(57)【要約】  本発明は、多重帯域アンテナに関し、移動通信周波数帯域を含んで多様な帯域で良好なアンテナ性能を発揮する多重帯域アンテナを提供するためのものである。本発明による多重帯域アンテナは、絶縁性のベース基板、水平放射素子及び垂直放射素子を含む。ベース基板は、上部面と下部面を有する。水平放射素子は、ベース基板の一側に金属板をパターニングして形成され、水平偏波ダイポールを形成する。また、垂直放射素子は、水平放射素子から離隔されたベース基板上に配置され、ベース基板の上に突出するように設置され、垂直偏波ダイポールを形成する。
2016522613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部面と下部面を有する絶縁性のベース基板と；
前記ベース基板の一側に金属板をパターニングして形成され、水平偏波ダイポールを形成する水平放射素子と；
前記水平放射素子から離隔された前記ベース基板上に配置され、前記ベース基板の上に突出するように設置され、垂直偏波ダイポールを形成する垂直放射素子と；
を含むことを特徴とする多重帯域アンテナ。
【請求項２】
前記ベース基板の下部面を介して前記水平放射素子に連結されて給電する水平給電ケーブルと；
前記ベース基板の下部面を介して前記垂直放射素子に連結されて給電する垂直給電ケーブルと；
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の多重帯域アンテナ。
【請求項３】
前記水平放射素子は、
前記ベース基板の下部面に形成された第１水平放射パターンと；
前記ベース基板の下部面から上部面に転写される第１水平放射パターンから離隔するように、前記ベース基板の上部面に形成された第２水平放射パターンと；
前記第２水平放射パターンに連結され、前記水平給電ケーブルを介して前記第２水平放射パターンに給電する第１給電パターンと；
を含むことを特徴とする請求項２に記載の多重帯域アンテナ。
【請求項４】
前記第１給電パターンは、
前記ベース基板を貫通して形成され、前記水平給電ケーブルの第１芯線が挿入されて接合される第１芯線ホールと；
前記第１芯線ホールから延長し、前記ベース基板の上部面に形成され、前記第１芯線ホールと前記第２水平放射パターンを連結する第１給電ラインと；
を含むことを特徴とする請求項３に記載の多重帯域アンテナ。
【請求項５】
前記第１芯線ホールは、前記垂直放射パターン内に前記垂直放射パターンから離隔して、島形状に形成されることを特徴とする請求項４に記載の多重帯域アンテナ。
【請求項６】
前記水平給電ケーブルの第１接地線は、第１水平放射パターンに接合されることを特徴とする請求項５に記載の多重帯域アンテナ。
【請求項７】
前記垂直放射素子は、
前記ベース基板の下部面に金属板をパターニングして形成される垂直放射パターンと；
前記垂直放射パターン上部の前記ベース基板の上部面に設置される垂直放射板と；
前記垂直放射板に連結され、前記垂直給電ケーブルを介して前記垂直放射板に給電する第２給電パターンと；
を含むことを特徴とする請求項１に記載の多重帯域アンテナ。
【請求項８】
前記第２給電パターンは、
前記ベース基板を貫通して形成され、前記垂直給電ケーブルの第２芯線が挿入されて接合され、前記垂直放射パターンから離隔して前記垂直放射パターン内に島形状に形成される第２芯線ホールと；
前記第２芯線ホールから延長し、前記ベース基板の上部面に形成され、前記第２芯線ホールと前記垂直放射板を連結する第２給電ラインと；
を含むことを特徴とする請求項７に記載の多重帯域アンテナ。
【請求項９】
前記垂直給電ケーブルの第２接地線は、前記垂直放射パターンに接合されることを特徴とする請求項８に記載の多重帯域アンテナ。
【請求項１０】
前記垂直放射板は、前記垂直放射パターン内側の中心部分に配置され、
前記垂直放射パターンは、前記垂直放射パターンを中心として左右対称されるように楕円形に形成されたことを特徴とする請求項９に記載の多重帯域アンテナ。
【請求項１１】
前記垂直放射板は、
前記第２給電ラインに接合される給電台と；
前記給電台の上部に前記給電台を軸として放射形で設置される複数の放射板と；
を含むことを特徴とする請求項１０に記載の多重帯域アンテナ。
【請求項１２】
前記複数の放射板は、４個であり、隣合う放射板は、板間の角度が９０度になるように配置されることを特徴とする請求項１１に記載の多重帯域アンテナ。
【請求項１３】
前記複数の放射板は、それぞれ、
絶縁性の放射板胴体と；
前記放射板胴体の両面に形成され、前記給電台に電気的に連結される放射用金属板と；
を含むことを特徴とする請求項１２に記載の多重帯域アンテナ。
【請求項１４】
前記複数の放射板のうち少なくとも１つの放射板は、
前記放射板胴体から前記ベース基板に延長し、前記ベース基板に固定設置される絶縁性の支持台；
をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の多重帯域アンテナ。
【請求項１５】
前記垂直放射素子と前記水平放射素子の間の分離度は、２０〜３０ｄＢを有するように前記ベース基板に形成されることを特徴とする請求項１４に記載の多重帯域アンテナ。
【請求項１６】
上部面と下部面を有する絶縁性のベース基板と；
前記ベース基板の一側に金属板をパターニングして形成され、水平偏波ダイポールを形成する水平放射素子と；
前記水平放射素子から離隔された前記ベース基板上に配置され、前記ベース基板の上に突出するように設置され、垂直偏波ダイポールを形成する垂直放射素子と；
前記ベース基板の下部面を介して前記水平放射素子に連結されて給電する水平給電ケーブルと；
前記ベース基板の下部面を介して前記垂直放射素子に連結されて給電する垂直給電ケーブルと；
