KR20080016353A - Multi-band antenna - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 안테나의 전면과 후면을 나타난 평면도;1 is a plan view showing the front and back of a conventional antenna;
도 2는 본 발명에 따른 다중대역 안테나의 전면을 나타낸 평면도;2 is a plan view showing the front of a multiband antenna according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 다중대역 안테나의 후면을 나타낸 평면도;3 is a plan view showing the rear side of a multiband antenna according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 다중대역 안테나의 전면과 후면의 주요 구성을 나타낸 사시도.Figure 4 is a perspective view showing the main configuration of the front and rear of the multi-band antenna according to the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 ><Explanation of Signs of Major Parts of Drawings>
110: 제1기판 130: 제2기판110: first substrate 130: second substrate
170: 급전부 210: 제1안테나 소자170: power supply unit 210: first antenna element
230: 제2안테나 소자 232: 외부소자230: second antenna element 232: external element
234: 내부소자 250: 연결소자234: internal device 250: connection device
본 발명은 다중대역 안테나에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구조를 개선하여 광대역폭을 확보하고 장치를 소형화할 수 있는 다중대역 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-band antenna, and more particularly, to a multi-band antenna that can improve the structure to secure a wide bandwidth and miniaturize the device.
기술의 발전에 따라 최근에는 휴대전화기, PDA, 무선 LAN과 같은 무선 통신 기기가 일상적으로 사용되고 있다. 이러한 무선 통신 기기는 항상 휴대되는 것을 전제로 설계되기 때문에, 이들 기기는 소형화, 박형화되는 경향이 있다. 이에 따라 무선 통신 기기에 탑재되는 부품도 동일한 추세로 나아가고 있다.Recently, with the development of technology, wireless communication devices such as mobile phones, PDAs, and wireless LANs are used routinely. Since such radio communication devices are designed on the assumption that they are always carried, these devices tend to be miniaturized and thinned. Accordingly, components mounted in wireless communication devices are also moving toward the same trend.
한편, 최근의 무선 통신에서는, 복수개의 주파수대를 이용하는 경우가 증가하고 있다. 예를 들어, 휴대전화기는 900 MHz 대역과 1.8 GHz 대역이 사용되고, 무선 LAN에서는, 2.4 GHz대역과 5 GHz대역이 사용된다. 따라서, 무선 통신 기기에 사용되는 안테나에는, 복수 개의 상이한 주파수 대역을 사용할 수 있어야 한다.On the other hand, in the recent wireless communication, the use of a plurality of frequency bands is increasing. For example, a mobile phone uses a 900 MHz band and a 1.8 GHz band, and in a wireless LAN, a 2.4 GHz band and a 5 GHz band are used. Therefore, a plurality of different frequency bands must be available for an antenna used in a wireless communication device.
하지만, 종래 안테나는, 복수 개의 상이한 주파수 대역에서, 넓은 대역폭을 가지면서도 소형화를 이루기가 어려운 문제점이 있었다.However, the conventional antenna has a problem that it is difficult to achieve miniaturization while having a wide bandwidth in a plurality of different frequency bands.
본 출원인은, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 소형의 무선 단말기에 적합하도록 광대역폭을 가지면서도 소형으로 제작이 가능한 인쇄회로기판 안테나를 출원한 바 있다(등록실용신안 제20-0384113호).In order to solve such a problem, the present applicant has applied for a printed circuit board antenna having a wide bandwidth and small size to be suitable for a small wireless terminal (Registration Utility Model No. 20-0384113).
도 1을 참조하여, 등록실용신안 제20-0384113호에 개시된 종래 인쇄회로기판 안테나를 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 1, the conventional printed circuit board antenna disclosed in Korean Utility Model Registration No. 20-0384113 is as follows.
