KR101515871B1 - Metamaterial based ultra thin microstrip antennas - Google Patents

Metamaterial based ultra thin microstrip antennas Download PDF

Info

Publication number
KR101515871B1
KR101515871B1 KR1020137001041A KR20137001041A KR101515871B1 KR 101515871 B1 KR101515871 B1 KR 101515871B1 KR 1020137001041 A KR1020137001041 A KR 1020137001041A KR 20137001041 A KR20137001041 A KR 20137001041A KR 101515871 B1 KR101515871 B1 KR 101515871B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
radiating element
meta
antenna
dielectric substrate
disposed
Prior art date
Application number
KR1020137001041A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20130054315A (en
Inventor
난타칸 웡카셈
부닝 샤로엔
샤크릿 캄통디
Original Assignee
오피스 오브 더 내셔널 브로드캐스팅 앤드 텔레커뮤니케이션즈 커미션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 오피스 오브 더 내셔널 브로드캐스팅 앤드 텔레커뮤니케이션즈 커미션 filed Critical 오피스 오브 더 내셔널 브로드캐스팅 앤드 텔레커뮤니케이션즈 커미션
Publication of KR20130054315A publication Critical patent/KR20130054315A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101515871B1 publication Critical patent/KR101515871B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/44—Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
    • H01Q1/46—Electric supply lines or communication lines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/08—Radiating ends of two-conductor microwave transmission lines, e.g. of coaxial lines, of microstrip lines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/0006—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices
    • H01Q15/0093—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices having a fractal shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements

Landscapes

  • Details Of Aerials (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

무선 통신을 위한 안테나 구조 및 이러한 안테나 구조의 제조 방법을 개시한다. 안테나의 방사 요소는 물리적 크기를 감소시키고 복귀 손실 및 이득과 같은 안테나 성능 특성을 향상시키기 위해 자기 유사 구조 특성을 드러내고 있다. 에너지 손실을 추가로 감소시키고 안테나의 이득을 추가로 증가시키기 위해, 안테나의 방사 요소와 동일한 평면에 또한 방사 요소가 배치된 것과 동일한 유전체 기판의 표면 상에 메타물질 공진 구조물이 배치된다. 메타물질 공진 구조물을 방사 요소와 동일한 평면에 또한 방사 요소가 배치된 것과 동일한 유전체 기판의 표면 상에 배치함으로써, 전체적인 안테나 구조의 두께가 소형화된다.An antenna structure for wireless communication and a method of manufacturing such an antenna structure are disclosed. The radiating elements of the antenna reveal self-similar structural characteristics to reduce physical size and improve antenna performance characteristics such as return loss and gain. In order to further reduce the energy loss and further increase the gain of the antenna, the meta-material resonant structure is disposed on the same plane of the antenna as the radiating element and on the same surface of the dielectric substrate on which the radiating element is disposed. By disposing the metamaterial resonator structure on the same plane as the radiating element and on the same surface of the dielectric substrate as the radiating element is disposed, the overall antenna structure is reduced in thickness.

Description

메타물질을 기반으로 하는 초박형 마이크로스트립 안테나{METAMATERIAL BASED ULTRA THIN MICROSTRIP ANTENNAS}[0001] METAMATERIAL BASED ULTRA THIN MICROSTRIP ANTENNAS [0002]

본 발명은 전반적으로는 프랙탈 요소(fractal element) 및 메타물질(metamaterial)을 포함하는 안테나 설계에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 자기 유사 구조 특징부(self similar structural feature)를 드러내고 있는(exhibit) 방사 요소와 이 방사 요소 주변에 배치된 메타물질 공진 구조물 세트를 포함하고, 방사 요소와 메타물질 공진 구조물 세트가 평면형 유전체 기판에 대하여 공통 평면을 공유하는, 안테나 설계에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates generally to antenna design including a fractal element and a metamaterial and more particularly to an antenna design that includes a radiating element that exhibits a self similar structural feature And a set of meta-material resonant structures disposed about the radial elements, wherein the set of radiating elements and the meta-material resonant structures share a common plane to the planar dielectric substrate.

현대의 기술 발전은 무선 통신에 대한 요구가 커지고 있다. 무선 통신은 전기 전도체 또는 와이어를 필요로 하지 않고서도 다양한 거리에 걸쳐 정보를 전송하는 것을 지칭하며, 이러한 정보의 전송은 전자기 에너지를 이용함으로써 수행된다. 안테나는 무선 통신 네트워크에서의 무선 통신을 용이하게 하는 일체형 부품이다. 안테나는 휴대 전화, PDA, 및 휴대용 텔레비전 세트와 같은 다수의 무선 장치에 연결된다.Modern technology advances are demanding for wireless communication. Wireless communication refers to transmitting information over various distances without requiring electrical conductors or wires, and the transmission of such information is performed by using electromagnetic energy. An antenna is an integral part that facilitates wireless communication in a wireless communication network. Antennas are connected to a number of wireless devices such as cell phones, PDAs, and portable television sets.

안테나는 무선 통신의 영역에서 전자기 신호를 방사 및/또는 수신하기 위해 이용된다. 기본적으로, 안테나는 전자기 스펙트럼의 무선 주파수에서의 전자기파를 전기 전류로 변환하는 트랜스듀서이다. 이와 같이, 안테나를 설계할 때에는 안테나 이득, 지향성, 및 효율과 같은 파라미터가 고려된다. 안테나는 단일 주파수 대역 또는 복수 주파수 대역에서 작동할 수 있다. 단일 주파수 대역에서 작동하는 안테나는 일반적으로 단일 대역 안테나로 알려져 있고, 복수 주파수 대역에서 작동하는 안테나는 다중 대역 안테나(multiband antenna)로 지칭되는 경우가 있다. 다중 대역 안테나가 현재 단일 대역 안테나에 비하여 보다 흔히 이용되고 있지만, 다중 대역 안테나의 크기 및 복잡한 회로는 비용을 더 높아지게 한다. 근래에, 통신 장치 및 기타 개인용 전자 무선 소형장치(gadget)를 소형화하려는 경향은 그에 대응하여 안테나의 크기를 소형화하려는 요구를 증가시키고 있다.An antenna is used to radiate and / or receive electromagnetic signals in the area of wireless communication. Basically, an antenna is a transducer that converts electromagnetic waves at the radio frequency of the electromagnetic spectrum into electric current. Thus, parameters such as antenna gain, directivity, and efficiency are considered when designing the antenna. The antenna may operate in a single frequency band or multiple frequency bands. Antennas operating in a single frequency band are generally known as single band antennas, and antennas operating in multiple frequency bands are sometimes referred to as multiband antennas. Although multiband antennas are now more commonly used than single band antennas, the size of multiband antennas and the complexity of the circuits make them more costly. In recent years, the tendency to miniaturize communication devices and other personal electronic wireless gadgets has increased the need to miniaturize the size of the antenna accordingly.

마이크로스트립 패치 안테나(microstrip patch antenna) 또는 간략히 패치 안테나는 절연성 유전체 기판에 본딩된 금속 패치에 안테나 요소 패턴을 에칭함으로써 제조된 협대역 와이드-빔 안테나이다. 유전체 기판의 반대측에 본딩된 연속 금속층은 접지판(groundplane)을 형성한다. 패치 안테나의 이용은 주로 가벼운 중량, 낮은 프로파일, 낮은 생산 비용, 순응성(conformability), 재현 가능성, 신뢰성과 같은 우수한 물리적 특성으로 인해 인기를 얻고 있다. 패치 안테나는 또한 제조의 용이성을 제공하며, 솔리드 스테이트 디바이스 및 무선 기술 장비와 용이하게 일체화된다. 패치 안테나는 정사각형, 직사각형, 원형 또는 타원형과 같은 상이한 형상으로 이용 가능하게 될 수 있다.A microstrip patch antenna or simply a patch antenna is a narrow-band wide-beam antenna fabricated by etching an antenna element pattern onto a metal patch bonded to an insulating dielectric substrate. The continuous metal layer bonded to the opposite side of the dielectric substrate forms a ground plane. The use of patch antennas is gaining popularity primarily due to their excellent physical properties such as light weight, low profile, low production cost, conformability, reproducibility and reliability. Patch antennas also provide ease of fabrication and are easily integrated with solid state devices and wireless technology equipment. The patch antenna may be made available in different shapes, such as square, rectangular, circular or oval.

근래에, 패치 안테나에 관한 일부 단점이 드러나고 있다. 종래의 패치 안테나의 크기는 마이크로파 주파수 범위로 설계될 시에는 통상적으로 커지게 되며, 그 결과 이러한 안테나를 송신기/수신기 및 리피터 시스템 상에 탑재할 때에는 역효과를 갖는다. 이들 안테나는 또한 이들의 좁은 대역폭, 낮은 이득 및 약한 방사 패턴의 면에서 한계를 갖는다. 이득 감소는 안테나 크기의 전체적인 감소의 결과이며, 또한 표면 파 여기(surface wave excitation) 및 그에 따른 이득의 감소를 야기할 수 있는 기판 특성에서 비롯될 수도 있다. 따라서, 현재의 연구 노력은 마이크로스트립 안테나가 향상된 방사 특성과 동시에 더 적은 크기를 갖도록 설계하는 것에 중점을 두고 있다.In recent years, some disadvantages related to the patch antenna have been revealed. The size of conventional patch antennas typically increases when designed in the microwave frequency range, and as a result has adverse effects when these antennas are mounted on transmitter / receiver and repeater systems. These antennas also have limitations in terms of their narrow bandwidth, low gain and weak radiation pattern. The gain reduction is a result of the overall reduction of the antenna size and may also result from the substrate characteristics that may cause a reduction in surface wave excitation and hence gain. Therefore, current research efforts are focused on designing microstrip antennas with improved radiation properties and smaller dimensions.

일반적으로, 안테나 치수와 파장 간에는 중요한 관계가 있어서, 안테나 크기가 λ/4(여기서, λ는 작동 파장) 미만이면, 방사 저항(radiation resistance), 이득 및 대역폭이 감소되기 때문에 안테나는 효율적이지 못하며, 이에 따라서 안테나 크기가 증가되어야 한다. 크기 및 방사 특성의 문제를 피하기 위해 채택된 한 가지 효과적인 방법은 프랙탈 방사 패치 또는 프랙탈 패치 안테나를 이용하는 것이다. 프랙탈 패치 안테나는 주어진 전체 표면적 또는 체적 내에서 전자기 신호를 수신하거나 전송할 수 있는 재료의 길이를 최대화하거나 둘레를 증가시키기 위해 프랙탈 또는 자기 유사 설계(self similar design)를 이용하는 안테나이다. 이와 같이, 프랙탈 패치 안테나는 더 긴 안테나와 유사한 방사 패턴 및 입력 임피던스를 달성할 수 있어, 이들의 형상의 다수의 윤곽으로 인한 크기 제약을 극복할 수 있다. 자기 유사 설계는 원시 마이크로스트립 구조(starting microstrip structure)에 반복 시퀀스(iterative sequence)를 적용함으로써 발생된다. 그러나, 이러한 프랙탈 패치 안테나의 한 가지 단점이 자기-전기 불균형에서 비롯되는 에너지 손실로 인해 발생한다.Generally, there is a significant relationship between the antenna dimension and the wavelength, so if the antenna size is less than lambda / 4 (where lambda is the operating wavelength), the antenna is not efficient because radiation resistance, gain and bandwidth are reduced, Accordingly, the antenna size must be increased. One effective method adopted to avoid problems of size and radiation properties is to use a fractal radiation patch or a fractal patch antenna. A fractal patch antenna is an antenna that uses a fractal or self similar design to maximize the length or increase the circumference of a material capable of receiving or transmitting electromagnetic signals within a given overall surface area or volume. As such, fractal patch antennas can achieve radiation patterns and input impedances similar to those of longer antennas, thereby overcoming size constraints due to multiple contours of their shape. A self-similar design is generated by applying an iterative sequence to a starting microstrip structure. However, one drawback of such a fractal patch antenna arises from the energy loss resulting from the self-electric imbalance.