前記ベース基板、前記水平放射素子及び前記垂直放射素子を覆い、下向きに前記水平及び垂直給電ケーブルを外部に引き出すハウジングと；を含み、
前記ハウジングは、
前記ベース基板の下部に設置されて前記ベース基板を支持し、前記ベース基板の下部面に設置された前記水平及び垂直給電ケーブルを互いに離隔させて、外部に引き出す引き出し部材を具備する下部ハウジングと；
前記下部ハウジングの上部に結合され、前記ベース基板の上部面に設置された水平放射素子及び垂直放射素子を覆う上部ハウジングと；
を含むことを特徴とする多重帯域アンテナ。
【請求項１７】
前記下部ハウジングは、
前記ベース基板の下部面の下方に設置され、上部面に形成された複数の支持台を媒介で前記ベース基板をフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）させて前記ベース基板を支持する設置板と；
前記設置板の下部面に突出するように設置され、前記ベース基板の下部面に設置された前記水平及び垂直給電ケーブルを互いに離隔させて、外部に引き出す引き出し部材と；
を含むことを特徴とする請求項１６に記載の多重帯域アンテナ。
【請求項１８】
前記引き出し部材は、
前記設置板の下部面に突出するように設置され、外周面にネジ山が形成された締結管と；
前記締結管の内部に互いに離隔するように並設され、前記水平及び垂直給電ケーブルが挿入されて引き出される一対の引き出し管と；
を含むことを特徴とする請求項１７に記載の多重帯域アンテナ。
【請求項１９】
前記一対の引き出し管が前記締結管の端部よりは内側に形成され、前記一対の引き出し管の端部の下方の前記締結管には、前記水平及び垂直給電ケーブルが前記引き出し管を介して引き出された方向と異なる方向に引き出す引き出し溝が形成されていることを特徴とする請求項１８に記載の多重帯域アンテナ。
【請求項２０】
前記設置板と前記引き出し部材は、一体に形成され、前記ベース基板の下部面に設置された前記水平及び垂直給電ケーブルをそれぞれ前記設置板と前記引き出し部材を介して外部に引き出す一対の引き出し管が前記設置板及び前記引き出し部材を貫通して並設されることを特徴とする請求項１７に記載の多重帯域アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナに関し、より詳細には、移動通信周波数帯域を含んで多様な帯域で良好なアンテナ性能を発揮する多重帯域アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
個人携帯電話の普遍化と最近スマートフォン及びタブレットパソコンの普及増加に伴い、通話及び無線インターネットのための電波使用量が急増している。また、いつでもどこでも電話及びインターネットを使用しようとする顧客の要求と通信速度、通話品質に対する顧客の要求が高くなっていることが現況である。
【０００３】
特に、顧客は、室外だけでなく、建物のような室内で、既存の基地局及び移動通信用中継器から距離が遠いか、地形地物によって電波がよく伝達されない陰影地域などでも、適切な通話品質を要求している。
【０００４】
このような顧客の要求に応じるために、各通信社は、陰影地域に基地局及び移動通信用中継器を追加に設置している。また、顧客が使用する端末機は、使用する周波数帯域が多様である。例えば、顧客が使用する端末機は、ＷＡＮ、ＷＩＦＩ、近距離無線など大型基地局基盤の移動通信方式だけでなく、多様な無線通信方式を支援することができ、各通信方式で使用される周波数帯域は、異なる特徴がある。
【０００５】
一方、端末機がマルチタスキングを支援する状況で、顧客は、多様な通信方式を総合的に利用することを希望するため、前述した多様な通信方式を支援することができる設備が要求されている。このような要求に応じるために、多様な通信方式を支援するための設備を設置しているが、アンテナなどを設置することができる空間が制限的なので、空間の確保が非常に困難である。
【０００６】
また、多様な通信方式支援のために、各通信方式による多様なアンテナを追加に設置しなければならないので、それによる費用が大きい短所がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、移動通信周波数帯域を含んで多様な帯域で良好なアンテナ性能を発揮する多重帯域アンテナを提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、水平放射素子と垂直放射素子が一体化され、多重入力（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ；ＭＩＭＯ）が可能な多重帯域アンテナを提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、水平放射素子と垂直放射素子にそれぞれ連結された給電ケーブルを互いに近接して設置しながら、分離度特性を改善することができる多重帯域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】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明は、絶縁性のベース基板と、水平放射素子及び垂直放射素子を含む多重帯域アンテナを提供する。前記ベース基板は、上部面と下部面を有する。前記水平放射素子は、前記ベース基板の一側に金属板をパターニングして形成され、水平偏波ダイポールを形成する。また、前記垂直放射素子は、前記水平放射素子から離隔された前記ベース基板上に配置され、前記ベース基板上に突出するように設置され、垂直偏波ダイポールを形成する。
【００１１】
