KR101345764B1 - Quasi yagi antenna - Google Patents

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KR101345764B1
KR101345764B1 KR1020120091450A KR20120091450A KR101345764B1 KR 101345764 B1 KR101345764 B1 KR 101345764B1 KR 1020120091450 A KR1020120091450 A KR 1020120091450A KR 20120091450 A KR20120091450 A KR 20120091450A KR 101345764 B1 KR101345764 B1 KR 101345764B1
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김당오
김채영
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경북대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a quasi-yagi antenna. The provided quasi-yagi antenna includes: a feeding unit; a dipole inductor which is fed by the feeding unit and radiates radio waves; and a director which is placed at a distance from the dipole inductor and directs the radiation direction of the radio waves to a certain direction. The director includes a pair of split ring resonators which radiate the radio waves in a multi frequency band.

Description

쿼시 야기 안테나{QUASI YAGI ANTENNA}Quasi Yagi antenna {QUASI YAGI ANTENNA}

본 발명은 쿼시 야기 안테나(quasi Yagi antenna)에 관한 것이다.The present invention relates to a quasi Yagi antenna.

최근의 무선 통신기술의 급속한 발전과 함께, 무선 전파의 전송 효율을 높이기 위한 일환으로, 다양한 구조를 갖는 안테나들이 제안되고 있다. 이들 안테나 중에서 쿼시 야기 안테나(quasi Yagi antenna)는 유도기(driver)의 앞쪽에 도파기(director)가, 뒤쪽에 반사기(reflector)가 배치된 구조로 이루어져 있으며, 전파의 지향성을 높인 안테나이다. 한편, 데이터 통신 수요의 폭발적인 증가로 인하여, 예를 들어 5GHz 주파수의 무선랜(WLAN; Wireless Local Area Network) 대역, 또는 3GHz 주파수의 와이맥스(WiMAX; Worldwide interoperability for Microwave Access) 대역 등의 다중 대역을 통한 전송 특성을 구현하는 안테나가 요구되고 있다. 그런데, 기존의 쿼시 야기 안테나는 단일 대역을 통한 데이터 전송만을 지원할 수 있다. 만약, 쿼시 야기 안테나를 이용하여 낮은 주파수 대역을 통해 전파를 전송하기 위해서는, 유도기와 도파기의 길이를 증가시켜야 하므로, 안테나의 크기의 대형화를 초래한다.With the recent rapid development of wireless communication technology, antennas having various structures have been proposed as part of improving the transmission efficiency of radio waves. Among these antennas, a quasi yagi antenna has a structure in which a waveguide (director) is arranged in front of a driver and a reflector (reflector) is arranged in a rear side of the antenna. On the other hand, due to the explosive increase in data communication demand, for example, through a multi-band, such as the Wireless Local Area Network (WLAN) band of 5GHz frequency, or the WiMAX (Widemax) band of 3GHz frequency, etc. There is a need for an antenna that implements transmission characteristics. However, the existing quasi-cause antenna can support only data transmission through a single band. If a quasi-cause antenna is used to transmit radio waves through a low frequency band, the length of the inductor and the waveguide must be increased, resulting in an increase in the size of the antenna.

본 발명은 전파를 소정 방향으로 지향시키는 것과 동시에, 다중 주파수 대역을 통해 전파를 방사할 수 있는 쿼시 야기 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a quasi-cause antenna capable of directing radio waves in a predetermined direction and capable of emitting radio waves through multiple frequency bands.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 지향도 및 다중 대역 전송 특성을 갖는 것과 동시에 소형화 특성을 갖는 쿼시 야기 안테나를 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a quasi-cause antenna having miniaturization and at the same time having directivity and multi-band transmission characteristics.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems. Other technical subjects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 측면에 따른 쿼시 야기 안테나는 급전부; 상기 급전부에 의해 급전되어 전파를 방사하는 다이폴 유도기; 및 상기 다이폴 유도기와 이격된 위치에 형성되어, 상기 전파의 방사 방향을 소정의 방향으로 지향시키는 도파기를 포함하며, 상기 도파기는 상기 전파를 다중 주파수 대역을 통해 방사시키는 한 쌍의 분할 링 공진기를 포함한다.Quasi-cause antenna according to an aspect of the present invention the power supply; A dipole induction unit that is fed by the feeding unit and radiates radio waves; And a waveguide formed at a position spaced apart from the dipole inductor to direct the radiation direction of the radio wave in a predetermined direction, wherein the waveguide includes a pair of split ring resonators for radiating the radio wave through multiple frequency bands. do.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 한 쌍의 분할 링 공진기는 상기 다이폴 유도기의 궤전점을 기준으로 대칭되는 형태로 형성되며, 상기 한 쌍의 분할 링 공진기 각각은 갭이 형성된 링 형상으로 이루어지는 쿼시 야기 안테나가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, the pair of split ring resonators are formed to be symmetrical with respect to the point of contact of the dipole inductor, and each of the pair of split ring resonators has a quasi-giving ring-shaped ring shape. An antenna may be provided.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 한 쌍의 분할 링 공진기에 형성된 한 쌍의 상기 갭은, 상기 한 쌍의 분할 링 공진기의 마주보는 면과 반대되는 면에 서로 반대 방향을 향하도록 형성되는 쿼시 야기 안테나가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, the pair of gaps formed in the pair of split ring resonators are quasi-causal formed to face in opposite directions on the opposite surface of the pair of split ring resonators. An antenna may be provided.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 도파기는 상기 한 쌍의 분할 링 공진기 각각의 내부에 형성된 내부 분할 링 공진기를 더 포함하며, 상기 내부 분할 링 공진기는 갭이 형성된 링 형상으로 이루어지며, 상기 내부 분할 링 공진기의 상기 갭은 상기 분할 링 공진기의 갭이 형성된 면과 반대되는 상기 내부 분할 링 공진기의 면에 형성되는 쿼시 야기 안테나가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, the waveguide further includes an inner split ring resonator formed inside each of the pair of split ring resonators, wherein the inner split ring resonator is formed in a ring shape with a gap, and the inner split The gap of the ring resonator may be provided with a quasi-cause antenna formed on the surface of the internal split ring resonator opposite to the surface on which the gap of the split ring resonator is formed.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 한 쌍의 분할 링 공진기 각각의 상기 갭은, 상기 갭의 양측 단부로부터 상기 한 쌍의 분할 링 공진기 각각의 내부를 향하도록 연장되는 형태로 형성되는 쿼시 야기 안테나가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, the gap of each of the pair of split ring resonators, the quasi-cause antenna is formed to extend from both ends of the gap toward the inside of each of the pair of split ring resonators Can be provided.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 한 쌍의 분할 링 공진기 각각은 원형 또는 사각형의 링 형상으로 이루어지는 쿼시 야기 안테나가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, each of the pair of split ring resonators may be provided with a quasi-cause antenna formed of a circular or rectangular ring shape.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 급전부는, 전원을 공급받기 위한 마이크로스트립 급전면; 상기 다이폴 유도기를 급전시키는 공면 스트립 라인; 및 상기 마이크로스트립 급전면을 상기 공면 스트립 라인에 접속하는 발룬을 포함하는 쿼시 야기 안테나가 제공될 수 있다.According to an aspect of the invention, the power supply unit, a microstrip feed surface for receiving power; A coplanar stripline for feeding said dipole inductor; And a balun that connects the microstrip feed surface to the coplanar strip line.

