KR20190010991A - Antenna - Google Patents

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KR20190010991A
KR20190010991A KR1020170093345A KR20170093345A KR20190010991A KR 20190010991 A KR20190010991 A KR 20190010991A KR 1020170093345 A KR1020170093345 A KR 1020170093345A KR 20170093345 A KR20170093345 A KR 20170093345A KR 20190010991 A KR20190010991 A KR 20190010991A
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유민영
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조정훈
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엘지이노텍 주식회사
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    • H01Q13/00Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
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    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
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Abstract

The present invention provides an antenna which can dramatically reduce a thickness of a dielectric layer by utilizing an air bound and minimize transmission loss of a millimeter wave. According to an embodiment of the present invention, the antenna comprises a first dielectric substrate, and a second dielectric substrate arranged under the first dielectric substrate and having the air bound formed on the inside. The first dielectric substrate includes: a dielectric layer; an upper layer arranged on the dielectric layer and including a ground with at least one radiating slot formed therein and a feeding unit; a lower layer arranged under the dielectric layer and being in contact with the second dielectric substrate; and a plurality of vias passing through the first dielectric substrate and the second dielectric substrate, and surrounding the radiating slot arranged on the upper layer and the air bound formed on the second dielectric substrate.

Description

안테나{ANTENNA}Antenna {ANTENNA}

본 발명에 따른 실시 예는 안테나에 관한 것으로, 특히 공기층 구조의 도파관을 가지는 SIW(Surface Imntegrate Waveguide) 안테나에 관한 것이다.An embodiment according to the present invention relates to an antenna, and more particularly to a surface-integral-waveguide (SIW) antenna having a waveguide of an air-layer structure.

일반적으로, 슬롯(slot) 안테나는, 넓은 금속판(도파관)의 전계면과 평행한 측면에 가늘고 긴 공간 즉, 구멍(slot, slit)을 뚫고 이것을 여진시켜 그 부분에서 전파가 복사되도록 한 안테나로서, 슬롯 또는 슬릿 안테나라고 한다.2. Description of the Related Art Generally, a slot antenna is an antenna in which a slot or slit is formed on a side surface parallel to a front surface of a wide metal plate (waveguide), that is, a slot is slit, Slot or slit antenna.

이러한 슬롯 안테나는, 평행 2선식이나 동축 급전선을 사용할 수 있고, 도파관의 관벽 전류를 방해하도록 가로지르면 슬롯에서 전파가 복사된다. 동축 급전선으로 급전할 때는 정합시키기 위하여 중심부에서 조금 끝쪽으로 움직인 점에서 급전한다. 자기 다이폴이며 수평 슬롯에서는 수직 편파가, 수직 슬롯에서는 수평 편파가 복사된다. 지향 특성은 상보 다이폴과 같은데 도체관과 직각인 방향에서 최대가 되며, 후방에 차폐용 공동을 설치하면 단향성이 된다.Such a slot antenna can use a parallel two-wire type or a coaxial feeder line, and a radio wave is radiated from the slot when it is crossed to interfere with the pipe wall current of the waveguide. When supplying power to the coaxial feeder, feed it at the point where it moves slightly from the center to match the end. It is a magnetic dipole, with vertical polarization in the horizontal slot and horizontal polarization in the vertical slot. The directivity is the same as the complementary dipole, which is maximized in the direction perpendicular to the conductor tube, and is unidirectional when a shielding cavity is provided at the rear.

또한, 슬롯 배열(slot array) 안테나는, 도파관의 전계면과 평행한 측면으로 비스듬하게 반파장 공진 슬롯을 뚫고, 이것을 슬롯 안테나 열로서 배열하고, 필요한 지향성과 이득을 얻는 안테나이다. 급전은 안테나의 중앙부 또는 한쪽 끝에서 한다. 방수, 방지, 염해의 방지, 강도의 보강을 위해 유전체의 레이돔(radome)으로 덮는다.In addition, a slot array antenna is an antenna in which half-wave resonance slots are slanted obliquely to a side parallel to a front surface of a waveguide, and these are arranged as a slot antenna array to obtain necessary directivity and gain. Feed the antenna at the center or one end of the antenna. It is covered with a dielectric radome for waterproofing, prevention, prevention of salting and reinforcement of strength.

한편, SIW(Surface Integrate Waveguide) 안테나는 기존 메탈 도파관 구조를 인쇄회로기판에 구현한 형태로, 밀리미터파(mm-wave) 신호를 저손실로 전송할 수 있는 장점이 있다. 이는 기존의 도파관 구조의 저 손실 특성과 인쇄회로기판의 집적화에 따른 신호 처리가 용이한 장점을 상호 결합한 것으로 밀리미터파 대역 모듈 구현의 높은 손실의 한계점을 극복할 수 있는 대안이 될 수 있다.On the other hand, the SIW (Surface Integrate Waveguide) antenna has a merit that a conventional metal waveguide structure is implemented on a printed circuit board and a millimeter wave (mm-wave) signal can be transmitted with a low loss. It is a combination of the low loss characteristics of the existing waveguide structure and the easiness of signal processing due to the integration of the printed circuit board, which can be an alternative to overcome the limit of high loss of the millimeter wave band module implementation.

그러나, 기존의 SIW 안테나 구조는, 테프론이 채워진 유전층을 포함하는 도파관 구조이며, 이는, 상기 도파관 구조를 만들기 위해서는 일정 두께 이상의 테프론 소재를 사용해야 하는 단점이 있다. 또한, 테프론 원자재에 의한 밀리미터파 손실 발생은 불가피하며, 원자재 특성상 고가의 저손실 소재를 사용해야만 하는 제약은 동일하게 발생한다. However, the conventional SIW antenna structure is a waveguide structure including a dielectric layer filled with Teflon, which is disadvantageous in that a Teflon material having a certain thickness or more must be used to form the waveguide structure. In addition, the occurrence of millimeter wave loss due to Teflon raw materials is inevitable, and the same restrictions are imposed on the use of expensive low-loss materials due to the characteristics of raw materials.

본 발명에 따른 실시 예에서는, 공기층을 활용하여 유전층의 두께를 획기적으로 줄이면서 밀리미터파의 전송 손실을 최소화할 수 있는 안테나를 제공하도록 한다.In the embodiment of the present invention, an antenna capable of minimizing a transmission loss of a millimeter wave while drastically reducing a thickness of a dielectric layer using an air layer is provided.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에서는 테프론과 같은 유전층에 의한 유전율과 공기층층의 유전율이 상호 결합된 유효 유전율에 의해 신호를 전달할 수 있는 안테나를 제공하도록 한다.Also, in the embodiment of the present invention, it is possible to provide an antenna capable of transmitting a signal by an effective permittivity of a permittivity of a dielectric layer such as Teflon and a permittivity of an air layer.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에서는 신호 손실을 최소화할 수 있는 신호 전송을 위한 전송 선로를 포함한 안테나를 제공하도록 한다.Also, in the embodiment of the present invention, an antenna including a transmission line for signal transmission that minimizes signal loss is provided.

제안되는 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that the technical objectives to be achieved by the embodiments are not limited to the technical matters mentioned above and that other technical subjects not mentioned are apparent to those skilled in the art to which the embodiments proposed from the following description belong, It can be understood.

본 발명의 실시 예에 따른 안테나는 제 1 유전체 기판; 및 상기 제 1 유전체 기판 아래에 배치되며, 내부에 공기층이 형성된 제 2 유전체 기판;를 포함하고, 상기 제 1 유전체 기판은, 유전층과, 상기 유전층 위에 배치되며, 적어도 하나의 방사 슬롯이 형성된 그라운드 및 급전부를 포함하는 상부층과, 상기 유전층 아래에 배치되며, 상기 제 2 유전체 기판과 접촉하는 하부층과, 상기 제 1 유전체 기판 및 상기 제 2 유전체 기판을 관통하며, 상기 상부층에 배치되는 상기 방사 슬롯 및 상기 제 2 유전체 기판에 형성되는 상기 공기층의 주위를 둘러싸는 복수의 비아를 포함한다.An antenna according to an embodiment of the present invention includes a first dielectric substrate; And a second dielectric substrate disposed below the first dielectric substrate and having an air layer formed therein, the first dielectric substrate comprising: a dielectric layer; a ground and a dielectric layer disposed on the dielectric layer, A lower layer disposed below the dielectric layer and in contact with the second dielectric substrate; a dielectric layer disposed between the first dielectric substrate and the second dielectric substrate, the radiation slot disposed in the upper layer, And a plurality of vias surrounding the air layer formed on the second dielectric substrate.

또한, 상기 유전층은, 테프론을 포함한다.Further, the dielectric layer includes Teflon.

또한, 상기 공기층은, 상기 상부층의 상기 그라운드에 형성되는 상기 적어도 하나의 방사 슬롯과 수직 방향으로 중첩된다.Further, the air layer overlaps with the at least one radiation slot formed in the ground of the upper layer in the vertical direction.

또한, 상기 제 2 유전체 기판은, 제 1 절연층과, 상기 제 1 절연층 위에 배치되는 제 1 금속층과, 상기 제 1 금속층 위에 배치되는 제 1 접착층과, 상기 제 1 접착층 위에 배치되는 제 2 금속층과, 상기 제 2 금속층 위에 배치되는 제 2 절연층과, 상기 제 2 절연층 위에 배치되는 제 3 금속층과, 상기 제 3 금속층 위에 배치되는 제 2 접착층을 포함한다.The second dielectric substrate includes a first insulating layer, a first metal layer disposed on the first insulating layer, a first adhesive layer disposed on the first metal layer, and a second metal layer disposed on the first adhesive layer. A second insulating layer disposed on the second metal layer, a third metal layer disposed on the second insulating layer, and a second adhesive layer disposed on the third metal layer.

또한, 상기 제 1 절연층 및 상기 제 2 절연층은, FR4를 포함하고, 상기 제 1 접착층 및 상기 제 2 접착층은, 프리프레그를 포함한다.In addition, the first insulating layer and the second insulating layer include FR4, and the first adhesive layer and the second adhesive layer include a prepreg.

또한, 상기 공기층은, 상기 제 1 접착층, 상기 제 2 금속층, 상기 제 2 절연층, 상기 제 3 금속층 및 상기 제 2 접착층을 관통한다.Further, the air layer penetrates the first adhesive layer, the second metal layer, the second insulating layer, the third metal layer, and the second adhesive layer.

또한, 상기 공기층의 두께는, 상기 유전층의 두께보다 두껍다.Further, the thickness of the air layer is thicker than the thickness of the dielectric layer.

