特表 2023-515287 多重広帯域アンテナ及びこれを利用したＭＩＭＯアンテナ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-13

(54)【発明の名称】多重広帯域アンテナ及びこれを利用したＭＩＭＯアンテナ

(51)【国際特許分類】

   H01Q 9/28 20060101AFI20230406BHJP

   H01Q 1/38 20060101ALI20230406BHJP

   H01Q 21/28 20060101ALI20230406BHJP

【ＦＩ】

H01Q9/28

H01Q1/38

H01Q21/28

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022530320

(86)(22)【出願日】2020-10-30

(85)【翻訳文提出日】2022-05-24

(86)【国際出願番号】 KR2020015005

(87)【国際公開番号】W WO2021107423

(87)【国際公開日】2021-06-03

(31)【優先権主張番号】10-2019-0151944

(32)【優先日】2019-11-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】510188872

【氏名又は名称】エース テクノロジーズ コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】弁理士法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ジン， ウォン フィ

(72)【発明者】

【氏名】ジ， ボン ス

(72)【発明者】

【氏名】キム， ジュン ヒ

(72)【発明者】

【氏名】ユン， サン キ

【テーマコード（参考）】

5J021

5J046

【Ｆターム（参考）】

5J021AA05

5J021AA11

5J021AA13

5J021AB06

5J021JA02

5J021JA03

5J021JA07

5J046AA07

5J046AB13

5J046PA02

5J046PA07

(57)【要約】

本発明は、円錐状の構造を有する第１放射体と、予め指定されたパターンの平板構造を有して第１放射体の一端に結合される第２放射体を含んでいるため、多重広帯域で信号を送受信することができ、第２放射体と接地電源を連結する導電性ポールを更に含んでいるため多重広帯域で信号を送受信できる広帯域アンテナ及びこれを利用したＭＩＭＯアンテナを提供することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

下端が狭く上端に行くほど次第に広くなる円錐状を有して給電信号が印加される第１放射体と、
予め指定されたパターンで平板状に形成され、前記第１放射体の上端に配置されて前記第１放射体に電気的に連結される第２放射体と、を備えることを特徴とするアンテナ。

【請求項2】

前記第２放射体は、
前記第１放射体上に位置して前記第１放射体に結合可能なパターンで形成される第１プレートと、
前記第１プレートから外郭方向に延びるパターンで形成される第２プレートと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。

【請求項3】

前記第１プレート及び前記第２プレートは、単一の導電体によって一体に具現されることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ。

【請求項4】

前記第１プレート及び前記第２プレートは、それぞれ少なくとも一つの導電体を含んで形成されて結合されることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ。

【請求項5】

前記第２プレートは、前記第１放射体及び前記第１プレートと共に前記アンテナに要求される周波数帯域の信号を送受信するように指定されたパターンで形成されることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ。

【請求項6】

前記第２放射体は、前記第１放射体の上端の円形の形状に対応する領域のうちの一部又は全体が開放された開口部が更に形成されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。

【請求項7】

前記第２放射体は、支持基板上に具現されて前記第１放射体の上端に配置され、前記第１放射体と前記支持基板上に具現された前記第２放射体とを結合するための結合手段によって第１放射体に電気的に連結されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。

【請求項8】

前記アンテナは、一端が前記第２放射体の第２プレートの予め指定された位置に前記第１放射体から予め指定された距離だけ離隔されて結合され、他端が接地電源に連結される導電性ポールを更に含むことを特徴とする請求項２に記載のアンテナ。

【請求項9】

前記導電性ポールは、前記第１放射体が配置される基板の一面又は他面に形成された接地面に電気的に連結されることを特徴とする請求項８に記載のアンテナ。

【請求項10】

前記アンテナは、
前記基板の前記接地面の他面に形成され、一端が前記第１放射体に電気的に連結されて前記第１放射体に給電信号を伝達する給電線路と、
前記第１放射体に電気的に連結されないように離隔された開放パターンが形成された前記接地面の開放パターンの前記給電線路に少なくとも一部の領域が重なるように延びるパターンを有する分岐線路と、を更に含むことを特徴とする請求項９に記載のアンテナ。

【請求項11】

前記分岐線路は、前記延びるパターンが前記給電線路に重ならない少なくとも一側方向で少なくとも一つのスタブが更に形成されることを特徴とする請求項１０に記載のアンテナ。

【請求項12】

基板と、
それぞれ下端が狭く上端に行くほど次第に広くなる円錐状を有して給電信号が印加される第１放射体、及び予め指定されたパターンの平板状に形成されて前記第１放射体の上端に配置されて前記第１放射体に電気的に連結される第２放射体を具備して前記基板上の予め指定された位置に配置される多数のアンテナと、を備えることを特徴とするＭＩＭＯアンテナ。