본 발명의 일 측면에 따르면, 유전체 기판을 더 포함하며, 상기 급전부, 상기 다이폴 유도기 및 상기 도파기는 상기 유전체 기판의 상면에 형성되고, 상기 유전체 기판의 하면에는 상기 쿼시 야기 안테나의 반사기 기능을 수행하는 접지면이 형성되는 쿼시 야기 안테나가 제공될 수 있다.According to an aspect of the invention, the feeder, the dipole inductor and the waveguide is further formed on the top surface of the dielectric substrate, the lower surface of the dielectric substrate performs a reflector function of the quasi-cause antenna A quasi-cause antenna may be provided in which a ground plane is formed.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 다이폴 유도기는 상기 다중 주파수 대역 중의 제1 주파수의 역수에 대응하는 길이로 형성되고, 상기 한 쌍의 분할 링 공진기 각각은 상기 다중 주파수 대역 중의 상기 제1 주파수보다 작은 제2 주파수의 역수에 대응하는 길이로 형성되는 쿼시 야기 안테나가 제공될 수 있다.According to an aspect of the invention, the dipole inductor is formed with a length corresponding to the inverse of the first frequency in the multi-frequency band, each of the pair of split ring resonators are smaller than the first frequency in the multi-frequency band A quasi-cause antenna formed to a length corresponding to the inverse of the second frequency may be provided.

본 발명의 실시예에 의하면, 전파를 소정 방향으로 지향시키는 것과 동시에, 다중 주파수 대역을 통해 전파를 방사시킬 수 있는 쿼시 야기 안테나를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a quasi-cause antenna capable of directing radio waves in a predetermined direction and emitting radio waves through multiple frequency bands.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 지향도 및 다중 대역 특성과 함께, 소형화 특성을 갖는 쿼시 야기 안테나를 제공할 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, it is possible to provide a quasi-cause antenna having a miniaturization characteristic with directivity and multi-band characteristics.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나의 평면도(a) 및 배면도(b)이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나의 주파수별 반사손실을 나타낸 그래프이다.
도 4는 종래 안테나의 방사패턴 및 본 발명의 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나의 방사패턴을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나의 다양한 분할 링 공진기의 폭에 대한 주파수별 반사손실을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나의 평면도이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나의 주파수별 반사손실을 나타낸 그래프이다.
1 is a plan view of a quasi-cause antenna according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view (a) and a rear view (b) of a quasi-cause antenna according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing the return loss for each frequency of the quasi-cause antenna according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the radiation pattern of the conventional antenna and the radiation pattern of the quasi-cause antenna according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph illustrating frequency-specific return loss with respect to the width of various split ring resonators of a quasi-cause antenna according to an exemplary embodiment of the present invention.
6 is a plan view of a quasi-cause antenna according to another embodiment of the present invention.
7 is a plan view of a quasi-cause antenna according to another embodiment of the present invention.
8 is a plan view of a quasi-cause antenna according to another embodiment of the present invention.
9 is a graph illustrating return loss for each frequency of a quasi-cause antenna according to various embodiments of the present disclosure.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들은 언급된 구성요소, 동작 및/또는 소자 외의 하나 이상의 다른 구성요소, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Other advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Unless defined otherwise, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as commonly accepted by the generic art in the prior art to which this invention belongs. Terms defined by generic dictionaries may be interpreted to have the same meaning as in the related art and / or in the text of this application, and may be conceptualized or overly formalized, even if not expressly defined herein I will not. The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, various uses of " comprises " and / or the verb do not exclude the presence or addition of one or more other elements, acts, and / or elements other than the mentioned elements, operations, and / or elements.

본 발명의 일 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나(quasi-Yagi Antenna)는 분할 링 공진기(SRR; Split Ring Resonator)를 이용하여 도파기(director)를 구현함으로써, 전파를 소정 방향으로 지향시키는 것과 동시에, 다중 주파수 대역을 통해 전파를 방사시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나는 소형의 분할 링 공진기를 이용하여 낮은 주파수 대역의 송수신이 가능하므로, 소형화된 크기를 가질 수 있다.A quasi-Yagi antenna according to an embodiment of the present invention implements a waveguide using a split ring resonator (SRR) to direct a radio wave in a predetermined direction, Radio waves can be radiated through multiple frequency bands. In addition, the quasi-cause antenna according to an embodiment of the present invention can transmit and receive a low frequency band by using a small split ring resonator, and thus may have a miniaturized size.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나의 평면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나의 평면도(a) 및 배면도(b)이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나(100)는 단일 평면 쿼시 야기 안테나(coplanar quasi-Yagi Antenna)로 구현된 것으로서, 유전체 기판(110), 급전부(120), 다이폴 유도기(130), 도파기(140) 및 접지면(150)을 포함한다.1 is a plan view of a quasi-cause antenna according to an embodiment of the present invention. 2 is a plan view (a) and a rear view (b) of a quasi-cause antenna according to an embodiment of the present invention. 1 and 2, the quasi-cause antenna 100 according to an embodiment of the present invention is implemented as a single planar quasi-Yagi antenna, and includes a dielectric substrate 110 and a feeder ( 120, dipole inductor 130, waveguide 140, and ground plane 150.