또한, 상기 그라운드의 일단에는, 상기 급전부의 신호 전송 라인의 제 1 영역이 삽입되는 함몰부가 형성되며, 상기 함몰부의 폭은, 상기 신호 전송 라인의 상기 제 1 영역의 폭보다 크며, 상기 신호 전송 라인의 상기 제 1 영역은, 상기 그라운드와 비접촉한다.A depression is formed at one end of the ground for inserting a first region of the signal transmission line of the feeding portion. The width of the depression is larger than the width of the first region of the signal transmission line, The first region of the line is not in contact with the ground.

또한, 상기 하부층은, 상기 공기층과 수직으로 중첩되는 영역에 형성되는 제 1 슬롯과, 상기 제 1 슬롯과 일정 간격 이격되며, 상기 신호 전송 라인의 상기 제 1 영역과 수직으로 중첩되는 영역에 형성되는 제 2 슬롯을 포함한다.The lower layer may include a first slot formed in a region vertically overlapping with the air layer and a second slot formed in a region spaced apart from the first slot by a predetermined distance and vertically overlapping with the first region of the signal transmission line And a second slot.

또한, 상기 제 2 슬롯은, 상기 제 1 영역과 수직 방향으로 중첩되는 영역에 형성되는 제 1 부분과, 상기 제 1 부분의 일단으로부터 상기 제 1 슬롯을 향하여 수직으로 절곡되어 형성되는 제 2 부분과, 상기 제 1 부분의 타단으로부터 상기 제 1 슬롯을 향하여 수직으로 절곡되어 형성되는 제 3 부분을 포함한다.The second slot may include a first portion formed in a region overlapping with the first region in the vertical direction, a second portion formed by bending vertically from one end of the first portion toward the first slot, And a third portion bent perpendicularly from the other end of the first portion toward the first slot.

또한, 상기 신호 전송 라인의 상기 제 1 영역은, 상기 수직 방향 내에서 상기 제 2 슬롯의 상기 제 1 부분으로부터 돌출되어 적어도 일부가 상기 제 2 부분과 상기 제 3 부분 사이에 배치된다.Further, the first region of the signal transmission line protrudes from the first portion of the second slot within the vertical direction, and at least a portion thereof is disposed between the second portion and the third portion.

또한, 상기 제 1 영역의 단부는, 상기 수직 방향 내에서, 상기 제 2 부분 및 상기 3 부분 각각의 일단 및 타단 사이에 배치된다.Further, the end portion of the first region is disposed between one end and the other end of each of the second portion and the third portion within the vertical direction.

본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 공기층 도파관의 특성과 유전율 특성을 상호 결합한 형태로, 낮은 두께의 테프론 대비 상대적으로 높은 두께의 공기층으로 밀리미터파를 전송함에 따른 신호 손실을 최소화할 수 있고, 테프론으로 패턴(슬롯 타입 외)을 구현함으로써, 밀리미터파 안테나의 제작 용이성을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the characteristics of the air layer waveguide and the dielectric constant characteristics are combined with each other, so that the signal loss due to the transmission of the millimeter wave to the air layer having a relatively higher thickness than that of the Teflon with a low thickness can be minimized, By implementing the pattern (other than the slot type), the fabrication easiness of the millimeter wave antenna can be improved.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 낮은 두께의 테프론을 사용하여 SIW를 구현할 수 있는 구조뿐만 아니라, 전송 손실을 최소화할 수 있는 공기층을 포함으로써, 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, not only a structure capable of implementing SIW using a low-thickness Teflon but also an air layer capable of minimizing transmission loss can improve the product reliability.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 테프론에 의한 유전율(Er)과 공기층층의 유전율(Er=1)이 상호 결합된 유효 유전율에 의해 신호가 전달이 되며, 이에 따라 구조 설계의 자유도를 향상시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the signal is transmitted by the effective permittivity of coupling the permittivity (Er) by the Teflon and the permittivity (Er = 1) of the air layer, .

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 도파관 모드(Transverse Electric 10)로 신호의 전송이 이루어지기 때문에, 공기층층에 의한 에너지 손실이 테프론의 매질의 손실 계수(Df)에 비해 상대적으로 저손실 특성을 가질 수 있다. In addition, according to the embodiment of the present invention, since the signal is transmitted to the waveguide mode (Transverse Electric 10), the energy loss due to the air layer is relatively low compared to the loss coefficient (Df) of the medium of Teflon Lt; / RTI >

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 테프론의 상부층을 이용하여 패턴을 구현함으로써, 공기층만을 포함하는 구조가 가지는 안테나 설계의 단점을 극복할 수 있으며, 이에 따른 슬롯 패턴 제작의 난이도를 저감할 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, by embodying the pattern using the upper layer of Teflon, it is possible to overcome the disadvantage of the antenna design having the structure including only the air layer, thereby reducing the difficulty have.

또한, 본 발명에서는 테프론의 상부층과 통신소자 사이의 연결을 위한 전송 라인을 설계함으로써, 삽입 손실(Insertion Loss)를 최소화할 수 있다.Also, in the present invention, by designing the transmission line for connection between the upper layer of Teflon and the communication element, the insertion loss can be minimized.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 안테나의 구조를 보여주는 도면이고, 도 2는, 도 1 의 제 1 유전체 기판(100)의 상부층(120)의 평면도이며, 도 3은 도 1의 제 1 유전체 기판(100)의 하부층(130)의 평면도이며, 도 4는 도 3의 제 2 슬롯이 형성된 영역의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예와의 비교 구조를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예의 구조와 비교 구조의 삽입 손실을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 신호 특성을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나의 방사 특성을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나에서의 신호 손실을 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 안테나와의 비교 구조에 대한 신호 손실을 나타낸 도면이다.
도 11 내지 도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 슬롯의 다양한 구현 예를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 안테나의 구조를 보여주는 도면이다.
2 is a plan view of the upper layer 120 of the first dielectric substrate 100 of FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view of the upper layer 120 of the first dielectric substrate 100 of FIG. 1, 1 is a plan view of the lower layer 130 of the dielectric substrate 100, and FIG. 4 is an enlarged view of a region where the second slot of FIG. 3 is formed.
5 is a diagram showing a comparison structure with an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing the insertion loss of the structure of the embodiment of the present invention and the comparative structure.
7 is a diagram illustrating signal characteristics according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing radiation characteristics of an antenna according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram illustrating signal loss in an antenna according to an embodiment of the present invention.
10 is a diagram showing signal loss for a comparison structure with an antenna of the present invention.
11 to 15 are views showing various embodiments of the slot according to the embodiment of the present invention.
16 is a view showing the structure of an antenna according to a second embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Hereinafter, the configuration and operation according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals denote the same elements regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예들을 설명한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. In the description of the embodiments, it is to be understood that each layer (film), region, pattern or structure is formed "on" or "under" a substrate, each layer The terms " on "and " under " encompass both being formed" directly "or" indirectly " The thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size. Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings.

한편, 이하의 설명에서는 본 발명의 이해를 돕고 출원인의 설명의 편의를 위하여, 본 발명에 따른 안테나는 밀리미터파용을 예로 한다. 또한, 본 발명에 따른 밀리미터파용 안테나는, 기판 직접 도파관(SIW: Substrate Integrated Waveguide) 직렬 슬롯 배열 안테나로 구성될 수 있다. 다만, 본 발명의 권리범위는 예시되는 직렬 슬롯 배열 안테나에만 한정되는 것은 아니며, 동일 또는 유사한 방법으로 다양한 형태의 안테나, 예를 들어, 병렬 슬롯 배열 안테나 또는 직/병렬 배열 안테나 등을 구현할 수 있으며, 이와 같이 구현되는 다양한 형태의 안테나도 본 발명의 권리 범위에 속할 수 있다.In the following description, for the sake of convenience of the applicant's understanding and understanding of the present invention, the antenna according to the present invention exemplifies a millimeter wave. In addition, the millimeter wave antenna according to the present invention may be composed of a substrate direct waveguide (SIW: Substrate Integrated Waveguide) serial slot array antenna. However, the scope of the present invention is not limited to the illustrated serial slot array antenna, and various types of antennas, for example, a parallel slot array antenna or a serial / parallel array antenna can be implemented in the same or similar manner, Various types of antennas implemented in this way may also fall within the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 안테나의 구조를 보여주는 도면이고, 도 2는, 도 1 의 제 1 유전체 기판(100)의 상부층(120)의 평면도이며, 도 3은 도 1의 제 1 유전체 기판(100)의 하부층(130)의 평면도이며, 도 4는 도 3의 제 2 슬롯이 형성된 영역의 확대도이다.2 is a plan view of the upper layer 120 of the first dielectric substrate 100 of FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view of the upper layer 120 of the first dielectric substrate 100 of FIG. 1, 1 is a plan view of the lower layer 130 of the dielectric substrate 100, and FIG. 4 is an enlarged view of a region where the second slot of FIG. 3 is formed.

도 1 내지 도 4을 참조하면, 안테나는, 제 1 유전체 기판(100) 및 상기 제 1 유전체 기판(100) 아래에 배치되는 제 2 유전체 기판(200)을 포함한다.Referring to FIGS. 1 to 4, the antenna includes a first dielectric substrate 100 and a second dielectric substrate 200 disposed under the first dielectric substrate 100.

여기에서, 상기 제 1 유전체 기판(100)은 소정의 유전율(Er)과 두께(h)를 갖는 비전도성 물질로 이루어진다. Here, the first dielectric substrate 100 is made of a non-conductive material having a predetermined permittivity Er and a thickness h.

상기 제 1 유전체 기판(100)은 유전층(110)과, 상기 유전층(110) 위에 배치되는 상부층(120)과, 상기 유전층(110) 아래에 배치되는 하부층(130)을 포함한다. The first dielectric substrate 100 includes a dielectric layer 110, an upper layer 120 disposed over the dielectric layer 110, and a lower layer 130 disposed below the dielectric layer 110.

상기 유전층(110)은 테프론(Teflon)을 사용할 수 있다.The dielectric layer 110 may be formed of Teflon.

상기 상부층(120)은 상기 유전층(110) 위에 배치되는 금속층이다. 그리고, 상기 하부층(130)은 상기 유전층(110) 아래에 배치되는 금속층이다. The upper layer 120 is a metal layer disposed on the dielectric layer 110. The lower layer 130 is a metal layer disposed under the dielectric layer 110.

다시 말해서, 상기 유전층(110), 상기 상부층(120) 및 상기 하부층(130)을 포함하는 제 1 유전체 기판(100)은 테프론 기판일 수 있다.In other words, the first dielectric substrate 100 including the dielectric layer 110, the upper layer 120, and the lower layer 130 may be a Teflon substrate.