本発明による多重帯域アンテナは、前記ベース基板の下部面を介して前記水平放射素子に連結されて給電する水平給電ケーブルと、前記ベース基板の下部面を介して前記垂直放射素子に連結されて給電する垂直給電ケーブルとをさらに含むことができる。
【００１２】
本発明による多重帯域アンテナにおいて、前記水平放射素子は、第１水平放射パターン、第２水平放射パターン及び第１給電パターンを含むことができる。前記第１水平放射パターンは、前記ベース基板の下部面に形成される。前記第２水平放射パターンは、前記ベース基板の下部面から上部面に転写される第１水平放射パターンから離隔するように、前記ベース基板の上部面に形成される。また、前記第１給電パターンは、前記第２水平放射パターンに連結され、前記水平給電ケーブルを介して前記第２水平放射パターンに給電する。 
【００１３】
本発明による多重帯域アンテナにおいて、前記第１給電パターンは、第１芯線ホールと第１給電ラインを含むことができる。前記第１芯線ホールは、前記ベース基板を貫通して形成され、前記水平給電ケーブルの第１芯線が挿入されて接合される。また、前記第１給電ラインは、前記第１芯線ホールから延長し、前記ベース基板の上部面に形成され、前記第１芯線ホールと前記第２水平放射パターンを連結する。
【００１４】
本発明による多重帯域アンテナにおいて、前記第１芯線ホールは、前記垂直放射パターン内に前記垂直放射パターンから離隔して、島形状に形成されることができる。
【００１５】
本発明による多重帯域アンテナにおいて、前記水平給電ケーブルの第１接地線は、第１水平放射パターンに接合されることができる。
【００１６】
本発明による多重帯域アンテナにおいて、前記垂直放射素子は、垂直放射パターン、垂直放射板及び第２給電パターンを含むことができる。前記垂直放射パターンは、前記ベース基板の下部面に金属板をパターニングして形成される。前記垂直放射板は、前記垂直放射パターン上部の前記ベース基板の上部面に設置される。また、前記第２給電パターンは、前記垂直放射板に連結され、前記垂直給電ケーブルを介して前記垂直放射板に給電する。
【００１７】
本発明による多重帯域アンテナにおいて、前記第２給電パターンは、第２芯線ホールと第２給電ラインを含むことができる。前記第２芯線ホールは、前記ベース基板を貫通して形成され、前記垂直給電ケーブルの第２芯線が挿入されて接合され、前記垂直放射パターンから離隔し、前記垂直放射パターン内に島形状に形成される。また、前記第２給電ラインは、前記第２芯線ホールから延長し、前記ベース基板の上部面に形成され、前記第２芯線ホールと前記垂直放射板を連結する。
【００１８】
本発明による多重帯域アンテナにおいて、前記垂直給電ケーブルの第２接地線は、前記垂直放射パターンに接合されることができる。
【００１９】
本発明による多重帯域アンテナにおいて、前記垂直放射板は、前記垂直放射パターン内側の中心部分に配置されることができる。前記垂直放射パターンは、前記垂直放射パターンを中心として左右対称になるように楕円形で形成されることができる。
【００２０】
本発明による多重帯域アンテナにおいて、前記垂直放射板は、前記第２給電ラインに接合される給電台と、前記給電台の上部に前記給電台を軸として放射形で設置される複数の放射板とを含むことができる。
【００２１】
本発明による多重帯域アンテナにおいて、前記複数の放射板は、４個であり、隣合う放射板は、板間の角度が９０度になるように配置されることができる。
【００２２】
本発明による多重帯域アンテナにおいて、前記複数の放射板は、それぞれ、絶縁性の放射板胴体と、前記放射板胴体の両面に形成され、前記給電台に電気的に連結される放射用金属板とを含むことができる。
【００２３】
本発明による多重帯域アンテナにおいて、前記複数の放射板のうち少なくとも１つの放射板は、前記放射板胴体から前記ベース基板に延長し、前記ベース基板に固定設置される絶縁性の支持台をさらに含むことができる。
【００２４】
本発明による多重帯域アンテナにおいて、前記垂直放射素子と前記水平放射素子との間の分離度は、２０〜３０ｄＢを有するように、前記ベース基板に形成されることができる。
【００２５】
また、本発明は、絶縁性のベース基板、水平放射素子、垂直放射素子、水平給電ケーブル、垂直給電ケーブル及びハウジングを含む多重帯域アンテナを提供する。前記ベース基板は、上部面と下部面を有する。前記水平放射素子は、前記ベース基板の一側に金属板をパターニングして形成され、水平偏波ダイポールを形成する。前記垂直放射素子は、前記水平放射素子から離隔された前記ベース基板上に配置され、前記ベース基板上に突出するように設置され、垂直偏波ダイポールを形成する。前記水平給電ケーブルは、前記ベース基板の下部面を介して前記水平放射素子に連結されて給電する。前記垂直給電ケーブルは、前記ベース基板の下部面を介して前記垂直放射素子に連結されて給電する。また、前記ハウジングは、前記ベース基板、前記水平放射素子及び前記垂直放射素子を覆い、下向きに前記水平及び垂直給電ケーブルを外部に引き出す。この際、前記ハウジングは、下部ハウジングと上部ハウジングを含む。前記下部ハウジングは、前記ベース基板の下部に設置され、前記ベース基板を支持し、前記ベース基板の下部面に設置された前記水平及び垂直給電ケーブルを互いに離隔させて、外部に引き出す引き出し部材を具備する。また、前記上部ハウジングは、前記下部ハウジングの上部に結合され、前記ベース基板の上部面に設置された水平放射素子及び垂直放射素子を覆う。
【００２６】
本発明による多重帯域アンテナにおいて、前記下部ハウジングは、設置板と引き出し部材を含む。前記設置板は、前記ベース基板の下部面の下方に設置され、上部面に形成された複数の支持台を媒介で前記ベース基板をフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）させて、前記ベース基板を支持する。また、前記引き出し部材は、前記設置板の下部面に突出するように設置され、前記ベース基板の下部面に設置された前記水平及び垂直給電ケーブルを互いに離隔させて、外部に引き出す。