유전체 기판(110)은 이의 상면과 하면에 금속면을 갖는 단일 유전체로 구현될 수 있다. 유전체 기판(110)의 상면(111)에는 급전부(120), 다이폴 유도기(130) 및 도파기(140)가 형성될 수 있다. 급전부(120)는 다이폴 유도기(130)를 급전시킬 수 있다. 일 실시예에 있어서, 급전부(120)는 마이크로스트립 급전면(121), 발룬(122) 및 공면 스트립라인(coplanar stripline)(123)을 포함할 수 있다. 마이크로스트립 급전면(121)은 전원을 공급받을 수 있다. 발룬(122)은 마이크로스트립 급전면(121)을 공면 스트립라인(122)에 접속시킬 수 있다. 일 실시예에 있어서, 발룬(BALUN; BALance to UNbalance transformer, 평형 불평형 변성기)(122)은 정합용 트랜스로서, 공면 스트립라인(122)의 평행 2선 선로와, 마이크로스트립 급전면(121)의 불평형 선로를 접속시킬 수 있다. 공면 스트립라인(123)은 다이폴 유도기(130)를 급전시킬 수 있다.The dielectric substrate 110 may be implemented as a single dielectric having a metal surface on its top and bottom surfaces. A feeder 120, a dipole inductor 130, and a waveguide 140 may be formed on the top surface 111 of the dielectric substrate 110. The feeder 120 may feed the dipole inductor 130. In one embodiment, the feeder 120 may include a microstrip feed surface 121, a balloon 122, and a coplanar stripline 123. The microstrip feed surface 121 may receive power. The balloon 122 may connect the microstrip feed surface 121 to the coplanar stripline 122. In one embodiment, the BALUN (BALance to UNbalance transformer) 122 is a matching transformer, the parallel two-wire line of the coplanar stripline 122 and the unbalance of the microstrip feed plane 121. The line can be connected. The coplanar stripline 123 may feed the dipole inductor 130.

다이폴 유도기(130)는 급전부(120)에 의해 급전되어 전파를 방사할 수 있다. 다이폴 유도기(130)는 대칭되는 형태로 제공되는 2개의 다이폴 소자를 이용하여 전파를 방사할 수 있다. 도파기(140)는 다이폴 유도기(130)와 이격된 위치에 형성되어, 전파의 방사 방향을 소정의 방향으로 지향시킬 수 있다. 다이폴 유도기(130)의 중앙부에는 궤전점(131)이 형성될 수 있다. 접지면(150)은 쿼시 야기 안테나(100)의 반사기(reflector) 기능을 수행할 수 있다. 접지면(150)은 유전체 기판(110)의 하면(112)에 형성될 수 있다.The dipole inductor 130 may be fed by the feeder 120 to radiate radio waves. The dipole inductor 130 may radiate radio waves using two dipole elements provided in a symmetrical form. The waveguide 140 may be formed at a position spaced apart from the dipole inductor 130 to direct the radiation direction of the radio wave in a predetermined direction. An orbit point 131 may be formed at the central portion of the dipole inductor 130. The ground plane 150 may function as a reflector of the quasi-cause antenna 100. The ground plane 150 may be formed on the bottom surface 112 of the dielectric substrate 110.

일 실시예에 있어서, 도파기(140)는 전파를 다중 주파수 대역을 통해 방사시키도록, 한 쌍의 분할 링 공진기(SRR; Sprit Ring Resonator)(141,142)로 구현될 수 있다. 한 쌍의 분할 링 공진기(141,142)는 다이폴 유도기(130)의 궤전점(131)을 기준으로 상호 대칭을 이루는 형태로 형성될 수 있다. 한 쌍의 분할 링 공진기(141,142) 각각은 갭(1412,1422)이 형성된 금속 링의 형상으로 이루어질 수 있다. 도 1의 실시예에서 분할 링 공진기(141,142)는 사각 링 형상인 것으로 나타나 있지만, 분할 링 공진기(141,142)는 원형 링 등의 형상으로 변형될 수도 있다.In one embodiment, the waveguide 140 may be implemented with a pair of Sprit Ring Resonators (SRRs) 141 and 142 to radiate radio waves through multiple frequency bands. The pair of split ring resonators 141 and 142 may be formed in a symmetrical form with respect to the point of contact 131 of the dipole inductor 130. Each of the pair of split ring resonators 141 and 142 may be formed in the shape of a metal ring having gaps 1412 and 1422 formed therein. Although the split ring resonators 141 and 142 are shown to have a rectangular ring shape in the embodiment of FIG. 1, the split ring resonators 141 and 142 may be deformed into a circular ring or the like.

제1 분할 링 공진기(141)의 갭(1412)은 제2 분할 링 공진기(142)와 마주보는 면과 반대되는 제1 분할 링 공진기(141)의 면(1411)에 형성될 수 있다. 제2 분할 링 공진기(142)의 갭(1422)은 제1 분할 링 공진기(141)와 마주보는 면과 반대되는 제2 분할 링 공진기(142)의 면(1421)에 형성될 수 있다. 즉, 한 쌍의 분할 링 공진기(141,142)의 한 쌍의 갭(1412,1422)는 서로 반대 방향을 향하도록 형성될 수 있다. 이와 같이, 분할 링 공진기(141,142)의 갭(1412,1422)은 서로 안테나 외부를 향하면서 반대인 방향으로 분리되므로, 서로 간의 결합 효과를 최소화하면서 전기적인 다이폴로서 동작하는 효과를 갖는다.The gap 1412 of the first split ring resonator 141 may be formed on a surface 1411 of the first split ring resonator 141 opposite to a surface facing the second split ring resonator 142. The gap 1422 of the second split ring resonator 142 may be formed on a surface 1421 of the second split ring resonator 142 opposite to a surface facing the first split ring resonator 141. That is, the pair of gaps 1412 and 1422 of the pair of split ring resonators 141 and 142 may be formed to face in opposite directions. As such, since the gaps 1412 and 1422 of the split ring resonators 141 and 142 are separated from each other in opposite directions while facing the outside of the antenna, the gaps 1412 and 1422 have an effect of operating as an electric dipole while minimizing a coupling effect between the gaps.