【請求項13】

前記第２放射体は、
前記第１放射体上に位置して前記第１放射体に結合可能なパターンで形成される第１プレートと、
前記第１プレートから外郭方向に延びるパターンで形成される第２プレートと、を含むことを特徴とする請求項１２に記載のＭＩＭＯアンテナ。

【請求項14】

前記多数のアンテナは、前記基板上に両側又は対角線位置に配置され、前記第２プレートが延びる方向が互いに対向するように配置されることを特徴とする請求項１３に記載のＭＩＭＯアンテナ。

【請求項15】

前記第２放射体は、前記第１放射体の上端の円形の形状に対応する領域のうちの一部又は全体が開放された開口部が更に形成されることを特徴とする請求項１２に記載のＭＩＭＯアンテナ。

【請求項16】

前記アンテナは、一端が前記第２放射体で第２プレートの予め指定された位置に前記第１放射体から予め指定された距離だけ離隔されて結合され、他端が接地電源に連結される導電性ポールを更に含むことを特徴とする請求項１３に記載のＭＩＭＯアンテナ。

【請求項17】

前記導電性ポールは、前記第１放射体が配置される基板の一面又は他面に形成された接地面に電気的に連結されることを特徴とする請求項１６に記載のＭＩＭＯアンテナ。

【請求項18】

前記多数のアンテナは、前記第１放射体の大きさと前記第２放射体の大きさ及びパターンとが異なるように形成されることを特徴とする請求項１２に記載のＭＩＭＯアンテナ。

【請求項19】

下端が狭く上端に行くほど次第に広くなる円錐状を有して給電信号が印加される第１放射体と、
予め指定されたパターンの平板状に形成され、前記第１放射体の上部の一部の領域に重なり前記第１放射体から離隔されて配置される第２放射体と、を備えることを特徴とするアンテナ。

【請求項20】

前記第２放射体は、前記第１放射体の上部の形状の半分以下の領域に重なるパターンで形成されることを特徴とする請求項１９に記載のアンテナ。

【請求項21】

前記第２放射体は、少なくとも一部が前記第１放射体の上端の円形の形状に対応する領域に重なるパターンに開放された開口部が更に形成されることを特徴とする請求項１９に記載のアンテナ。

【請求項22】

前記アンテナは、一端が前記第２放射体の予め指定された位置に前記第１放射体から予め指定された距離だけ離隔して結合され、他端が接地電源に連結されて前記第２放射体が前記第１放射体から離隔されるように支持する導電性ポールを更に含むことを特徴とする請求項１９に記載のアンテナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、多重広帯域アンテナ及びこれを利用したＭＩＭＯアンテナに関し、より詳細には、円錐状の放射体と平板状の放射体とが結合された構造を有する多重広帯域アンテナ及びこれを利用したＭＩＭＯアンテナに関する。

【背景技術】

【0002】

無線通信規格がＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ、ＷＣＤＭＡ（登録商標）などの既存の第２世代及び第３世代通信方式から第４世代ＬＴＥを経て第５世代通信方式に速く進化しており、それと共にＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＷＩＦＩなどの多様な技術が共に利用されている。

【0003】

このため、無線機器は多様な無線規格に沿った各種周波数帯域の信号を支援するように構成されなければならず、従って、それぞれ異なる多数の周波数帯域の信号を送受信できるように多数のアンテナが実装され、特に無線機器で第５世代通信方式を支援するために多様な形態のアンテナを設計し、端末機の内部に配置空間を確保するために多くの努力をしている。

【0004】

しかし、無線機器は既に多様な通信方式及び多様な機能を支援するために非常に多い数のアンテナ及び部品が制限された空間に搭載されているため、内部の部品実装空間は既に飽和状態であると言える。従って、無線機器の内部に追加的なアンテナを配置するための空間を確保することが非常に難しいため、設計が非常に複雑になり、テスト時間が増加し、これによって製造費用が上昇する問題がある。

【0005】

それだけでなく、最近ではＭＩＭＯ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ－ｉｎｐｕｔ ａｎｄ ｍｕｌｔｉｐｌｅ－ｏｕｔｐｕｔ）技術の適用によって要求されるアンテナの個数が更に増加しているため、機器の設計及び製造に更に大きな困難を引き起こしている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、広帯域信号を送受信する広帯域アンテナ及びこれを利用したＭＩＭＯアンテナを提供することにある。
また、本発明の目的は、小型に製造可能な広帯域アンテナ及びこれを利用したＭＩＭＯアンテナを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるアンテナは、下端が狭く上端に行くほど次第に広くなる円錐状を有して給電信号が印加される第１放射体と、予め指定されたパターンの平板状に形成され、前記第１放射体の上端に配置されて前記第１放射体に電気的に連結される第２放射体と、を備える。