도 1은 스플리트 링 공진기(split ring resonator)를 갖는 안테나 기판을 도시하고 있다. 자기-전기 불균형으로 인한 에너지 손실의 문제점을 해소하기 위해, 스플리트 링 공진기 형태의 자기 공진 구조물(magnetic resonating structure)이 안테나 기판의 둘레 주위에 배치된다. 스플리트 링 공진기는 안테나 패치에 대해 수직으로 배치된다. 이 구조는 (가장 많은 또는 대표적인) 전계 및 자계 방향을 따라 설계된다. 이러한 설계의 한 가지 단점은 안테나 기판의 두께가 스플리트 링 공진기의 배치로 인해 증가된다는 점이다.Figure 1 shows an antenna substrate with a split ring resonator. In order to solve the problem of energy loss due to the self-electric imbalance, a magnetic resonating structure in the form of a split ring resonator is arranged around the periphery of the antenna substrate. The split ring resonator is disposed perpendicular to the antenna patch. This structure is designed along the (most or typical) electric and magnetic field directions. One drawback of this design is that the thickness of the antenna substrate is increased due to the placement of the split ring resonator.

본 발명의 일특징에 따라, 하나 이상의 주파수 대역에서 전자기 신호를 전송 및 수신하기 위한 안테나가 개시된다. 상기 안테나는, 제1 측부, 상기 제1 측부 반대측의 제2 측부, 및 상기 제1 측부와 상기 제2 측부 사이에 연장하는 제3 측부와 제4 측부를 갖는 유전체 기판을 포함한다. 또한, 상기 안테나는 상기 유전체 기판의 표면 상에 배치되는 하나 이상의 방사 요소를 포함한다. 하나 이상의 방사 요소는, 자기 유사 구조 특징부(self similar structural feature)의 세트를 드러내고 있다(exhibit). 하나 이상의 방사 요소는 보이드의 세트를 포함할 수 있다. 하나 이상의 방사 요소의 보이드 세트는 하나 이상의 방사 요소 상에 대칭으로 배치될 수 있다. 하나 이상의 방사 요소에 하나 이상의 급전선(feed line)이 연결되고, 이 급전선은 상기 하나 이상의 방사 요소와 상기 제1 측부 사이에 연장한다.According to one aspect of the invention, an antenna is disclosed for transmitting and receiving electromagnetic signals in one or more frequency bands. The antenna includes a dielectric substrate having a first side, a second side opposite the first side, and a third side and a fourth side extending between the first side and the second side. The antenna also includes one or more radiating elements disposed on the surface of the dielectric substrate. The one or more radiating elements exhibit a set of self similar structural features. The one or more radiating elements may comprise a set of voids. The set of voids of one or more radiating elements may be arranged symmetrically on one or more radiating elements. At least one feed line is connected to the at least one radiating element, the feed line extending between the at least one radiating element and the first side.

또한, 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(metamaterial resonating structure)이 상기 하나 이상의 방사 요소가 배치된 것과 동일한 상기 유전체 기판의 상기 표면 상에 배치되고, 상기 하나 이상의 방사 요소의 주변에 위치된다. 상기 하나 이상의 메타물질 공진 구조물은 상기 유전체 기판의 상기 제1 측부, 상기 제2 측부, 상기 제3 측부, 및 상기 제4 측부 중의 하나 이상의 측부 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 메타물질 공진 구조물은 상기 유전체 기판의 상기 제3 측부와 상기 제4 측부 중의 하나 이상의 측부 상에 배치될 수 있다. 특정 실시예에서, 상기 하나 이상의 메타물질 공진 구조물은 서로 인접하여 수직으로 배치되거나 적층된 복수의 메타물질 공진 구조물을 포함할 수 있다.Also, one or more metamaterial resonating structures are disposed on the surface of the dielectric substrate, the same as the one or more radiating elements are disposed, and are located around the one or more radiating elements. The at least one meta- material resonant structure may be disposed on at least one of the first side, the second side, the third side, and the fourth side of the dielectric substrate. For example, in some embodiments, the one or more meta-material resonant structures may be disposed on at least one of the third side and the fourth side of the dielectric substrate. In a particular embodiment, the one or more meta-material resonant structures may comprise a plurality of meta-material resonant structures vertically disposed or stacked adjacent to each other.

본 발명의 또 다른 특징에 따라, 하나 이상의 주파수 대역에서 전자기 신호를 전송 및 수신하기 위한 안테나를 제조하는 방법이 개시된다. 상기 안테나는, 제1 측부, 상기 제1 측부 반대측의 제2 측부, 및 상기 제1 측부와 상기 제2 측부 사이에 연장하는 제3 측부와 제4 측부를 갖는 유전체 기판을 포함한다. 또한, 상기 안테나는 상기 유전체 기판의 표면 상에 배치되는 하나 이상의 방사 요소를 포함한다. 하나 이상의 방사 요소는, 자기 유사 구조 특징부(self similar structural feature)의 세트를 드러내고 있다(exhibit). 하나 이상의 방사 요소에 하나 이상의 급전선(feed line)이 연결되고, 이 급전선은 상기 하나 이상의 방사 요소와 상기 제1 측부 사이에 연장한다. 또한, 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(metamaterial resonating structure)이 상기 하나 이상의 방사 요소가 배치된 것과 동일한 상기 유전체 기판의 상기 표면 상에 배치되고, 상기 하나 이상의 방사 요소의 주변에 위치된다. 상기 안테나 제조 방법은, 요구된 주파수로 작동하도록 상기 하나 이상의 방사 요소를 스케일링하는 단계와, 상기 하나 이상의 방사 요소의 형상 및 지오메트리에 좌우되는 상기 하나 이상의 방사 요소의 전계 및 자계의 방향을 결정하는 단계와, 상기 유전체 기판 상의 상기 하나 이상의 메타물질 공진 구조물의 배치를 위한 지점의 세트를 결정하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a method of manufacturing an antenna for transmitting and receiving electromagnetic signals in one or more frequency bands is disclosed. The antenna includes a dielectric substrate having a first side, a second side opposite the first side, and a third side and a fourth side extending between the first side and the second side. The antenna also includes one or more radiating elements disposed on the surface of the dielectric substrate. The one or more radiating elements exhibit a set of self similar structural features. At least one feed line is connected to the at least one radiating element, the feed line extending between the at least one radiating element and the first side. Also, one or more metamaterial resonating structures are disposed on the surface of the dielectric substrate, the same as the one or more radiating elements are disposed, and are located around the one or more radiating elements. The antenna manufacturing method comprising the steps of scaling the at least one radiating element to operate at a desired frequency and determining the direction of the electric and magnetic fields of the at least one radiating element depending on the geometry and geometry of the one or more radiating elements And determining a set of points for placement of the at least one meta- material resonant structure on the dielectric substrate.

상기 하나 이상의 메타물질 공진 구조물의 배치를 위한 지점의 세트는, 상기 유전체 기판의 상기 제1 측부, 상기 제2 측부, 상기 제3 측부, 및 상기 제4 측부 중의 하나 이상의 측부 상에 있을 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 메타물질 공진 구조물의 배치를 위한 지점의 세트는, 상기 유전체 기판의 상기 제3 측부와 상기 제4 측부 중의 하나 이상의 측부 상에 있을 수 있다.The set of points for placement of the one or more meta- material resonant structures may be on one or more of the first side, the second side, the third side, and the fourth side of the dielectric substrate. For example, in some embodiments, a set of points for placement of the one or more meta-material resonant structures may be on one or more of the third and fourth sides of the dielectric substrate.

상기 안테나 제조 방법은, 상기 안테나의 사양의 세트를 생성하는 단계와, 상기 하나 이상의 방사 요소의 형상을 반복적으로 결정하는 단계 중의 하나 이상을 더 포함할 수 있다.The antenna manufacturing method may further comprise at least one of generating a set of specifications for the antenna and repeatedly determining the shape of the at least one radiating element.

상기 안테나 제조 방법은, 상기 하나 이상의 방사 요소를 상기 유전체 기판의 표면 상에 배치하는 단계와, 상기 하나 이상의 메타물질 공진 구조물을 상기 하나 이상의 방사 요소와 동일한 평면에 또한 상기 하나 이상의 방사 요소가 배치된 것과 동일한 상기 유전체 기판의 상기 표면 상에 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다.The antenna manufacturing method comprising the steps of: placing the at least one radiating element on a surface of the dielectric substrate; placing the at least one meta- material resonating structure in the same plane as the at least one radiating element, On the same surface of the dielectric substrate.

도 1은 스플리트 링 공진기를 갖는 안테나 기판을 도시하는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 본 발명의 특정 실시예에 따른 안테나의 개략도의 평면도와 측면도이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 구조의 평면도와 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 안테나를 포함하는 모바일 송수신기를 갖는 갖는 통신 시스템을 예시하는 블록도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일부 실시예에 따른 안테나의 평면도와 측면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 안테나의 몇몇 대표적인 실시예를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 안테나의 몇몇 대표적인 다른 실시예를 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예에 따른 메타물질 공진 구조물의 대표적인 실시예를 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일부 실시예에 따른 상이한 방위(orientation)를 갖는 스플리트 링 공진기(SRR)의 세트를 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예에 따른 하나 이상의 방사 요소를 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일부 실시예에 따른 보이드(void)의 세트를 갖는 방사 요소를 도시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 대표적인 실시예에 따른 안테나를 제조하는 방법을 기술하는 흐름도이다.
도 13a 및 도 13b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 하나 이상의 방사 요소에 의해 발생되는 시뮬레이션된 전계와 자계를 도시하는 도면이다.1 is a view showing an antenna substrate having a split ring resonator.
2A and 2B are a plan view and a side view, respectively, of a schematic view of an antenna according to a particular embodiment of the present invention.
3A and 3B are a plan view and a side view, respectively, of a structure of an antenna according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram illustrating a communication system having a mobile transceiver including an antenna in accordance with an embodiment of the present invention.
5A and 5B are a top view and a side view of an antenna according to some embodiments of the present invention.
6 is a diagram showing some exemplary embodiments of an antenna according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing some other alternative embodiments of an antenna according to the present invention.
8 is a diagram illustrating an exemplary embodiment of a metamaterial resonator structure according to some embodiments of the present invention.
9 is a diagram illustrating a set of split ring resonators (SRRs) having different orientations in accordance with some embodiments of the present invention.
10 is a diagram illustrating one or more radiating elements in accordance with some embodiments of the present invention.
11 is a diagram illustrating a radiating element having a set of voids in accordance with some embodiments of the present invention.
12 is a flow chart illustrating a method of fabricating an antenna according to an exemplary embodiment of the present invention.
13A and 13B are diagrams illustrating simulated electric and magnetic fields generated by one or more radiating elements, respectively, in accordance with an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예는 하나 이상의 주파수 대역에서 전자기 신호의 전송 및 수신을 위한 안테나 및 이러한 안테나의 제조 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention are directed to antennas for transmitting and receiving electromagnetic signals in one or more frequency bands and methods for manufacturing such antennas.

보다 구체적으로, 본 발명은 하나 이상의 방사 요소 및 이 방사 요소의 주변 상에 또는 방사 요소의 주변에 근접하여 배치된 하나 이상의 메타물질 공진 구조물을 갖는 안테나 구조에 관한 것이다. 다양한 실시예에서, 메타물질 공진 구조물과 방사 요소는 공통 평면을 공유하며, 그러므로 적어도 하나의 메타물질 공진 구조물의 적어도 하나의 표면 또는 일부분이 방사 요소와 동일한 평면에 상주된다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 메타물질 공진 구조물은 서로 인접하여 수직으로 적층된 복수의 메타물질 공진 구조물을 포함한다.More specifically, the present invention relates to an antenna structure having at least one radiating element and at least one meta-material resonant structure disposed on or near the periphery of the radiating element. In various embodiments, the meta-material resonant structure and the radiating element share a common plane, and therefore at least one surface or portion of the at least one meta- material resonant structure resides in the same plane as the radiating element. In some embodiments, the at least one meta- material resonant structure includes a plurality of vertically stacked meta- material resonant structures adjacent to each other.