분할 링 공진기(141,142)는 이의 수직방향으로 인가되는 시변 자기장에 의해서 동작하며, 전기적으로 소형이고 높은 Q값을 갖는 LC 공진기로서 동작한다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나(100)는 분할 링 공진기(141,142)의 2개의 주파수 동작 모드에 의하여 이중 대역 전송 특성을 구현할 수 있으며, 쿼시 야기 안테나 고유의 지향도 특성이 유지될 수 있다.The split ring resonators 141 and 142 operate by a time varying magnetic field applied in the vertical direction thereof, and operate as LC resonators which are electrically small and have high Q values. Accordingly, the quasi-cause antenna 100 according to the embodiment of the present invention may implement dual band transmission characteristics by two frequency operation modes of the split ring resonators 141 and 142, and maintain the inherent directivity characteristic of the quasi-cause antenna. Can be.

본 발명의 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나(100)의 물리적 파라미터들은 전송 주파수 대역을 고려하여 설계될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 쿼시 야기 안테나(100)의 물리적 파라미터들은 안소프트(Ansoft)사의 고주파 시뮬레이터(HFSS; High Frequency Structure Simulator)에 의해 최적화될 수 있다. 일 예로, 도 2를 참조하면, 3GHz 대역 및 5GHz 대역의 이중 대역 특성을 갖는 쿼시 야기 안테나(100)의 설계를 위해 다음과 같은 수치들이 선택될 수 있다.Physical parameters of the quasi-cause antenna 100 according to an embodiment of the present invention may be designed in consideration of the transmission frequency band. In one embodiment, the physical parameters of the quasi-cause antenna 100 may be optimized by Ansoft's High Frequency Structure Simulator (HFSS). For example, referring to FIG. 2, the following values may be selected for the design of the quasi-cause antenna 100 having dual band characteristics of the 3 GHz band and the 5 GHz band.

유전체 기판(110)의 두께 = 0.812 mm, 유전체 기판(110)의 유전상수 = 3.55, L1 = 9.1 mm, L2 = 15.7 mm, L3 = 4.9 mm, L4 = 3.1 mm, L5 = 4 mm, L6 = 11.4 mm, L7 = 25.75 mm, L8 = 9.5 mm, L9 = 28.5 mm, W1 = 1.85 mm, W2 = 3.6 mm, W3 = 0.9 mm, W4 = 1.2 mm, d1 = 1.25 mm, d2 = 8 mm, g1 = 0.75 mm, and g2 = 0.7 mmThickness of dielectric substrate 110 = 0.812 mm, dielectric constant of dielectric substrate 110 = 3.55, L1 = 9.1 mm, L2 = 15.7 mm, L3 = 4.9 mm, L4 = 3.1 mm, L5 = 4 mm, L6 = 11.4 mm, L7 = 25.75 mm, L8 = 9.5 mm, L9 = 28.5 mm, W1 = 1.85 mm, W2 = 3.6 mm, W3 = 0.9 mm, W4 = 1.2 mm, d1 = 1.25 mm, d2 = 8 mm, g1 = 0.75 mm, and g2 = 0.7 mm

다이폴 유도기(130)의 길이는 반파장 길이(λ/2, λ는 전파의 파장)로 설계되었다. 발룬(122)은 임피던스 정합된 T접합과, 설계 주파수(제1 주파수)에서 반파장 길이(L 3-L 2=λ/4)의 마이크로스트립 라인(microstrip line)의 지연에 의하여 구현될 수 있다. 이와 같이 설계된 쿼시 야기 안테나(100)를 제작하고, 그 특성을 측정하여 도 3 및 도 4에 나타내었다.The length of the dipole inductor 130 is designed to have a half wavelength length (λ / 2, λ is the wavelength of the radio wave). The balloon 122 may be implemented by impedance matched T junction and a delay of a microstrip line of half wavelength length ( L 3 -L 2 = λ / 4) at a design frequency (first frequency). . The quasi-gigi antenna 100 designed as described above was fabricated and its characteristics are measured and shown in FIGS. 3 and 4.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나의 주파수별 반사손실(return loss)을 나타낸 그래프이다. 도 3에서, 일점 쇄선으로 된 그래프는 종래 안테나의 주파수별 반사손실을 나타내고, 점선으로 된 그래프는 본 발명의 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나(100)의 시뮬레이션을 통한 주파수별 반사손실을 나타내고, 실선으로 된 그래프는 본 발명의 실시예에 따라 제작된 쿼시 야기 안테나(100)의 주파수별 반사손실을 나타낸다. 종래 안테나로는 다이폴(dipole) 소자로 된 도파기를 갖는 쿼시 야기 안테나가 사용되었다. 반사손실은 안리츠(Anritsu)사의 네트워크 분석기 38397C에 의하여 측정되었다.3 is a graph illustrating return loss for each frequency of a quasi-cause antenna according to an exemplary embodiment of the present invention. In FIG. 3, a graph with a dashed-dotted line shows the return loss by frequency of the conventional antenna, and a graph with the dotted line shows the return loss by frequency through the simulation of the quasi-cause antenna 100 according to the embodiment of the present invention, and a solid line The graph shows the return loss by frequency of the quasi-cause antenna 100 manufactured according to the embodiment of the present invention. As a conventional antenna, a quasi-gigi antenna having a waveguide made of a dipole element is used. Return loss was measured by Anritsu's network analyzer 38397C.