【００２７】
本発明による多重帯域アンテナにおいて、前記引き出し部材は、締結管と一対の引き出し管を含む。前記締結管は、前記設置板の下部面に突出するように設置され、外周面にネジ山が形成されている。また、前記一対の引き出し管は、前記締結管の内部に互いに離隔して並設され、前記ベース基板の下部面に設置された前記水平及び垂直給電ケーブルが挿入されて引き出される。
【００２８】
本発明による多重帯域アンテナにおいて、前述した一対の引き出し管が前記締結管の端部よりは内側に形成され、前記一対の引き出し管の端部の下方の前記締結管には、前記水平及び垂直給電ケーブルが前記引き出し管を介して引き出された方向と異なる方向に引き出する引き出し溝が形成されている。
【００２９】
本発明による多重帯域アンテナにおいて、前記引き出し部材は、前記設置板の中心部分に形成されることができる。
【００３０】
また、本発明による多重帯域アンテナにおいて、前記設置板と前記引き出し部材は、一体に形成され、前記ベース基板の下部面に設置された前記水平及び垂直給電ケーブルをそれぞれ前記設置板と前記引き出し部材を介して外部に引き出す一対の引き出し管が、前記設置板及び前記引き出し部材を貫通して並設されることができる。
【００３１】
また、本発明は、上部面に水平放射素子及び垂直放射素子が設置され、前記上部面に反対される下部面に前記水平放射素子及び垂直放射素子にそれぞれ連結されて給電する水平給電ケーブル及び垂直給電ケーブルが設置されたベース基板を覆う多重帯域アンテナ用ハウジングを提供する。この際、前記ハウジングは、下部ハウジングと上部ハウジングを含む。前記下部ハウジングは、前記ベース基板の下部に設置され、前記ベース基板を支持し、前記ベース基板の下部面に設置された前記水平及び垂直給電ケーブルを互いに離隔させて、外部に引き出す引き出し部材を具備する。また、上部ハウジングは、前記下部ハウジングの上部に結合され、前記ベース基板の上部面に設置された水平放射素子及び垂直放射素子を覆う。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、下部ハウジングに形成された引き出し部材を介して水平及び垂直給電ケーブルを互いに離隔させて外部に引き出すので、水平放射素子と垂直放射素子の間の分離度特性を改善することができる。すなわち水平及び垂直給電ケーブルを互いに近接させて、ハウジングの外部に引き出す場合、水平放射素子と垂直放射素子の間の分離度特性が悪くなる問題が発生し得るが、本発明のように、引き出し部材を利用する場合、このような分離度特性が悪くなることを抑制することができる。
【００３３】
また、本発明による多重帯域アンテナは、水平放射素子と垂直放射素子が一体に形成された構造を有するため、移動通信周波数帯域を含んで多様な帯域で良好なアンテナ性能を発揮する。これにより、本発明による多重帯域アンテナは、追加的なアンテナの配置なしに１つのアンテナ設置だけでも多様な帯域幅をカバーすることができるので、アンテナの設置費用を節減することができ、アンテナ設置空間の確保による問題を最小化することができる。
【００３４】
また、本発明による多重帯域アンテナに含まれた水平放射素子と垂直放射素子を用いてＭＩＭＯを具現することができる。すなわちベース基板の一方に水平放射素子がパターニングされて水平偏波ダイポールを具現し、印刷回路基板の他方の上部面から突出するように垂直放射素子が設置され、垂直偏波ダイポールを具現することによって、多重帯域を支援するＭＩＭＯが可能である。
【００３５】
また、本発明による多重帯域アンテナは、水平放射素子と垂直放射素子をベース基板上に具現することができるので、アンテナの製造工程を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本発明の実施形態によるハウジングを有する多重帯域アンテナを示す分解斜視図である。
【図２】図２は、図１の多重帯域アンテナが組み立てされた状態を示す斜視図である。
【図３】図３は、図２の側面図である。
【図４】図４は、図１の下部ハウジングを示す斜視図である。
【図５】図５は、図４の下部ハウジングの底面斜視図である。
【図６】図６は、図４の下部ハウジングの部分断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態による多重帯域アンテナのアンテナ素子を示す斜視図である。
【図８】図８は、図７の底面斜視図である。
【図９】図９は、図７のベース基板にパターニングされた水平放射素子を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、図７の”Ａ”部分の拡大図である。
【図１１】図１１は、図７のベース基板に設置された垂直放射素子を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、図１の水平放射素子の多重帯域での垂直放射パターンを示すグラフである。
【図１３】図１３は、図１の水平放射素子の多重帯域での垂直放射パターンを示すグラフである。
【図１４】図１４は、図１の水平放射素子の多重帯域での垂直放射パターンを示すグラフである。
【図１５】図１５は、図１の垂直放射素子の多重帯域での垂直放射パターンを示すグラフである。
【図１６】図１６は、図１の垂直放射素子の多重帯域での垂直放射パターンを示すグラフである。
【図１７】図１７は、図１の垂直放射素子の多重帯域での垂直放射パターンを示すグラフである。
