자계 이방성 축 방향에 따른 안테나 공진 주파수 특성

Characteristics of Antenna Resonant Frequency Based on Magnetic Anisotropy Axis

매년 스페인 바르셀로나에서 개최되는 MWC(Mobile World Congress)의 올해 2024년 메인 주제는 ‘미래가 먼저다 (Future First)’이다. 무선통신의 미래를 현실화하기 위해, 2030년 전후로 미래 모바일 산업의 핵심 인프라가 될 6G(MT-2030) 기술에 대해 많은 연구와 활동이 이루어지고 있다. 앞으로 다가올 비욘드5G(B5G, Beyond 5G)와 6G를 지원하는 단말기 입장에서는 더 많은 무선주파수 대역을 지원해야 한다는 것을 의미한다. 또한 갈수록 슬림해지고가벼워지는 스마트폰, 스마트워치, 스마트 링 등과 같이 다양한 단말 폼팩터(Form factor)에서 B5G 무선통신을 하기 위한 안테나 실장공간은 더윽 제한된다. 제한된 공간에서 안테나 성능을 유지하며 안테나 크기를 줄이기 위한 여러방법들이 연구되었으며 대표적으로 집적구조 안테나, 메타물질 안테나, 자성유전체 안테나 등이 있다. 본 논문에서는 B5G시대의 통신단말의 한정된 안테나 실장 공간에서 안테나 크기를 줄이기 위해 이방성 소재의배치방향에 따른 안테나 공진주파수 특성 효과를 분석하고 안테나 소형화를 위해 자계 이방성 소재를 사용한 안테나설계 시 자성유전체의 축방향에 주의한 최적 설계의 필요성을 제시한다.

The main theme of the 2024 Mobile World Congress (MWC), held annually in Barcelona, Spain, is ‘5G and Beyond.’ Extensive research and activity focus on 6G (IMT-2030) technology, which is expected to become the core infrastructure of the mobile industry by 2030, representing the future of wireless communications. This necessitates the support of more wireless frequency bands for terminals to be compatible with the upcoming Beyond 5G (B5G) and 6G technologies. The antenna mounting space for B5G wireless communication, with various form factors for hardware, such as smartphones, smartwatches, and smart rings, is limited, as these devices become increasingly slimmer and lighter. Several methods have been studied to reduce antenna size while maintaining performance in a limited space. Representative examples include integrated-structure, metamaterial, and magnetodielectric antennas. In this study, it is analyzed for the effect of the resonance frequency characteristics of antennas based on the arrangement direction of the anisotropic material in the limited antenna mounting space of communication terminals. Aiming to reduce antenna size in the B5G era, it is proposed for the necessity of optimal design that focuses on the axial direction of the magneto-dielectric materials when designing antennas using anisotropic materials for antenna miniaturization.