도 3에 도시된 바와 같이, 종래 안테나는 5GHz 대역, 즉 5~5.57GHz 주파수 대역에서 -10(dB) 이하의 반사손실(return loss)을 요구하는 단일 대역으로 동작함을 알 수 있다. 이와 대비하여, 본 발명의 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나(100)는 3GHz WiMAX 대역(FB2)과 5GHz WLAN 대역(FB1) 모두에서 동작하는 2개의 동작 모드를 갖는다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나(100)는 분할 링 공진기 모드와 기생 모드로 인하여 이중 대역의 특성을 갖는다.As shown in FIG. 3, it can be seen that the conventional antenna operates in a single band requiring a return loss of less than -10 (dB) in the 5 GHz band, that is, the frequency band of 5 to 5.57 GHz. In contrast, the quasi-cause antenna 100 according to the embodiment of the present invention has two operating modes operating in both the 3 GHz WiMAX band FB2 and the 5 GHz WLAN band FB1. That is, the quasi-cause antenna 100 according to the embodiment of the present invention has a dual band characteristic due to the split ring resonator mode and the parasitic mode.

첫 번째 모드는 WLAN 5GHz 대역(FB1)에서 발생되는 기생 모드로써, 분할 링 공진기(141,142)는 기생소자로써의 전형적인 도파기와 유사한 형태로 동작할 수 있다. 두 번째 모드는 안테나의 다이폴 유도기(130)가 분할 링 공진기(141,142)의 수직한 방향으로 시변 자기장을 인가하여 분할 링 공진기(141,142)가 WiMAX 대역(FB2)에서 전형적인 공진기로서 동작하는 분할 링 공진기 모드이다. 특히, 분할 링 공진기 모드에서 동작하는 쿼시 야기 안테나(100)는 5.2GHz 대역에서 반파장의 길이를 갖는 다이폴 유도기(130)를 가지고 있음에도, 3.45GHz의 공진 주파수에서 동작하게 되므로, 종래의 쿼시 야기 안테나와 비교하여 전기적으로 소형화될 수 있음을 의미한다.The first mode is a parasitic mode generated in the WLAN 5 GHz band FB1, and the split ring resonators 141 and 142 may operate in a form similar to a typical waveguide as a parasitic element. The second mode is the split ring resonator mode in which the dipole inductor 130 of the antenna applies a time varying magnetic field in the vertical direction of the split ring resonators 141 and 142 so that the split ring resonators 141 and 142 operate as typical resonators in the WiMAX band FB2. to be. In particular, the quasi-gigi antenna 100 operating in the split ring resonator mode has a dipole inductor 130 having a half-wave length in the 5.2 GHz band, and thus operates at a resonance frequency of 3.45 GHz. By comparison, it can be miniaturized electrically.

도 4는 종래 안테나의 방사패턴 및 본 발명의 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나의 방사패턴을 나타낸 그래프이다. 도 4에서, 일점 쇄선으로 된 그래프는 종래 안테나의 방사패턴을 나타내고, 점선으로 된 그래프는 본 발명의 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나의 3.45GHz 주파수에서의 방사패턴을 나타내고, 실선으로 된 그래프는 본 발명의 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나의 5.2GHz 주파수에서의 방사패턴을 나타낸다.4 is a graph showing the radiation pattern of the conventional antenna and the radiation pattern of the quasi-cause antenna according to an embodiment of the present invention. In Fig. 4, the graph with the dashed-dotted line shows the radiation pattern of the conventional antenna, and the graph with the dotted line shows the radiation pattern at 3.45 GHz frequency of the quasi-cause antenna according to the embodiment of the present invention, and the graph with the solid line is shown. The radiation pattern of the quasi-cause antenna according to the embodiment of the present invention at a frequency of 5.2 GHz.

기생모드인 5.2GHz 주파수에서는 종래의 쿼시 야기 안테나와 거의 유사한 방사 패턴을 갖는다. 그리고, 3.45GHz 주파수의 분할 링 공진기 모드에서도 쿼시 야기 안테나 고유의 지향도를 유지하는 패턴을 갖는다. 본 발명의 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나의 3.45GHz 주파수에서의 방사 패턴의 지향도는 5.7dBi(방사효율 0.61)이고, 5.2GHz 주파수에서의 방사패턴의 지향도는 6.3dBi(방사효율 0.84)으로서, 두 주파수 대역에서의 지향도는 큰 차이를 보이지 않음을 알 수 있다.The parasitic mode of 5.2 GHz frequency has a radiation pattern that is almost similar to a conventional quasi-cause antenna. In addition, even in the split ring resonator mode of the 3.45 GHz frequency, it has a pattern that maintains the intrinsic directivity of the quasi-cause antenna. The directivity of the radiation pattern at 3.45 GHz frequency of the quasi-cause antenna according to the embodiment of the present invention is 5.7 dBi (radiation efficiency 0.61), and the directivity of the radiation pattern at 5.2 GHz frequency is 6.3 dBi (radiation efficiency 0.84). In other words, the directivity in the two frequency bands does not show a big difference.

본 발명의 실시예에서 도파기를 구성하는 분할 링 공진기(141,142)는 링의 전체 길이가 인덕턴스 성분을 만들어내고, 분할 링 공진기(141,142)의 갭(gap) (1412,1422)이 커패시턴스 성분을 만들어내어서, 아래의 식 1과 같은 공진주파수를 발생시키게 된다.In the embodiment of the present invention, the split ring resonators 141 and 142 constituting the waveguide have an overall length of the ring to produce an inductance component, and the gaps 1412 and 1422 of the split ring resonators 141 and 142 produce a capacitance component. Then, the resonance frequency is generated as shown in Equation 1 below.

[식 1][Formula 1]

Figure 112012067155102-pat00001
Figure 112012067155102-pat00001

(f0는 공진주파수(Hz), L은 분할 링 공진기의 인덕턴스(H) 성분, C는 분할 링 공진기의 커패시턴스(F) 성분)(f 0 is the resonance frequency (Hz), L is the inductance (H) component of the split ring resonator, C is the capacitance (F) component of the split ring resonator)

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나의 다양한 분할 링 공진기의 크기에 대한 주파수별 반사손실을 나타낸 그래프이다. 도 5에서, 일점 쇄선으로 된 그래프는 본 발명의 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나(100)의 분할 링 공진기(141,142)의 폭이 8.5mm인 경우의 주파수별 반사손실을 나타내고, 실선으로 된 그래프는 본 발명의 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나(100)의 분할 링 공진기(141,142)의 폭이 9.0mm인 경우의 주파수별 반사손실을 나타내고, 점선으로 된 그래프는 분할 링 공진기(141,142)의 폭이 9.5mm인 경우의 주파수별 반사손실을 나타낸다.5 is a graph showing the return loss for each frequency with respect to the size of the various split ring resonators of the quasi-cause antenna according to an embodiment of the present invention. In FIG. 5, the graph with a dashed-dotted line shows the reflection loss for each frequency when the widths of the split ring resonators 141 and 142 of the quasi-cause antenna 100 according to the embodiment of the present invention are 8.5 mm, and the graph with the solid line is shown in FIG. According to an embodiment of the present invention, when the widths of the split ring resonators 141 and 142 of the quasi-cause antenna 100 are 9.0 mm, the graph shows a return loss for each frequency, and the dotted line graph shows a width of the split ring resonators 141 and 9.5 as 9.5. In the case of mm, the return loss by frequency is shown.