도 1은 종래 안테나의 전면과 배면을 나타내는 평면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 안테나는 제1급전소자(13), 방사소자(21), 제2급전소자(17) 및 기생소자(23)를 포함하여 구성된다.1 is a plan view showing the front and back of a conventional antenna. As shown in FIG. 1, the conventional antenna includes a
상기 제1급전소자(13)는 안테나의 급전선(미도시)과 방사소자(21)를 상호 연결하여, 상기 방사소자(21)를 급전시킨다.The
상기 방사소자(21)는 유전체인 기판(10)의 전면(11)에 미앤더(meander) 패턴으로 형성된 전도체로서, 제1급전소자(13)에 연결되어 하나의 고주파 대역에서 공진하도록 구성된다.The radiating
한편, 제2급전소자(17)는 기판(10)의 전면(11)과 배면(15)을 관통하는 연결소자(미도시)에 의해 제1급전소자(13)와 전기적으로 연결되어 있다.Meanwhile, the
상기 기생소자(23)는 기판(10)의 배면(15)에 평판 형상으로 이루어진 전도체로서, 제2급전소자(17)와 소정 간격 이격된 형태로 구비된다. 상기 기생소자(23)는 상기 방사소자(21)와의 사이에 유도되는 용량성 커플링(capacitive coupling)에 의하여 상기 방사소자(21)에 의한 공진 주파수 대역과 함께 또 하나의 공진주파수에 의한 저주파 대역을 형성한다.The
그리고, 상기 기생소자(23)는 제2급전소자(17)와 소정 간격 이격된 형태로 구비되어 커플링 영역(25)를 형성하고, 상기 제2급전소자(17)와의 사이에서 용량성 용량성 커플링을 유도하여 상기 고주파 대역폭을 확장시킨다.In addition, the
이와 같이, 종래 안테나는 기판(10)의 전면(11)에 미앤더 패턴으로 방사소자(21)를 형성하고 기판(10)의 배면(15)에는 무급전의 기생소자(23)를 형성하여, 방사소자(21)와 기생소자(23)간의 용량성 커플링을 유도함으로써 안테나의 대역폭을 확장시켰다. 이와 함께, 제2급전부와 기생소자(23)를 소정 간격 이격되게 형성하여 제2급전부와 상기 기생소자(23) 사이에서도 용량성 커플링이 일어나도록 하여 대역폭을 확장시킬 수 있도록 구성하였다.As described above, the conventional antenna forms the
하지만, 상술한 종래 안테나는 인쇄회로기판 형태로 광대역폭을 확보할 수 있는 이점이 있지만, 이를 위하여 기생소자가 기판의 배면에 형성되어야 했기 때문에 안테나의 형상 설계에 제한이 있었다.However, the above-described conventional antenna has an advantage of securing a wide bandwidth in the form of a printed circuit board, but for this purpose, the parasitic element has to be formed on the back of the substrate, thereby limiting the shape design of the antenna.
즉, 무급전의 기생소자는, 전면의 방사소자와의 용량성 커플링이 일어나도록 하기 위하여 기판상에서 방사소자가 형성된 위치에 대응하는 기판 후면에 형성되어야 했다. 이에 따라, 안테나가 적용되는 제품이나 원하는 주파수 대역에 능동적으로 대처하여 자유롭게 안테나의 형상 설계를 할 수 없는 문제점이 있었다.In other words, the parasitic element of the non-powered paradigm had to be formed on the rear surface of the substrate corresponding to the position where the radiating element was formed on the substrate in order to allow capacitive coupling with the radiating element on the front side. Accordingly, there is a problem in that the design of the antenna cannot be freely made by actively coping with a product to which the antenna is applied or a desired frequency band.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 구조를 개선하여 장치를 소형화하면서도 광대역폭을 확보할 수 있는 다중대역 안테나를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a multi-band antenna capable of securing a wide bandwidth while miniaturizing a device by improving its structure.
본 발명의 다른 목적은, 요구되는 조건에 능동적으로 대처하여 자유롭게 형상 설계를 할 수 있는 다중대역 안테나를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a multiband antenna capable of freely designing a shape by actively coping with a required condition.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 제1기판에 형성되며, 안테나의 급전부와 연결되어 제1주파수 대역에서 공진하는 제1안테나 소자 및 적어도 일부가 상기 제1기판에 형성되어 상기 제1안테나 소자와 용량성 커플링(capacitive coupling)을 유도하며, 상기 급전부에 연결되며 일단이 접지되어 제2주파수 대역에서 공진하는 제2안테나 소자를 포함하는 다중대역 안테나를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is formed on the first substrate, the first antenna element and at least a portion of which is connected to the feeding portion of the antenna and resonates in the first frequency band is formed on the first substrate It provides a multi-band antenna including a second antenna element which induces capacitive coupling with the first antenna element and is connected to the feed part and whose one end is grounded and resonates in a second frequency band.
그리고, 상기 제2안테나 소자의 적어도 일부는 상기 제1기판과 인접하는 제2기판에 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제 2 기판은 단말기에 내장되고, 상 기 제1기판은 상기 단말기의 외측에 구비될 수 있다.At least a portion of the second antenna element may be formed on a second substrate adjacent to the first substrate. In addition, the second substrate may be embedded in the terminal, and the first substrate may be provided outside the terminal.