상기 상부층(120)은 복수의 슬롯을 포함하는 그라운드(122)와, 급전을 위한 급전부(121)를 포함한다. 상기 그라운드(122)와 상기 급전부(121)는 상기 상부층(120)을 금속 피막 에칭법을 이용하여 제작할 수 있다. 바람직하게 상기 그라운드(122)는 슬롯(1221)을 포함하는 그라운드일 수 있다. 이때, 상기 상부층(120)은 상기 그라운드(122)에 형성된 슬롯(1221)의 주위를 둘러싸며 배치되는 복수의 비아(1222)를 더 포함할 수 있다. The upper layer 120 includes a ground 122 including a plurality of slots and a feeding part 121 for supplying power. The ground 122 and the feeder 121 may be fabricated using a metal film etching method. Preferably, the ground 122 may be a ground including a slot 1221. The upper layer 120 may further include a plurality of vias 1222 disposed around and surrounding the slots 1221 formed in the ground 122.

상기 비아(1222)는 상기 상부층(120)을 관통하며 배치된다. 바람직하게, 상기 비아(1222)는 상기 상부층(120)뿐 아니라, 상기 상부층(120)을 포함하는 제 1 유전체 기판(100)과 상기 제 2 유전체 기판(200)을 관통하며 배치된다. 이에 따라, 상기 비아(1222)의 일면은 상기 상기 제 1 유전체 기판(100)의 상면(상기 상부층(120)의 상면)을 통해 노출되고, 상기 비아(1222)의 타면은 상기 제 2 유전체 기판(200)의 하면을 통해 노출된다. The vias 1222 are disposed through the upper layer 120. The vias 1222 are disposed to penetrate the first dielectric substrate 100 including the upper layer 120 and the second dielectric substrate 200 as well as the upper layer 120. [ The one surface of the via 1222 is exposed through the top surface of the first dielectric substrate 100 (the top surface of the top layer 120), and the other surface of the via 1222 is exposed through the second dielectric substrate 200). ≪ / RTI >

상기 비아(1222)는 제 1 유전체 기판(100)과 상기 제 2 유전체 기판(200) 사이의 층간 전기적 연결을 위한 통로로써, 전기적으로 단절되어 있는 층을 드릴링(drilling)하여 비아 홀(도시하지 않음)을 형성하고, 상기 형성된 비아 홀을 도전성 물질로 채우거나, 도전 물질로 도금하여 형성될 수 있다. The vias 1222 are passages for interlayer electrical connection between the first dielectric substrate 100 and the second dielectric substrate 200 to drill electrically isolated layers to form via holes ), Filling the formed via hole with a conductive material, or plating with a conductive material.

상기 비아(1222)를 형성하기 위한 금속 물질은 Cu, Ag, Sn, Au, Ni 및 Pd 중 선택되는 어느 하나의 물질일 수 있으며, 상기 금속 물질 충진은 무전해 도금, 전해 도금, 스크린 인쇄(Screen Printing), 스퍼터링(Sputtering), 증발법(Ecaporation), 잉크젯팅 및 디스펜싱 중 어느 하나 또는 이들의 조합된 방식을 이용할 수 있다.The metal material for forming the vias 1222 may be any one selected from Cu, Ag, Sn, Au, Ni, and Pd. The metal material filling may be performed by electroless plating, electrolytic plating, screen printing Printing, sputtering, evaporation, inkjetting, or dispensing may be used, or a combination thereof may be used.

이때, 상기 비아 홀은 기계, 레이저 및 화학 가공 중 어느 하나의 가공 방식에 의해 형성될 수 있다.At this time, the via hole may be formed by any one of mechanical, laser, and chemical processing.

상기 비아 홀이 기계 가공에 의해 형성되는 경우에는 밀링(Milling), 드릴(Drill) 및 라우팅(Routing) 등의 방식을 사용할 수 있고, 레이저 가공에 의해 형성되는 경우에는 UV나 Co2 레이저 방식을 사용할 수 있으며, 화학 가공에 의해 형성되는 경우에는 아미노실란, 케톤류 등을 포함하는 약품을 이용하여 상기 제 1 유전체 기판(100)과 상기 제 2 유전체 기판(200)을 개방할 수 있다.When the via hole is formed by machining, a method such as milling, drilling, and routing can be used. In the case where the via hole is formed by laser machining, UV or Co2 laser method can be used And when it is formed by chemical processing, the first dielectric substrate 100 and the second dielectric substrate 200 can be opened by using a chemical containing aminosilane, ketones, or the like.

한편, 상기 레이저에 의한 가공은 광학 에너지를 표면에 집중시켜 재료의 일부를 녹이고 증발시켜, 원하는 형태를 취하는 절단 방법으로, 컴퓨터 프로그램에 의한 복잡한 형성도 쉽게 가공할 수 있고, 다른 방법으로는 절단하기 어려운 복합 재료도 가공할 수 있다. On the other hand, the processing by the laser is a cutting method in which a part of a material is melted and evaporated by concentrating optical energy on the surface to take a desired shape, and complicated formation by a computer program can be easily processed. Difficult composite materials can be processed.

또한, 상기 레이저에 의한 가공은 절단 직경이 최소 0.005mm까지 가능하며, 가공 가능한 두께 범위로 넓은 장점이 있다. 상기 레이저 가공 드릴로, YAG(Yttrium Aluminum Garnet)레이저나 CO2 레이저나 자외선(UV) 레이저를 이용하는 것이 바람직하다. YAG 레이저는 동박층 및 절연층 모두를 가공할 수 있는 레이저이고, CO2 레이저는 절연층만 가공할 수 있는 레이저이다.In addition, the processing by the laser can have a cutting diameter of at least 0.005 mm, and has a wide range of thickness that can be processed. As the laser processing drill, YAG (Yttrium Aluminum Garnet) laser, CO2 laser or ultraviolet (UV) laser is preferably used. YAG laser is a laser capable of processing both the copper foil layer and the insulating layer, and the CO2 laser is a laser capable of processing only the insulating layer.

상기 비아(1222)는 일정 직경을 가지며, 상호 일정 거리만큼 이격되어 복수 개가 배치될 수 있다. 이때, 상기 복수의 비아(1222)의 각각의 직경은 300㎛일 수 있으며, 상기 복수의 비아(1222)들 사이의 이격 거리는 300㎛일 수 있다.The vias 1222 may have a predetermined diameter and may be spaced apart from each other by a predetermined distance. At this time, the diameter of each of the plurality of vias 1222 may be 300 占 퐉, and the distance between the plurality of vias 1222 may be 300 占 퐉.

한편, 그라운드(122)는 상기 유전층(110)의 상면의 전체 영역에 배치되는 것이 아니라, 일부 영역에만 배치될 수 있다. 즉, 상기 그라운드(122)는 상기 유전층(110)의 상면에 a*b 크기의 장방향 형상을 가질 수 있다. 이때, 상기 그라운드(122)가 가지는 크기는 상기 유전층(110)의 상면의 크기보다 작다.On the other hand, the ground 122 is not disposed in the entire area of the upper surface of the dielectric layer 110, but may be disposed in only a part of the area. That is, the ground 122 may have a shape of a * b length on the upper surface of the dielectric layer 110. At this time, the size of the ground 122 is smaller than the size of the upper surface of the dielectric layer 110.

또한, 상기 유전층(110) 위에는 급전부(121)가 배치된다. 상기 급전부(121)도 상기 그라운드(122)와 마찬가지로 상기 상부층(120)을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 급전부(121)는 통신소자(도시하지 않음)와 상기 상부층(120)의 상기 그라운드(122)를 연결한다. 바람직하게, 상기 급전부(121)는 상기 통신소자를 통해 전달되는 신호를 상기 그라운드(122)로 전달한다. A feed part 121 is disposed on the dielectric layer 110. The power feeder 121 may be formed using the upper layer 120 in the same manner as the ground 122. The power feeder 121 connects a communication element (not shown) and the ground 122 of the upper layer 120. Preferably, the feeder 121 transmits a signal transmitted through the communication element to the ground 122.

이를 위해, 상기 급전부(121)는 일반적으로 사용되는 마이크로 스트립 라인 구조의 신호 전송 라인(1211)을 포함할 수 있다. To this end, the feeder 121 may include a signal transmission line 1211 having a generally used microstrip line structure.

이때, 상기 그라운드(122)의 일단에는 상기 그라운드(122)의 내부 방향으로 함몰된 함몰부(1223)가 형성되며, 상기 급전부(121)의 제 1 영역은 상기 그라운드(122)의 상기 함몰부(1223) 내에 삽입된다. At this time, a depression 1223 depressed inward of the ground 122 is formed at one end of the ground 122, and a first region of the feeder 121 is connected to the recess 122 of the ground 122, (1223).

여기에서, 상기 함몰부(1223)가 가지는 폭은 상기 신호 전송 라인(1211)이 가지는 선폭보다 크다. 따라서, 상기 신호 전송 라인(1211)의 상기 제 1 영역은, 상기 그라운드(122)와 접촉하지 않으면서 상기 함몰부(1223) 내에 삽입된다. Here, the width of the depression 1223 is larger than the line width of the signal transmission line 1211. Therefore, the first region of the signal transmission line 1211 is inserted into the depression 1223 without contacting the ground 122.

다시 말해서, 상기 그라운드(122)와 상기 신호 전송 라인(1211)의 상기 제 1 영역 사이에는 상기 함몰부(1223)에 의해 하부의 상기 유전층(110)의 상면이 노출된다. 즉, 상기 신호 전송 라인(1211)의 상기 제 1 영역의 하부 주위에는 상기 유전층(110)이 둘러싸며 배치될 수 있다. In other words, the upper surface of the lower dielectric layer 110 is exposed by the depression 1223 between the ground 122 and the first region of the signal transmission line 1211. That is, the dielectric layer 110 may be disposed around the lower portion of the first region of the signal transmission line 1211.

즉, 본 발명에서는 상기 신호 전송 라인(1211)의 상기 제 1 영역의 주위의 하부에 상기 유전층(110)이 둘러싸며 배치되도록 하며, 이에 따라 상기 제 1 영역의 주위를 통해 전달되는 신호의 손실을 최소화하도록 한다.That is, in the present invention, the dielectric layer 110 is disposed so as to surround the lower portion of the first region of the signal transmission line 1211, thereby reducing loss of signal transmitted through the periphery of the first region Minimize it.