이러한 안테나 구조를 개발하는 방법 또한 개시된다. 하나 이상의 메타물질 공진 구조물을 갖는 안테나 구조는 손실의 정도가 낮게 작동한다. 하나 이상의 메타물질 공진 구조물을 하나 이상의 방사 요소와 동일한 평면에 또한 하나 이상의 방사 요소의 주변에 배치함으로써, 안테나 구조를 최소 두께로 유지하면서도 자기-전기 불균형으로 인한 에너지 손실이 최소화된다.A method for developing such an antenna structure is also disclosed. An antenna structure with one or more meta-material resonant structures operates with a low degree of loss. By disposing one or more meta-material resonant structures in the same plane as one or more radiating elements and also in the vicinity of one or more radiating elements, the energy loss due to the magnetic-electrical imbalance is minimized while maintaining the antenna structure to a minimum thickness.

본 발명을 명료하게 하기 위해, 본 발명의 설명은 약 2.4 ㎓와 5 ㎓의 무선 주파수 범위에서 작동하는 안테나에 대해 이루어진다. 그러나, 이것은 본 발명의 다양한 실시예를 이러한 주파수 범위에 관련된 무선 응용기기와 유사한 작동 능력을 요구하는 다른 응용으로부터 배제하는 것은 아니다. 상이한 주파수 대역에서 작동하거나 또는 복수의 주파수 대역 내에서 작동하는 본 발명에 따른 안테나 또한 달성될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.In order to clarify the present invention, the description of the present invention is made for an antenna operating in the radio frequency range of about 2.4 GHz and 5 GHz. However, this does not exclude the various embodiments of the present invention from other applications requiring similar operational capabilities to wireless applications associated with this frequency range. It should be understood that an antenna in accordance with the present invention operating in a different frequency band or operating in a plurality of frequency bands can also be achieved.

이후 제공되는 설명 및 그에 대응하는 도면에서, 동일한 구성요소에는 동일한 도면 부호가 부여된다.In the following description and the corresponding drawings, the same constituent elements are given the same reference numerals.

본 발명을 명료하게 하기 위해, 도 2a 및 도 2b는 각각 본 발명의 특정 실시예에 따른 안테나(100)의 개략도의 평면도와 측면도를 도시하고 있다. 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 특정 실시예에 대해 정해지는 공간적 방위의 설명을 용이하게 한다. 이러한 실시예에서, 안테나(100)는 제1 측부(104), 제1 측부(104) 반대측에 배치되는 제2 측부(106), 및 제1 측부(104)와 제2 측부(106) 사이에 연장하는 제3 측부(108)와 제4 측부(110)를 갖는 유전체 기판(102)을 포함한다. 제1 측부(104)와 하나 이상의 방사 요소(114) 사이에는 하나 이상의 급전선(feed line)(112)이 연장한다. 도 2b로부터, 안테나(100)는 상면(116) 및 이 상면(116) 반대측에 있는 하면(118)을 갖는다. 방사 요소(114)는 상면(116) 상에 배치되며, 접지판 층(120)이 하면(118) 상에 배치된다. 명료화를 위해, 하나 이상의 방사 요소(114)가 배치되는 유전체 기판의 표면은 이후 상면(116)으로서 지칭될 것이다.To clarify the present invention, Figs. 2A and 2B respectively show a top view and a side view of a schematic view of an antenna 100 according to a specific embodiment of the present invention. 2A and 2B facilitate the description of the spatial orientation defined for a particular embodiment of the present invention. In this embodiment, the antenna 100 includes a first side 104, a second side 106 disposed opposite the first side 104, and a second side 106 disposed between the first side 104 and the second side 106 And a dielectric substrate 102 having a third side 108 and a fourth side 110 that extend. One or more feed lines 112 extend between the first side 104 and the one or more radiating elements 114. 2B, the antenna 100 has an upper surface 116 and a lower surface 118 on the opposite side of the upper surface 116. The radiating element 114 is disposed on the top surface 116 and the grounding plate layer 120 is disposed on the bottom surface 118. For clarity, the surface of the dielectric substrate on which the one or more radiating elements 114 are disposed will then be referred to as top surface 116.

도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 안테나(100)의 구조의 평면도와 측면도를 도시하고 있다. 안테나(100)는 유전체 기판(102)의 상면(116)의 표면 상에 배치된 하나 이상의 방사 요소(114)를 갖는다. 하나 이상의 방사 요소(114)는 신호의 전송 및 수신을 위해 구성되며, 아래에 추가로 상세하게 설명되는 바와 같이 자기 유사 구조 특징부(122)의 세트를 드러내고 있다. 도 3b에서 알 수 있는 바와 같이, 하나 이상의 방사 요소(114)는 유전체 기판(102)의 상면(116)의 표면 위에서 상승되고(예컨대, 표면 위에 연장하거나 또는 표면을 지나 연장하고) 이 표면에 평행을 이루고 있으며, 하나 이상의 방사 요소(114)는 접지판 층(120)에 전기 접속되어 있다. 하나 이상의 급전선(112)은 파워링 업(powering up)을 제공하고 또한 하나 이상의 방사 요소(114)에 신호를 전송하고 하나 이상의 방사 요소(114)로부터 신호를 전송하기 위해 하나 이상의 방사 요소(114)에 연결 가능하다. 하나 이상의 급전선(112)은 하나 이상의 방사 요소(114)와 제1 측부(104) 사이에 연장한다. 하나 이상의 급전선(112)은 컨넥터(124)에 전기 접속될 수 있다. 하나 이상의 방사 요소(114)는 실질적으로 평면형이며, 실질적으로 평면형의 유전체 기판(102) 상에 형성된다. 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)은 하나 이상의 방사 요소(114)의 주변 상에 또한 하나 이상의 방사 요소(114)가 배치된 것과 동일한 유전체 기판(102)의 상면(116)의 표면 상에 배치된다. 하나 이상의 방사 요소(114)와 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)은 동일 평면 또는 공통 평면을 공유하거나 그 위에 상주된다. 도 3a 및 도 3b로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)은 하나 이상의 공진 구조물(126)의 평면 표면이 유전체 기판(102)의 상면(116)을 향하도록 유전체 기판(102) 상에 배치된다.3A and 3B illustrate a plan view and a side view, respectively, of the structure of the antenna 100 according to the embodiment of the present invention. The antenna 100 has one or more radiating elements 114 disposed on the surface of the top surface 116 of the dielectric substrate 102. One or more radiating elements 114 are configured for transmission and reception of signals and expose a set of self-similar structural features 122 as will be described in further detail below. 3B, one or more radiating elements 114 are raised (e.g., extend over or extend beyond the surface) of the top surface 116 of the dielectric substrate 102 and are parallel to the surface And one or more radiating elements 114 are electrically connected to the ground plane layer 120. One or more feed lines 112 provide powering up and may also include one or more radiating elements 114 to transmit signals to one or more radiating elements 114 and to transmit signals from one or more radiating elements 114. [ Lt; / RTI > One or more feed lines (112) extend between the at least one radiating element (114) and the first side (104). One or more feeder lines 112 may be electrically connected to the connector 124. The at least one radiating element 114 is formed on a substantially planar, substantially planar dielectric substrate 102. The at least one meta-material resonant structure 126 is disposed on the periphery of the at least one radiating element 114 and on the surface of the top surface 116 of the same dielectric substrate 102 in which one or more radiating elements 114 are disposed . The one or more radiating elements 114 and the one or more meta-material resonant structures 126 share or reside on the same plane or common plane. 3A and 3B, one or more of the meta-material resonant structures 126 may be disposed on the dielectric substrate 102 (e.g., the dielectric substrate 102) such that the planar surface of the at least one resonant structure 126 faces the top surface 116 of the dielectric substrate 102. [ .

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 안테나(100)를 포함하는 모바일 송수신기(202)를 갖는 통신 시스템(200)을 예시하는 블록도이다. 급전선(112)은 파워링 업(powering up)을 제공하고 또한 방사 요소(114)로의 신호 및 방사 요소(114)로부터의 신호를 전송하기 위해 하나 이상의 방사 요소(114)에 연결된다. 급전선(112)은 컨넥터(124)에 전기적으로 접속된다. 컨넥터(124)는 그 다음으로 모바일 송수신기(202)에 접속된다. 기지국(250)은 제1 통신 경로(300)를 경유하여 방사 요소(114)를 통해 안테나(100)와 통신하기 위한 안테나(260)를 가지며, 이로써 방사 요소(114)가 제1 세트의 신호(310)를 수신할 수 있게 된다. 제2 세트의 신호(330)가 안테나(100)로부터 기지국(250)에 전송될 수 있도록 제2 통신 경로(320) 또한 구축될 수 있다. 신호의 전송 및 수신 동안의 전자기파의 상호작용으로 인해, 안테나(100)의 이득이 감소된다. 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)이 유전체 기판(102)의 상면(116) 표면 상에 또한 하나 이상의 방사 요소(114)와 동일한 평면에 배치되어, 전자기파의 상호작용을 감소시킨다. 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)의 평면 표면이 하나 이상의 방사 요소(114)가 배치된 것과 동일한 유전체 기판(102)의 표면 상에 배치되므로, 안테나(100)는 소형의 구조를 보여주게 된다. 메타물질 공진 구조물(126)의 공진 주파수는 안테나(100)의 작동 주파수와 일치하여 작동하도록 설계될 수 있다.4 is a block diagram illustrating a communication system 200 having a mobile transceiver 202 including an antenna 100 in accordance with an embodiment of the present invention. The feeder line 112 is connected to one or more radiating elements 114 to provide powering up and also to transmit signals to and from the radiating element 114. The feed line 112 is electrically connected to the connector 124. The connector 124 is then connected to the mobile transceiver 202. The base station 250 has an antenna 260 for communicating with the antenna 100 via the radiating element 114 via the first communication path 300 such that the radiating element 114 is in communication with the first set of signals 310). A second communication path 320 may also be established such that a second set of signals 330 may be transmitted from the antenna 100 to the base station 250. [ Because of the interaction of the electromagnetic waves during transmission and reception of the signal, the gain of the antenna 100 is reduced. One or more meta-material resonant structures 126 are disposed on the surface of the top surface 116 of the dielectric substrate 102 and also in the same plane as the one or more radiating elements 114 to reduce the interaction of electromagnetic waves. Since the planar surface of the one or more meta-material resonant structures 126 is disposed on the surface of the same dielectric substrate 102 on which the one or more radiating elements 114 are disposed, the antenna 100 exhibits a compact structure. The resonant frequency of the meta- material resonant structure 126 may be designed to operate in coincidence with the operating frequency of the antenna 100. [

하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)을 하나 이상의 방사 요소(114)와 동일한 평면에 배치함으로써 투자율(permeability)의 값이 높아지게 되고, 안테나(100)의 이득이 증가될 수 있다. 당업자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 투자율은 자기 에너지에 정비례하며, 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)을 하나 이상의 방사 요소(114)의 주변에 배치하는 것은 자기-전기 불균형으로 인한 안테나(100)의 에너지 손실을 최소화할 것이다. 추후에 설명되는 바와 같이, 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)을 배치하는 방식은 하나 이상의 방사 요소(114)의 전계 및 자계 구성에 좌우된다.By placing the one or more meta-material resonant structures 126 in the same plane as the one or more radiating elements 114, the value of the permeability can be increased and the gain of the antenna 100 can be increased. As can be appreciated by those skilled in the art, the permeability is directly proportional to the magnetic energy, and placing one or more meta-material resonant structures 126 around one or more radiating elements 114 may cause antenna- Will minimize the energy loss of the system. As will be described later, the manner in which the one or more meta-material resonant structures 126 are disposed depends on the electric and magnetic field configurations of the one or more radiating elements 114.