【図１８】図１８は、図１の水平放射素子の電圧定在波比ＶＳＷＲを示すグラフである。
【図１９】図１９は、図１の垂直放射素子の電圧定在波比ＶＳＷＲを示すグラフである。
【図２０】図２０は、図１の多重帯域アンテナの水平及び垂直方所素子の分離度特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
下記の説明では、本発明の実施形態を理解するのに必要な部分だけが説明され、その他の部分の説明は、本発明の要旨を不明にしないように省略されることに留意しなければならない。
【００３８】
以下で説明される本明細書及び請求範囲に使用された用語や単語は、通常的または辞書的な意味に限定して解釈されてはならないし、発明者は、自分の発明を最も最善の方法で説明するために用語の概念として適切に定義することができるという原則に基づいて本発明の技術的思想に符合する意味や概念として解釈しなければならない。したがって、本明細書に記載した実施形態と図面に示された構成は、本発明の好ましい実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではないので、本出願時点においてこれらを代替できる多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。
【００３９】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態をより詳細に説明する。
【００４０】
図１は、本発明の実施形態によるハウジングを有する多重帯域アンテナを示す分解斜視図である。図２は、図１の多重帯域アンテナが組み立てされた状態を示す斜視図である。図３は、図２の側面図である。
【００４１】
図１〜図３を参照すれば、本実施形態による多重帯域アンテナ１００は、アンテナ素子と、アンテナ素子を保護するハウジング６０を含む。アンテナ素子は、ベース基板１０、水平放射素子２０、垂直放射素子３０、水平給電ケーブル４０及び垂直給電ケーブル５０を含む。ここで、ベース基板１０は、上部面１２に水平放射素子２０及び垂直放射素子３０が設置される。ベース基板１０は、上部面１２に反対される下部面１４に水平放射素子２０及び垂直放射素子３０にそれぞれ連結されて給電する水平給電ケーブル４０及び垂直給電ケーブル５０が設置される。また、ハウジング６０は、ベース基板１０、水平放射素子２０及び垂直放射素子３０を覆い、下向きに水平及び垂直給電ケーブル４０、５０を外部に引き出す。
【００４２】
この際、ハウジング６０は、ベース基板１０、水平放射素子２０及び垂直放射素子３０を外部環境から保護し、多重帯域アンテナ１００を建物の内壁、天井または天井に設置された施設物に設置する部分を提供する。
【００４３】
このようなハウジング６０は、下部ハウジング７０と上部ハウジング８０を含む。ハウジング６０は、プラスチック素材で製造することができる。
【００４４】
下部ハウジング７０は、ベース基板１０の下部に設置され、ベース基板１０を支持する。下部ハウジング７０は、ベース基板１０の下部面１４に設置された水平及び垂直給電ケーブル４０、５０を互いに離隔させて、外部に引き出す引き出し部材７５を具備する。
【００４５】
また、上部ハウジング８０は、下部ハウジング７０の上部に結合され、ベース基板１０の上部面１２に設置された水平放射素子２０及び垂直放射素子３０を覆う。
【００４６】
この際、ハウジング６０は、下部ハウジング７０と上部ハウジング８０が結合されて形成する内部空間６１にアンテナ素子が位置する。もちろんアンテナ素子の水平給電ケーブル４０及び垂直給電ケーブル５０は、下部ハウジング７０を介して外部に引き出される。
【００４７】
以下、このような本実施形態による多重帯域アンテナ１００について図１〜図１１を参照して説明する。
【００４８】
まず、本実施形態による多重帯域アンテナ１００のハウジング６０について図１〜図６を参照して説明する。ここで、図４は、図１の下部ハウジング７０を示す斜視図である。図５は、図４の下部ハウジング７０の底面斜視図である。また、図６は、図４の下部ハウジング７０の部分断面図である。
【００４９】
下部ハウジング７０は、設置板７１と、設置板７１の下部に形成された引き出し部材７５とを含む。設置板７１と引き出し部材７５は、一体に形成されるか、設置板７１に引き出し部材７５が物理的な結合方式を介して形成されることができる。物理的な結合方式としては、接着式、ねじ結合式、嵌め込み式など多様な方法が使用されることができる。
【００５０】
設置板７１は、ベース基板１０の下部面１４の下方に設置され、上部面に形成された複数の支持台７２を媒介でベース基板１０をフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）させて支持する。
【００５１】
この際、設置板７１は、ベース基板１０を含むことができるサイズを有し、ベース基板１０の外形に対応する形態で形成されることができる。本実施形態では、ベース基板１０が円板で形成されているので、設置板７１も、円板で形成されることができる。
【００５２】
設置板７１は、ベース基板１０を安定的にフローティングさせて支持することができるように、上部面に複数の支持台７２が突出している。複数の支持台７２に対応するように、ベース基板１０には、貫通孔１６が形成されている。設置板７１は、設置されたベース基板１０の外側部分に上部ハウジング８０と結合されることができる複数の第１締結孔７３が形成されている。
【００５３】
設置板７１に対してベース基板１０をフローティングさせる理由は、ベース基板１０の下部面１４に設置された水平及び垂直給電ケーブル４０、５０を、設置板７１を介して引き出し部材７５に挿入させて外部に引き出すことができる空間を確保するためである。また、ハウジング６０を介して物理的な衝撃がベース基板１０を介してアンテナ素子に伝達することを抑制するためである。