상기 유전층(110)의 하면에는 상기 하부층(130)이 배치된다.The lower layer 130 is disposed on the lower surface of the dielectric layer 110.

상기 하부층(130)은 상기 비아(1222)를 통해 상기 상부층(120)과 전기적으로 연결된다. 바람직하게, 상기 하부층(130)은 상기 비아(1222)를 통해 상기 상부층(120)의 그라운드(122)와 전기적으로 연결된다.The lower layer 130 is electrically connected to the upper layer 120 via the vias 1222. Preferably, the bottom layer 130 is electrically connected to the ground 122 of the top layer 120 via the vias 1222.

상기 하부층(130)에는 복수의 슬롯이 형성된다. 이때, 상기 복수의 슬롯은 상기 하부층(130) 중 상기 유전층(110) 위에 배치되는 그라운드(122)와 수직으로 중첩되는 중첩 영역(R1)에 형성된다. A plurality of slots are formed in the lower layer 130. At this time, the plurality of slots are formed in the overlapped region R1 which vertically overlaps with the ground 122 disposed on the dielectric layer 110 among the lower layers 130. [

즉, 상기 하부층(130)의 중첩 영역(R1)에는 제 1 슬롯(131) 및 상기 제 1 슬롯(131)과 일정 간격 이격되어 제 2 슬롯(132)이 형성된다. That is, the second slot 132 is formed in the overlap region R1 of the lower layer 130 at a predetermined distance from the first slot 131 and the first slot 131.

상기 제 1 슬롯(131)은 상기 그라운드(122)와 수직으로 중첩되는 상기 유전층(110)의 하면 중 적어도 일부를 노출한다. 이때, 상기 제 1 슬롯(131)은 상기 제 2 유전체 기판(200)에 형성되는 공기층(C)과 수직으로 중첩된다. 상기 공기층(C)은 공극이라고도 할 수 있으며, 상기 신호가 전달되는 통로이다. 명확하게, 상기 공기층(C)은 에어 캐비티(Air Cavity)라고 할 수 있다.The first slot 131 exposes at least a portion of the lower surface of the dielectric layer 110 which is vertically overlapped with the ground 122. At this time, the first slot 131 is vertically overlapped with the air layer C formed on the second dielectric substrate 200. The air layer (C) may be referred to as a gap, and is a passage through which the signal is transmitted. Clearly, the air layer C may be referred to as an air cavity.

따라서, 상기 제 1 슬롯(131)을 통해 노출되는 상기 유전층(110)의 하면은 상기 제 2 유전체 기판(200)의 상기 공기층(C) 내에 배치된다. The lower surface of the dielectric layer 110 exposed through the first slot 131 is disposed in the air layer C of the second dielectric substrate 200.

한편, 상기 제 1 슬롯(131)은 '□'자 형상을 가질 수 있으며, 상기 제 2 유전체 기판(200)에 형성되는 공기층(C)의 크기보다 작은 크기로 형성될 수 있다. The first slot 131 may have a "□" shape and may have a size smaller than that of the air layer C formed on the second dielectric substrate 200.

상기 제 2 슬롯(132)은 상기 하부층(130) 상에 상기 제 1 슬롯(131)과 일정 간격 이격된 위치에 형성된다. 상기 제 2 슬롯(132)은 상기 중첩 영역 내에 배치된다. The second slot 132 is formed on the lower layer 130 at a predetermined distance from the first slot 131. The second slot 132 is disposed in the overlap area.

바람직하게, 상기 제 2 슬롯(132)의 적어도 일부는 상기 신호 전송 라인(1211)의 상기 제 1 영역과 수직으로 중첩되는 영역에 형성된다. Preferably, at least a portion of the second slot 132 is formed in a region that overlaps the first region of the signal transmission line 1211 vertically.

다시 말해서, 상기 제 2 슬롯(132)은 일자 형상을 가지는 제 1 부분(1321)과, 상기 제 1 부분(1321)의 일단에서 상기 제 1 부분(132)의 수직 방향으로 형성되는 제 2 부분(132)과, 상기 제 1 부분(132)의 타단에서 상기 제 1 부분(132)의 수직 방향으로 형성되며 상기 제 2 부분(132)과 평행한 제 3 부분(1323)을 포함한다.In other words, the second slot 132 includes a first portion 1321 having a shape of a rectangle and a second portion 1321 formed at one end of the first portion 1321 in a direction perpendicular to the first portion 132 132 and a third portion 1323 formed at the other end of the first portion 132 in a direction perpendicular to the first portion 132 and parallel to the second portion 132.

즉, 상기 제 2 슬롯(132)의 상기 제 1 부분(1321)과, 상기 제 2 부분(1322)과, 상기 제 3 부분(1323)의 조합 형상은 U자 형상을 갖는다.That is, the combination shape of the first portion 1321, the second portion 1322, and the third portion 1323 of the second slot 132 has a U-shape.

상기 제 2 슬롯(132)은 상기와 같이 U자 형상을 가지며, 수직 방향으로 상기 신호 전송 라인(1211)과 적어도 일부가 중첩되도록 형성된다. 이에 따라, 본 발명에서는 공기층(C)을 가지는 신호 도파관 구조에서, 상기 급전부(121)와 상기 제 1 유전체 기판(100)의 상기 상부층(120) 사이를 삽입 손실 없이 연결할 수 있다.The second slot 132 has a U-shape as described above, and is formed to overlap at least a part with the signal transmission line 1211 in the vertical direction. Accordingly, in the present invention, in the signal waveguide structure having the air layer C, the feeding part 121 and the upper layer 120 of the first dielectric substrate 100 can be connected without insertion loss.

한편, 도 4를 참조하여 상기 제 2 슬롯과 상기 신호 전송 라인(1211) 사이의 관계에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.The relationship between the second slot and the signal transmission line 1211 will be described in more detail with reference to FIG.

상기 제 2 슬롯(132)은 상기 제 1 부분(1321)이 상기 신호 전송 라인(1211)의 상기 제 1 영역과 수직으로 중첩된다. 바람직하게, 상기 제 2 슬롯(132)의 상기 제 1 부분(1321)의 적어도 일부는 상기 제 1 영역과 수직 방향으로 중첩되는 영역에 위치한다. 이때, 상기 제 1 부분(1321)의 좌우 폭은 상기 신호 전송 라인(1211)의 상기 제 1 영역의 좌우 폭보다 크다.The second slot 132 is vertically overlapped with the first portion 1321 of the signal transmission line 1211. Preferably, at least a portion of the first portion 1321 of the second slot 132 is located in a region that overlaps the first region vertically. At this time, the left-right width of the first portion 1321 is larger than the left-right width of the first region of the signal transmission line 1211.

따라서, 상기 제 1 부분(1321)은 수직 방향 내에서 상기 신호 전송 라인(1211)의 제 1 영역과 중첩되는 부분과, 상기 신호 전송 라인(1211)과 중첩되지 않는 부분을 각각 포함한다.Therefore, the first portion 1321 includes a portion overlapping with the first region of the signal transmission line 1211 in the vertical direction, and a portion not overlapping with the signal transmission line 1211, respectively.

그리고, 상기 제 2 부분(1322)은 상기 제 1 부분(1321)의 일단에서 수직 방향으로 절곡되어 배치된다. 바람직하게, 상기 제 2 부분(1322)은 상기 제 1 부분(1321)의 일단에서, 상기 제 1 슬롯(131)이 형성된 방향을 향하여 수직 절곡된다.The second portion 1322 is bent in a vertical direction at one end of the first portion 1321. The second portion 1322 is vertically bent at one end of the first portion 1321 toward the direction in which the first slot 131 is formed.

또한, 상기 제 3 부분(1323)은 상기 제 1 부분(1321)의 타단에서 수직 방향으로 절곡되어 배치된다. 바람직하게, 상기 제 3 부분(1323)은 상기 제 1 부분(1321)의 타단에서, 상기 제 1 슬롯(131)이 형성된 방향을 향하여 수직 절곡된다.The third portion 1323 is bent and arranged in the vertical direction at the other end of the first portion 1321. The third portion 1323 is vertically bent at the other end of the first portion 1321 toward the direction in which the first slot 131 is formed.

한편, 상기 신호 전송 라인(1211)의 상기 제 1 영역은, 수직 방향 내에서 상기 제 2 슬롯(132)의 상기 제 1 부분(1321)과 중첩되는 영역을 포함하며, 상기 중첩되는 영역에 더하여, 수직 방향 내에서 상기 제 2 부분(1322)과 상기 제 3 부분(1323)의 사이 영역으로 돌출되어 배치된다. Meanwhile, the first region of the signal transmission line 1211 includes a region overlapping with the first portion 1321 of the second slot 132 in the vertical direction, and in addition to the overlap region, And is disposed so as to protrude into a region between the second portion 1322 and the third portion 1323 in the vertical direction.

이때, 상기 신호 전송 라인(1211)의 상기 제 1 영역의 끝단은 수직 방향 내에서 상기 제 2 부분(1322)과 상기 제 3 부분(1323)의 사이 영역 내에 배치된다. 즉, 상기 제 2 슬롯(132)과 상기 신호 전송 라인(1211)의 수직 방향 내에서의 위치 관계에 따라 삽입 손실에 큰 차이가 나타난다.At this time, the end of the first region of the signal transmission line 1211 is disposed in the region between the second portion 1322 and the third portion 1323 in the vertical direction. That is, a large difference in insertion loss occurs depending on the positional relationship between the second slot 132 and the signal transmission line 1211 in the vertical direction.

도 5는 본 발명의 실시 예와의 비교 구조를 보여주는 도면이다.5 is a diagram showing a comparison structure with an embodiment of the present invention.

상기와 같이, 본 발명에서는 상기 신호 전송 라인(1211)의 상기 제 1 영역의 끝단이 수직 방향 내에서 상기 제 2 부분(1322)과 상기 제 3 부분(1323)의 사이 영역 내에 배치된다. As described above, in the present invention, the end of the first region of the signal transmission line 1211 is disposed in the region between the second portion 1322 and the third portion 1323 in the vertical direction.

이와 다르게, 도 5의 (A)와 같이, 상기 신호 전송 라인(1211)의 상기 제 1 영역의 끝단은 수직 방향 내에서 상기 제 2 부분(1322)과 상기 제 3 부분(1323)의 사이 영역 내에 배치되지 않고, 상기 제 1 부분(1311) 상에만 배치될 수 있다. 이는, 상기 신호 전송 라인(1211)의 상기 제 1 영역의 길이가 본 발명의 실시 예보다 짧은 경우를 의미한다.5 (A), the end of the first region of the signal transmission line 1211 is located within the region between the second portion 1322 and the third portion 1323 in the vertical direction But may be disposed only on the first portion 1311 without being disposed. This means that the length of the first region of the signal transmission line 1211 is shorter than that of the embodiment of the present invention.