도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 일부 실시예에 따른 안테나(100)의 평면도와 측면도를 도시하고 있다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)은 하나 이상의 방사 요소(114)의 주변에 또한 방사 요소(114)가 배치된 것과 동일한 유전체 기판(102)의 표면 상에 배치된다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)은 메타물질 공진 구조물의 적어도 하나의 적층체(128)를 형성하기 위해 서로 인접하여 수직으로 배치된 복수의 메타물질 공진 구조물을 포함할 수 있다.Figures 5A and 5B illustrate a top view and side view, respectively, of an antenna 100 in accordance with some embodiments of the present invention. 5A, one or more meta-material resonant structures 126 are disposed on the surface of the same dielectric substrate 102 that surrounds one or more radiating elements 114 and also where the radiating elements 114 are disposed . In some embodiments, the one or more meta-material resonant structures 126 may comprise a plurality of meta-material resonant structures disposed vertically adjacent to one another to form at least one stack 128 of the meta- .

도 6은 본 발명의 몇몇 대표적인 실시예를 도시하고 있다. 일부 실시예에서는, 유전체 기판(102)의 제1 측부(104), 제2 측부(106), 제3 측부(108) 및 제4 측부(110) 중의 적어도 하나의 측부 상에 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)이 배치된다. 일부 다른 실시예에서는, 유전체 기판(102)의 제3 측부(108)와 제4 측부(110) 중의 적어도 하나의 측부 상에 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)이 배치된다. 제3 측부(108)와 제4 측부(110) 중의 적어도 하나의 측부 상의 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)에 추가하여, 유전체 기판(102)의 제1 측부(104)와 제2 측부(106) 중의 적어도 하나의 측부 상에 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)이 있을 수도 있다. 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)은 메타물질 공진 구조물의 하나 이상의 적층체(128)가 될 수 있다. 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126) 또는 메타물질 공진 구조물의 하나 이상의 적층체(128)는 하나 이상의 방사 요소(114)와 공통 평면을 공유하거나 또는 하나 이상의 방사 요소(114)와 동일한 평면에 배치된다.Figure 6 illustrates some representative embodiments of the present invention. In some embodiments, at least one side of the first side 104, second side 106, third side 108, and fourth side 110 of the dielectric substrate 102 has at least one meta- The structure 126 is disposed. In some other embodiments, one or more meta-material resonant structures 126 are disposed on at least one side of the third side 108 and the fourth side 110 of the dielectric substrate 102. In addition to the at least one meta-material resonant structure 126 on at least one of the third side 108 and the fourth side 110, the first side 104 and the second side 106 of the dielectric substrate 102 There may be one or more meta- material resonant structures 126 on at least one side of the meta- The one or more meta-material resonant structures 126 may be one or more of the stacks 128 of the meta-material resonant structures. One or more of the meta-material resonant structures 126 or one or more of the stacks 128 of the meta-material resonant structures may share a common plane with one or more radiating elements 114 or be disposed in the same plane as one or more radiating elements 114 .

도 7은 본 발명의 몇몇 대표적인 다른 실시예를 도시하고 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 메타물질 공진 구조물의 하나 이상의 적층체(128)는 유전체 기판(102)의 제1 측부(104), 제2 측부(106), 제3 측부(108) 및 제4 측부(110) 중의 하나 이상의 측부 상에 배치된다. 메타물질 공진 구조물의 하나 이상의 적층체(128)는 하나 이상의 방사 요소(114)의 주변에 배치된다. 메타물질 공진 구조물의 하나 이상의 적층체(128)와 하나 이상의 방사 요소(114)는 유전체 기판(102)의 동일 표면 상에 배치된다. 메타물질 공진 구조물의 하나 이상의 적층체(128)는 하나 이상의 방사 요소(114)와 공통 평면을 공유하거나 또는 하나 이상의 방사 요소(114)와 동일한 평면에 배치된다.Figure 7 illustrates some other alternative embodiments of the present invention. 7, one or more of the stacks 128 of the metamaterial resonator structures may include a first side 104, a second side 106, a third side 108, Are disposed on at least one of the sides (110). One or more stacks 128 of the metamaterial resonator structures are disposed about the periphery of one or more radiating elements 114. One or more stacks 128 of the metamaterial resonator structures and one or more radiating elements 114 are disposed on the same surface of the dielectric substrate 102. One or more stacks 128 of the metamaterial resonator structures share a common plane with one or more radiating elements 114 or are disposed in the same plane as one or more radiating elements 114.

유전체 기판(102) 상에 배치될 메타물질 공진 구조물(126)의 수량(quantity)은 하나 이상의 방사 요소(114)의 전계 및 자계 특성에 의해 결정될 수 있다. 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)의 배치는 전계 및 자계 특성에 기초하여 이루어질 수 있다. 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)은 상이한 자기-전기 특성을 제공하기 위해 상이한 방향으로 향하게 될 수 있으며, 이러한 방위는 아래에 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이 하나 이상의 방사 요소(114)와의 전자기 상호작용에 영향을 줄 수 있다.The quantity of meta-material resonant structures 126 to be placed on the dielectric substrate 102 may be determined by the electric field and magnetic field characteristics of one or more radiating elements 114. The placement of the one or more meta- material resonant structures 126 may be based on electric and magnetic field properties. One or more of the meta-material resonant structures 126 may be oriented in different directions to provide different magnetostatic characteristics, which may include electromagnetic interactions with one or more radiating elements 114 as described in more detail below . ≪ / RTI >

도 8은 본 발명의 일부 실시예에 따른 메타물질 공진 구조물(126), 또는 메타물질 공진 구조물 적층체(128)의 일부분의 대표적인 실시예를 도시하고 있다. 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126) 및/또는 메타물질 공진 구조물의 하나 이상의 적층체(128)로는 스플리트 링 공진기(SRR)가 가능하다. 도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 메타물질 공진 구조물(126)은 갭을 갖고 있는 복수의 측부(134)를 포함한다. 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126) 또는 메타물질 공진 구조물의 하나 이상의 적층체(128)의 공진 주파수는 하나 이상의 방사 요소(114)의 작동 주파수와 일치하여 작동하도록 설계될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서, 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126) 및/또는 메타물질 공진 구조물의 하나 이상의 적층체(128)의 공진 주파수는 안테나(100)의 작동 주파수의 ±0.5∼5％의 허용오차를 가질 수 있다.8 illustrates an exemplary embodiment of a portion of a metamaterial resonator structure 126, or a metamaterial resonator structure stack 128, according to some embodiments of the present invention. A split ring resonator (SRR) is possible for one or more of the one or more meta-material resonant structures 126 and / or one or more of the meta-material resonant structures 128. As can be seen in FIG. 8, the metamaterial resonator structure 126 includes a plurality of sides 134 having gaps. The resonant frequency of one or more of the one or more meta-material resonant structures 126 or one or more of the stacks 128 of the meta-material resonant structures can be designed to operate in coincidence with the operating frequency of one or more radiating elements 114. In some embodiments of the present invention, the resonant frequency of the one or more meta-material resonant structures 126 and / or one or more of the stacks 128 of the meta- It may have tolerance.

스플리트 링 공진기는 투자율의 음의 실수부(negative real part) 직전에 커다란 양의 피크(large positive peak)를 야기하기 위해 자기 공진을 발생할 수 있다. 공진 전에 발행하는 이 높은 양의 값은 자기 전기 에너지 불균형에서 비롯되는 에너지 손실을 안정화할 것이다. 이들 값은 통상적으로 공진 구조물의 공진에서 발생한다.The split ring resonator can generate self resonance to cause a large positive peak just before the negative real part of the magnetic permeability. This high positive value issued before the resonance will stabilize the energy loss resulting from the magnetic electrical energy imbalance. These values typically occur in the resonance of the resonant structure.

도 9는 본 발명의 일부 실시예에 따른 상이한 방위를 갖는 스플리트 링 공진기(SRR)의 세트를 도시하고 있다. 여기 파(excitation wave)(k), 전계(E) 및 자계(H)의 방향은 자기 공진의 발생에 영향을 준다. 여기 파 k, 전계 E, 자계 H의 방향에 의해 분류되는 스플리트 링 공진기의 4개의 상이한 방위가 도 9에 도시되어 있다. 자기 공진은 도 9의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 외부 자계 H가 구조 평면에 대해 수직인 경우에만 전자기파를 통해 여기될 수 있다. 도 9의 (c)에서의 스플리트 링 공진기에 대해서는, 자계 H가 구조 평면에 대해 수직이 아니므로, 자계 H로부터의 여기는 발생하지 않는다. 따라서, 도 9의 (c)의 방위는 안테나(100)의 이득을 증가시키는데는 적합하지 않을 수도 있다. 전계 E가 스플리트 링 공진기의 갭을 갖는 측부(134)에 평행하고, 여기 파 k의 방향이 스플리트 링 공진기 평면에 직각을 이룰 때에(도 9의 (d)), 동일한 공진에서 발생하는 전기 공진이 존재하게 된다. 그러므로, 공진 딥(resonance dip)을 제공하기 위해 스플리트 링 공진기의 방위를 배열하기 위한 3가지의 가능한 방식이 있다(도 9의 (a), (b) 및 (c)).Figure 9 shows a set of split ring resonators (SRRs) having different orientations according to some embodiments of the present invention. The directions of the excitation wave (k), the electric field (E), and the magnetic field (H) affect the generation of self resonance. Four different orientations of the split ring resonator classified by the excitation k, the electric field E and the direction of the magnetic field H are shown in Fig. The self-resonance can be excited through electromagnetic waves only when the external magnetic field H is perpendicular to the structural plane as shown in Figs. 9 (a) and 9 (b). 9 (c), excitation from the magnetic field H does not occur since the magnetic field H is not perpendicular to the structural plane. Therefore, the orientation of FIG. 9C may not be suitable for increasing the gain of the antenna 100. When the electric field E is parallel to the side 134 having the gap of the split ring resonator and the direction of the excitation wave k is perpendicular to the plane of the split ring resonator (Fig. 9 (d)), Resonance is present. Therefore, there are three possible ways to arrange the orientation of the split ring resonator to provide a resonance dip (Figs. 9 (a), (b) and (c)).

안테나(100)의 투자율 및 방사에 바람직하지 않게 영향을 주는 것을 방지하기 위해, 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126) 또는 메타물질 공진 구조물의 하나 이상의 적층체(128)는, 이것에 인접해 있는 또 다른 메타물질 공진 구조물(126) 또는 메타물질 공진 구조물의 적층체(128), 또는 하나 이상의 방사 요소(114)와 접촉하지 않아야 한다. 일반적으로, 서로 인접해 있는 메타물질 공진 구조물(126) 또는 메타물질 공진 구조물의 적층체(128)는 적어도 대략 λ/200의 갭을 가져야 하며, 여기서 λ는 안테나(100)의 작동 파장이다. 바람직하게는, 메타물질 공진 구조물(126) 또는 메타물질 공진 구조물의 적층체(128)는 하나 이상의 방사 요소(114)로부터 대략 λ/200만큼 떨어져 이격되어야 한다.One or more of the one or more meta-material resonant structures 126 or the one or more of the meta-material resonant structures 128 may be adjacent to or in proximity to the antenna 100, It should not be in contact with another metamaterial resonator structure 126 or a laminate 128 of metamaterial resonator structures, or one or more radiating elements 114. In general, a metamaterial resonator structure 126 or a laminate 128 of a metamaterial resonator structure adjacent to each other must have a gap of at least about lambda / 200, where lambda is the operating wavelength of the antenna 100. Preferably, the metamaterial resonator structure 126 or the laminate 128 of the metamaterial resonator structure should be spaced apart from the at least one radiating element 114 by approximately? / 200.