도 5를 참조하면, 분할 링 공진기(141,142)의 한 변의 길이(L8)가 변화되면, 분할 링 공진기(141,142)의 공진 주파수가 이동하므로, 분할 링 공진기 모드의 주파수 대역이 변화하게 된다. 즉, 정사각형 형상의 분할 링 공진기(141,142)의 한 변의 길이(L8)의 값을 8.5mm에서 9.0mm, 9.5mm로 증가시킴에 따라, 분할 링 공진기 모드의 주파수 대역이 3.7GHz 대역(FB21)에서 3.5GHz 대역(FB22), 3.4GHz 대역(FB23) 순으로 점차 낮은 주파수를 향해 이동하는 것을 알 수 있다. 이는 분할 링 공진기(141,142)의 크기가 증가함에 따라 인덕턴스 성분이 증가하여, 공진 주파수가 낮아지기 때문이다. 이때, 기생모드의 5.2GHz 주파수 대역(FB1)은 분할 링 공진기의 크기 변화에 불구하고, 그 특성이 크게 변동되지 않고 유지될 수 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, when the length L8 of one side of the split ring resonators 141 and 142 is changed, since the resonant frequencies of the split ring resonators 141 and 142 are shifted, the frequency band of the split ring resonator mode is changed. That is, as the length L8 of one side of the square split ring resonators 141 and 142 is increased from 8.5 mm to 9.0 mm and 9.5 mm, the frequency band of the split ring resonator mode is increased in the 3.7 GHz band (FB21). It can be seen that the 3.5 GHz band (FB22), 3.4 GHz band (FB23) in order to gradually move toward a lower frequency. This is because the inductance component increases as the size of the split ring resonators 141 and 142 increases, thereby lowering the resonance frequency. At this time, it can be seen that the 5.2 GHz frequency band FB1 in the parasitic mode can be maintained without significantly changing its characteristics despite the size change of the split ring resonator.

근본적으로 '공진기'와 '안테나'는 '비(非)방사'와 '방사'라는 부분에서 모순된 개념을 가질 수 있지만, 본 발명의 실시예에서 도파기(140)로 사용된 분할 링 공진기(141,142)는 상대적으로 낮은 Q값을 가질 수 있다. 이러한 분할 링 공진기의 낮은 Q특성으로 인하여, '비방사'를 갖는 공진기 형태의 도파기(140)가 안테나에 실장될 수 있다. 본 발명의 실시예에 의하면, 분할 링 공진기(141,142)는 분할 링 공진기 모드에서 전기적으로 소형화된 유도기에 의하여 도파기로 동작하므로, 안테나를 소형화할 수 있다. 이때, 쿼시 야기 안테나(100)의 기생모드에서의 특성 및 지향도 패턴은 그대로 유지될 수 있다.Basically, the 'resonator' and 'antenna' may have contradictory concepts in terms of 'non-radiation' and 'radiation', but the split ring resonator used as the waveguide 140 in the embodiment of the present invention ( 141 and 142 may have a relatively low Q value. Due to the low Q characteristic of the split ring resonator, the waveguide 140 of the resonator type having 'non-radiation' may be mounted on the antenna. According to the embodiment of the present invention, since the split ring resonators 141 and 142 operate as waveguides by an electrically miniaturized inductor in the split ring resonator mode, the antenna can be miniaturized. In this case, the characteristic and directivity pattern in the parasitic mode of the quasi-cause antenna 100 may be maintained as it is.

일 실시예에 있어서, 다이폴 유도기(130)는 다중 주파수 대역 중의 제1 주파수(FB1 대역의 5.2GHz)의 역수에 대응하는 길이로 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 한 쌍의 분할 링 공진기(141,142) 각각은 앞서 언급된 식 1에 따라, 다중 주파수 대역 중의 제1 주파수보다 작은 제2 주파수(FB2 대역의 3.4GHz, 3.5GHz, 3.7GHz 등)의 역수에 대응하는 길이로 형성될 수 있다. 이와 같이, 다중 대역의 주파수에 따라 다이폴 유도기(130) 및 분할 링 공진기(141,142)의 물리적 파라미터를 설정함으로써, 다중 모드 전송 특성의 쿼시 야기 안테나(100)를 설계할 수 있다.In one embodiment, the dipole inductor 130 may be formed to a length corresponding to the inverse of the first frequency (5.2 GHz of the FB1 band) of the multiple frequency band. In one embodiment, each of the pair of split ring resonators 141, 142 is a second frequency (3.4 GHz, 3.5 GHz, 3.7 GHz, etc. of the FB2 band) smaller than the first frequency of the multiple frequency bands, according to Equation 1 mentioned above. It may be formed in a length corresponding to the inverse of the). As such, by setting the physical parameters of the dipole inductor 130 and the split ring resonators 141 and 142 according to the frequency of the multi band, the quasi-cause antenna 100 having the multi-mode transmission characteristics can be designed.