또한, 이와 다르게 도 5의 (B)와 같이, 상기 신호 전송 라인(1211)의 상기 제 1 영역의 끝단은 수직 방향 내에서 상기 제 2 부분(1322)과 상기 제 3 부분(1323)의 사이 영역 내에 배치될 뿐 아니라, 상기 제 2 부분(1322)과 상기 제 3 부분(1323)의 사이 영역을 벗어나는 위치까지 연장될 수 있다. 이는, 상기 신호 전송 라인(1211)의 상기 제 1 영역의 길이가 본 발명의 실시 예보다 더 긴 경우를 의미한다.5B, the end of the first region of the signal transmission line 1211 is connected to the region between the second portion 1322 and the third portion 1323 in the vertical direction, And may extend to a position outside the area between the second portion 1322 and the third portion 1323. [ This means that the length of the first area of the signal transmission line 1211 is longer than that of the embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시 예의 구조와 비교 구조의 삽입 손실을 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing the insertion loss of the structure of the embodiment of the present invention and the comparative structure.

도 6의 그래프에서 A는 도 5의 (A) 구조에 의해 발생하는 삽입 손실을 보여주고, B는 도 5의 (B) 구조에 의해 발생하는 삽입 손실을 보여주며, C는 도 4에 따른 본 발명의 실시 예의 구조에 의해 발생하는 삽입 손실을 보여준다.In the graph of Fig. 6, A shows the insertion loss caused by the structure of Fig. 5 (A), B shows the insertion loss caused by the structure of Fig. 5 (B) The insertion loss caused by the structure of the embodiment of the present invention is shown.

도 6에 나타난 바와 같이, 76.5GHz 주파수 영역에서, 상기 A 구조는 0.91dB의 삽입 손실이 나타나는 것을 확인할 수 있었으며, 상기 B 구조는 0.84dB의 삽입 손실이 나타나는 것을 확인할 수 있었으며, 본 발명의 실시 예의 구조는 상기 A 및 B 구조와는 확연히 구분되는 0.13dB의 삽입 손실이 나타나는 것을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 6, in the frequency band of 76.5 GHz, the A structure showed an insertion loss of 0.91 dB, and the B structure showed an insertion loss of 0.84 dB. It was confirmed that the insertion loss of 0.13 dB is clearly distinguished from the A and B structures.

한편, 상기 제 1 유전체 기판(100) 아래에는 제 2 유전체 기판(200)이 배치된다. 상기 제 2 유전체 기판(200)은 상기 제 1 유전체 기판(100)으로부터 전달되는 밀리미터파의 신호를 전달하는 도파관이다.Meanwhile, a second dielectric substrate 200 is disposed under the first dielectric substrate 100. The second dielectric substrate 200 is a waveguide that transmits a millimeter wave signal transmitted from the first dielectric substrate 100.

다시 말해서, 상기 제 2 유전체 기판(200)은 상기 제 1 유전체 기판(100)로부터 신호를 전달받아 내부의 공기층(C)을 통해 상기 신호를 전송한다. 이때, 상기 신호는 상기 유전층(110)이 가지는 테프론의 유전율과, 상기 제 2 유전체 기판(200)의 공기층(C)이 가지는 유전율(Er=1)이 상호 결합된 유효 유전율에 의해 상기 공기층(C)을 통해 전달된다. In other words, the second dielectric substrate 200 receives the signal from the first dielectric substrate 100 and transmits the signal through the internal air layer C. At this time, the signal is generated by the dielectric constant of Teflon of the dielectric layer 110 and the permittivity (Er = 1) of the air layer C of the second dielectric substrate 200 to the air layer C ).

이를 위해, 상기 제 2 유전체 기판(200)은 제 1 절연층(210)과, 상기 제 1 절연층(210) 위에 배치되는 제 1 금속층(220)과, 상기 제 1 금속층(220) 위에 배치되는 제 1 접착층(230)과, 상기 제 1 접착층(230) 위에 배치되는 제 2 금속층(240)과, 상기 제 2 금속층(240) 위에 배치되는 제 2 절연층(250)과, 상기 제 2 절연층(250) 위에 배치되는 제 3 금속층(260)과, 상기 제 3 금속층(260) 위에 배치되는 제 2 접착층(270)을 포함한다.The second dielectric substrate 200 includes a first dielectric layer 210, a first metal layer 220 disposed on the first dielectric layer 210, and a second metal layer 220 disposed on the first metal layer 220. A second metal layer 240 disposed on the first adhesive layer 230; a second insulating layer 250 disposed on the second metal layer 240; A third metal layer 260 disposed on the first metal layer 250 and a second adhesive layer 270 disposed on the third metal layer 260.

상기 제 1 접착층(230)은 프리프레그일 수 있으며, 상면에 상기 제 1 금속층(220)이 배치된 제 1 절연층(210)과, 하면에 상기 제 2 금속층(240)이 배치된 제 2 절연층(220) 사이에 접착력을 제공하여 상호 결합될 수 있도록 한다.The first adhesive layer 230 may be a prepreg and includes a first insulating layer 210 on the upper surface of which the first metal layer 220 is disposed and a second insulating layer 210 on the lower surface of which the second metal layer 240 is disposed. To provide an adhesive force between the layers 220 so that they can be coupled to each other.

제 2 접착층(270)은 상면에 제 3 금속층(260)이 배치된 상기 제 2 절연층(250)과 상기 제 1 유전체 기판(100) 사이에 접착력을 제공하여 상호 결합될 수 있도록 한다.The second adhesive layer 270 may provide an adhesive force between the second dielectric layer 250 on which the third metal layer 260 is disposed and the first dielectric substrate 100 to be coupled to each other.

제 1 절연층(210)과 제 2 절연층(250)은 일정 두께의 상기 공기층(C)을 확보하기 위하여 형성된다. 이때, 하나의 절연층으로 상기 공기층(C)의 두께를 확보할 수 있다면, 상기 절연층은 본 발명에서와 같이 2개의 층이 아닌 1개의 층으로도 형성될 수 있을 것이다. 또한, 상기 절연층은 본 발명에서와 같이 2개의 층이 아닌 3개의 층이나 그 이상의 층으로도 형성될 수 있을 것이다.The first insulating layer 210 and the second insulating layer 250 are formed to secure the air layer C having a predetermined thickness. At this time, if the thickness of the air layer (C) can be secured by one insulating layer, the insulating layer may be formed as one layer instead of two layers as in the present invention. In addition, the insulating layer may be formed of not only two layers but also three or more layers as in the present invention.

상기 제 1 절연층(210) 및 제 2 절연층(250)은 에폭시(epoxy),듀로이드(Duroid), 베이크라이트, 고저항 실리콘, 유리, 알루미나, LTCC 및 에어폼(Air form) 등을 사용할 수 있으나, 바람직하게 비교적 단가가 저렴한 FR-4를 사용한다.The first insulating layer 210 and the second insulating layer 250 may be formed using epoxy, duroid, bakelite, high resistance silicon, glass, alumina, LTCC and air form. Preferably FR-4, which is relatively inexpensive.

상기 제 1 금속층(220), 제 2 금속층(240) 및 제 3 금속층(260)은 각 층들 사이에 배선 역할을 하는 회로 패턴을 포함한다. The first metal layer 220, the second metal layer 240, and the third metal layer 260 include a circuit pattern serving as a wiring between the respective layers.

한편, 상기 제 2 유전체 기판(200) 내에는 상기 제 2 접착층(270), 제 3 금속층(260), 제 2 절연층(250), 제 2 금속층(240) 및 상기 제 1 접착층(230)을 관통하는 공기층(C)이 형성된다.Meanwhile, the second adhesive layer 270, the third metal layer 260, the second insulating layer 250, the second metal layer 240, and the first adhesive layer 230 are formed in the second dielectric substrate 200, An air layer C penetrating therethrough is formed.

상기 공기층(C)은 상기 제 1 유전체 기판(100)의 상부에 형성되는 상기 그라운드(122)와 수직으로 중첩되는 영역 내에 배치된다. 바람직하게, 상기 공기층(C)의 위치는 상기 그라운드(122)를 구성하는 비아(1222)의 위치에 의해 결정될 수 있다. The air layer C is disposed in a region vertically overlapping with the ground 122 formed on the first dielectric substrate 100. Preferably, the position of the air layer C may be determined by the position of the vias 1222 constituting the ground 122.

상기 공기층(C)은 상기 비아(1222)가 둘러싸고 있는 내부 영역과 수직으로 중첩되는 위치에 형성된다. 따라서, 상기 비아(1222)는 상기 제 2 유전체 기판(200)을 관통하며 배치되는데, 상기 공기층(C)이 상기 비아(1222)의 내부 영역에 배치되기 때문에, 상기 비아(1222)와 상기 공기층(C)은 상기 제 2 유전체 기판(200) 내에서 일정 간격 이격된다.The air layer C is formed at a position vertically overlapping with an inner region enclosed by the vias 1222. Accordingly, the vias 1222 are disposed through the second dielectric substrate 200. Since the air layer C is disposed in the inner region of the vias 1222, the vias 1222 and the air layer C are spaced apart from each other in the second dielectric substrate 200 by a predetermined distance.

한편, 상기 공기층(C)이 가지는 두께는, 상기 제 1 유전체 기판(100)의 두께, 바람직하게는 상기 유전층(110)의 두께보다 두꺼운 것이 바람직하다.The thickness of the air layer (C) is preferably larger than the thickness of the first dielectric substrate (100), preferably, the thickness of the dielectric layer (110).

본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 공기층 도파관의 특성과 유전율 특성을 상호 결합한 형태로, 낮은 두께의 테프론 대비 상대적으로 높은 두께의 공기층으로 밀리미터파를 전송함에 따른 신호 손실을 최소화할 수 있고, 테프론으로 패턴(슬롯 타입 외)을 구현함으로써, 밀리미터파 안테나의 제작 용이성을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the characteristics of the air layer waveguide and the dielectric constant characteristics are combined with each other, so that the signal loss due to the transmission of the millimeter wave to the air layer having a relatively higher thickness than that of the Teflon with a low thickness can be minimized, By implementing the pattern (other than the slot type), the fabrication easiness of the millimeter wave antenna can be improved.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 낮은 두께의 테프론을 사용하여 SIW를 구현할 수 있는 구조뿐만 아니라, 전송 손실을 최소화할 수 있는 공기층을 포함으로써, 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, not only a structure capable of implementing SIW using a low-thickness Teflon but also an air layer capable of minimizing transmission loss can improve the product reliability.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 테프론에 의한 유전율(Er)과 공기층층의 유전율(Er=1)이 상호 결합된 유효 유전율에 의해 신호가 전달이 되며, 이에 따라 구조 설계의 자유도를 향상시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the signal is transmitted by the effective permittivity of coupling the permittivity (Er) by the Teflon and the permittivity (Er = 1) of the air layer, .