【0008】

前記第２放射体は、前記第１放射体上に位置して前記第１放射体に結合可能なパターンで形成される第１プレートと、前記第１プレートから外郭方向に延びるパターンで形成される第２プレートと、を含み得る。
前記第１プレート及び前記第２プレートは、単一の導電体によって一体に具現されるか、又はそれぞれ少なくとも一つの導電体を含んで形成されて結合され得る。
前記第２プレートは、前記第１放射体及び前記第１プレートと共に前記アンテナに要求される周波数帯域の信号を送受信するように指定されたパターンで形成され得る。
前記第２放射体は、前記第１放射体の上端の円形の形状に対応する領域のうちの一部又は全体が開放された開口部が更に形成され得る。
前記第２放射体は、支持基板上に具現されて前記第１放射体の上端に配置され、前記第１放射体と前記支持基板上に具現された前記第２放射体とを結合するための結合手段によって第１放射体に電気的に連結され得る。
前記アンテナは、一端が前記第２放射体で第２プレートの予め指定された位置に前記第１放射体から予め指定された距離だけ離隔され結合され、他端が接地電源に連結される導電性ポールを更に含み得る。
前記導電性ポールは、前記第１放射体が配置される基板の一面又は他面に形成された接地面に電気的に連結され得る。

【0009】

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるＭＩＭＯアンテナは、基板と、それぞれ下端が狭く上端に行くほど次第に広くなる円錐状を有して給電信号が印加される第１放射体、及び予め指定されたパターンの平板状に形成されて前記第１放射体の上端に配置されて前記第１放射体に電気的に連結される第２放射体を具備して前記基板上の予め指定された位置に配置される多数のアンテナと、を備える。

【0010】

上記目的を達成するためになされた本発明の他の態様によるアンテナは、下端が狭く上端に行くほど次第に広くなる円錐状を有して給電信号が印加される第１放射体と、予め指定されたパターンの平板状に形成され、前記第１放射体の上部の一部の領域に重なり前記第１放射体から離隔されて配置される第２放射体と、を備える。

【発明の効果】

【0011】

本発明の多重広帯域アンテナ及びこれを利用したＭＩＭＯアンテナは、円錐状の構造を有する第１放射体と、予め指定されたパターンの平板構造を有して第１放射体の一端に結合される第２放射体と、を備えるため、多重広帯域で信号を送受信することができる。また、第２放射体と接地電源とを連結する導電性ポールを更に含むため、多重広帯域で信号を送受信することができる。従って、無線機器に実装されなければならないアンテナの個数を大きく減らして無線機器の設計及びテストの複雑度を低減させることができ、小型に製作可能であるため無線機器を小型化することができる。また、少ない数の多重広帯域アンテナを利用して超広帯域のＭＩＭＯアンテナを構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態による多重広帯域アンテナを示す図である。

【図2】本発明の一実施形態による多重広帯域アンテナを示す図である。

【図3】本発明の一実施形態による多重広帯域アンテナを示す図である。

【図4】本発明の一実施形態による多重広帯域アンテナの反射損失特性を示す図である。

【図5】本発明の他の実施形態による多重広帯域アンテナを利用したＭＩＭＯアンテナを示す図である。

【図6】本発明の他の実施形態による多重広帯域アンテナを利用したＭＩＭＯアンテナを示す図である。

【図7】本発明の他の実施形態による多重広帯域アンテナを利用したＭＩＭＯアンテナを示す図である。

【図8】本発明の他の実施形態による多重広帯域アンテナを利用したＭＩＭＯアンテナの反射損失特性を示す図である。

【図9】本発明の他の実施形態による多重広帯域アンテナを利用したＭＩＭＯアンテナの放射パターンを示す図である。

【図10】本発明の更に他の実施形態による多重広帯域アンテナを示す図である。

【図11】本発明の更に他の実施形態による多重広帯域アンテナを示す図である。

【図12】本発明の更に他の実施形態による多重広帯域アンテナの反射損失特性を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明と本発明の動作上の利点及び本発明の実施によって達成される目的を十分に理解するためには、本発明の好ましい実施形態を例示する図面及び図面に記載された内容を参照しなければならない。

【0014】

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明することによって、本発明を詳細に説明する。しかし、本発明は多様な異なる形態で具現され得、説明する実施形態に限定されるものではない。そして、本発明を明確に説明するために説明にかかわらない部分は省略し、図面の同じ参照符号は同じ部材であることを表す。