도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나의 평면도이다. 도 6의 실시예에 나타낸 구성들 중에서 도 1의 실시예와 동일한 구성에 대하여는 중복 설명을 생략한다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나(100)를 구성하는 분할 링 공진기(141,142)는 원형의 금속 링 형상으로 제공될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 분할 링 공진기(141,142)의 원형의 금속 링의 직경 및 갭(1412,1422)의 크기는 다중 주파수 대역 중의 낮은 주파수의 역수에 대응하는 거리로 설정될 수 있다.6 is a plan view of a quasi-cause antenna according to another embodiment of the present invention. Of the components shown in the embodiment of FIG. 6, the same description as the embodiment of FIG. 1 will be omitted. Referring to FIG. 6, the split ring resonators 141 and 142 constituting the quasi-cause antenna 100 according to an exemplary embodiment of the present invention may be provided in a circular metal ring shape. In one embodiment, the diameters of the circular metal rings of the split ring resonators 141 and 142 and the sizes of the gaps 1412 and 1422 may be set to distances corresponding to the inverses of the low frequencies in the multiple frequency bands.

도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나의 평면도이다. 도 7의 실시예에 나타낸 구성들 중에서 도 1의 실시예와 동일한 구성에 대하여는 중복 설명을 생략한다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나(100)를 구성하는 도파기(140)는 한 쌍의 분할 링 공진기(141,142) 각각의 내부에 형성된 내부 분할 링 공진기(143,144)를 더 포함할 수 있다. 내부 분할 링 공진기(143,144)는 갭(1432)이 형성된 링 형상으로 이루어질 수 있다. 내부 분할 링 공진기(143,144)는 분할 링 공진기(141,142)와 대응하는 형상으로 이루어질 수 있다. 내부 분할 링 공진기(143,144)의 갭(1432,1442)이 분할 링 공진기(141,142)의 갭(1412,1422)이 형성된 면(1411,1421)과 반대되는 내부 분할 링 공진기(143,144)의 면(1431,1441)에 형성되면, 보다 더 낮은 공진 주파수에서 전파를 송수신할 수 있다.7 is a plan view of a quasi-cause antenna according to another embodiment of the present invention. Among the components shown in the embodiment of FIG. 7, duplicate descriptions of the same elements as those of the embodiment of FIG. 1 will be omitted. Referring to FIG. 7, the waveguide 140 constituting the quasi-cause antenna 100 according to an exemplary embodiment of the present invention may include internal split ring resonators 143 and 144 formed inside the pair of split ring resonators 141 and 142. It may further include. The internal split ring resonators 143 and 144 may have a ring shape in which a gap 1432 is formed. The internal split ring resonators 143 and 144 may have a shape corresponding to the split ring resonators 141 and 142. The surfaces 1431 of the internal split ring resonators 143 and 144, wherein the gaps 1432 and 1442 of the internal split ring resonators 143 and 144 are opposite to the surfaces 1411 and 1421 where the gaps 1412 and 1422 of the split ring resonators 141 and 142 are formed. 1441, it is possible to transmit and receive radio waves at a lower resonance frequency.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나의 평면도이다. 도 8의 실시예에 나타낸 구성들 중에서 도 1의 실시예와 동일한 구성에 대하여는 중복 설명을 생략한다. 도 8을 참조하면, 한 쌍의 분할 링 공진기(141,142) 각각의 갭(1412,1422)은 갭(1412,1422)의 양측 단부로부터 한 쌍의 분할 링 공진기(141,142) 각각의 내부를 향하도록 연장되는 형태(1413,1414)(1423,1424)로 형성될 수 있다. 이에 따라 분할 링 공진기(141,142)의 커패시턴스 성분이 증가되어 보다 낮은 공진 주파수를 통한 전파 송수신이 가능할 수 있다.8 is a plan view of a quasi-cause antenna according to another embodiment of the present invention. Among the components shown in the embodiment of FIG. 8, the same description as the embodiment of FIG. 1 will be omitted. Referring to FIG. 8, gaps 1412 and 1422 of each of the pair of split ring resonators 141 and 142 extend from both ends of the gaps 1412 and 1422 to face the interior of each of the pair of split ring resonators 141 and 142. It can be formed in the form (1413,1414) (1423,1424). Accordingly, the capacitance components of the split ring resonators 141 and 142 may be increased, thereby enabling radio wave transmission and reception through a lower resonance frequency.

도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나의 주파수별 반사손실을 나타낸 그래프이다. 도 9에서, 실선으로 도시된 그래프는 도 1의 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나(100)의 주파수별 반사손실을 나타내고, 얇은 점선으로 도시된 그래프는 도 7의 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나(100)의 주파수별 반사손실을 나타내고, 굵은 점선으로 도시된 그래프는 도 6의 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나(100)의 주파수별 반사손실을 나타내고, 일점쇄선으로 도시된 그래프는 도 8의 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나(100)의 주파수별 반사손실을 나타낸다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나(100)는 5GHz 주파수 대역의 특성에 큰 영향을 미치지 않으면서, 2.7~3.5GHz 주파수 대역의 이중 대역 모드가 추가되는 효과를 제공함을 알 수 있다. 또한, 도 7에 도시된 실시예 및 도 8에 도시된 실시예에 따른 쿼시 야기 안테나(100)는 인덕턴스와 커패시턴스를 증가시키는 구조이므로 공진 주파수를 더욱 낮은 주파수로 이동시키는 효과를 가짐을 알 수 있다.9 is a graph illustrating return loss for each frequency of a quasi-cause antenna according to various embodiments of the present disclosure. In FIG. 9, the graph shown by the solid line represents the reflection loss for each frequency of the quasi-cause antenna 100 according to the embodiment of FIG. 1, and the graph shown by the thin dotted line shows the quasi-cause antenna 100 according to the embodiment of FIG. 7. The graph shows the return loss by frequency and bold dotted line indicates the return loss by frequency of the quasi-cause antenna 100 according to the embodiment of FIG. 6, and the graph shown by the dashed-dotted line is shown in the embodiment of FIG. 8. The reflection loss for each frequency of the quasi-cause antenna 100 according to FIG. Referring to FIG. 9, the quasi-cause antenna 100 according to an exemplary embodiment of the present invention provides an effect of adding a dual band mode of the 2.7 to 3.5 GHz frequency band without significantly affecting the characteristics of the 5 GHz frequency band. Able to know. In addition, the quasi-cause antenna 100 according to the embodiment shown in FIG. 7 and the embodiment shown in FIG. 8 has an effect of shifting the resonant frequency to a lower frequency because it increases the inductance and capacitance. .