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 도파관 모드(Transverse Electric 10)로 신호의 전송이 이루어지기 때문에, 공기층층에 의한 에너지 손실이 테프론의 매질의 손실 계수(Df)에 비해 상대적으로 저손실 특성을 가질 수 있다. In addition, according to the embodiment of the present invention, since the signal is transmitted to the waveguide mode (Transverse Electric 10), the energy loss due to the air layer is relatively low compared to the loss coefficient (Df) of the medium of Teflon Lt; / RTI >

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 테프론의 상부층을 이용하여 패턴을 구현함으로써, 공기층만을 포함하는 구조가 가지는 안테나 설계의 단점을 극복할 수 있으며, 이에 따른 슬롯 패턴 제작의 난이도를 저감할 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, by embodying the pattern using the upper layer of Teflon, it is possible to overcome the disadvantage of the antenna design having the structure including only the air layer, thereby reducing the difficulty have.

또한, 본 발명에서는 테프론의 상부층과 통신소자 사이의 연결을 위한 전송 라인을 설계함으로써, 삽입 손실(Insertion Loss)를 최소화할 수 있다.Also, in the present invention, by designing the transmission line for connection between the upper layer of Teflon and the communication element, the insertion loss can be minimized.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 신호 특성을 보여주는 도면이다.7 is a diagram illustrating signal characteristics according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 입력 신호와 반사 신호의 비는 76.50GHz 주파수에서 -21.47dB을 가지고 있었으며, 이에 따른 신호 손실이 최소화되는 것을 확인할 수 있었다.Referring to FIG. 7, the ratio of the input signal to the reflected signal according to the embodiment of the present invention is -21.47 dB at 76.50 GHz, which indicates that the signal loss is minimized.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나의 방사 특성을 보여주는 도면이다.8 is a view showing radiation characteristics of an antenna according to an embodiment of the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 0도의 커브를 기준으로 76.5GHz 주파수에서 최대 13.2925dB의 신호 게인이 형성되는 것을 확인할 수 있었으며, 90도의 커브를 기준으로 76.5GHz 주파수에서 최대 12.4109dB의 신호 게인이 형성되는 것을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 8, it was confirmed that a signal gain of 13.2925 dB was formed at a frequency of 76.5 GHz based on a curve of 0 degree, and a signal gain of 12.4109 dB was formed at a frequency of 76.5 GHz based on a curve of 90 degrees .

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나에서의 신호 손실을 보여주는 도면이다.9 is a diagram illustrating signal loss in an antenna according to an embodiment of the present invention.

도 9에 도시된 바와 같이, 76.5GHz의 주파수에서 본 발명에서의 공기층(C)을 포함하는 안테나 구조가 가지는 신호 손실을 0.17dB이 나타나는 것을 확인할 수 있었다.As shown in Fig. 9, it was confirmed that the signal loss of the antenna structure including the air layer C of the present invention at a frequency of 76.5 GHz is 0.17 dB.

도 10은 본 발명의 안테나와의 비교 구조에 대한 신호 손실을 나타낸 도면이다.10 is a diagram showing signal loss for a comparison structure with an antenna of the present invention.

도 10의 A는 일반적인 테프론층만을 이용하여 SIW 안테나를 구현한 경우에서 나타나는 신호 손실을 보여주고, 도 10의 B는 Conventional Micro-Strip Line에서 나타나는 신호 손실을 보여준다.FIG. 10A shows the signal loss in the case of implementing the SIW antenna using only the general Teflon layer, and FIG. 10B shows the signal loss in the conventional micro-strip line.

도 10의 A에서와 같이, 일반적인 테프론층만을 이용하여 SIW 안테나를 구현한 경우에는 0.72dB의 신호 손실이 발생하였고, 도 10의 B에서와 같이, Conventional Micro-Strip Line에서는 1.08dB의 신호 손실이 나타나는 것을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 10A, a signal loss of 0.72 dB occurs when the SIW antenna is implemented using only a general Teflon layer, and a signal loss of 1.08 dB is generated in the conventional micro-strip line, as shown in FIG. I can confirm that it appears.

도 11 내지 도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 슬롯의 다양한 구현 예를 나타낸 도면이다.11 to 15 are views showing various embodiments of the slot according to the embodiment of the present invention.

도 11은 전형적이며 대중적으로 사용되고 있는 도파관 배열 안테나 구조로써 병렬 연결로 등가화되는 슬롯 배열 안테나가 예시되었다.11 is a typical and widely used waveguide array antenna structure, in which a slot array antenna that is equivalent to a parallel connection is illustrated.

여기서, 모든 방사 슬롯(301 내지 404)은, 공진(Resonance)에 해당되는 길이 및 오프셋(offset)을 가지며, 도파관의 중심에서 떨어진 오프셋 거리에 따라 다양한 병렬 서셉턴스(susceptance)를 가진다. Here, all the radiating slots 301 to 404 have a length and an offset corresponding to resonance, and have various parallel susceptances depending on offset distances away from the center of the waveguide.

그 밖에 각 방사 슬롯은, 도파관 관내 파장(guide wavelength)의 반파장(λg/2) 거리만큼 떨어져 배치되어, 상기 각 방사 슬롯에 유도되는 전장 벡터의 위상은 동일하며, 높은 순도의 선형 편파를 방사할 수 있다.In addition, each radiating slot is arranged at a distance of a half wavelength (? G / 2) of the guide wavelength, and the phase of the electric field vector induced in each radiating slot is the same, can do.

도 12는 본 발명과 관련하여, 교차 회전 각도를 가지는 직렬 슬롯 배열 안테나 구조를 설명하기 위해 도시한 도면이다.12 is a diagram illustrating a serial slot array antenna structure having a crossover angle in the context of the present invention.

도 12의 단일 방사 슬롯은, 공진에 해당되는 길이를 가지며 회전 각도에 따라 다양한 직렬 레지스턴스(resistance)를 가진다.The single radiating slot in Fig. 12 has a length corresponding to the resonance and has various series resistances depending on the rotation angle.

여기서, 각 방사 슬롯(401 내지 404)은, 도파관 관내 파장(guide wavelength)의 반파장 거리만큼 떨어져 배치된다.Here, each of the radiating slots 401 to 404 is disposed at a half wavelength distance from the waveguide tube guide wavelength.

도 13은 본 발명과 관련하여, 동일한 회전 각도를 가진 직렬 슬롯 배열 안테나 구조를 설명하기 위해 도시한 도면이다.Fig. 13 is a diagram for explaining a serial slot array antenna structure having the same rotation angle, in the context of the present invention.

도 13의 단일 방사 슬롯은, 공진에 해당되는 길이를 가지며 회전 각도에 따라 다양한 직렬 레지스턴스를 가진다.The single radiating slot in Fig. 13 has a length corresponding to the resonance and has various series resistances according to the rotation angle.

여기서, 각 방사 슬롯(501 내지 502)은, 도파관 관내 파장의 한 파장 거리만큼 떨어져 배치되며, 모든 방사 슬롯은 동일한 전장 위상(phase) 정보를 가진다.Here, each of the radiating slots 501 to 502 is spaced apart by a wavelength of the wavelength in the waveguide tube, and all the radiating slots have the same overall phase information.

따라서, 각 방사 슬롯(501 내지 502)에 유도되는 전장 벡터 방향은 동일하여 순도 높은 선형 편파를 발생시킬수 있다.Therefore, the directions of the electric field vectors induced in the respective radiation slots 501 to 502 are the same, so that linearly polarized waves with high purity can be generated.

도 14는 본 발명과 관련하여, 진행파(traveling-wave) 직렬 슬롯 배열 안테나 구조를 설명하기 위해 도시한 도면이다.FIG. 14 is a diagram illustrating a traveling-wave serial slot array antenna structure according to the present invention.

도 14의 진행파 직렬 슬롯 배열 안테나는, 방사 슬롯 간의 간격은 일정하지 않고 서로 다른 간격을 가진 구조이다.The traveling wave serial slot array antenna of Fig. 14 has a structure in which the intervals between the radial slots are not constant but have different intervals.

또한, 도 14의 진행파 배열 안테나(601 내지 604)는, 마지막 슬롯(404) 즉, 슬롯 배열 끝에는, 도파관의 특성 임피던스 로드(load)로 종단(termination)된다.In addition, the progressive wave array antennas 601 to 604 of FIG. 14 are terminated at the last slot 404, that is, at the slot array end, by the characteristic impedance load of the waveguide.

도 15는 본 발명과 관련하여, 슬롯 쌍(slot pair) 직렬 슬롯 배열 안테나 구조를 설명하기 위해 도시한 도면이다.15 is a diagram illustrating a slot pair serial slot array antenna structure according to the present invention.

도 15의 레이더 안테나는, 두 개의 방사 슬롯이 하나의 쌍을 형성하며 직렬로 배열된 안테나 구조이다.The radar antenna of Fig. 15 is an antenna structure in which two radiating slots form one pair and are arranged in series.

여기서, 도 15와 같은 레이더 안테나는, 방사 슬롯(701 내지 702, 703 내지 704) 간의 간격이 매우 좁아 상호 커플링 임피던스(mutual coupling impedance)를 반드시 고려해야 하며, 반복적인 계산을 통한 설계만이 가능하여 그 설계가 매우 까다롭다.In the radar antenna shown in FIG. 15, the spacing between the radiating slots 701 to 702 and 703 to 704 is very narrow, so mutual coupling impedance must be taken into consideration. Only through the iterative calculation, Its design is very tricky.

도 16은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 안테나의 구조를 보여주는 도면이다.16 is a view showing the structure of an antenna according to a second embodiment of the present invention.

도 16을 참조하면, 안테나는, 제 1 유전체 기판(100) 및 상기 제 1 유전체 기판(100) 아래에 배치되는 제 2 유전체 기판(200)을 포함한다.Referring to FIG. 16, the antenna includes a first dielectric substrate 100 and a second dielectric substrate 200 disposed under the first dielectric substrate 100.