【0015】

明細書全体で、或る部分が何らかの構成要素を「含む」とする場合、これは特に反対の記載がない限り他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素を更に含むことがあることを意味する。また、明細書に記載された「…部」、「…器」、「モジュール」、「ブロック」等の用語は少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、これはハードウェアやソフトウェア又はハードウェア及びソフトウェアの結合で具現され得る。

【0016】

図１～図３は、本発明の一実施形態による多重広帯域アンテナを示す図である。図１は本発明の一実施形態による多重広帯域アンテナの上部斜視図を示し、図２は図１の多重広帯域アンテナの側面図を示し、図３は図１の多重広帯域アンテナの下部斜視図を示す。

【0017】

図１～図３を参照すると、本実施形態による多重広帯域アンテナは、第１放射体１１０及び第１放射体１１０の上端に配置されて電気的に連結される第２放射体１２０を含む。

【0018】

ここで、第１放射体１１０は下端が狭く上端に行くほど次第に広くなる構造の円錐状を有するように具現される。コニカルアンテナ（Ｃｏｎｉｃａｌ Ａｎｔｅｎｎａ）として知られている円錐状の第１放射体１１０は、他の構造のアンテナに比べて相対的に小さい大きさと優秀な放射効率を有することによって小型化に有利である。特に円錐状を有する第１放射体１１０は、送受信しようとする周波数帯域で他のアンテナに比べて相対的に低い高さを有するため、高さ制約がある無線機器に適合する。また円錐状の第１放射体１１０は広帯域でインピーダンス整合されるため、広帯域の信号を送受信できるという長所がある。

【0019】

第１放射体１１０は、本実施形態によるアンテナが送受信しようとする信号の周波数帯域によって大きさが調節される。

【0020】

そして、第１放射体１１０は、図１～図３に示した通り、第１基板１５０上に配置結合される。ここで、第１基板１５０は、一面又は他面に無線機器の多様な素子が配置されるメイン基板であるが、これに限定されない。本実施形態では、別途に特定しない場合、基板は第１基板を意味する。第１放射体１１０が第１基板１５０上に配置結合される場合、図２及び図３に示した通り、第１放射体１１０は、下端の尖部１１１が第１基板１５０を貫通して配置され、第１基板１５０を貫通した尖部の外周面にねじ山などが形成されてナットなどの結合手段１４４を利用して第１基板１５０に結合される。しかし、第１放射体１１０はその他にも多様な結合方式を利用して第１基板１５０に結合され得る。ここで、第１基板１５０の一面又は他面に接地面１７０が形成された場合、接地面１７０は第１放射体１１０に電気的に連結されないように離隔されなければならない。即ち、図３に示した通り、接地面１７０に第１放射体１１０から離隔された開放パターン１７１が形成される。

【0021】

第１放射体１１０が第１基板１５０上に配置される場合、第１放射体１１０は第１基板１５０に形成される給電線路１１２を通じて給電信号が印加される。ここで、給電線路１１２が形成された面の他面には、第１放射体１１０から離隔された接地面１７０の開放パターン１７１内に給電線路１１２と少なくとも一部の領域が重なるように延びる分岐線路１７２が形成される。

【0022】

ここで、分岐線路１７２は給電線路１１２と共にアンテナのインピーダンスマッチングのために形成される。分岐線路１７２は、給電線路１１２と同一に直線の形態で形成されてもよいが、図３に示した通り、一端の両側にスタブ（ｓｔｕｂ）が形成されてＴ字状パターンに分岐される形態で形成される。或いは、延びる分岐線路１７２の一側又は両側方向にスタブが形成されてもよい。即ち、分岐線路のパターンは多様に形成され得る。

【0023】

接地面１７０に電気的に連結される分岐線路１７２は、回路的にインダクタンス成分と解釈され、第１基板１５０の一面と他面とに形成される給電線路１１２と分岐線路１７２との間の空間はキャパシタンス成分と解釈される。従って、第１基板１５０を挟んで給電線路１１２と分岐線路１７２とが互いに重なった領域は並列インダクタ及びキャパシタマッチング回路と解釈され、分岐線路１７２で重なっていない領域に形成されるスタブは直列インダクタマッチング回路と解釈される。即ち、接地面１７０に電気的に連結される分岐線路１７２は直列及び並列インダクタ及びキャパシタ成分を発生させて広帯域インピーダンスマッチングを達成できるようにする。

【0024】

しかし、第１放射体１１０は同軸ケーブル（Ｃｏａｘｉａｌ Ｃａｂｌｅ）のような別途の給電手段を通じて給電信号が印加されてもよい。

【0025】

一方、第２放射体１２０は、予め指定されたパターンで平板状に形成され、第１放射体１１０の上端に配置結合されて第１放射体１１０に電気的に連結される。第２放射体１２０が第１放射体１１０に電気的に連結されることによって、本実施形態のアンテナは第１放射体１１０のみを含む場合と比べて更に広帯域で信号を送受信することができる。