【００５４】
また、引き出し部材７５は、設置板７１の下部面に突出するように設置され、ベース基板１０の下部面１４に設置された水平及び垂直給電ケーブル４０、５０を互いに離隔させて、外部に引き出す。
【００５５】
このような引き出し部材７５は、締結管７６と、一対の引き出し管７８を含む。引き出し部材７５は、設置板７１の中心部分に形成されることができる。
【００５６】
締結管７６は、設置板７１の下部面に突出するように設置され、外周面にネジ山７７が形成されている。締結管７６を利用して多重帯域アンテナ１００を建物の内壁、天井または天井に設置された施設物に設置することができる。
【００５７】
また、一対の引き出し管７８は、締結管７６の内部に互いに離隔して並設され、ベース基板１０の下部面１４に設置された水平及び垂直給電ケーブル４０、５０が挿入されて引き出しされる。この際、引き出し管７８は、ベース基板１０の下部面１４に設置された水平及び垂直給電ケーブル４０、５０が挿入されることができるように、入口７８ａが設置板７１の上部面に露出していて、入口７８ａに挿入された水平及び垂直給電ケーブル４０、５０を外部に引き出すことができるように、出口７８ｂが締結管７６の下部に露出している。
【００５８】
本実施形態では、設置板７１と引き出し部材７５が一体に形成され、ベース基板１０の下部面１４に設置された水平及び垂直給電ケーブル４０、５０をそれぞれ設置板７１と引き出し部材７５を介して外部に引き出す一対の引き出し管７８が、設置板７１及び引き出し部材７５を貫通して並設されることができる。この際、一対の引き出し管７８は、互いに離隔するように、並設されるので、一対の引き出し管７８に挿入される水平及び垂直給電ケーブル４０、５０の間の近接による水平放射素子２０と垂直放射素子３０の間の分離度特性が悪くなる問題を解消することができる。
【００５９】
引き出し部材７５は、設置板７１に垂直する方向に形成されるので、基本的に引き出し部材７５を介して引き出された水平及び垂直給電ケーブル４０、５０は、設置板に垂直する方向に外部に引き出されることができる。
【００６０】
その他、本実施形態による下部ハウジング７０は、引き出し部材７５を介して引き出された水平及び垂直給電ケーブル４０、５０を引き出し部材７５が設置された方向と異なる方向に水平及び垂直給電ケーブル４０、５０を設置することができるように、締結管７６の下部には引き出し溝７９が形成されている。すなわち一対の引き出し管７８が締結管７６の端部よりは内側に形成され、一対の引き出し管７８の端部の下方の締結管７６には、水平及び垂直給電ケーブル４０、５０が引き出し管７８を介して引き出された方向と異なる方向に引き出す引き出し溝７９が形成されている。例えば、水平及び垂直給電ケーブルは、引き出し溝を介して設置板に水平する方向に引き出すことができる。
【００６１】
次に、本発明の実施形態による多重帯域アンテナ１００のアンテナ素子について図７〜図１１を参照して説明する。
【００６２】
図７は、本発明の実施形態による多重帯域アンテナ１００のアンテナ素子を示す斜視図である。図８は、図７の底面斜視図である。ここで、図７及び図８には、ハウジングの図示を省略した。
【００６３】
図７及び図８を参照すれば、本実施形態による多重帯域アンテナ１００は、ベース基板１０、水平放射素子２０、垂直放射素子３０、水平給電テーブル４０及び垂直給電ケーブル５０を含む。このような本実施形態による多重帯域アンテナ１００は、ベース基板１０に水平放射素子２０及び垂直放射素子３０が一緒に配置され、水平放射素子２０及び垂直放射素子３０に各々に給電する水平給電ケーブル４０と垂直給電ケーブル５０がベース基板１０を介して連結された構造を有する。すなわち本実施形態による多重帯域アンテナ１００は、水平放射素子２０を用いた水平偏波と、垂直放射素子３０を用いた垂直偏波を放射することができるので、多重帯域をカバーすることができる。
【００６４】
ベース基板１０は、絶縁性素材として上部面１２と下部面１４を有する。ベース基板１０の素材としては、プラスチック、エポキシ、ＦＲ４、テプロン、フレキシブルフィルム、セラミックなどか、両面ＰＣＢに使用されることができる。このようなベース基板１０は、円板形態で製造された例を開示したが、三角、四角、五角、六角などのような多角形、または楕円などの形態で製造することができる。
【００６５】
ベース基板１０を中心に対して両方に水平放射素子２０及び垂直放射素子３０が配置される。水平放射素子２０と垂直放射素子３０の間の分離度（Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）が２０ｄＢ以上、例えば２０〜３０ｄＢを有するようにベース基板１０上で互いに離隔するように形成される。後述するが、ハウジングに形成された引き出し部材を介して水平及び垂直給電ケーブル４０、５０を互いに離隔させて外部に引き出すので、水平放射素子２０と垂直放射素子３０の間の分離度特性を改善することができる。
【００６６】
水平放射素子２０は、ベース基板１０の一側に金属板をパターニングして形成され、水平偏波ダイポールを形成する。金属板の素材としては、銅、アルミニウムなどのような金属素材を使用することができる。
【００６７】
垂直放射素子３０は、水平放射素子２０から離隔されたベース基板１０上に配置される。垂直放射素子３０は、ベース基板１０上に突出するように設置され、垂直偏波ダイポールを形成する。
【００６８】
水平給電ケーブル４０は、ベース基板１０の下部面１４を介して水平放射素子２０に連結されて給電する。このような水平給電ケーブル４０としては、第１芯線４１と第１接地線４３を含む同軸ケーブルが使用される。