여기에서, 상기 제 1 유전체 기판(100)은 소정의 유전율(Er)과 두께(h)를 갖는 비전도성 물질로 이루어진다. 상기 제 1 유전체 기판(100)은 유전층(110)과, 상기 유전층(110) 위에 배치되는 상부층(120)과, 상기 유전층(110) 아래에 배치되는 하부층(130)을 포함한다. Here, the first dielectric substrate 100 is made of a non-conductive material having a predetermined permittivity Er and a thickness h. The first dielectric substrate 100 includes a dielectric layer 110, an upper layer 120 disposed over the dielectric layer 110, and a lower layer 130 disposed below the dielectric layer 110.

상기 유전층(110)은 테프론(Teflon)을 사용할 수 있다. 상기 상부층(120)은 상기 유전층(110) 위에 배치되는 금속층이다. 그리고, 상기 하부층(130)은 상기 유전층(110) 아래에 배치되는 금속층이다. The dielectric layer 110 may be formed of Teflon. The upper layer 120 is a metal layer disposed on the dielectric layer 110. The lower layer 130 is a metal layer disposed under the dielectric layer 110.

다시 말해서, 상기 유전층(110), 상기 상부층(120) 및 상기 하부층(130)을 포함하는 제 1 유전체 기판(100)은 테프론 기판일 수 있다.In other words, the first dielectric substrate 100 including the dielectric layer 110, the upper layer 120, and the lower layer 130 may be a Teflon substrate.

상기 비아(1222)는 상기 상부층(120)을 관통하며 배치된다. 바람직하게, 상기 비아(1222)는 상기 상부층(120)뿐 아니라, 상기 상부층(120)을 포함하는 제 1 유전체 기판(100)과 상기 제 2 유전체 기판(200)을 관통하며 배치된다. 이에 따라, 상기 비아(1222)의 일면은 상기 상기 제 1 유전체 기판(100)의 상면(상기 상부층(120)의 상면)을 통해 노출되고, 상기 비아(1222)의 타면은 상기 제 2 유전체 기판(200)의 하면을 통해 노출된다. The vias 1222 are disposed through the upper layer 120. The vias 1222 are disposed to penetrate the first dielectric substrate 100 including the upper layer 120 and the second dielectric substrate 200 as well as the upper layer 120. [ The one surface of the via 1222 is exposed through the top surface of the first dielectric substrate 100 (the top surface of the top layer 120), and the other surface of the via 1222 is exposed through the second dielectric substrate 200). ≪ / RTI >

상기 비아(1222)는 제 1 유전체 기판(100)과 상기 제 2 유전체 기판(200) 사이의 층간 전기적 연결을 위한 통로로써, 전기적으로 단절되어 있는 층을 드릴링(drilling)하여 비아 홀(도시하지 않음)을 형성하고, 상기 형성된 비아 홀을 도전성 물질로 채우거나, 도전 물질로 도금하여 형성될 수 있다. The vias 1222 are passages for interlayer electrical connection between the first dielectric substrate 100 and the second dielectric substrate 200 to drill electrically isolated layers to form via holes ), Filling the formed via hole with a conductive material, or plating with a conductive material.

상기 비아(1222)를 형성하기 위한 금속 물질은 Cu, Ag, Sn, Au, Ni 및 Pd 중 선택되는 어느 하나의 물질일 수 있으며, 상기 금속 물질 충진은 무전해 도금, 전해 도금, 스크린 인쇄(Screen Printing), 스퍼터링(Sputtering), 증발법(Ecaporation), 잉크젯팅 및 디스펜싱 중 어느 하나 또는 이들의 조합된 방식을 이용할 수 있다.The metal material for forming the vias 1222 may be any one selected from Cu, Ag, Sn, Au, Ni, and Pd. The metal material filling may be performed by electroless plating, electrolytic plating, screen printing Printing, sputtering, evaporation, inkjetting, or dispensing may be used, or a combination thereof may be used.

한편, 그라운드(122)는 상기 유전층(110)의 상면의 전체 영역에 배치되는 것이 아니라, 일부 영역에만 배치될 수 있다. 즉, 상기 그라운드(122)는 상기 유전층(110)의 상면에 a*b 크기의 장방향 형상을 가질 수 있다. 이때, 상기 그라운드(122)가 가지는 크기는 상기 유전층(110)의 상면의 크기보다 작다.On the other hand, the ground 122 is not disposed in the entire area of the upper surface of the dielectric layer 110, but may be disposed in only a part of the area. That is, the ground 122 may have a shape of a * b length on the upper surface of the dielectric layer 110. At this time, the size of the ground 122 is smaller than the size of the upper surface of the dielectric layer 110.

상기 제 1 유전체 기판(100) 아래에는 제 2 유전체 기판(200)이 배치된다. 상기 제 2 유전체 기판(200)은 상기 제 1 유전체 기판(100)으로부터 전달되는 밀리미터파의 신호를 전달하는 도파관이다.A second dielectric substrate 200 is disposed under the first dielectric substrate 100. The second dielectric substrate 200 is a waveguide that transmits a millimeter wave signal transmitted from the first dielectric substrate 100.

다시 말해서, 상기 제 2 유전체 기판(200)은 상기 제 1 유전체 기판(100)로부터 신호를 전달받아 내부의 공기층(C)을 통해 상기 신호를 전송한다. 이때, 상기 신호는 상기 유전층(110)이 가지는 테프론의 유전율과, 상기 제 2 유전체 기판(200)의 공기층(C)이 가지는 유전율(Er=1)이 상호 결합된 유효 유전율에 의해 상기 공기층(C)을 통해 전달된다. In other words, the second dielectric substrate 200 receives the signal from the first dielectric substrate 100 and transmits the signal through the internal air layer C. At this time, the signal is generated by the dielectric constant of Teflon of the dielectric layer 110 and the permittivity (Er = 1) of the air layer C of the second dielectric substrate 200 to the air layer C ).

이를 위해, 상기 제 2 유전체 기판(200)은 제 1 절연층(210)과, 상기 제 1 절연층(210) 위에 배치되는 제 1 금속층(220)과, 상기 제 1 금속층(220) 위에 배치되는 제 1 접착층(230)과, 상기 제 1 접착층(230) 위에 배치되는 제 2 금속층(240)과, 상기 제 2 금속층(240) 위에 배치되는 제 2 절연층(250)과, 상기 제 2 절연층(250) 위에 배치되는 제 3 금속층(260)과, 상기 제 3 금속층(260) 위에 배치되는 제 2 접착층(270)을 포함한다.The second dielectric substrate 200 includes a first dielectric layer 210, a first metal layer 220 disposed on the first dielectric layer 210, and a second metal layer 220 disposed on the first metal layer 220. A second metal layer 240 disposed on the first adhesive layer 230; a second insulating layer 250 disposed on the second metal layer 240; A third metal layer 260 disposed on the first metal layer 250 and a second adhesive layer 270 disposed on the third metal layer 260.

상기 제 1 접착층(230)은 프리프레그일 수 있으며, 상면에 상기 제 1 금속층(220)이 배치된 제 1 절연층(210)과, 하면에 상기 제 2 금속층(240)이 배치된 제 2 절연층(220) 사이에 접착력을 제공하여 상호 결합될 수 있도록 한다.The first adhesive layer 230 may be a prepreg and includes a first insulating layer 210 on the upper surface of which the first metal layer 220 is disposed and a second insulating layer 210 on the lower surface of which the second metal layer 240 is disposed. To provide an adhesive force between the layers 220 so that they can be coupled to each other.

제 2 접착층(270)은 상면에 제 3 금속층(260)이 배치된 상기 제 2 절연층(250)과 상기 제 1 유전체 기판(100) 사이에 접착력을 제공하여 상호 결합될 수 있도록 한다.The second adhesive layer 270 may provide an adhesive force between the second dielectric layer 250 on which the third metal layer 260 is disposed and the first dielectric substrate 100 to be coupled to each other.

제 1 절연층(210)과 제 2 절연층(250)은 일정 두께의 상기 공기층(C)을 확보하기 위하여 형성된다. 이때, 하나의 절연층으로 상기 공기층(C)의 두께를 확보할 수 있다면, 상기 절연층은 본 발명에서와 같이 2개의 층이 아닌 1개의 층으로도 형성될 수 있을 것이다. 또한, 상기 절연층은 본 발명에서와 같이 2개의 층이 아닌 3개의 층이나 그 이상의 층으로도 형성될 수 있을 것이다.The first insulating layer 210 and the second insulating layer 250 are formed to secure the air layer C having a predetermined thickness. At this time, if the thickness of the air layer (C) can be secured by one insulating layer, the insulating layer may be formed as one layer instead of two layers as in the present invention. In addition, the insulating layer may be formed of not only two layers but also three or more layers as in the present invention.

상기 제 1 절연층(210) 및 제 2 절연층(250)은 에폭시(epoxy),듀로이드(Duroid), 베이크라이트, 고저항 실리콘, 유리, 알루미나, LTCC 및 에어폼(Air form) 등을 사용할 수 있으나, 바람직하게 비교적 단가가 저렴한 FR-4를 사용한다.The first insulating layer 210 and the second insulating layer 250 may be formed using epoxy, duroid, bakelite, high resistance silicon, glass, alumina, LTCC and air form. Preferably FR-4, which is relatively inexpensive.

상기 제 1 금속층(220), 제 2 금속층(240) 및 제 3 금속층(260)은 각 층들 사이에 배선 역할을 하는 회로 패턴을 포함한다. The first metal layer 220, the second metal layer 240, and the third metal layer 260 include a circuit pattern serving as a wiring between the respective layers.

한편, 상기 제 2 유전체 기판(200) 내에는 상기 제 2 접착층(270), 제 3 금속층(260), 제 2 절연층(250), 제 2 금속층(240) 및 상기 제 1 접착층(230)을 관통하는 공기층(C)이 형성된다.Meanwhile, the second adhesive layer 270, the third metal layer 260, the second insulating layer 250, the second metal layer 240, and the first adhesive layer 230 are formed in the second dielectric substrate 200, An air layer C penetrating therethrough is formed.

상기 공기층(C)은 상기 제 1 유전체 기판(100)의 상부에 형성되는 상기 그라운드(122)와 수직으로 중첩되는 영역 내에 배치된다. 바람직하게, 상기 공기층(C)의 위치는 상기 그라운드(122)를 구성하는 비아(1222)의 위치에 의해 결정될 수 있다. The air layer C is disposed in a region vertically overlapping with the ground 122 formed on the first dielectric substrate 100. Preferably, the position of the air layer C may be determined by the position of the vias 1222 constituting the ground 122.