【0026】

ここで、第２放射体１２０は、図１に示した通り、第１プレート１２１と第２プレート１２２とに区分される。第１プレート１２１は、第１放射体１１０との結合のための領域であり、第１放射体上に位置して第１放射体に結合可能なパターンで形成される。そして、第２プレート１２２は第１プレート１２１と共に要求される周波数帯域の信号を送受信するためのパターンが形成される領域と見ることができる。第２プレート１２２は、第１プレート１２１から外郭方向に延びるパターンで形成され、図１では一例として第２プレート１２２が長方形のパターンを有するものとして図示したが、第２プレート１２２のパターンは多様に設定され得る。一例として、第２プレート１２２は第１プレート１２１から遠ざかるほど次第に広くなる平行四辺形の構造や扇形などの構造を有する。そして、第１プレート１２１の形状もまた多様に変形され得る。

【0027】

図１では、一例として第２放射体１２０の第１プレート１２１と第２プレート１２２とが一体に形成されたものとして図示したが、第１プレート１２１と第２プレート１２２とは別途に形成されて結合されるように構成されてもよい。そして、第１及び第２放射体１１０、１２０のそれぞれが多数の平板状導電体が結合されて構成されてもよい。

【0028】

また、第１放射体１１０及び第２放射体１２０は導電体で具現され、一体に結合された構造で具現されてもよいが、図１～図３に示した通り、それぞれ具現されて結合されるように構成され得る。第１放射体１１０と第２放射体１２０とが個別的に具現されて結合される場合、第１放射体１１０の上部には第２放射体１２０との結合が容易であるように締結部１１３が形成される。ここでは、第１放射体１１０と第２放射体１２０とがボルト１４１とナット１４２を結合手段として利用して結合されるため、第１放射体１１０の上部に形成される締結部１１３が第１放射体１１０の上端の円形の形状から両側方向に延びる構造で形象したが、締結部１１３の形態は第１放射体１１０と第２放射体１２０とを結合する結合手段により多様に変更され得る。

【0029】

そして、第２放射体１２０は、図１～図３に示した通り、第２基板１６０上に形成される。上述した通り、第２放射体１２０は、平板状の導電体で形成され、第１放射体１１０の上端に配置される。従って、第２放射体１２０の厚さが薄い場合、第１放射体１１０との結合時又はアンテナを無線機器に実装及び運用時などの様々な過程で曲がるなどの変形が発生し得る。従って、本実施形態では、第２放射体１２０を第２基板１６０上に形成することによって変形を防止する。即ち、第２基板１６０は第２放射体１２０を支持するための支持基板と見ることができる。また、第２放射体１２０が第２基板１６０上に形成されると、結合手段（１４１、１４２）により安定的且つ容易に第１放射体１１０と結合することができる。第２放射体１２０が第２基板１６０上に形成される場合、第１放射体１１０と第２放射体１２０とを結合する結合手段１４１により第１放射体１１０と第２放射体１２０とは電気的に連結される。

【0030】

一方、第１放射体１１０の上端に配置される第２放射体１２０において、第１放射体１１０の上端の形状に対応する領域のうちの一部又は全体が開放された開口部１２３が形成される。図１を参照すると、第２放射体１２０には第１放射体１１０の上端の円形に対応する領域の中の第２プレート１２２方向に円弧状の開口部１２３が形成されている。第２放射体１２０の開口部１２３は、第１放射体１１０及び第２放射体１２０を含む本実施形態のアンテナが更に広帯域でのインピーダンス整合がなされるようにするために形成される。ここでは、一例として第２放射体１２０に形成される開口部１２３が第１放射体１１０の上端に対応する一部の領域に形成されるものとして図示したが、開口部１２３は第１放射体１１０の上端に対応する全体領域に形成されてもよい。即ち、開口部１２３は第１放射体１１０の上端と同一の円形に形成され得る。また、開口部１２３が第１放射体１１０の上端に対応する一部の領域に形成される場合、開口部１２３が形成される位置と大きさ及び形状も多様に調節され得る。

【0031】

第２放射体１２０が第２基板１６０上に形成された場合、第２基板１６０にも第２放射体１２０の開口部１２３に対応する大きさ及び形状で開口部が形成される。

【0032】

そして、本実施形態によるアンテナは第２放射体１２０に接地電源を電気的に連結する導電性ポール１３０を更に含む。導電性ポール１３０は、図１～図３に示した通り、円錐状の第１放射体１１０の中心に平行に第２放射体１２０の第２プレート１２２で第１放射体１１０から離隔されて配置される。ここで、導電性ポール１３０と第１放射体１１０との離隔距離はアンテナが送受信しようとする信号の周波数帯域により多様に調節され得る。即ち、第２放射体１２０の第２プレート１２２で導電性ポール１３０が結合される位置は可変され得る。