도 10은 본 발명의 일부 실시예에 따른 하나 이상의 방사 요소(114)를 도시하고 있다. 하나 이상의 방사 요소(114)는 도전성을 가지며, 구리(Cu), 금(Au) 또는 인듐 주석 산화물(ITO)로 구성될 수 있다. 프랙탈 지오메트리에 의해, 하나 이상의 방사 요소(114)는 설계 또는 문양(motif)의 반복으로 발생하는 자기 유사 구조 특징부(122)의 세트를 가지며, 여기서 설계 또는 문양은 회전, 병진(translation) 및/또는 스케일링(scaling)에 의해 되풀이된다(replicated). 일부 실시예에서, 자기 유사 구조 특징부(122)의 세트를 달성하기 위해 회전, 병진 및 스케일링의 어떠한 조합도 채택될 수 있다. 당업자에게는 자기 유사 구조 특징부(122)의 세트가 복수의 프랙탈 요소(130)로서 알려져 있을 수 있다. 복수의 프랙탈 요소(130)는 삼각형 형상, 사각형 형상 또는 오각형 형상의 하나 이상의 특징부를 가질 수 있다. 복수의 프랙탈 요소(130)는 xN +1=f(xN, ybN) 및 yN +1=g(xN, yN)에 의해 정의되는 다음 반복 N+1을 위한 x-축 및 y-축 좌표를 가지며, 여기서 xN, yN는 이전의 반복의 좌표이며, f(x,y) 및 g(x,y)는 프랙탈 문양 및 행동을 정의하는 함수이다. 코쉬 패턴(Koch pattern), 블랙만-코쉬 패턴(Blackman-koch pattern), 로터스 포드 패턴(lotus pods pattern), 시어핀스키 패턴(Sierpinski pattern), 헥사고널 패턴(hexagonal pattern) 및 폴리고널 패턴(polygonal pattern)이 본 발명에서의 복수의 프랙탈 요소(130)를 위해 채택될 수 있는 자기 유사 패턴이다. 당업자에 의해 이해될 것인 바와 같이, 프랙탈 요소(130)의 자기 유사 패턴은 요구된 작동 주파수 또는 작동 주파수의 범위를 획득하도록 배열될 수 있다.Figure 10 illustrates one or more radiating elements 114 in accordance with some embodiments of the present invention. The at least one radiating element 114 has conductivity and may be composed of copper (Cu), gold (Au), or indium tin oxide (ITO). By fractal geometry, one or more radiating elements 114 have a set of self-similar structural features 122 that occur as a repeat of a design or motif, wherein the design or pattern is rotated, translated and / Or replicated by scaling. In some embodiments, any combination of rotation, translation, and scaling may be employed to achieve the set of self-similar structural features 122. For those skilled in the art, a set of self-similar feature features 122 may be known as a plurality of fractal elements 130. The plurality of fractal elements 130 may have one or more features in a triangular, square, or pentagonal shape. A plurality of fractal elements 130 x- axis for x N +1 = f (x N , yb N) and y N +1 = g then repeated N + 1 defined by (x N, y N) and where x N , y N is the coordinate of the previous iteration, and f (x, y) and g (x, y) are functions defining the fractal glyph and behavior. A Koch pattern, a Blackman-koch pattern, a lotus pods pattern, a Sierpinski pattern, a hexagonal pattern, and a polygonal pattern. pattern is a self-similar pattern that can be employed for a plurality of fractal elements 130 in the present invention. As will be understood by those skilled in the art, the self-similar pattern of fractal elements 130 may be arranged to obtain a desired operating frequency or range of operating frequencies.

본 발명의 일부 실시예에 따라, 복수의 프랙탈 요소(130)는 삼각형, 사각형 및 오각형과 같은 다양한 형상의 2 또는 3의 반복 인자(iteration factor)에 의해 발생된다. 바람직하게는, 본 발명의 대부분의 실시예에서는 단지 2번의 반복 횟수(iteration number) 1st 및 2nd가 채택된다. 프랙탈 지오메트리의 영역에서, 반복 인자 및 반복 횟수는 프랙탈 생성(fractal generation)의 구성 법칙 및 얼마나 많은 반복 프로세스가 수행되어야 하는지를 나타낸다. 방사 요소(114)의 공진 주파수는 방사 요소(114)의 평균 전기적 길이의 연장으로 인해 반복 횟수 및 반복 인자가 증가할 때에 감소한다.According to some embodiments of the present invention, the plurality of fractal elements 130 are generated by two or three iteration factors of various shapes such as triangles, squares and pentagons. Preferably, in most embodiments of the invention only two iteration numbers 1 st and 2 nd are employed. In the area of the fractal geometry, the repetition factor and the number of repetitions indicate the constitutive law of the fractal generation and how many iterative processes should be performed. The resonant frequency of the radiating element 114 decreases as the number of repetitions and the repetition factor increase due to the extension of the average electrical length of the radiating element 114.

복수의 프랙탈 요소(130)는 전송 및/또는 수신을 위한 다이폴 응답 패턴(dipole response pattern)을 제공하도록 구성될 수 있다. 이와 달리, 페이즈드 어레이 설계(phased array design)와 같은 다른 안테나 설계가 실시될 수 있다. 이들 다른 안테나 설계는 다이폴 설계에 상관없이 또는 다이폴 설계와 조합하여 실시될 수 있다.The plurality of fractal elements 130 may be configured to provide a dipole response pattern for transmission and / or reception. Alternatively, other antenna designs such as a phased array design may be implemented. These different antenna designs can be implemented regardless of the dipole design or in combination with the dipole design.

안테나(100)의 주파수 범위를 확장하기 위해, 도전체 형태의 추가의 구조물이 안테나(100)에 포함될 수 있다. 이들 도전체는 도전성 트레이스 또는 와이어이어도 된다.In order to extend the frequency range of the antenna 100, an additional structure in the form of a conductor may be included in the antenna 100. These conductors may be conductive traces or wires.

도 11은 본 발명의 일부 실시예에 따라 보이드(void)(132)의 세트가 생성되어 있는 방사 요소(114)를 도시하고 있다. 이 보이드(132) 세트는 방사 요소(114) 상에 대칭적으로 배치될 수 있다. 보이드(132) 세트는 어레이 개념을 이용함으로써 생성될 수 있으며, 이것은 일반적으로 안테나(100)의 방사 특성을 향상시킨다. 생성된 보이드(132) 세트는 방사 요소(114)를 마치 2개 이상의 방사 요소(114)가 서로 인접해 있는 것처럼 동작하도록 한다.Figure 11 illustrates a radiating element 114 in which a set of voids 132 are created in accordance with some embodiments of the present invention. The set of voids 132 may be disposed symmetrically on the radiating element 114. The set of voids 132 may be created using an array concept, which generally improves the radiation characteristics of the antenna 100. [ The resulting set of voids 132 causes the radiating element 114 to act as if two or more radiating elements 114 were adjacent to each other.

본 발명의 일부 실시예에 따라, 유전체 기판(102)은 정사각형, 직사각형 또는 원형을 포함한 어떠한 형상으로도 될 수 있다. 유전체 기판(102)의 유전율은 2 내지 40의 범위로 될 수 있다. 바람직하게는, 유전체 기판(102)의 유전율은 2 내지 3의 범위에 있다. 응용기기에 따라서는, 유전체 기판(102)의 크기는 변화될 수 있다. 다수의 상이한 타입의 비도전성 재료가 유전체 기판(102)으로서 이용될 수 있다. 유전체 기판은 실리콘 웨이퍼, 강성 또는 연성이어도 되는 플라스틱 유사 재료(plastic-like material), 페이퍼, 에폭시, 글래스, 파이버 글래스, 세라믹 재료, 및 전기의 흐름을 저지할 수 있는 기타 재료이어도 된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 유전체 기판(102)은 직물 파이버글래스(woven fiberglass)/PTTE 복합 재료로 구성된다.According to some embodiments of the present invention, the dielectric substrate 102 may be any shape including square, rectangular or circular. The dielectric constant of the dielectric substrate 102 may range from 2 to 40. Preferably, the dielectric constant of the dielectric substrate 102 is in the range of 2 to 3. In some applications, the size of the dielectric substrate 102 may vary. A number of different types of non-conductive materials may be used as the dielectric substrate 102. The dielectric substrate may be a silicon wafer, a plastic-like material, which may be rigid or flexible, paper, epoxy, glass, fiberglass, ceramic materials, and other materials capable of impeding the flow of electricity. In a preferred embodiment of the present invention, the dielectric substrate 102 is comprised of a woven fiberglass / PTTE composite material.

당업자에 의해 이해될 것인 바와 같이, 하나 이상의 급전선(112) 및 접지면 층(120)은 Cu, Au 및 ITO와 같은 어떠한 도전성 재료로도 구성될 수 있다. 컨넥터(124)는 7/16 DIN 컨넥터, BNC 컨넥터, C 컨넥터, 및 데지픽스 컨넥터(Dezifix connector)를 포함할 수 있다.As will be understood by those skilled in the art, one or more feeder lines 112 and ground plane layer 120 may be comprised of any conductive material, such as Cu, Au, and ITO. The connector 124 may include a 7/16 DIN connector, a BNC connector, a C connector, and a Dezifix connector.

도 12는 본 발명의 대표적인 실시예에 따른 안테나(100)를 제조하는 방법(400)을 기술하는 흐름도이다. 본 방법(400)에 따른 단계 402, 404, 406, 408 및 410은 컴퓨터 또는 처리 유닛의 프로그램 명령(예컨대, 소프트웨어)의 실행을 통해 수행될 수 있다. 그러나, 소프트웨어를 이용하지 않고서도 이들 단계를 수행하는 일부 다른 방식이 실행될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 대표적인 실시예에서, 소프트웨어는 CST Microwave studios(독일의 다름슈타트)이어도 된다. 본 방법(400)은 단계 402로 개시되며, 이 단계에서는 요구된 주파수에서 작동하기 위한 안테나(100)의 사양의 세트를 생성한다. 이 단계에서 고려할 여러 가지의 인자가 있다. 이 인자는 유전체 기판(102)의 재료 및 타입, 하나 이상의 방사 요소(114)의 재료, 안테나(100)의 작동 주파수, 및 복수의 프랙탈 요소(130)에 대해 채택할 자기 유사 패턴의 세트를 포함한다. 일부 실시예에서는, 하나 이상의 급전선(112)의 위치 또한 결정된다.Figure 12 is a flow chart illustrating a method 400 of manufacturing an antenna 100 in accordance with an exemplary embodiment of the present invention. Steps 402, 404, 406, 408 and 410 according to the present method 400 may be performed through execution of program instructions (e.g., software) of a computer or processing unit. However, it should be understood that some other manner of performing these steps may be performed without the use of software. In an exemplary embodiment, the software may be CST Microwave studios (Darmstadt, Germany). The method 400 begins at step 402 where a set of specifications of the antenna 100 for operation at the required frequency is generated. There are several factors to consider at this stage. This factor includes the set of materials and types of dielectric substrate 102, the material of one or more radiating elements 114, the operating frequency of antenna 100, and a set of self-similar patterns to adopt for a plurality of fractal elements 130 do. In some embodiments, the location of one or more feed lines 112 is also determined.

하나 이상의 방사 요소(114)를 요구된 주파수로 작동하도록 설계하는 단계 402 후에, 하나 이상의 방사 요소의 형상을 반복적으로 결정하는 단계인 단계 404가 수행된다. 하나 이상의 방사 요소(114)의 형상은 요구된 주파수로 작동하도록 마이크로스트립 안테나와 유사한 직사각 형상으로 초기에 설정된다. 그 후, 본 기술 분야에서 알려진 프랙탈 기술이 적용될 것이다. 프랙탈 기술이 적용되는 형상은 전반적으로 삼각형 형상, 전반적으로 사각형 형상 및 전반적으로 오각형 형상을 포함한다. 단계 404의 반복 기술은 방사 요소(114)의 일부 잘못된 정렬(misalignment)로 인해 하나 이상의 방사 요소(114)의 작동 주파수에 영향을 줄 수 있으며, 이를 바로잡기 위해서는, 단계 406에서, 하나 이상의 방사 요소(114)를 요구된 작동 주파수로 작동하도록 미세 조율하기 위해 하나 이상의 방사 요소(406)의 스케일링이 수행된다.Step 402, which is a step of repeatedly determining the shape of one or more radiating elements, is performed after step 402 of designing one or more radiating elements 114 to operate at the required frequency. The shape of the one or more radiating elements 114 is initially set to a rectangular shape similar to a microstrip antenna to operate at the desired frequency. Thereafter, fractal techniques known in the art will be applied. The shape to which the fractal technique is applied generally includes a triangular shape, a generally rectangular shape, and an overall pentagon shape. The repetition technique of step 404 may affect the operating frequency of one or more radiating elements 114 due to some misalignment of the radiating element 114 and to correct it, The scaling of one or more radiating elements 406 is performed to finely tune the antenna 114 to operate at the required operating frequency.