상기 공기층(C)은 상기 비아(1222)가 둘러싸고 있는 내부 영역과 수직으로 중첩되는 위치에 형성된다. 따라서, 상기 비아(1222)는 상기 제 2 유전체 기판(200)을 관통하며 배치되는데, 상기 공기층(C)이 상기 비아(1222)의 내부 영역에 배치되기 때문에, 상기 비아(1222)와 상기 공기층(C)은 상기 제 2 유전체 기판(200) 내에서 일정 간격 이격된다.The air layer C is formed at a position vertically overlapping with an inner region enclosed by the vias 1222. Accordingly, the vias 1222 are disposed through the second dielectric substrate 200. Since the air layer C is disposed in the inner region of the vias 1222, the vias 1222 and the air layer C are spaced apart from each other in the second dielectric substrate 200 by a predetermined distance.

또한, 상기 제 2 실시 예에서의 안테나는, 상기 공기층(C)에 차단층(290)이 더 형성된다. 상기 차단층(290)은 상기 공기층(C)의 내벽과 바닥면에 형성되며, 그에 따라 상기 공기층(C)의 외부로의 신호 손실을 차단하도록 한다. In addition, in the antenna of the second embodiment, a barrier layer 290 is further formed in the air layer (C). The blocking layer 290 is formed on the inner wall and the bottom surface of the air layer C so that signal loss to the outside of the air layer C is blocked.

본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 공기층 도파관의 특성과 유전율 특성을 상호 결합한 형태로, 낮은 두께의 테프론 대비 상대적으로 높은 두께의 공기층으로 밀리미터파를 전송함에 따른 신호 손실을 최소화할 수 있고, 테프론으로 패턴(슬롯 타입 외)을 구현함으로써, 밀리미터파 안테나의 제작 용이성을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the characteristics of the air layer waveguide and the dielectric constant characteristics are combined with each other, so that the signal loss due to the transmission of the millimeter wave to the air layer having a relatively higher thickness than that of the Teflon with a low thickness can be minimized, By implementing the pattern (other than the slot type), the fabrication easiness of the millimeter wave antenna can be improved.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 낮은 두께의 테프론을 사용하여 SIW를 구현할 수 있는 구조뿐만 아니라, 전송 손실을 최소화할 수 있는 공기층을 포함으로써, 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, not only a structure capable of implementing SIW using a low-thickness Teflon but also an air layer capable of minimizing transmission loss can improve the product reliability.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 테프론에 의한 유전율(Er)과 공기층층의 유전율(Er=1)이 상호 결합된 유효 유전율에 의해 신호가 전달이 되며, 이에 따라 구조 설계의 자유도를 향상시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the signal is transmitted by the effective permittivity of coupling the permittivity (Er) by the Teflon and the permittivity (Er = 1) of the air layer, .

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 도파관 모드(Transverse Electric 10)로 신호의 전송이 이루어지기 때문에, 공기층층에 의한 에너지 손실이 테프론의 매질의 손실 계수(Df)에 비해 상대적으로 저손실 특성을 가질 수 있다. In addition, according to the embodiment of the present invention, since the signal is transmitted to the waveguide mode (Transverse Electric 10), the energy loss due to the air layer is relatively low compared to the loss coefficient (Df) of the medium of Teflon Lt; / RTI >

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 테프론의 상부층을 이용하여 패턴을 구현함으로써, 공기층만을 포함하는 구조가 가지는 안테나 설계의 단점을 극복할 수 있으며, 이에 따른 슬롯 패턴 제작의 난이도를 저감할 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, by embodying the pattern using the upper layer of Teflon, it is possible to overcome the disadvantage of the antenna design having the structure including only the air layer, thereby reducing the difficulty have.

또한, 본 발명에서는 테프론의 상부층과 통신소자 사이의 연결을 위한 전송 라인을 설계함으로써, 삽입 손실(Insertion Loss)를 최소화할 수 있다.Also, in the present invention, by designing the transmission line for connection between the upper layer of Teflon and the communication element, the insertion loss can be minimized.

Claims (12)

제 1 유전체 기판; 및
상기 제 1 유전체 기판 아래에 배치되며, 내부에 공기층이 형성된 제 2 유전체 기판;를 포함하고,
상기 제 1 유전체 기판은,
유전층과,
상기 유전층 위에 배치되며, 적어도 하나의 방사 슬롯이 형성된 그라운드 및 급전부를 포함하는 상부층과,
상기 유전층 아래에 배치되며, 상기 제 2 유전체 기판과 접촉하는 하부층과,
상기 제 1 유전체 기판 및 상기 제 2 유전체 기판을 관통하며, 상기 상부층에 배치되는 상기 방사 슬롯 및 상기 제 2 유전체 기판에 형성되는 상기 공기층의 주위를 둘러싸는 복수의 비아를 포함하는
안테나.
A first dielectric substrate; And
And a second dielectric substrate disposed under the first dielectric substrate and having an air layer formed therein,
Wherein the first dielectric substrate comprises:
A dielectric layer,
An upper layer disposed on the dielectric layer, the upper layer including a ground and a feed part formed with at least one radiation slot,
A lower layer disposed below the dielectric layer and in contact with the second dielectric substrate,
And a plurality of vias passing through the first dielectric substrate and the second dielectric substrate and surrounding the radiating slots disposed in the upper layer and the air layer formed in the second dielectric substrate
antenna.
제 1항에 있어서,
상기 유전층은,
테프론을 포함하는
안테나.
The method according to claim 1,
Wherein,
Containing teflon
antenna.
제 1항에 있어서,
상기 공기층은,
상기 상부층의 상기 그라운드에 형성되는 상기 적어도 하나의 방사 슬롯과 수직 방향으로 중첩되는
안테나.
The method according to claim 1,
The air-
And at least one radiation slot formed in the ground of the upper layer,
antenna.
제 1항에 있어서,
상기 제 2 유전체 기판은,
제 1 절연층과,
상기 제 1 절연층 위에 배치되는 제 1 금속층과,
상기 제 1 금속층 위에 배치되는 제 1 접착층과,
상기 제 1 접착층 위에 배치되는 제 2 금속층과,
상기 제 2 금속층 위에 배치되는 제 2 절연층과,
상기 제 2 절연층 위에 배치되는 제 3 금속층과,
상기 제 3 금속층 위에 배치되는 제 2 접착층을 포함하는
안테나.
The method according to claim 1,
Wherein the second dielectric substrate comprises:
A first insulating layer,
A first metal layer disposed on the first insulating layer,
A first adhesive layer disposed on the first metal layer,
A second metal layer disposed on the first adhesive layer,
A second insulating layer disposed on the second metal layer,
A third metal layer disposed on the second insulating layer,
And a second adhesive layer disposed over the third metal layer
antenna.
제 4항에 있어서,
상기 제 1 절연층 및 상기 제 2 절연층은,
FR4를 포함하고,
상기 제 1 접착층 및 상기 제 2 접착층은,
프리프레그를 포함하는
안테나.
5. The method of claim 4,
Wherein the first insulating layer and the second insulating layer are made of a single-
FR4,
Wherein the first adhesive layer and the second adhesive layer are formed on the substrate,
Containing prepreg
antenna.
제 4항에 있어서,
상기 공기층은,
상기 제 1 접착층, 상기 제 2 금속층, 상기 제 2 절연층, 상기 제 3 금속층 및 상기 제 2 접착층을 관통하는
안테나.
5. The method of claim 4,
The air-
The first metal layer, the second metal layer, the third metal layer, and the second adhesive layer
antenna.
제 1항에 있어서,
상기 공기층의 두께는,
상기 유전층의 두께보다 두꺼운
안테나.
The method according to claim 1,
The thickness of the air layer,
The thickness of the dielectric layer
antenna.
제 1항에 있어서,
상기 그라운드의 일단에는,
상기 급전부의 신호 전송 라인의 제 1 영역이 삽입되는 함몰부가 형성되며,
상기 함몰부의 폭은,
상기 신호 전송 라인의 상기 제 1 영역의 폭보다 크며,
상기 신호 전송 라인의 상기 제 1 영역은,
상기 그라운드와 비접촉하는
안테나.
The method according to claim 1,
At one end of the ground,
A depressed portion into which the first region of the signal transmission line of the feeding part is inserted is formed,
The width of the depression,
The width of the first region of the signal transmission line is larger than the width of the first region of the signal transmission line,
Wherein the first region of the signal transmission line comprises:
Contact with the ground
antenna.
제 8항에 있어서,
상기 하부층은,
상기 공기층과 수직으로 중첩되는 영역에 형성되는 제 1 슬롯과,
상기 제 1 슬롯과 일정 간격 이격되며, 상기 신호 전송 라인의 상기 제 1 영역과 수직으로 중첩되는 영역에 형성되는 제 2 슬롯을 포함하는
안테나.
9. The method of claim 8,
The lower layer comprises:
A first slot formed in a region vertically overlapping with the air layer,
And a second slot formed at a region spaced apart from the first slot by a predetermined distance and vertically overlapping with the first region of the signal transmission line
antenna.
제 9항에 있어서,
상기 제 2 슬롯은,
상기 제 1 영역과 수직 방향으로 중첩되는 영역에 형성되는 제 1 부분과,
상기 제 1 부분의 일단으로부터 상기 제 1 슬롯을 향하여 수직으로 절곡되어 형성되는 제 2 부분과,
상기 제 1 부분의 타단으로부터 상기 제 1 슬롯을 향하여 수직으로 절곡되어 형성되는 제 3 부분을 포함하는
안테나.
10. The method of claim 9,
The second slot
A first portion formed in a region overlapping with the first region in a vertical direction,
A second portion bent perpendicularly from one end of the first portion toward the first slot,
And a third portion bent perpendicularly from the other end of the first portion toward the first slot
antenna.
제 10항에 있어서,
상기 신호 전송 라인의 상기 제 1 영역은,
상기 수직 방향 내에서 상기 제 2 슬롯의 상기 제 1 부분으로부터 돌출되어 적어도 일부가 상기 제 2 부분과 상기 제 3 부분 사이에 배치되는
안테나.
11. The method of claim 10,
Wherein the first region of the signal transmission line comprises:
And at least a portion protruding from the first portion of the second slot in the vertical direction is disposed between the second portion and the third portion
antenna.
제 11항에 있어서,
상기 제 1 영역의 단부는,
상기 수직 방향 내에서, 상기 제 2 부분 및 상기 3 부분 각각의 일단 및 타단 사이에 배치되는
안테나.
12. The method of claim 11,
The end of the first region
Within the vertical direction, between the one end and the other end of each of the second portion and the third portion
antenna.
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