【0033】

一方、導電性ポール１３０は、一端が第２放射体１２０に直接結合され、ボルトなどの結合手段１４３を利用して第２放射体１２０に結合される。第２放射体１２０が第２基板１６０上に形成された場合、結合手段１４３は第２放射体１２０と導電性ポール１３０とを電気的に連結する手段として利用される。

【0034】

一方、導電性ポール１３０の他端は接地電源に連結される。第１基板１５０の他面に接地面１７０が形成された場合、導電性ポール１３０は第１基板１５０を貫通して接地面１７０に直接連結され、第２放射体１２０と同様に結合手段１４３を利用して接地電源に連結される。

【0035】

図４は、本発明の一実施形態による多重広帯域アンテナの反射損失特性を示す図である。

【0036】

図４において、（ａ）は本実施形態によるアンテナで第１放射体１１０のみが配置された場合を示し、（ｂ）は第１及び第２放射体（１１０、１２０）が配置された場合を示し、（ｃ）は第１及び第２放射体（１１０、１２０）と共に導電性ポール１３０が配置された場合を示す。そして、（ｄ）は（ａ）～（ｃ）のそれぞれによる反射損失特性を示す。

【0037】

（ｄ）を参照すると、（ａ）のように第１放射体１１０のみを含む場合、即ちコニカルアンテナのみで構成される場合、２．２～４．７ＧＨｚ帯域で反射損失が－６ｄＢ以下として示される。しかし、（ｂ）のように第２放射体１１０が追加されると、反射損失が－６ｄＢ以下である帯域が１．５～４．７ＧＨｚに大きく拡張されることが分かる。即ち、第２放射体１１０が追加されることにより、アンテナが更に広帯域で信号を送受信できるようになる。また（ｃ）のように導電性ポール１３０が更に含まれると、１．５～４．６ＧＨｚ帯域で反射損失が－６ｄＢ以下であって、第１及び第２放射体（１１０、１２０）を含む場合と略同一であるが、０．６６～０．８ＧＨｚの低周波数帯域で追加的に反射損失が－６ｄＢ以下として示されることが分かる。即ち、第１及び第２放射体（１１０、１２０）及び導電性ポール１３０を含む本実施形態によるアンテナは多重広帯域特性を有する。

【0038】

本実施形態によるアンテナの多重広帯域特性による動作周波数帯域は、第１放射体１１０の大きさと第２放射体１２０の大きさ及びパターンにより可変され得る。

【0039】

結果として、本実施形態によるアンテナは、円錐状の構造を有して一端の尖部に給電信号が印加される第１放射体１１０と、予め指定されたパターンの平板構造を有して第１放射体の他端に結合される第２放射体１２０とを含んでいるため、広帯域で信号を送受信することができ、第２放射体１２０と接地電源とを連結する導電性ポール１３０を更に含んでいるため、多重広帯域で信号を送受信することができる。

【0040】

図５～図７は、本発明の他の実施形態による多重広帯域アンテナを利用したＭＩＭＯアンテナを示す図である。図５は本実施形態による多重広帯域アンテナを利用したＭＩＭＯアンテナの斜視図を示し、図６は上面図を示し、図７は側面図を示す。

【0041】

本実施形態によるＭＩＭＯアンテナは図１～図３に示した通り、それぞれ第１放射体１１０と第２放射体１２０及び導電性ポール１３０を含む多重広帯域アンテナを多数で具備して構成される。ここで、多数の多重広帯域アンテナは同一のアンテナを利用してもよいが、図５～図７に示した通り、それぞれ異なる形態のアンテナを利用してもよい。従って、図５～図７では一例としてＭＩＭＯアンテナがそれぞれ異なる形態の第１アンテナ２１０及び第２アンテナ２２０を含むものとして示した。

【0042】

図５～図７を参照すると、本実施形態によるＭＩＭＯアンテナは基板２３０上に配置される第１アンテナ２１０及び第２アンテナ２２０を含み、第１アンテナ２１０及び第２アンテナ２２０のそれぞれは、上述した通り、円錐状の構造を有して一端の尖部に給電信号が印加される第１放射体１１０と、予め指定されたパターンの平板構造を有して第１放射体の他端に結合される第２放射体１２０とを含んでいるため、広帯域で信号を送受信することができ、第２放射体１２０と接地電源とを連結する導電性ポール１３０を含む。