이상의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시예들도 본 발명의 범위에 속할 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.It is to be understood that the above-described embodiments are provided to facilitate understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention, and it is to be understood that various modifications may be made within the scope of the present invention. Therefore, the technical protection scope of the present invention should be determined by the technical idea of the claims, and the technical protection scope of the present invention is not limited to the literary description of the claims, The invention of a category.

100: 쿼시 야기 안테나 110: 유전체 기판
120: 급전부 121: 마이크로스트립 급전면
122: 발룬 123: 공면 스트립라인
130: 다이폴 유도기 131: 궤전점
140: 도파기 141,142: 분할 링 공진기
1412,1422: 갭 143,144: 내부 분할 링 공진기
150: 접지면
100: quasi-gigi antenna 110: dielectric substrate
120: feeder 121: microstrip feed surface
122: balloon 123: coplanar stripline
130: dipole inductor 131: feed point
140: waveguide 141, 142: split ring resonator
1412,1422: gap 143,144: internal split ring resonator
150: ground plane

Claims (9)

급전부;
상기 급전부에 의해 급전되어 전파를 방사하는 다이폴 유도기; 및
상기 다이폴 유도기와 이격된 위치에 형성되어, 상기 전파의 방사 방향을 소정의 방향으로 지향시키고, 한 쌍의 분할 링 공진기로 구현된 도파기를 포함하며,
상기 도파기는 상기 전파를 다중 주파수 대역을 통해 방사시키는 쿼시 야기 안테나.
Feeding part;
A dipole induction unit that is fed by the feeding unit and radiates radio waves; And
It is formed at a position spaced apart from the dipole inductor, directing the radiation direction of the radio wave in a predetermined direction, and comprises a waveguide implemented by a pair of split ring resonators,
And the waveguide radiates the radio wave through multiple frequency bands.
제1 항에 있어서,
상기 한 쌍의 분할 링 공진기는 상기 다이폴 유도기의 궤전점을 기준으로 대칭되는 형태로 형성되며,
상기 한 쌍의 분할 링 공진기 각각은 갭이 형성된 링 형상으로 이루어지는 쿼시 야기 안테나.
The method according to claim 1,
The pair of split ring resonators are formed to be symmetrical with respect to the point of revolution of the dipole inductor.
And a pair of split ring resonators each having a ring shape with a gap formed therein.
제2 항에 있어서,
상기 한 쌍의 분할 링 공진기에 형성된 한 쌍의 상기 갭은,
상기 한 쌍의 분할 링 공진기의 마주보는 면과 반대되는 면에 서로 반대 방향을 향하도록 형성되는 쿼시 야기 안테나.
The method of claim 2,
The pair of gaps formed in the pair of split ring resonators,
And a quasi-cause antenna formed on opposite surfaces of the pair of split ring resonators so as to face in opposite directions to each other.
제3 항에 있어서,
상기 도파기는 상기 한 쌍의 분할 링 공진기 각각의 내부에 형성된 내부 분할 링 공진기를 더 포함하며,
상기 내부 분할 링 공진기는 갭이 형성된 링 형상으로 이루어지며,
상기 내부 분할 링 공진기의 상기 갭은 상기 분할 링 공진기의 갭이 형성된 면과 반대되는 상기 내부 분할 링 공진기의 면에 형성되는 쿼시 야기 안테나.
The method of claim 3,
The waveguide further includes an internal split ring resonator formed inside each of the pair of split ring resonators,
The internal split ring resonator is formed in a ring shape having a gap,
And the gap of the inner split ring resonator is formed on a surface of the inner split ring resonator opposite to a surface on which the gap of the split ring resonator is formed.
제2 항에 있어서,
상기 한 쌍의 분할 링 공진기 각각의 상기 갭은,
상기 갭의 양측 단부로부터 상기 한 쌍의 분할 링 공진기 각각의 내부를 향하도록 연장되는 형태로 형성되는 쿼시 야기 안테나.
The method of claim 2,
The gap of each of the pair of split ring resonators is
And a quasi-cause antenna extending from both ends of the gap toward the inside of each of the pair of split ring resonators.
제1 항에 있어서,
상기 한 쌍의 분할 링 공진기 각각은 원형 또는 사각형의 링 형상으로 이루어지는 쿼시 야기 안테나.
The method according to claim 1,
And each of the pair of split ring resonators has a circular or quadrangular ring shape.
제1 항에 있어서,
상기 급전부는,
전원을 공급받기 위한 마이크로스트립 급전면;
상기 다이폴 유도기를 급전시키는 공면 스트립 라인; 및
상기 마이크로스트립 급전면을 상기 공면 스트립 라인에 접속하는 발룬을 포함하는 쿼시 야기 안테나.
The method according to claim 1,
Wherein the power-
A microstrip feed surface for receiving power;
A coplanar stripline for feeding said dipole inductor; And
And a balun that connects the microstrip feed surface to the coplanar strip line.
제1 항에 있어서,
유전체 기판을 더 포함하며,
상기 급전부, 상기 다이폴 유도기 및 상기 도파기는 상기 유전체 기판의 상면에 형성되고,
상기 유전체 기판의 하면에는 상기 쿼시 야기 안테나의 반사기 기능을 수행하는 접지면이 형성되는 쿼시 야기 안테나.
The method according to claim 1,
Further comprising a dielectric substrate,
The feeder, the dipole inductor and the waveguide are formed on an upper surface of the dielectric substrate,
And a ground plane formed on a lower surface of the dielectric substrate to perform a reflector function of the quasi-cause antenna.
제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다이폴 유도기는 상기 다중 주파수 대역 중의 제1 주파수의 역수에 대응하는 길이로 형성되고,
상기 한 쌍의 분할 링 공진기 각각은 상기 다중 주파수 대역 중의 상기 제1 주파수보다 작은 제2 주파수의 역수에 대응하는 길이로 형성되는 쿼시 야기 안테나.
9. The method according to any one of claims 1 to 8,
The dipole inductor is formed with a length corresponding to the inverse of the first frequency in the multiple frequency band,
Each of the pair of split ring resonators has a length corresponding to an inverse of a second frequency smaller than the first frequency in the multiple frequency band.
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