그 후, 단계 408에서는, 하나 이상의 방사 요소(114)의 전계 및 자계의 방향과 세기가 결정될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서, 전계 및 자계의 방향과 세기는 소프트웨어에 의해 시뮬레이션된다. 전계 및 자계의 방향과 세기는 방사 요소(114)의 형상 및 지오메트리에 좌우된다. 이 단계 동안, 복귀 손실(return loss), VSWR 대역폭 및 이득과 같은 하나 이상의 방사 요소(114)의 다양한 파라미터가 결정될 수 있다. 단계 408의 결과가 안테나(100)의 조건을 충족하면, 후속 단계 410에서는, 하나 이상의 메타물질 공진 구조물을 배치하기 위한 지점의 세트를 결정한다.Thereafter, in step 408, the direction and intensity of the electric and magnetic fields of the one or more radiating elements 114 can be determined. In some embodiments of the present invention, the direction and intensity of the electric and magnetic fields are simulated by software. The direction and intensity of the electric and magnetic fields are dependent on the shape and geometry of the radiating element 114. During this step, various parameters of one or more radiating elements 114, such as return loss, VSWR bandwidth and gain, may be determined. If the result of step 408 meets the condition of antenna 100, then in a subsequent step 410, a set of points for placing one or more meta-material resonant structures is determined.

단계 408에서 획득된 하나 이상의 방사 요소(114)의 시뮬레이션된 전계 및 자계로부터, 하나 이상의 메타물질 공진 구조물을 배치하기 위한 지점의 세트가 단계 410에서 결정될 수 있다.From the simulated electric and magnetic fields of the at least one radiating element 114 obtained at step 408, a set of points for placing one or more meta-material resonant structures may be determined at step 410. [

본 발명의 일부 실시예에서, 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)을 배치하기 위한 지점의 세트는 유전체 기판(102)의 제1 측부(104), 제2 측부(106), 제3 측부(108) 및 제4 측부(110) 중의 하나 이상의 측부 상이다. 본 발명의 일부 다른 실시예에서, 지점의 세트는 유전체 기판(102)의 제3 측부(108) 및 제4 측부(110) 중의 하나 이상의 측부 상이다. 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)은 메타물질 공진 구조물의 하나 이상의 적층체(128)를 형성하기 위해 서로 인접하여 수직으로 배치된 복수의 메타물질 공진 구조물을 구성할 수 있다.In some embodiments of the present invention, a set of points for disposing one or more meta-material resonant structures 126 includes a first side 104, a second side 106, a third side 108 of the dielectric substrate 102 And the fourth side 110. In this embodiment, In some alternative embodiments of the invention, the set of points is on one or more of the third side 108 and the fourth side 110 of the dielectric substrate 102. The one or more meta-material resonant structures 126 may constitute a plurality of meta-material resonant structures disposed vertically adjacent to one another to form one or more stacks 128 of the meta- material resonant structures.

도 13a 및 도 13b는 본 발명의 실시예에 따른 하나 이상의 방사 요소(114)에 의해 발생되는 시뮬레이션된 전계와 자계를 각각 도시하고 있다. 도 13a에서 알 수 있는 바와 같이, 화살표로 나타낸 전계는 유전체 기판(102)의 제1 측부, 제2 측부, 제3 측부 및 제4 측부 상에 존재하게 된다. 도 13b에 도시한 바와 같이, 화살표로 나타낸 자계는 유전체 기판(102)의 제2 측부, 제3 측부 및 제4 측부 상에 및 급전선(112) 부근에 존재하게 된다. 전술한 바와 같이, 자기 공진을 발생하고 투자율의 양의 피크를 획득하기 위해 스플리트 링 공진기가 배치될 수 있는 3가지의 방위가 있다. 이들 방위는 도 9의 (a), (b) 및 (d)에 도시되어 있다. 이들 3가지의 방위의 방위들은 전계 E, 자계 H 및 여기 파 k의 방향에 의해 이루어진다. 도 13a 및 도 13b에 도시된 시뮬레이션된 전계 및 자계에 기초하여, 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)을 배치하기 위한 지점의 세트는 전계 E 및 자계 H 방향에 초점을 둠으로써 결정될 수 있다.13A and 13B illustrate a simulated electric field and a magnetic field generated by one or more radiating elements 114, respectively, in accordance with an embodiment of the present invention. 13A, the electric field indicated by the arrows is present on the first side, the second side, the third side and the fourth side of the dielectric substrate 102. The magnetic field indicated by the arrows is present on the second side, the third side and the fourth side of the dielectric substrate 102 and in the vicinity of the feeder line 112, as shown in Fig. 13B. As described above, there are three orientations in which a split ring resonator can be arranged to generate self resonance and obtain a positive peak of permeability. These orientations are shown in Figs. 9 (a), (b) and (d). The orientations of these three orientations are made by the direction of electric field E, magnetic field H and excitation wave k. Based on the simulated electric and magnetic fields shown in FIGS. 13A and 13B, a set of points for placing one or more meta-material resonator structures 126 can be determined by focusing on electric field E and magnetic field H direction.

바람직하게는, 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)을 배치하기 위한 지점의 세트는 하나 이상의 방사 요소(114)의 전계 및 자계가 가장 높은 세기를 갖는 지점이 되도록 결정된다. 전계 및 자계의 세기는 시뮬레이션된 데이터로부터 알 수 있다. 그러나, 이것은 자기-전기 불균형으로 인한 에너지 손실을 보상하기 위한 최상의 지점을 항상 제공하지는 못할 수도 있다. 그 이유는 하나 이상의 방사 요소(114)와 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126) 간의 전기적 및 자기적 커플링 때문일 수 있다. 전계 및 자계의 세기가 가장 높은 지점이 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)을 배치하기 위한 지점을 결정하기 위한 우수한 출발점이 될 수 있다는 것은 당업자에게는 명백하다. 이 단계에서, 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)의 방위는 하나 이상의 방사 요소(114)의 복귀 손실, VSWR 대역폭, 및 이득에 영향을 줄 수 있기 때문에 역시 중요하다. 복귀 손실, VSWR 대역폭, 및 이득 특성에 기초한 하나 이상의 방사 요소(114)의 응답에 따라서는, 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)이 복수의 메타물질 공진 구조물을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 메타물질 공진 구조물은 메타물질 공진 구조물의 하나 이상의 적층체(128)를 를 형성하기 위해 서로 인접하여 수직으로 배치된다. 일부 실시예에서는, 복수의 메타물질 공진 구조물이 각각 동일한 방향으로 지향될 수 있다. 일부 다른 실시예에서는, 복수의 메타물질 공진 구조물이 복수의 방향으로 지향될 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 메타물질 공진 구조물(128)의 적층체 내의 각각의 메타물질 공진 구조물은 복수의 방향으로 지향될 수 있다.Preferably, the set of points for disposing the at least one meta- material resonant structure 126 is determined such that the electric field and the magnetic field of the at least one radiating element 114 are at a point having the highest intensity. The strength of the electric field and the magnetic field can be known from the simulated data. However, this may not always provide the best point to compensate for the energy loss due to the self-electrical imbalance. The reason may be due to the electrical and magnetic coupling between the one or more radiating elements 114 and the one or more meta-material resonant structures 126. It is obvious to those skilled in the art that the point at which the electric field and the magnetic field intensity are highest can be an excellent starting point for determining the point for disposing the one or more meta-material resonator structures 126. At this stage, the orientation of the one or more meta-material resonant structures 126 is also important because it can affect the return loss, VSWR bandwidth, and gain of one or more radiating elements 114. Depending on the response of one or more radiating elements 114 based on return loss, VSWR bandwidth, and gain characteristics, one or more of the meta-material resonant structures 126 may comprise a plurality of meta- material resonant structures. In some embodiments, the plurality of meta-material resonant structures are vertically disposed adjacent to each other to form one or more stacks 128 of the meta-material resonant structures. In some embodiments, the plurality of meta-material resonant structures may each be oriented in the same direction. In some other embodiments, the plurality of meta-material resonator structures may be oriented in a plurality of directions. In some alternative embodiments, each metamaterial resonator structure in the stack of metamaterial resonator structures 128 may be oriented in a plurality of directions.

단계 410에서 하나 이상의 메타물질 공진 구조물을 배치하기 위한 지점의 세트를 결정한 후, 단계 412에서는 하나 이상의 방사 요소를 유전체 기판의 표면 상에 배치한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 급전선(112) 또한 이 단계에서 배치된다. 후속하여, 단계 414에서는 하나 이상의 메타물질 공진 구조물을 하나 이상의 방사 요소와 동일한 평면에 또한 하나 이상의 방사 요소가 배치된 것과 동일한 유전체 기판의 표면 상에 배치된다.After determining the set of points for placing one or more meta-material resonant structures in step 410, step 412 places one or more radiating elements on the surface of the dielectric substrate. In some embodiments, one or more feeder lines 112 are also disposed at this stage. Subsequently, in step 414, the one or more meta-material resonant structures are disposed on the same surface of the dielectric substrate as one or more radiating elements are disposed in the same plane as the at least one radiating element.

대표적인 방법에 따라, 이 단계 동안 리소그래피 기술이 수행된다. 당업자에게는 공지되어 있는 바와 같이, 하나 이상의 방사 요소(114)의 형상과 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)의 지점 및 방위가 리소그래피 기술을 이용하여 유전체 기판(102) 상에 최초로 프린트될 것이다. 본 발명의 일부 실시예에서, 유전체 기판(102)은 도전성 코팅 표면을 가지며, 프린팅 직후에, 요구되지 않은 도전성 표면이 에칭으로 제거될 것이다. 전술한 바와 같이, 배치될 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(126)은 복수의 메타물질 공진 구조물을 포함할 수 있으며, 일부 실시예서는 복수의 메타물질 공진 구조물의 각각이 메타물질 공진 구조물의 하나 이상의 적층체(128)를 형성하도록 서로 인접하여 수직으로 배치된다. 리소그래피 기술을 이용하는 대신, 본 발명의 상이한 실시예에 따른 안테나(100)를 제조하는 몇몇 다른 방식이 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.According to an exemplary method, the lithographic technique is performed during this step. As is well known to those skilled in the art, the shape of one or more radiating elements 114 and the location and orientation of one or more meta-material resonant structures 126 will first be printed on the dielectric substrate 102 using lithographic techniques. In some embodiments of the present invention, the dielectric substrate 102 has a conductive coating surface, and immediately after printing, an undesired conductive surface will be etched away. As described above, the one or more meta-material resonant structures 126 to be disposed may include a plurality of meta-material resonant structures, and in some embodiments, each of the plurality of meta- Are vertically disposed adjacent to each other to form a sieve (128). It should be appreciated that instead of using a lithographic technique, there may be several other ways of fabricating the antenna 100 according to different embodiments of the present invention.