【0043】

しかし、図６に示した通り、第１アンテナ２１０は第２アンテナ２２０に比べて第１放射体１１０の大きさがより大きい。従って、第２アンテナ２２０よりも高さが更に高く具現される。これに伴い、第１アンテナ２１０と第２アンテナ２２０とで第１放射体１１０の上端に配置される第２放射体１２０と接地面１７０とを連結する導電性ポール１３０の長さがそれぞれ異なる。また、第１アンテナ２１０の平板状の第２放射体１２０の面積が第２アンテナ２２０の第２放射体１２０の面積に比べて非常に大きく形成され、第１アンテナ２１０及び第２アンテナ２２０の第２放射体１２０のパターンもそれぞれ異なるように具現されている。

【0044】

また、第２アンテナ２２０では、第２放射体１２０の第１プレート１２１と第２プレート１２２とが個別的に具現されて結合されるものとして図示したが、第２放射体１２０の第１プレート１２１及び第２プレート１２２も、第１アンテナ２１０では、第２放射体１２０の第１プレート１２１及び第２プレート１２２と同様に一体に形成され得る。

【0045】

また、第１アンテナ２１０の第２放射体１２０には第１放射体１１０の上端面に対応する領域全体が開放されるように開口部１２３を形成したのに対して、第２アンテナ２２０の第２放射体１２０には第１放射体１１０の上端面に対応する領域のうちの一部が開放されるように開口部１２３を形成した。即ち、第１及び第２アンテナ（２１０、２２０）の第２放射体１２０に形成される開口部１２３の形状も送受信しようとする信号の周波数帯域によりそれぞれ異なるように形成され得る。

【0046】

このように、第１アンテナ２１０と第２アンテナ２２０とがそれぞれ異なる形態で具現される場合、ＭＩＭＯアンテナは、第１アンテナ２１０及び第２アンテナ２２０がそれぞれ異なる周波数帯域の信号を互いに補完的に送受信できるようにして超広帯域の信号を送受信できるようにする。

【0047】

特に、本実施形態によるＭＩＭＯアンテナで、第１アンテナ２１０と第２アンテナ２２０とは導電性ポール１３０が互いに対向する方向に配置される。即ち、第１アンテナ２１０と第２アンテナ２２０とで第２放射体１２０の第１プレート１２１から第２プレート１２２が拡張される方向が互いに対向するように配置される。

【0048】

一例として、第１アンテナ２１０と第２アンテナ２２０とが基板２３０上で基板の互いに対角線方向に配置される場合、第１アンテナ２１０と第２アンテナ２２０とは導電性ポール１３０が基板２３０の中心に向かうように配置されるか、又は図５～図７に示した通り、横又は縦軸方向に互いに対向するように配置される。しかし、第１アンテナ２１０と第２アンテナ２２０とは基板２３０の両側で導電性ポール１３０が互いに対向するように配置されてもよい。

【0049】

ＭＩＭＯアンテナで、第１アンテナ２１０及び第２アンテナ２２０がそれぞれ２個ずつ備えられる場合、２個の第１アンテナ２１０及び２個の第２アンテナ２２０のそれぞれが基板２３０の対角線方向に互いに交差するように配置される。一例として、基板２３０を４分割し、２個の第１アンテナ２１０は基板２３０の第２象限と第４象限とに配置され、２個の第２アンテナ２２０は基板２３０の第１象限と第３象限とに配置される。そして、第１アンテナ２１０及び第２アンテナ２２０がそれぞれ２個ずつ備えられる場合にも第１アンテナ２１０及び第２アンテナ２２０の導電性ポール１３０が横又は縦軸方向に互いに対向するように配置される。

【0050】

図８は、本発明の他の実施形態による多重広帯域アンテナを利用したＭＩＭＯアンテナの反射損失特性を示す図である。

【0051】

図８で、（ａ）は第１アンテナ２１０で第２放射体１２０及び導電性ポール１３０を具備しているか否かによる反射損失特性を示し、（ｂ）は第２アンテナ２２０で第２放射体１２０及び導電性ポール１３０を具備しているか否かによる反射損失特性を示す。

【0052】

図８の（ａ）を詳察すると、第１アンテナ２１０は６９９～８００ＭＨｚの低周波数帯域（ＬＢ）と１６００～２７００ＭＨｚの中間周波数帯域（ＭＢ）及び３２００～５０００ＭＨｚの高周波数帯域（ＨＢ）で動作する。一方、（ｂ）を詳察すると、第２アンテナ２２０は１４４８～２７００ＭＨｚの中間周波数帯域（ＭＢ）及び３２００～５０００ＭＨｚの高周波数帯域（ＨＢ）で動作する。即ち、第１アンテナ２１０によってＭＩＭＯアンテナは低周波数帯域（ＬＢ）でも動作することができ、第２アンテナ２２０によって動作する中間周波数帯域（ＭＢ）が拡張される。

