던스 매칭면(230)의 내측으로 만곡된 만큼 임피던스 매칭면(230)의 면적이 줄어들게 된다.Referring to FIG. 6, the first boundary line 231 and the second boundary line 232 may be curved to the outside of the impedance matching plane 230. The first boundary line 231 and the second boundary line 232 are curved inward of the impedance matching plane 230 so that the area of the impedance matching plane 230 is reduced.

도 7을 참조하면, 제1 경계선(231) 및 제2 경계선(232)은 임피던스 매칭면(230)의 내측으로 꺾인 형태이되, 꺾여서 구분된 경계선의 각 부분은 외측으로 만곡된 형태로 형성될 수 있다.7, the first boundary line 231 and the second boundary line 232 are bent toward the inside of the impedance matching plane 230, and each of the divided boundary lines may be curved outwardly have.

도 8을 참조하면, 제1 경계선(231) 및 제2 경계선(232)은 임피던스 매칭면(230)의 내측으로 꺾인 형태로 형성될 수 있다. 제1 경계선(231) 및 제2 경계선(232)이 임피던스 매칭면(230)의 외측으로 꺾인 만큼 임피던스 매칭면(230)의 면적이 늘어나게 된다.Referring to FIG. 8, the first boundary line 231 and the second boundary line 232 may be formed to be bent toward the inside of the impedance matching plane 230. The area of the impedance matching surface 230 is increased as the first boundary line 231 and the second boundary line 232 are bent to the outside of the impedance matching plane 230.

도 9를 참조하면, 제1 경계선(231) 및 제2 경계선(232)은 임피던스 매칭면(230)의 내측으로 만곡된 형태로 형성될 수 있다. 제1 경계선(231) 및 제2 경계선(232)이 임피던스 매칭면(230)의 외측으로 만곡된 만큼 임피던스 매칭면(230)의 면적이 줄어들게 된다.Referring to FIG. 9, the first boundary line 231 and the second boundary line 232 may be curved inward of the impedance matching plane 230. The area of the impedance matching surface 230 is reduced as the first boundary line 231 and the second boundary line 232 are bent to the outside of the impedance matching plane 230.

도 10을 참조하면, 제1 경계선(231) 및 제2 경계선(232)은 실질적으로 직선 형태로 형성될 수 있다. 따라서 임피던스 매칭면(230)은 균일한 정도로 그 폭이 감소하면서 일측에서 타측으로 연장할 수 있다.Referring to FIG. 10, the first boundary line 231 and the second boundary line 232 may be formed in a substantially straight line shape. Thus, the impedance matching surface 230 can extend from one side to the other while reducing its width to a uniform extent.

도 11을 참조하면, 제1 경계선(231) 및 제2 경계선(232)은 계단식으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1 경계선(231) 및 제2 경계선(232) 전체적으로 임피던스 매칭면(230)의 폭을 감소시키는 형태로 형성되되, 대체로 수평방향과 수직방향으로 절곡된 형태가 반복된 것으로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 11, the first boundary line 231 and the second boundary line 232 may be formed in a stepwise manner. Specifically, the first and second boundary lines 231 and 232 may be formed so as to reduce the width of the impedance matching plane 230 as a whole, and may be formed by repeatedly bending in the horizontal direction and the vertical direction. have.

도 5내지 도 11을 참조하여 설명한 임피던스 매칭면(230)의 다양한 형태는 예시적인 것이 불과하다. 당업자는 안테나 장치가 커버하려는 주파수 대역, 회로 기판의 임피던스, 주변의 다른 전기적인 환경 등으 고려하여 임피던스 매칭면(230)을 다양한 형태로 설계하는 것이 가능할 것이고, 본 발명은 이러한 다양한 형태를 포함한다.
Various forms of the impedance matching surface 230 described with reference to Figs. 5 to 11 are merely illustrative. Those skilled in the art will be able to design the impedance matching surface 230 in various forms in consideration of the frequency band to be covered by the antenna device, the impedance of the circuit board, other electrical environment around the antenna, and the like.

이상, 본 발명의 안테나 장치의 다양한 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Various embodiments of the antenna apparatus of the present invention have been described above. The present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various modifications and changes may be made by those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the scope of the present invention should be determined by the equivalents of the claims and the claims.