【００６９】
また、垂直給電ケーブル５０は、ベース基板１０の下部面１４を介して垂直放射素子３０に連結されて給電する。このような垂直給電ケーブル５０としては、第２芯線５１と第２接地線５３を含む同軸ケーブルが使用される。この際、水平給電ケーブル４０と垂直給電ケーブル５０は、ベース基板１０の下部面１４の中心を介して下方に引き出されることができるようにそれぞれ水平及び垂直放射素子２０、３０に接合されるようにベース基板１０に設置される。
【００７０】
このような本実施形態による多重帯域アンテナ１００は、インドア（ｉｎｄｏｏｒ）用に使用されることができ、その他、多様な用途のアンテナとして使用することができる。
【００７１】
以下、本実施形態による多重帯域アンテナ１００の水平放射素子２０について、図７〜図９を参照して説明する。ここで、図９は、図７のベース基板１０にパターニングされた水平放射素子２０を示す斜視図である。
【００７２】
図７〜図９を参照すれば、水平放射素子２０は、第１水平放射パターン２１、第２水平放射パターン２３及び第１給電パターン２５を含む。第１水平放射パターン２１は、ベース基板１０の下部面１４に形成される。第２水平放射パターン２３は、ベース基板１０の下部面１４から上部面１２に転写される第１水平放射パターン２１から離隔するように、ベース基板１０の上部なら１２に形成される。また第１給電パターン２５は、第２水平放射パターン２３に連結され、水平給電ケーブル４０を介して第２水平放射パターン２３に給電する。
【００７３】
この際、第１及び第２水平放射パターン２１、２３は、互いに対向するように配置され、ベース基板１０の中心を通過する仮想線に対して、上下に第１及び第２水平放射パターン２１、２３が配置される。
【００７４】
第１給電パターン２５は、第１芯線ホール２７と第１給電ライン２９を含む。第１芯線ホール２７は、ベース基板１０を貫通して形成され、水平給電ケーブル４０の第１芯線４１が挿入されて接合される。また、第１給電ライン２９は、第１芯線ホール２７から延長し、ベース基板１０の上部面１２に形成され、第１芯線ホール２７と第２水平放射パターン２３を連結する。
【００７５】
第１芯線ホール２７は、第１水平放射パターン２１の内部に形成され、第１水平放射パターン２１と電気的から離隔するように、島形状に形成される。第１芯線ホール２７を介してベース基板１０の上部面１２に突出した水平給電ケーブル４０の第１芯線４１は、ベース基板１０の上部面１２に半田付けを用いて接合される。これにより、第１芯線４１は、第１芯線ホール２７を介して第１給電ライン２９に電気的に連結される。
【００７６】
水平給電ケーブル４０の第１接地線４３は、第１水平放射パターン２１に 半田付けを用いて接合される。
【００７７】
また、図示してはいないが、本実施形態による多重帯域アンテナ１００は、ベース基板１０、水平放射素子２０及び垂直放射素子３０を外部環境から保護するケースをさらに含むことができることはちろんである。
【００７８】
以下、本実施形態による多重帯域アンテナ１００の垂直放射素子３０について、図７、図８、図１０及び図１１を参照して説明する。ここで、図１０は、図７の”Ａ”部分の拡大図である。図１１は、図７のベース基板１０に設置された垂直放射素子３０を示す斜視図である。
【００７９】
図７、図８、図１０及び図１１を参照すれば、垂直放射素子３０は、垂直放射パターン３１、垂直放射板３２及び第２給電パターン３８を含む。垂直放射パターン３１は、ベース基板１０の下部面１４に金属板をパターニングして形成される。垂直放射板３２は、垂直放射パターン３１上部のベース基板１０の上部面１２に設置される。また、第２給電パターン３８は、垂直放射板３２に連結され、垂直給電ケーブル５０を介して垂直放射板３２に給電する。
【００８０】
この際、垂直放射パターン３１内側の中心部分に垂直放射板３２が配置される。垂直放射パターン３１は、垂直放射板３２を中心として左右対称になるように楕円形に近く形成されることができる。垂直放射パターン３１は、良好なアンテナ特性、すなわち良好な定在波比を有するように、十分な面積と長さを有するように形成する必要がある。したがって、垂直放射パターン３１は、水平放射パターン２１、２３が形成された方向に長く楕円形に形成される。すなわちベース基板１０の中心に対して一方に水平放射素子２０が配置され、他方に垂直放射素子３０が配置されるので、垂直放射素子３０が配置された半円上で十分な長さを確保するためには、半円の直径方向に垂直放射パターン３１を形成することが好ましい。
【００８１】
垂直放射板３２は、給電台３３と、複数の放射板３４を含む。給電台３３は第２給電ライン３８ｂに接合されて、下部は、ベース基板１０に固定設置される。複数の放射板３４は、給電台３３の上部に給電台３３を軸として放射形で設置される。複数の放射板３４は、４個であり、隣合う放射板３４は、板間の角度が９０度になるように配置されることができる。すなわち複数の放射板３４は、十字型で給電台３３上に形成することができる。
【００８２】
この際、給電台３３は、絶縁性素材で製造され、下部はベース基板１０に結合される。給電台３３の表面には、複数の放射板３４に給電することができる連結配線３３ａが形成されている。連結配線３３ａは、垂直放射パターン３１とは連結されない。
【００８３】
放射板３４は、絶縁性の放射板胴体３５と、放射板胴体３５の両面に形成され、給電台３３に電気的に連結される放射用金属板３６とを含む。すなわち放射板３４は、印刷回路基板で製造することができる。
【００８４】