【0053】

図９は、本発明の他の実施形態による多重広帯域アンテナを利用したＭＩＭＯアンテナの放射パターンを示す図である。

【0054】

図９参照すると、本実施形態の多重広帯域アンテナを利用するＭＩＭＯアンテナは、第１及び第２アンテナ（２１０、２２０）が配置される基板２３０の垂直方向の上半球に放射パターンが形成される。

【0055】

図１０及び図１１は、本発明の更に他の実施形態による多重広帯域アンテナを示す図である。

【0056】

図１０及び図１１を参照すると、本発明の更に他の実施形態による多重広帯域アンテナは、図１～図３に示した多重広帯域アンテナと同様に円錐状の第１放射体３１０と第１放射体３１０の上部に配置される第２放射体３２０とを含む。

【0057】

但し、図１０及び図１１に示した多重広帯域アンテナで、第２放射体３２０は図１～図３に示した多重広帯域アンテナの第２放射体１２０とは異なり、第１放射体３１０の上部に電気的に連結されずに離隔されて配置される。第２放射体３２０は、導電性ポール３３０の一端に結合されて導電性ポール３３０により支持されることによって、第１放射体３１０に直接的に接触せずに第１放射体３１０の上部に離隔されて配置される。そして、導電性ポール３３０の他端は接地電源に連結される。即ち、導電性ポール３３０は、第２放射体３２０に接地電源を電気的に連結すると共に、第２放射体３２０を支持する支持台としての機能を遂行する。導電性ポール３３０と第２放射体３２０とはボルトのような結合手段３４３を利用して結合されるが、直接結合されてもよい。

【0058】

一方、図１～図３の第２放射体１２０は、第１放射体１１０との結合のための第１プレート１２１と、第１プレート１２１と共に要求される周波数帯域の信号を送受信するためのパターンが形成される第２プレート１２２とを含む一方、図１０及び図１１に示した第２放射体３２０は、第１放射体３１０に結合されないため、一つのプレートで構成される。図１０及び図１１では、第２放射体３２０が半円形のパターンで形成されるものとして図示したが、第２放射体３２０は多様なパターンで形成され得る。但し、第１放射体３１０の上部の一部の領域に重なるように形成される。第１放射体３１０の上部の一部の領域に重なるように形成される第２放射体３２０は、第１放射体３１０とカップリングされて広帯域でインピーダンス整合がなされるようにする。

【0059】

ここで、第２放射体３２０は第１放射体３１０の上部に円形で半分以下に重なるパターンで形成される。また、第２放射体３２０のプレートにはアンテナが更に広帯域でのインピーダンス整合がなされるようにするための開口部３２３が形成される。ここで、開口部３２３は図１０及び図１１に示した通り、円形の第１放射体３１０の上部の一部の領域に重なるパターンで形成される。

【0060】

これ以外の残りの構成は図１～図３と同一であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

【0061】

図１２は、本発明の更に他の実施形態による多重広帯域アンテナの反射損失特性を示す図である。

【0062】

図１２において、（ａ）は第２放射体３２０が第１放射体３１０に重ならないように配置された場合を示し、（ｂ）は図１０及び図１１に示した通り、第２放射体３２０が第１放射体３１０の上部の一部の領域に重なるように配置された場合を示す。図１２を詳察すると、（ａ）に比べて（ｂ）が１．１１６～１．７７ＧＨｚの低周波帯域でインピーダンス整合範囲が大きく拡大したことが分かる。即ち、広帯域インピーダンス整合特性を有することになる。

【0063】

本発明は、図面に示した実施形態を参照して説明したが、これは例示的なものに過ぎず、本技術分野の通常の知識を有する者であれば、これらから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であることが理解できるであろう。従って、本発明の技術的保護範囲は特許請求の範囲の技術的思想によって定められる。

【符号の説明】

【0064】

１１０、３１０ 第１放射体
１１１ 尖部
１１２ 給電線路
１１３ 締結部
１２０、３２０ 第２放射体
１２１、１２２ 第１、第２プレート
１２３、３２３ 開口部
１３０、３３０ 導電性ポール
１４１、１４３、３４３ 結合手段（ボルト）
１４２、１４４ 結合手段（ナット）
１５０、１６０ 第１、第２基板
１７０ 接地面
１７１ 開放パターン
１７２ 分岐線路
２１０、２２０ 第１、第２アンテナ
２３０ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【国際調査報告】