100: 기판 110: 급전 단자
120: 접지 단자
200: 안테나 장치
210: 베이스 구조물 220: 방사면
230: 임피던스 매칭면 240: 급전부
250: 접지부100: substrate 110: feed terminal
120: Ground terminal
200: Antenna device
210: base structure 220:
230: Impedance Matching Surface 240: Feeding Part
250:

Claims (13)

도전성 재질로 형성되는 방사면;
도전성 재질로 형성되고, 일측이 상기 방사면에서 연장되는 임피던스 매칭면;
도전성 재질로 형성되고, 상기 임피던스 매칭면의 타측에서 연장되는 급전부; 및
비도전성 재질로 형성되고, 상면 및 상기 상면에서 절곡되어 연장되는 측면을 포함하는 베이스 구조물을 포함하고,
상기 방사면은 상기 상면의 표면에 결합되고,
상기 임피던스 매칭면은 상기 측면의 상단에서 상기 방사면과 연결되고, 상기 측면의 하단까지 연장되고, 상기 상단에서 상기 하단으로 연장하면서 점차 폭이 좁아지는 형태로 형성되고,
상기 급전부는 상기 측면의 하단에 형성되고,
상기 급전부와 이격되고, 상기 측면의 하단에 형성되는 접지부를 더 포함하는 안테나 장치.
A radiation surface formed of a conductive material;
An impedance matching surface formed of a conductive material and having one side extending from the radiation surface;
A power feeder formed of a conductive material and extending from the other side of the impedance matching surface; And
A base structure formed from a non-conductive material and including a top surface and a side extending bendingly from the top surface,
Wherein the radiation surface is coupled to a surface of the upper surface,
Wherein the impedance matching surface is connected to the radiation surface at an upper end of the side surface, extends to a lower end of the side surface, and extends from the upper end to the lower end,
The power supply portion is formed at the lower end of the side surface,
And a grounding portion spaced apart from the feeding portion and formed at a lower end of the side surface.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1 항에있어서,
상기 베이스 구조물이 결합되고, 상기 급전부와 전기적으로 연결되는 급전 단자가 형성된 기판을 더 포함하는 안테나 장치.
The method according to claim 1,
And a substrate on which the base structure is coupled and on which a power supply terminal is electrically connected to the power supply unit.
제1 항에 있어서,
상기 임피던스 매칭면은 상기 방사면에서 절곡되어 연장되는 안테나 장치.
The method according to claim 1,
And the impedance matching surface is bent and extended at the radiating surface.
제1 항에 있어서,
상기 임피던스 매칭면은 상기 방사면의 일측과 맞닿는 연결선 및 상기 연결선의 양단에서 상기 급전부까지 진행하는 제1 및 제2 경계선에 의해 둘러싸인 안테나 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the impedance matching surface is surrounded by a connecting line contacting one side of the radiating surface and first and second boundary lines extending from both ends of the connecting line to the feeding part.
제8 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 경계선 중 적어도 하나는 상기 임피던스 매칭면의 내측으로 꺾여 있는 안테나 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein at least one of the first and second boundary lines is bent toward the inside of the impedance matching surface.
제8 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 경계선 중 적어도 하나는 상기 임피던스 매칭면의 내측으로 만곡되어 있는 안테나 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein at least one of the first and second boundary lines is curved inward of the impedance matching surface.
제8 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 경계선 중 적어도 하나는 상기 임피던스 매칭면의 외측으로 꺾여 있는 안테나 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein at least one of the first and second boundary lines is bent to the outside of the impedance matching plane.
제8 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 경계선 중 적어도 하나는 상기 임피던스 매칭면의 외측으로 만곡되어 있는 안테나 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein at least one of the first and second boundary lines is curved to the outside of the impedance matching surface.
제1 항에 있어서,
상기 임피던스 매칭면은 레이저 직접 조사 구조화(LDS: Laser Direct Structuring) 방식으로 형성된 도금층인 안테나 장치.The method according to claim 1,
Wherein the impedance matching surface is a plating layer formed by a laser direct structuring (LDS) method.
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