複数の放射板３４のうち少なくとも１つの放射板３４は、支持台３７をさらに含むことができる。支持台３７は、放射板胴体３５からベース基板１０に延長し、ベース基板１０に固定設置される。すなわち支持台３７は、垂直放射板３２をベース基板１０上に安定的に支持する役目をする。本実施形態では、複数の放射板３４にそれぞれ支持台３７が形成された例を開示した。
【００８５】
第２給電パターン３８は、第２芯線ホール３８ａと第２給電ライン３８ｂを含む。第２芯線ホール３８ａは、ベース基板１０を貫通して形成され、垂直給電ケーブル５０の第２芯線５１が挿入されて接合される。第２芯線ホール３８ａは、垂直放射パターン３１から離隔し、垂直放射パターン３１内に島形状に形成される。また、第２給電ライン３８ｂは、第２芯線ホール３８ａから延長し、ベース基板１０の上部面１２に形成され、第２芯線ホール３８ａと垂直放射板３２を連結する。
【００８６】
第２芯線ホール３８ａは、垂直放射パターン３１の内部に形成され、垂直放射パターン３１と電気的から離隔するように、島形状に形成される。第２芯線ホール３８ａを介してベース基板１０の上部面１２に突出した垂直給電ケーブル５０の第２芯線５１は、ベース基板１０の上部面１２に半田付けを用いて接合される。これにより、第２芯線５１は、第２芯線ホール３８ａを介して第２給電ライン３８ｂに電気的に連結される。
【００８７】
また、垂直給電ケーブル５０の第２接地線５３は、ベース基板１０の下部面１４を介して垂直放射パターン３１に半田付けによって接合される。
【００８８】
このような本実施形態による多重帯域アンテナ１００は、図１２〜図１７に示されたように、多重帯域で良好なアンテナ特性を示すことを確認することができる。
【００８９】
図１２〜図１４は、図１の水平放射素子の多重帯域での水平放射パターンを示すグラフである。
【００９０】
まず、図１２〜図１４に示されたように、本実施形態による多重帯域アンテナの水平放射素子は、７３８ＭＨｚ〜３６００ＭＨｚの多重帯域で良好なアンテナ特性を示す。例えば、本実施形態による多重帯域アンテナの水平放射素子は、７３８ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ（図１２）、１４２７ＭＨｚ〜２５７５ＭＨｚ（図１３）及び３４００〜３６００ＭＨｚ（図１４）７３８ＭＨｚ〜３６００ＭＨｚ帯域で良好な水平放射パターンを確認することができる。
【００９１】
図１５〜図１７は、図１の垂直放射素子の多重帯域での垂直放射パターンを示すグラフである。
【００９２】
次に、図１５〜図１７に示されたように、本実施形態による多重帯域アンテナの垂直放射素子は、それぞれ７３８ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ（図１５）、１４２７ＭＨｚ〜２５７５ＭＨｚ（図１６）及び３４００ＭＨｚ〜３６００ＭＨｚ（図１７）帯域で良好な垂直放射パターンを確認することができる。
【００９３】
図１８は、図１の水平放射素子の電圧定在波比ＶＳＷＲを示すグラフである。図１９は、図１の垂直放射素子の電圧定在波比ＶＳＷＲを示すグラフである。
【００９４】
図１８及び図１９に示されたように、本実施形態による多重帯域アンテナは、７３８ＭＨｚ〜３６００ＭＨｚ間の多様な周波数帯域で良好な電圧定在波比ＶＳＷＲを有していることが分かる
図２０は、図１の多重帯域アンテナの水平及び垂直方所素子の分離度特性を示すグラフである。
【００９５】
また、図２０に示されたように、本実施形態による多重帯域アンテナは、水平及び垂直放射素子間の良好な分離度特性を有していることが分かる。
【００９６】
一方、本実施形態では、水平及び垂直給電ケーブル４０、５０が直接ベース基板１０に接合された例を開示したが、これに限定されるものではない。例えば、水平または垂直給電ケーブルは、連結端子を媒介でベース基板に接合されることができる。水平給電ケーブルに使用される第１連結端子は、両方が開放された管状であって、水平給電ケーブルが挿入されて水平給電ケーブルの第１接地線が接合され、下部は、第１水平放射パターンに接合される。水平給電ケーブルの第１芯線は、連結端子を介して第１芯線ホールに接合される。
【００９７】
このような第１連結端子は、端子本体と、複数の接続ピンとを含むことができる。端子本体は、両方が開放される管状であって、水平給電ケーブルが挿入され、水平給電ケーブルの第１接地線が接合される。また、複数の接続ピンは、端子本体の下部に形成され、第１水平放射パターンに形成される複数の第１接続ホールに挿入されて接合される。この際、複数の第１接続ホールの間に第１芯線ホールが形成される。
【００９８】
また、垂直給電ケーブルに使用される第２連結端子も、第１連結端子と同一の構造を有することができる。
【００９９】
または、連結端子は、一端がベース基板に接合され、他端に水平または垂直給電ケーブルが機械的な結合方式で電気的に連結されてもよい。
【０１００】
一方、本明細書と図面に開示された実施形態は、理解を助けるために特定例を提示したものに過ぎず、本発明の範囲を限定しようとするものではない。ここに開示された実施形態以外にも、本発明の技術的思想に基づく他の変形例が実施可能であることは、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者には自明である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2016522613.tif 000021
【図２０】
2016522613.tif 000022
【国際調査報告】
2016522613.tif 000023
2016522613.tif 000024
2016522613.tif 000025
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