본 발명의 일부 실시예에서, 요구된 주파수로 작동하기 위한 안테나의 사양의 세트를 생성하는 단계(402), 방사 요소의 형상을 반복적으로 결정하는 단계(404), 요구된 주파수로 작동하도록 하나 이상의 방사 요소를 스케일링하는 단계(406), 전계 및 자계의 방향을 결정하는 단계(408), 및 하나 이상의 메타물질 공진 구조물을 배치하기 위한 지점의 세트를 결정하는 단계(410) 중의 하나 이상이 적어도 1회 수행된다. 일부 실시예에서, 각각의 단계의 결과에 좌우되어, 수행된 단계가 다시 행해질 수 있다. 예컨대, 요구된 주파수로 작동하도록 하나 이상의 방사 요소를 스케일링(406)한 후, 방사 요소의 형상을 반복적으로 결정하는 단계(404)가 다시 행해질 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 이들 단계 모두가 적어도 1회 수행된다. 또 다른 일부 실시예에서, 요구된 주파수로 작동하도록 하나 이상의 방사 요소를 스케일링하는 단계(406) 후에, 전계 및 자계의 방향을 결정하는 단계(408) 및 하나 이상의 메타물질 공진 구조물을 배치하기 위한 지점의 세트를 결정하는 단계(410)가 적어도 1회 수행된다.In some embodiments of the present invention, it is contemplated that generating (402) a set of specifications of an antenna for operating at a desired frequency, repeatedly determining (404) the shape of the radiating element, (406) determining the direction of the electric field and the magnetic field, and determining (410) a set of points for disposing the at least one meta-material resonant structure, wherein at least one of . In some embodiments, depending on the outcome of each step, the performed step may be done again. For example, after scaling (406) one or more radiation elements to operate at the desired frequency, step 404 of repeatedly determining the shape of the radiation element may be performed again. In some other embodiments, all of these steps are performed at least once. In yet another alternative embodiment, after scaling (406) at least one radiating element to operate at a desired frequency, determining (408) the direction of the electric and magnetic fields, and determining a point for positioning the at least one meta- (Step 410) is performed at least once.

도 12에 도시된 바와 같은 방법(400)은 단지 본 발명의 일부 대표적인 실시예에 따른 것이다. 당업자라면 개시된 전술한 방법에서의 단계의 구체적인 순서 또는 계층은 대표적인 접근의 일례일 뿐이라는 것을 이해하여야 한다. 설계 상의 선호에 기초하여, 본 방법에서의 단계의 구체적인 순서 또는 계층은 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고서도 재배열될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 첨부한 방법 청구항은 여러 단계의 구성요소를 견본으로서의 순서로 제공하며, 제공된 구체적인 순서 또는 계층으로 제한하려는 것을 의미하지 않는다. 예컨대, 요구된 주파수로 작동하도록 하나 이상의 방사 요소를 스케일링하는 단계(406)는 하나 이상의 방사 요소의 전계 및 자계의 방향을 결정하는 단계(408) 후에 수행될 수 있다.The method 400 as shown in FIG. 12 is only in accordance with some representative embodiments of the present invention. It should be understood by those skilled in the art that the specific order or hierarchy of steps in the above-described method is merely one example of a representative approach. It will be appreciated that, based on design preferences, the specific order or hierarchy of steps in the method may be rearranged without departing from the scope of the present invention. The appended method claims do not imply that the elements of the various stages are provided in order of sample and are not intended to be limited to the specific order or hierarchy provided. For example, scaling (406) one or more radiating elements to operate at a desired frequency may be performed after determining (408) the direction of the electric and magnetic fields of the one or more radiating elements.

전술한 개시 내용에 기초하여, 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않고서도 안테나의 형태 및 설계에 있어서 다양한 변경이 이루어질 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 본 명세서에서 설명된 형태, 방법 및 설계는 단계 이들의 예시적 구현에 불과하며, 이하의 청구범위는 이러한 변경을 포괄하고 포함한다.It is to be understood that various modifications may be made in the form and design of the antenna, without departing from the scope and spirit of the invention, on the basis of the foregoing disclosure. The forms, methods, and designs described herein are merely exemplary implementations of the steps, and the following claims encompass and include such modifications.

전술한 방식에서, 낮은 손실로 작동하는 하나 이상의 메타물질 공진 구조물을 갖는 안테나 및 하나 이상의 메타물질 공진 구조물을 갖는 안테나의 개발 방법이 개시되어 있다. 다수의 실시예가 개시되어 있지만, 본 발명의 관점에서 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않고서도 다수의 변경 및/또는 수정이 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게는 자명하게 될 것이다.In the above-described manner, a method of developing an antenna having at least one meta-material resonant structure operating at low loss and an antenna having at least one meta-material resonant structure is disclosed. Although a number of embodiments have been disclosed, it will be apparent to those skilled in the art that many changes and / or modifications can be made without departing from the scope and spirit of the invention in light of the present invention.

Claims (27)

하나 이상의 주파수 대역에서 전자기 신호를 전송 및 수신하기 위한 안테나에 있어서,
제1 측부, 상기 제1 측부 반대측의 제2 측부, 및 상기 제1 측부와 상기 제2 측부 사이에 연장하는 제3 측부와 제4 측부를 갖는 유전체 기판;
상기 유전체 기판의 표면 상에 배치되고, 자기 유사 구조 특징부(self similar structural feature)의 세트를 드러내고 있는(exhibit) 하나 이상의 방사 요소;
상기 하나 이상의 방사 요소에 연결되고, 상기 하나 이상의 방사 요소와 상기 제1 측부 사이에 연장하는 하나 이상의 급전선(feed line); 및
상기 유전체 기판의 상기 표면 상에 배치되고, 상기 하나 이상의 방사 요소의 주변에 있는 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(metamaterial resonating structure)
을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.An antenna for transmitting and receiving electromagnetic signals in one or more frequency bands,
A dielectric substrate having a first side, a second side opposite the first side, and a third side and a fourth side extending between the first side and the second side;
At least one radiating element disposed on a surface of the dielectric substrate and exhibiting a set of self similar structural features;
At least one feed line connected to the at least one radiating element, the at least one feed line extending between the at least one radiating element and the first side; And
At least one metamaterial resonating structure disposed on the surface of the dielectric substrate and surrounding the at least one radiating element,
And an antenna. 제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 메타물질 공진 구조물은 상기 유전체 기판의 상기 제1 측부, 상기 제2 측부, 상기 제3 측부, 및 상기 제4 측부 중의 하나 이상의 측부 상에 배치되는, 안테나.The method according to claim 1,
Wherein the at least one meta- material resonant structure is disposed on at least one of the first side, the second side, the third side, and the fourth side of the dielectric substrate. 제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 메타물질 공진 구조물은 상기 유전체 기판의 상기 제3 측부와 상기 제4 측부 중의 하나 이상의 측부 상에 배치되는, 안테나.The method according to claim 1,
Wherein the at least one meta-material resonant structure is disposed on at least one of the third side and the fourth side of the dielectric substrate. 제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 메타물질 공진 구조물은 서로 인접하여 수직으로 배치된 복수의 메타물질 공진 구조물을 포함하는, 안테나.The method according to claim 1,
Wherein the at least one meta- material resonant structure comprises a plurality of meta- material resonant structures vertically disposed adjacent to each other. 제4항에 있어서,
상기 복수의 메타물질 공진 구조물은 상기 유전체 기판의 상기 제1 측부, 상기 제2 측부, 상기 제3 측부, 및 상기 제4 측부 중의 하나 이상의 측부 상에 배치되는, 안테나.5. The method of claim 4,
Wherein the plurality of meta-material resonant structures are disposed on at least one of the first side, the second side, the third side, and the fourth side of the dielectric substrate. 제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 메타물질 공진 구조물은 상기 하나 이상의 방사 요소와 동일한 평면에 배치되는, 안테나.The method according to claim 1,
Wherein the at least one meta-material resonant structure is disposed in the same plane as the at least one radiating element. 제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 방사 요소의 상기 자기 유사 구조 특징부의 세트는 복수의 프랙탈 요소(fractal element)를 포함하는, 안테나.The method according to claim 1,
Wherein the set of self-similar structural features of the at least one radiating element comprises a plurality of fractal elements. 제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 방사 요소는 실질적으로 평면형인, 안테나.The method according to claim 1,
Wherein the at least one radiating element is substantially planar. 제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 방사 요소는 실질적으로 평면형의 유전체 기판 상에 형성되는, 안테나.The method according to claim 1,
Wherein the at least one radiating element is formed on a substantially planar dielectric substrate. 제7항에 있어서,
상기 복수의 프랙탈 요소는 전반적으로 삼각형 형상, 전반적으로 사각형 형상, 및 전반적으로 오각형 형상을 갖는 하나 이상의 특징부를 포함하는, 안테나.8. The method of claim 7,
Wherein the plurality of fractal elements comprises at least one feature having a generally triangular shape, a generally rectangular shape, and a generally pentagonal shape. 제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 방사 요소는 Cu, Au 및 ITO 중의 하나 이상을 포함하는, 안테나.The method according to claim 1,
Wherein the at least one radiating element comprises at least one of Cu, Au and ITO. 제7항에 있어서,
상기 복수의 프랙탈 요소는, 코쉬 패턴(Koch pattern), 블랙만-코쉬 패턴(Blackman-koch pattern), 로터스 포드 패턴(lotus pods pattern), 시어핀스키 패턴(Sierpinski pattern), 헥사고널 패턴(hexagonal pattern) 및 폴리고널 패턴(polygonal pattern) 중의 하나 이상을 포함하는, 안테나.8. The method of claim 7,
The plurality of fractal elements may comprise at least one of a Koch pattern, a Blackman-koch pattern, a lotus pods pattern, a Sierpinski pattern, a hexagonal pattern, And at least one of a polygonal pattern. 제7항에 있어서,
상기 복수의 프랙탈 요소는 적어도 2의 반복 인자(iteration factor)에 의해 발생되는, 안테나.8. The method of claim 7,
Wherein the plurality of fractal elements are generated by at least two iteration factors. 제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 방사 요소는 보이드(void)의 세트를 포함하는, 안테나.The method according to claim 1,
Wherein the at least one radiating element comprises a set of voids. 제14항에 있어서,
상기 보이드의 세트는 상기 하나 이상의 방사 요소 상에 대칭으로 배치되는, 안테나.15. The method of claim 14,
Wherein the set of voids is disposed symmetrically on the at least one radiating element. 제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 메타물질 공진 구조물은 스플리트 링 공진기(split ring resonator)를 포함하는, 안테나.The method according to claim 1,
Wherein the at least one meta-material resonant structure comprises a split ring resonator. 제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 메타물질 공진 구조물의 공진 주파수는 상기 안테나의 작동 주파수의 ±0.5∼5％의 허용오차를 갖는, 안테나.The method according to claim 1,
Wherein the resonant frequency of the at least one meta- material resonant structure has a tolerance of +/- 0.5% to 5% of the operating frequency of the antenna. 하나 이상의 주파수 대역에서 전자기 신호를 전송 및 수신하기 위한 안테나를 제조하는 방법으로서, 상기 안테나가, 제1 측부, 상기 제1 측부 반대측의 제2 측부, 및 상기 제1 측부와 상기 제2 측부 사이에 연장하는 제3 측부와 제4 측부를 갖는 유전체 기판과, 상기 유전체 기판의 표면 상에 배치되고, 자기 유사 구조 특징부(self similar structural feature)의 세트를 드러내고 있는(exhibit) 하나 이상의 방사 요소와, 상기 하나 이상의 방사 요소에 연결되고, 상기 하나 이상의 방사 요소와 상기 제1 측부 사이에 연장하는 하나 이상의 급전선(feed line)과, 상기 유전체 기판의 상기 표면 상에 배치되고, 상기 하나 이상의 방사 요소의 주변에 있는 하나 이상의 메타물질 공진 구조물(metamaterial resonating structure)을 포함하며,
상기 안테나 제조 방법은,
요구된 주파수로 작동하도록 상기 하나 이상의 방사 요소를 스케일링하는 단계;
상기 하나 이상의 방사 요소의 형상 및 지오메트리에 좌우되는 상기 하나 이상의 방사 요소의 전계 및 자계의 방향을 결정하는 단계; 및
상기 유전체 기판 상의 상기 하나 이상의 메타물질 공진 구조물의 배치를 위한 지점의 세트를 결정하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 제조 방법.A method of manufacturing an antenna for transmitting and receiving electromagnetic signals in one or more frequency bands, the antenna comprising a first side, a second side opposite the first side, and a second side opposite the first side, A dielectric substrate having a third side and a fourth side extending therefrom; at least one radiation element disposed on a surface of the dielectric substrate and exhibiting a set of self similar structural features; At least one feed line connected to the at least one radiating element and extending between the at least one radiating element and the first side; and a plurality of feed lines disposed on the surface of the dielectric substrate, And at least one metamaterial resonating structure,
The antenna manufacturing method includes:
Scaling the at least one radiating element to operate at a desired frequency;
Determining a direction of an electric field and a magnetic field of the at least one radiating element depending on the shape and geometry of the at least one radiating element; And
Determining a set of points for placement of the one or more meta-material resonant structures on the dielectric substrate
Wherein the antenna comprises at least one antenna. 제18항에 있어서,
상기 하나 이상의 메타물질 공진 구조물의 배치를 위한 지점의 세트는, 상기 유전체 기판의 상기 제1 측부, 상기 제2 측부, 상기 제3 측부, 및 상기 제4 측부 중의 하나 이상의 측부 상에 있는, 안테나 제조 방법.19. The method of claim 18,
Wherein a set of points for placement of the at least one meta- material resonant structure is on at least one of the first side, the second side, the third side, and the fourth side of the dielectric substrate, Way. 제18항에 있어서,
상기 하나 이상의 메타물질 공진 구조물의 배치를 위한 지점의 세트는, 상기 유전체 기판의 상기 제3 측부와 상기 제4 측부 중의 하나 이상의 측부 상에 있는, 안테나 제조 방법.19. The method of claim 18,
Wherein a set of points for placement of the at least one meta- material resonant structure is on at least one of the third and fourth sides of the dielectric substrate. 제18항에 있어서,
상기 안테나의 사양의 세트를 생성하는 단계와, 상기 하나 이상의 방사 요소의 형상을 반복적으로 결정하는 단계 중의 하나 이상을 더 포함하는, 안테나 제조 방법.19. The method of claim 18,
Generating a set of specifications for the antenna; and iteratively determining the shape of the at least one radiating element. 제21항에 있어서,
상기 요구된 주파수로 작동하도록 상기 하나 이상의 방사 요소를 스케일링하는 단계와, 상기 하나 이상의 방사 요소의 전계 및 자계의 방향을 결정하는 단계와, 상기 유전체 기판 상의 상기 하나 이상의 메타물질 공진 구조물의 배치를 위한 지점의 세트를 결정하는 단계와, 상기 안테나의 사양의 세트를 생성하는 단계와, 상기 하나 이상의 방사 요소의 형상을 반복적으로 결정하는 단계 중의 하나 이상의 단계가 적어도 1회 수행되는, 안테나 제조 방법.22. The method of claim 21,
Scaling the at least one radiating element to operate at the required frequency; determining the direction of the electric and magnetic fields of the at least one radiating element; and for positioning the at least one meta- Determining a set of points, generating a set of specifications for the antenna, and at least one of the steps of iteratively determining the shape of the at least one radiating element is performed at least once. 제21항에 있어서,
상기 요구된 주파수로 작동하도록 상기 하나 이상의 방사 요소를 스케일링하는 단계와, 상기 하나 이상의 방사 요소의 전계 및 자계의 방향을 결정하는 단계와, 상기 유전체 기판 상의 상기 하나 이상의 메타물질 공진 구조물의 배치를 위한 지점의 세트를 결정하는 단계와, 상기 안테나의 사양의 세트를 생성하는 단계와, 상기 하나 이상의 방사 요소의 형상을 반복적으로 결정하는 단계가 적어도 1회 수행되는, 안테나 제조 방법.22. The method of claim 21,
Scaling the at least one radiating element to operate at the required frequency; determining the direction of the electric and magnetic fields of the at least one radiating element; and for positioning the at least one meta- The method comprising: determining a set of points; generating a set of specifications for the antenna; and repeatedly determining the shape of the at least one radiating element. 제18항에 있어서,
상기 요구된 주파수로 작동하도록 상기 하나 이상의 방사 요소를 스케일링하는 단계와, 상기 하나 이상의 방사 요소의 전계 및 자계의 방향을 결정하는 단계와, 상기 유전체 기판 상의 상기 하나 이상의 메타물질 공진 구조물의 배치를 위한 지점의 세트를 결정하는 단계의 각각이 적어도 1회 수행되는, 안테나 제조 방법.19. The method of claim 18,
Scaling the at least one radiating element to operate at the required frequency; determining the direction of the electric and magnetic fields of the at least one radiating element; and for positioning the at least one meta- Wherein each of the steps of determining a set of points is performed at least once. 제18항에 있어서,
상기 하나 이상의 방사 요소를 상기 유전체 기판의 표면 상에 배치하는 단계; 및
상기 하나 이상의 메타물질 공진 구조물을 상기 하나 이상의 방사 요소와 동일한 평면에 또한 상기 하나 이상의 방사 요소가 배치된 것과 동일한 상기 유전체 기판의 상기 표면 상에 배치하는 단계
를 더 포함하는, 안테나 제조 방법.19. The method of claim 18,
Disposing the at least one radiating element on a surface of the dielectric substrate; And
Placing the at least one meta-material resonant structure in the same plane as the at least one radiating element and on the same surface of the dielectric substrate as the one or more radiating elements are disposed
≪ / RTI > 제18항에 있어서,
상기 하나 이상의 메타물질 공진 구조물은 복수의 메타물질 공진 구조물을 포함하며, 각각의 상기 메타물질 공진 구조물은 서로 인접하여 수직으로 배치되는, 안테나 제조 방법.19. The method of claim 18,
Wherein the at least one meta-material resonant structure comprises a plurality of meta-material resonant structures, each of the meta-material resonant structures being disposed adjacent to and vertically adjacent to each other. 제18항에 있어서,
상기 단계들 중의 하나 이상의 단계가 컴퓨터 소프트웨어를 통해 수행되는, 안테나 제조 방법.19. The method of claim 18,
Wherein at least one of the steps is performed through computer software.
KR1020137001041A 2010-06-15 2010-06-15 Metamaterial based ultra thin microstrip antennas KR101515871B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/TH2010/000019 WO2011159262A1 (en) 2010-06-15 2010-06-15 Metamaterial based ultra thin microstrip antennas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130054315A KR20130054315A (en) 2013-05-24
KR101515871B1 true KR101515871B1 (en) 2015-05-04