한편, 상기 제2안테나 소자는 상기 제1기판에 형성되며, 상기 급전부에 연결되는 외부소자 및 상기 제2기판에 형성되며, 일단이 상기 외부소자에 연결되고 타단이 접지되는 내부소자를 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 제1기판과 상기 제2기판은 일체로 형성될 수 있다.On the other hand, the second antenna element is formed on the first substrate, the external element is connected to the feeder and the second substrate, and includes an internal element is connected to the external element and the other end is grounded It is preferable. The first substrate and the second substrate may be integrally formed.
본 실시예에서 상기 제2안테나 소자는 상기 제1안테나 소자를 경유하여 상기 급전부에 연결되지만, 본 발명은 이에 한정되지는 않는다. 여기서, 상기 제1안테나 소자와 상기 제2 안테나 소자는 상기 제1기판의 양면을 관통하는 도전성 연결소자에 의해 연결된다.In the present embodiment, the second antenna element is connected to the power supply unit via the first antenna element, but the present invention is not limited thereto. Here, the first antenna element and the second antenna element are connected by conductive connection elements penetrating both sides of the first substrate.
그리고 상기 제1안테나 소자는 미앤더(meander)형 안테나이고, 제2안테나 소자는 루프 안테나(loop antenna)로 이루어질 수 있다.The first antenna element may be a meander antenna, and the second antenna element may be a loop antenna.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of this embodiment, the same name and the same reference numerals are used for the same configuration and additional description thereof will be omitted.
도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 안테나의 전면과 배면의 구성을 설명하면 다음과 같다.2 and 3, the configuration of the front and rear of the antenna according to the present invention will be described.
본 발명에 따른 다중대역 안테나는, 서로 다른 주파수 대역에서 공진하는 제1안테나 소자(210)와 제2안테나 소자(230)를 포함하여 구성된다.The multiband antenna according to the present invention includes a
먼저, 제1안테나 소자(210)는 제1기판(110)의 일면에 제공되며, 제1주파수 대역에서 공진하도록 구성된다. 여기서, 상기 제1기판(110)은 제2기판(130)의 외측에 구비되어 있으며, 제2기판(130)과 서로 인접하여 배치된다.First, the
본 실시예는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제2기판(130)이 무선 통신 기기의 부품들이 실장되어 있는 주 기판이고, 제1기판(110)이 상기 주 기판에서 외측으로 돌출되게 형성된 외부 기판의 형태인 것을 예시하고 있다.2 and 3, the
상기 제1기판(110)과 제2기판(130)은 각각 별도로 제작하여 접착 등의 방법에 의해 상호 결합하여 구성하거나, 하나의 기판을 재단하여 제1기판(110)과 제2기판(130)을 상호 일체로 구성할 수 있다.The first and
한편, 상기 제1안테나 소자(210)는 안테나의 급전부(170)에 연결되어 급전이 이루어진다. 여기서, 상기 급전부(170)는 제1안테나 소자(210)와 직접 연결되는 안테나의 급전선이 될 수 있다. 하지만, 이와 달리 급전부(170)가 안테나의 급전선과 이에 연결되는 별도의 급전소자로 이루어져, 급전소자가 제1안테나 소자(210)와 급전선을 연결해주는 구조가 될 수 있다.On the other hand, the
제1안테나 소자(210)의 형상이나 종류에는 제한이 없으며, 원하는 주파수 대역에 맞추어 다양하게 정해진다. 본 실시예는, 상기 제1안테나 소자(210)가 도 2에 도시된 바와 같이 제1기판(110)의 일면에 사각 패턴이 일정하게 반복되는 미앤더(meander) 형상의 선형 안테나(linear antenna)인 것을 예시하고 있다.There is no limitation on the shape or type of the
여기서, 상기 제1안테나 소자(210)의 가로세로 폭이나 굴절 각도 등을 변화시켜, 제1안테나 소자(210)가 임의의 적당한 주파수 대역에서 공진하도록 수정할 수 있음은 물론이다.Here, the
상기 제1기판(110)은 절연성을 가지는 유전체로 이루어지는 것이 바람직하며, 제1안테나 소자(210)는 상기 제1기판(110)상에 박막의 금속소자에 의해 형성되거나, 에칭(etching) 등의 방법으로 제1기판(110) 상에 도전성 물질을 도포하여 형성될 수 있다.Preferably, the
상기 제2안테나 소자(230)는, 무급전 형태인 상술한 종래 안테나와 달리, 상기 안테나의 급전부(170)에 연결되며 일단이 접지되어 제2주파수 대역에서 공진하도록 구성된다.Unlike the conventional antenna described above, the
제2안테나 소자(230)가 급전부(170)에 연결되는 형태에는 제한이 없다. 본 실시예는, 상기 제2안테나 소자(230)가 제1안테나 소자(210)와 연결됨으로써, 안테나의 급전부(170)에 연결되는 형태를 예시하고 있다. 즉, 본 실시예에서 제2안테나 소자(230)는 연결소자(도 4의 도면부호 240 참조)를 거쳐 제1안테나 소자(210)를 경유하여 상기 급전부(170)에 연결된다.The shape in which the
하지만, 이와 달리 제2안테나 소자(230)가 안테나의 급전부(170)에 직접 연결되도록 구성하거나, 급전부(170)의 배면에 급전부와 연결되는 별도 급전부를 구비하고, 이러한 별도 급전부에 제2안테나 소자(230)가 연결되도록 구성하는 것도 가능하다.However, unlike this, the
제1안테나 소자(210)와 제2안테나 소자(230)의 연결되는 구체적인 구성은 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.A detailed configuration of connecting the
제2안테나 소자(230)를 접지하는 방식에는 제한이 없으며, 예를 들어 일측 끝단이 접지면에 연결됨으로써 접지가 이루어지도록 구성할 수 있다. 이 경우 상기 제 2 안테나 소자(230)는 루프 안테나 형태를 가질 수 있다.There is no restriction on the manner of grounding the
이와 함께, 상기 제2안테나 소자(230)의 적어도 일부는 제1기판(110)의 타면에 제공되어, 제1안테나와의 사이에서 용량성 커플링(capacitive coupling)을 유도한다.In addition, at least a part of the
상기 용량성 커플링에 의해 안테나의 대역폭을 개선시킬 수 있다. 구체적으로, 본 실시예에서 제1주파수 대역은 제2주파수 대역과 대비할 때 상대적으로 저 주파수 대역이다. 이때, 기판을 사이에 두고 제1안테나 소자(210)와 제2안테나 소자(230)의 일부가 기판의 일면과 타면에 형성됨으로써 상호 간에 용량성 커플링이 유도되며, 이에 따라 제1주파수 대역과 제2주파수 대역의 주파수를 낮출 수 있게 된다.The capacitive coupling can improve the bandwidth of the antenna. Specifically, in the present embodiment, the first frequency band is a relatively low frequency band when compared to the second frequency band. In this case, a portion of the
이와 같이, 용량성 커플링이 유도되어 제1안테나 소자(210)와 제2안테나 소자(230)의 공진 주파수 대역을 변경할 수 있으며, 대역폭을 개선시켜 결과적으로 원하는 주파수 대역에서의 공진 성능을 얻을 수 있다. 따라서, 선형 안테나의 크기를 작게 하더라도, 공진 주파수 대역을 낮출 수 있어 유리하다.As such, capacitive coupling may be induced to change the resonant frequency bands of the
한편, 본 발명에서 상기 제2안테나 소자(230)는 일부가 상기 제1기판(110)의 타면에 제공되며, 나머지 일부가 제2기판(130)상에 제공된다. 구체적으로, 상기 제2안테나 소자(230)는 외부소자(232)와, 내부소자(234)를 포함하여 구성된다.Meanwhile, in the present invention, a part of the
상기 외부소자(232)는, 제1기판(110)에서 제1안테나 소자(210)가 형성되는 면의 반대 면에 형성되며, 연결소자(250)를 거쳐 제1안테나 소자(210)와 연결되어 급전이 이루어진다.The
상기 내부소자(234)는, 일단이 제2외부안테나 소자와 연결되며 타단이 접지되는 형태로 구성된다. 도 3에서는 내부소자의 끝단이 접지되는 구체적인 형태에 대해서는 도시되지 않았지만, 상기 내부소자의 끝단은 다양한 방식으로 접지가 가능하다.The
그리고 상기 외부소자(232)와 내부소자(234)는 도전성 재질로 이루어지며, 서로 같은 재질로 이루어지거나 서로 다른 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 외부소자(232)와 내부소자(234)는 전기적으로 연결되며, 이들 상호간을 연결하는 방식에는 제한이 없다.The
본 발명은 이와 같이 제2안테나 소자(230)의 일부를 제2기판(130) 상에 제공함으로써, 제2기판(130)의 잔여공간을 효율적으로 활용할 수 있게 된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 제2기판(130)이 주 기판인 경우를 가정하면, 상기 주 기판 중 다양한 부품들이 실장되고 남은 공간에 내부소자(234)를 적절하게 배치함으로써 주 기판의 공간을 효율적으로 사용할 수 있고, 결과적으로 장치의 소형화를 이룰 수 있게 된다.In the present invention, by providing a part of the
한편, 제2안테나 소자(230)의 형태에는 제한이 없으며, 원하는 주파수 대역에 맞추어 적절히 정해진다. 본 실시예에서 제2안테나 소자(230)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 루프 안테나(loop antenna) 형태인 것을 예시하고 있다.On the other hand, the shape of the
하지만, 도 3에 도시된 구체적인 안테나의 형상은 설계 조건에 맞게 다양하게 변형이 가능하다.However, the shape of the specific antenna shown in FIG. 3 may be variously modified according to design conditions.
도 4를 참조하여, 본 발명에서 제1안테나 소자(210)와 제2안테나 소자(230)가 연결되는 구체적인 구성을 설명하면 다음과 같다. 도 4는 주요 구성을 효과적으로 도시하기 위하여, 제1기판(110)에서 안테나 소자(210,230) 이외의 부분은 생략하고 도시하였다.Referring to FIG. 4, a detailed configuration in which the
도 4에 도시된 바와 같이, 기판의 전면과 후면에는 제1안테나 소자(210)와 제2안테나 소자(230)가 각각 배치되어 있으며, 제1안테나 소자(210)와 제2안테나 소자(230) 상호간은 기판의 양면을 관통하는 도전성 연결소자(250)에 의해 전기적으로 연결된다.As shown in FIG. 4, the first and
여기서, 기판의 양면은 비아홀(via hole)에 의해 양면이 관통되어 있으며, 상기 비아홀에 도전성 연결소자(250)가 끼워져 제1안테나 소자(210)와 제2안테나 소자(230) 간을 전기적으로 연결한다.Here, both surfaces of the substrate are penetrated by via holes, and a
상기 연결소자(250)의 형상에는 제한이 없으며, 본 실시예에서는 상기 연결소자(250)가 도 4에 도시된 바와 같이 도전성 재질로 이루어진 원통 형상의 소자인 것을 예시하고 있다.The shape of the
한편, 도 4는 제2안테나 소자(230)가 제1안테나 소자(210)를 경유하여 상기 급전부(170)에 연결되는 형태를 예시하고 있다. 하지만, 이와 달리 제2안테나 소자(230)가 급전부(170)에 직접 연결되거나, 급전부(170)와 연결된 별도 급전부가 구비되고 이러한 별도 급전부에 제2안테나 소자(230)가 연결되도록 구성할 수 있다.Meanwhile, FIG. 4 illustrates a form in which the
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms in addition to the above-described embodiments without departing from the spirit or scope thereof has ordinary skill in the art. It is obvious to them.
그러므로, 상술한 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다. Therefore, the above-described embodiments should be regarded as illustrative rather than restrictive, and thus, the present invention is not limited to the above description and may be modified within the scope of the appended claims and their equivalents.
상기의 구성을 가지는 본 발명에 따른 다중대역 안테나는 다음과 같은 효과가 있다.The multiband antenna according to the present invention having the above configuration has the following effects.
첫째, 기판의 양면에 제1안테나와 제2안테나 일부를 제공하여 상호간에 용량성 커플링(capacitive coupling)을 유도함으로써, 주파수 대역폭을 개선할 수 있는 이점이 있다. 이와 함께, 기판 상의 잔여공간에 안테나 소자를 배치함으로써 공간 활용도를 높여, 결과적으로 장치의 소형화를 이룰 수 있는 이점이 있다.First, by providing a portion of the first antenna and the second antenna on both sides of the substrate to induce capacitive coupling between each other, there is an advantage that can improve the frequency bandwidth. In addition, by placing the antenna element in the remaining space on the substrate, there is an advantage that the space utilization can be increased, resulting in miniaturization of the device.
따라서, 광대역폭을 확보하면서도 안테나의 크기를 줄일 수 있게 된다.Therefore, it is possible to reduce the size of the antenna while securing a wide bandwidth.
둘째, 제1안테나 소자와 제2안테나 소자를 원하는 주파수 대역에 맞추어 능동적으로 대처하여 설계할 수 있다. 구체적으로, 제2안테나 소자의 구체적인 형상과 위치를 다양하게 변형할 수 있으며, 일부를 기판의 배면뿐만 아니라 이와 별도로 구비되는 기판 상에도 배치될 수 있도록 하여, 형상 설계를 자유롭게 할 수 있는 이점이 있다.Second, the first antenna element and the second antenna element may be actively designed to cope with a desired frequency band. Specifically, the specific shape and position of the second antenna element may be variously modified, and part of the second antenna element may be disposed on a substrate provided separately from the rear surface of the substrate, thereby freeing the shape design. .
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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2006
- 2006-08-18 KR KR1020060078389A patent/KR20080016353A/en not_active Application Discontinuation
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