Family

ID=45348450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137001041A KR101515871B1 (en) 2010-06-15 2010-06-15 Metamaterial based ultra thin microstrip antennas

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5663087B2 (en)
KR (1) KR101515871B1 (en)
WO (1) WO2011159262A1 (en)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2790269B1 (en) 2013-04-12 2015-03-18 Sick Ag Antenna
FR3026567B1 (en) * 2014-09-25 2016-11-25 Systemes Et Tech Identification (Stid) RADIO-IDENTIFICATION READER ANTENNA IN THE ULTRA-HIGH FREQUENCY RANGE FOR A BINDING ENVIRONMENT
KR101666303B1 (en) * 2015-04-03 2016-10-13 울산대학교 산학협력단 SRR Loop type RF resonator
KR101637180B1 (en) * 2015-09-10 2016-07-07 포항공과대학교 산학협력단 Miniaturized metamaterial antenna and method for the manufacturing the same
CN106972277B (en) * 2016-01-14 2024-03-19 武汉碧海云天科技股份有限公司 Electromagnetic metamaterial
CN106973561B (en) * 2016-01-14 2024-03-22 武汉碧海云天科技股份有限公司 Magnetic field shielding metamaterial
CN106299654A (en) * 2016-09-11 2017-01-04 河南师范大学 High-gain radio-frequency (RF) energy collects antenna
CN106252869A (en) * 2016-09-11 2016-12-21 河南师范大学 Electromagnetic wave energy collection system
CN106252864A (en) * 2016-09-11 2016-12-21 河南师范大学 Heptangle conversion electromagnetic energy reception antenna
CN106252867A (en) * 2016-09-11 2016-12-21 河南师范大学 Radio frequency efficient absorption antenna
KR101974156B1 (en) * 2017-12-18 2019-04-30 성균관대학교 산학협력단 TRANSMISSION array ANTENNA APPARATUS, WIRELESS POWER TRANSMISSION SYSTEM INCLUDING IT METHOD FOR RETRO-DIRECTIVE BEAM FORMING THEREOF
EP3648251A1 (en) 2018-10-29 2020-05-06 AT & S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft Integration of all components being necessary for transmitting / receiving electromagnetic radiation in a component carrier
KR102454942B1 (en) * 2021-03-17 2022-10-13 홍익대학교 산학협력단 Array antenna using fractal antenna

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6967621B1 (en) 2004-03-16 2005-11-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Small low profile antennas using high impedance surfaces and high permeability, high permittivity materials
US20060267842A1 (en) 2005-05-27 2006-11-30 Uei-Ming Jow Vertical complementary fractal antenna
US20080001843A1 (en) 2006-06-30 2008-01-03 Industrial Technology Research Institute Antenna structure with antenna radome and method for rising gain thereof
KR100924127B1 (en) 2009-03-25 2009-10-29 삼성탈레스 주식회사 Broadcast-only internal fractal antenna

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3177967B2 (en) * 1998-11-25 2001-06-18 日本電気株式会社 Patch antenna
WO2004010535A1 (en) * 2002-07-15 2004-01-29 Fractus, S.A. Undersampled microstrip array using multilevel and space-filling shaped elements
US7015865B2 (en) * 2004-03-10 2006-03-21 Lucent Technologies Inc. Media with controllable refractive properties
JP2008283381A (en) * 2007-05-09 2008-11-20 Univ Of Fukui Antenna device
KR20100134567A (en) * 2008-02-26 2010-12-23 아사히 가라스 가부시키가이샤 Artificial medium

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6967621B1 (en) 2004-03-16 2005-11-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Small low profile antennas using high impedance surfaces and high permeability, high permittivity materials
US20060267842A1 (en) 2005-05-27 2006-11-30 Uei-Ming Jow Vertical complementary fractal antenna
US20080001843A1 (en) 2006-06-30 2008-01-03 Industrial Technology Research Institute Antenna structure with antenna radome and method for rising gain thereof
KR100924127B1 (en) 2009-03-25 2009-10-29 삼성탈레스 주식회사 Broadcast-only internal fractal antenna

Also Published As

Publication number Publication date
JP5663087B2 (en) 2015-02-04
JP2013532436A (en) 2013-08-15
WO2011159262A1 (en) 2011-12-22
KR20130054315A (en) 2013-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101515871B1 (en) Metamaterial based ultra thin microstrip antennas
Li et al. A dual-band metasurface antenna using characteristic mode analysis
Stanley et al. A capacitive coupled patch antenna array with high gain and wide coverage for 5G smartphone applications
US6292141B1 (en) Dielectric-patch resonator antenna
CN102414914B (en) Balanced metamaterial antenna device
WO2021082988A1 (en) Antenna module and electronic device
EP2406852B1 (en) High gain metamaterial antenna device
US8164535B2 (en) Coplanar waveguide FED planar log-periodic antenna
Wang et al. A wideband conformal end-fire antenna array mounted on a large conducting cylinder
US20060284770A1 (en) Compact dual band antenna having common elements and common feed
JP2007081712A (en) Walkie talkie and antenna assembly
KR20030080217A (en) Miniature broadband ring-like microstrip patch antenna
Shih et al. A compact, broadband spiral antenna with unidirectional circularly polarized radiation patterns
CN102007640A (en) Antenna assembly
Gupta et al. Dual-band miniature coupled double loop GPS antenna loaded with lumped capacitors and inductive pins
Fakharzadeh et al. An integrated wide-band circularly polarized antenna for millimeter-wave applications
Parchin et al. Dual-band phased array 5G mobile-phone antenna with switchable and hemispherical beam pattern coverage for MIMO-diversity communications
Fakharian RF energy harvesting using high impedance asymmetric antenna array without impedance matching network
Petosa Frequency-agile antennas for wireless communications
Wang et al. Compact and broadband microstrip patch antenna for the 3G IMT-2000 handsets applying styrofoam and shorting-posts
WO2008032886A1 (en) Antenna for wireless communication and method of fabricating the same
Wang et al. Single-patch and single-layer square microstrip antenna with 67.5% bandwidth
CN100470929C (en) Wide frequencies in plane typed end fire antenna with dual frequency in low side lobes
Row A simple impedance-matching technique for patch antennas fed by coplanar microstrip line
Pradeep et al. Design and analysis of a circularly polarized omnidirectional slotted patch antenna at 2.4 GHz

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee