JP7083401B2

JP7083401B2 - 二重偏波アンテナ及びこれを含む二重偏波アンテナアセンブリ

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Publication number: JP7083401B2
Application number: JP2020550576A
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Inventors: ウォンソヨン
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Description

本発明は、二重偏波アンテナ及びこれを含む二重偏波アンテナアセンブリに関する。

マッシブマイモ（Massive MIMO：Multiple Input Multiple Output）技術は、多数のアンテナを用いてデータ伝送容量を大幅に増やす技術として、送信機では、それぞれの送信アンテナを介して互い異なるデータを伝送し、受信機では、適切な信号処理を介して送信データを区別する空間多重化（Spatial multiplexing）技法である。したがって送受信アンテナの個数を同時に増加させることによってチャネル容量が増加し、より多くのデータを転送することができる。例えば、アンテナの数を１０個に増加させると、現在の単一アンテナシステムに比べて同じ周波数帯域を用いて約１０倍のチャネル容量を確保することになる。

マッシブマイモ技術が多数のアンテナを要求するに応じて１つのアンテナモジュールが占めるスペースを減らすこと、つまり、個々のアンテナのサイズを減らすことに対する重要性がさらに増している。二重偏波アンテナは、１つのアンテナ素子で互いに垂直交差する２つの電磁気波信号を送受信する技術としてアンテナ構造の小型化に有利な技術とされる。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、アンテナの小型化に有利な二重偏波アンテナを提供することである。

また、本発明が解決しようとする他の課題は、偏波間の隔離度及び交差偏波識別度を向上させながらも、工程上の接続部位の数及び信号配線の複雑さを減らすことができる二重偏波アンテナを提供することである。

本発明が解決しようとする課題は、以上で言及した課題に限定されず、言及されていないもう１つの課題は、下の記載から当業者なら明確に理解できるだろう。

前記のような課題を解決するために、本発明の一態様による二重偏波アンテナは、ベース基板と、前記ベース基板上に支持される給電部、及び前記給電部上に支持される放射板を含む。

一方、前記給電部は、前記ベース基板上で互いに交差するように配置される第１の給電基板及び第２の給電基板を含む。

一方、前記第１の給電基板は、前記放射板の第１の地点に第１の基準位相信号を供給し、前記放射板の第２の地点に前記第１の基準位相信号に対して逆位相を有する第１の逆位相信号を供給するように構成する第１の給電ラインを含む。

一方、前記第２の給電基板は、前記放射板の第３の地点に第２の基準位相信号を供給し、前記放射板の第４の地点に前記第２の基準位相信号に対して逆位相を有する第２の逆位相信号を供給するように構成する第２の給電ラインを含む。

また、前記のような課題を解決するために、本発明の一態様による二重偏波アンテナアセンブリは、ケーシングと、前記ケーシング上に配置した複数の二重偏波アンテナ、及び、前記複数の二重偏波アンテナを覆うレドームを含む。

本発明の他の具体的な事項は詳細な説明及び図面に含まれる。

本発明の一実施形態に係る二重偏波アンテナのおおよその斜視図である。図１のＩＩ－ＩＩ′のラインに沿って切開した二重偏波アンテナの断面図である。図１のＩＩ－ＩＩ′のラインに沿っての二重偏波アンテナの分解図である。本発明の一実施形態に係る二重偏波アンテナの平面図である。本発明の一実施形態に係る二重偏波アンテナの第１の給電基板の一側面図である。本発明の一実施形態に係る二重偏波アンテナの第２の給電基板の一側面図である。単一の給電方式を例示する比較例の概略図である。本発明の一実施形態に係る給電方式を示す概略図である。比較例に係る構造で現われる放射パターンのシミュレーショングラフである。本発明の一実施形態に係る給電方式で現われる放射パターンのシミュレーショングラフである。本発明の一実施形態に係る二重偏波アンテナアセンブリの透視斜視図である。

以下、本発明の一部の実施形態を例示的な図面を用いて詳しく説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加するに当たり、同一の構成要素に対しては、たとえ他の図面上に表示されても、可能な限り同一の符号を有するようにしていることに留意しなければならない。また、本発明を説明するに当たり、関連した公知の構成または機能についての具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすると判断した場合には、その詳しい説明は省く。

以下で、添付した図面を参照し、本発明に係る実施形態を詳しく説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る二重偏波アンテナのおおよその斜視図である。

図２は図１のＩＩ－ＩＩ′のラインに沿って切開した二重偏波アンテナの断面図である。

図３は図１のＩＩ－ＩＩ′のラインに沿っての二重偏波アンテナの分解図である。

図４は、本発明の一実施形態に係る二重偏波アンテナの平面図である。

図１ないし図４を参照すると、本発明の一実施形態に係る二重偏波アンテナ１は、ベース基板１０、給電部２０、及び放射板５０を含む。

ベース基板１０は、プラスチックまたは金属からなる板状部材であってよい。ベース基板１０は、接地層を含んでよい。ベース基板１０の接地層は、二重偏波アンテナにアースを提供する一方、放射板５０から放射された無線信号に対する反射表面として作用する。これにより放射板５０でベース基板１０に向かって放射された無線信号は、メイン放射方向に反射される。そこで、本発明の一実施形態に係る二重偏波アンテナの前面対背面の比率および利得が向上する。

給電部２０は、ベース基板１０上で支持され、高周波電気信号を放射板５０に供給するように構成する。給電部２０は、ベース基板１０上で互いに交差するように配置する第１の給電基板３０及び第２の給電基板４０を含む。

本発明の一実施形態において、第１の給電基板３０及び第２の給電基板４０は、ベース基板１０上に垂直に直立するように配置し、第１の給電基板３０及び第２の給電基板４０がそれぞれの中央領域で互いに垂直に交差する。

しかし、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の変形実施形態において、給電部２０は、３つ以上の給電基板を含むことができ、３つ以上の給電基板が構造的対称性を有する様々な方式で互いに交差してベース基板１０上に支持されてよい。

第１の給電基板３０は、第１の絶縁基板３１０及び第１の絶縁基板３１０上に形成した第１の給電ライン３２０を含むプリント回路基板であってよい。第２の給電基板４０は、第２の絶縁基板４１０及び第２の絶縁基板４１０上に形成した第２の給電ライン４２０を含むプリント回路基板であってよい。

第１の給電ライン３２０及び第２の給電ライン４２０は、それぞれ放射板５０に高周波電気信号を供給する。図示した実施形態で、第１の給電ライン３２０及び第２の給電ライン４２０は、それぞれ放射板５０と短い距離で離隔して電気的に容量性カップリングされることを例示した。しかし、本発明はこれに限定されず、他の実施形態で、第１の給電ライン３２０及び第２の給電ライン４２０は、それぞれ放射板５０に直接電気的に接触してもよい。

第１の給電基板３０の第１の給電ライン３２０及び第２の給電基板４０の第２の給電ライン４２０の細部構成及び機能は、図５及び図６を参照して下で詳述する。

第１の給電基板３０は、その一側長辺に形成した１つ以上の第１の基板締結突出部３１４を含む。第２の給電基板４０は、その一側長辺に形成した１つ以上の第２の基板締結突出部４１４を含む。

これに対応し、ベース基板１０は、第１の給電基板３０の第１の基板締結突出部３１４が挿入される第１の基板側締結溝および第２の給電基板４０の第２の基板締結突出部４１４が挿入される第２の基板側締結溝を含む。

図示した本発明の一実施形態で、第１の基板締結突出部３１４及び第２の基板締結突出部４１４は、それぞれ２つずつ形成し、これに対応して第１の基板側締結溝および第２の基板側締結溝も２つずつ形成することを例示した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の他の実施形態で、基板締結突出部及び締結溝の個数は、選択的に可変してよく、さらに、第１の給電基板３０及び第２の給電基板４０は、挿入締結方式ではなく、接着または別途の結合部材によってベース基板１０上に締結してもよい。

第１の給電基板３０は、その一側長辺に形成した第１の結合スリット３１６を含む。第１の結合スリット３１６は、第１の給電基板３０の一側長辺の中央から第１の給電基板３０の内部に延びる一字状の開放部である。

同様に、第２の給電基板４０は、その他側長辺に形成した第２の結合スリット４１６（図６に図示）を含む。第２の結合スリット４１６は、第２の給電基板４０の他側長辺の中央から第２の給電基板４０の内部に延びる一字状の開放部である。

第１の結合スリット３１６及び第２の結合スリット４１６を介して第１の給電基板及び第２の給電基板は、互いに交差するように配置する。

本発明の一実施形態で、第１の給電基板３０及び第２の給電基板４０は、その構造および電気的特性が実質的に同一である。例えば、第１の給電基板３０及び第２の給電基板４０の長さ、幅、および厚さはほとんど同じで、ただ、第１の給電基板３０及び第２の給電基板４０が互いに交差するためのそれぞれの構造的特徴、例えば、結合スリットの方向及び構造とそれに伴う給電ラインの一部の形状のみが互いに異なる。

放射板５０は、給電部２０上において、すなわち、第１の給電基板３０及び第２の給電基板４０上で支持される。本発明の一実施形態で、放射板５０は、一面に金属層が形成されたプリント回路基板である。放射板５０は、ベース基板１０に平行して第１の給電基板３０及び第２の給電基板４０に対して垂直に配置する。

本発明の一実施形態で、放射板５０は、長方形を有し、第１の給電基板３０及び第２の給電基板４０がそれぞれ放射板５０の斜め方向を横切るように配置したもので例示した。しかし、本発明はこれに限定されない。放射板５０の形状は、多角形、円形、または環形である。

放射板５０は、１つ以上の第１の放射板側締結溝５２及び１つ以上の第２の放射板側締結溝５４を含む。これに対応し、第１の給電基板３０は、その他側長辺に形成した１つ以上の第１の放射板締結突出部３１２を含んでよく、第２の給電基板４０は、その他側長辺に形成した１つ以上の第２の放射板締結突出部４１２を含んでよい。

第１の放射板締結突出部３１２及び第２の放射板締結突出部４１２は、それぞれ第１の放射板側締結溝５２及び第２の放射板側締結溝５４に挿入して嵌合する。これにより、放射板５０は、第１の給電基板３０及び第２の給電基板４０を介してベース基板１０上で離隔し、しっかりと支持される。

第１の給電基板３０の第１の給電ライン３２０は、放射板５０の第１の地点Ｐ１に、第１の基準位相信号を供給し、放射板５０の第２の地点Ｐ２に第１の逆位相信号を供給する。

同様に、第２の給電基板４０の第２の給電ライン４２０は、放射板５０の第３の地点Ｐ３に第２の基準位相信号を供給し、放射板５０の第４の地点Ｐ４に第２の逆位相信号を供給する。

ここで、第１の基準位相信号及び第１の逆位相信号は、互いに逆の位相を有する高周波信号であり、第２の基準位相信号及び第２の逆位相信号も互いに逆の位相を有する高周波信号である。

本発明の一実施形態に係る二重偏波アンテナで、放射板５０上の第１の地点Ｐ１及び第２の地点Ｐ２をつなぐ直線及び放射板５０上の第３の地点Ｐ３及び第４の地点Ｐ４をつなぐ直線は、互いに直交する。すなわち、第１の地点Ｐ１及び第２の地点Ｐ２をつなぐ直線の方向で１つの偏波（４５偏波）が放射され、第３の地点Ｐ３及び第４の地点Ｐ４をつなぐ直線の方向にもう１つの偏波（－４５偏波）が放射される。

第１の地点Ｐ１と第２の地点Ｐ２との間の距離Ｌ及び第３の地点Ｐ３と第４の地点Ｐ４との間の距離Ｌは、使用周波数帯域の中心周波数の波長λｇに依存し、目標とする特性及び材料によって異なる。例えば交差偏波間の分離度、半電力ビーム幅及び放射板５０の材料の誘電率に応じて異なる。

本発明の一実施形態で、第１の地点Ｐ１と第２の地点Ｐ２、そして第３の地点Ｐ３と第４の地点Ｐ４は、正方形放射板５０から最も距離が遠い２つの地点に、例えば、斜め方向に対向する２つの頂点に隣接する。すなわち、本発明の一実施形態に係る二重偏波アンテナの第１の地点Ｐ１ないし第４の地点Ｐ４は、それぞれ正方形放射板５０の四頂点にそれぞれ隣接する。したがって、本発明の一実施形態に係る二重偏波アンテナは、使用周波数に相当しながら最も小型な構造を有する。

図５は、本発明の一実施形態に係る二重偏波アンテナの第１の給電基板３０の一側面図である。

図５を参照すると、本発明の一実施形態に係る第１の給電基板３０は、第１の絶縁基板３１０及び第１の絶縁基板３１０上に形成した第１の給電ライン３２０を含む。

第１の給電ライン３２０は、第１の接続ライン３２１、第１の基準位相伝達ライン３２２、第１の逆位相伝達ライン３２４、第１の基準位相カップリング電極３２３、及び第１の逆位相カップリング電極３２５を含む。

第１の接続ライン３２１は、第１の給電基板３０の中央を基準に一側短辺に隣接して配置する。第１の接続ライン３２１は、第１の給電基板３０の一側長辺から第１の給電基板３０の内部に、例えば、第１の給電基板３０の他側長辺に向かって延びる回路ラインである。第１の接続ライン３２１の一端は、第１の給電基板３０の一側長辺上からベース基板１０の信号ラインに電気的につながる。本発明の一実施形態で、第１の接続ライン３２１は、はんだ付け６０を介してベース基板１０の信号ラインにつながる。すなわち、本発明の一実施形態に係る二重偏波アンテナの第１の給電基板３０は、表面実装装置（surface mounting device）を用いてベース基板１０に挿入結合し、はんだ付けする。これは、生産コストの削減及び作業効率化を誘発する。

第１の接続ライン３２１の他端は、第１の基準位相伝達ライン３２２の一端及び第１の逆位相伝達ライン３２４の一端につながる。すなわち、第１の基準位相伝達ライン３２２及び第１の逆位相伝達ライン３２４は、第１の接続ライン３２１の他端から枝分かれをし、第１の基準位相伝達ライン３２２は、第１の基準位相カップルリング電極３２３の一端３２７につながり、第１の逆位相伝達ライン３２４は、第１の逆位相カップリング電極３２５の一端３２８につながる。

第１の基準位相伝達ライン３２２は、第１の接続ライン３２１の他端から第１の基準位相カップリング電極３２３の一端につながる基準位相経路の長さを有する。第１の逆位相伝達ライン３２４は、第１の接続ライン３２１の他端から第１の逆位相カップリング電極３２５の一端につながる逆位相経路の長さを有する。

本発明の一実施形態で、第１の逆位相伝達ライン３２４の逆位相経路の長さは、第１の基準位相伝達ライン３２２の基準位相経路の長さよりも長く、例えば、０.５λｇだけ長い。したがって、第１の逆位相カップリング電極３２５の一端に伝達される高周波電気信号は、第１の基準位相カップリング電極３２３の一端に伝達される高周波電気信号に比べ、第１の逆位相伝達ライン３２４の逆位相経路の長さと第１の基準位相伝達ライン３２２の基準位相経路の長さの違いだけ、例えば、０.５λｇだけ遅延して到達する。これにより、第１の基準位相カップリング電極３２３の一端に伝達される高周波電気信号と第１の逆位相カップリング電極３２５の一端に伝達される高周波電気信号は、互いに逆位相、すなわち、同じ大きさの反対極性を有する。

第１の逆位相伝達ライン３２４は、第１の結合スリット３１６を迂回するように形成した第１のバイパスライン３２６を含む。本発明の一実施形態で、第１の逆位相伝達ライン３２４の逆位相経路の長さは、第１のバイパスラインの長さを加えて設定する。

第１の基準位相カップリング電極３２３は、第１の給電基板３０の一側短辺から他側短辺に向かって延びる。第１の基準位相カップリング電極３２３は、第１の接続ライン３２１が隣接する第１の給電基板３０の一側長辺ではなく、その他側長辺の近くに配置する。第１の基準位相カップリング電極３２３の一端は、第１の給電基板３０の一側短辺に隣接して配置し、第１の基準位相カップリング電極３２３は、第１の給電基板３０の一側短辺に隣接した位置から第１の給電基板３０の他側長辺に並んで延びる。第１の基準位相カップリング電極３２３の他端は自由端構造を有する。

第１の逆位相カップリング電極３２５は、第１の給電基板３０の他側短辺から一側短辺に向かって延びる。第１の逆位相カップリング電極３２５は、第１の接続ライン３２１が隣接する第１の給電基板３０の一側長辺ではなく、その他側長辺の近くに配置する。第１の逆位相カップリング電極３２５の一端は、第１の給電基板３０の他側短辺に隣接して配置し、第１の逆位相カップリング電極３２５は、第１の給電基板３０の他側短辺に隣接した位置から第１の給電基板３０の他側長辺に並んで延びる。

第１の基準位相カップリング電極３２３の一端に基準位相の電気信号が印加されると、印加された基準位相の電気信号は、第１の基準位相カップリング電極３２３の一端からその他端に向かい、すなわち、第１の給電基板３０の一側短辺からその他側短辺に向かって給電され、この給電方向に正の給電電流Ｉｆが供給される。

一方、第１の逆位相カップリング電極３２５の他端に逆位相の電気信号が印加されると、印加された逆位相の電気信号は、第１の逆位相カップリング電極３２５の一端からその他端に向かい、すなわち、第１の給電基板３０の他側短辺からその一側短辺に向かって給電され、この給電方向に負の給電電流－Ｉｆが供給される。

ここで正の給電電流及び負の給電電流は互いに逆極性を有する電流を指すものであるだけで、正の給電電流及び負の給電電流の実際の電流値は正の値または負の値のいずれかである。

再度、図１及び図４を一緒に参照すると、第１の基準位相カップリング電極３２３及び第１の逆位相カップリング電極３２５は、放射板５０の第１の地点Ｐ１及び第２の地点Ｐ２をつなぐ１つの対角線方向、例えば、４５偏波方向に配置する。第１の基準位相カップリング電極３２３の一端は、放射板５０の第１の地点Ｐ１に隣接して配置し、第１の基準位相カップリング電極３２３は、放射板５０の第１の地点Ｐ１に隣接した位置で放射板５０の第２の地点Ｐ２に向かう方向に延びる。また、第１の逆位相カップリング電極３２５の一端は、放射板５０の第２の地点Ｐ２に隣接して配置し、第１の逆位相カップリング電極３２５は、放射板５０の第２の地点Ｐ２に隣接した位置で放射板５０の第１の地点Ｐ１に向かう方向に放射板５０に平行して延びる。

そこで、第１の給電基板３０の第１の給電ライン３２０は、放射板５０の第１の地点Ｐ１に基準位相信号を供給し、放射板５０の第２の地点Ｐ２に逆位相信号を供給する。なお、基準位相信号は、放射板５０の第１の地点Ｐ１から第２の地点Ｐ２に向かって給電し、逆位相信号は、放射板５０の第２の地点Ｐ２から第１の地点Ｐ１に向かって給電する。

したがって、本発明の一実施形態によると、１つの偏波を放射するために放射板５０の少なくとも２点を介して給電、いわゆる、二重給電が行われる。併せて、第１の給電基板３０の第１の給電ライン３２０は、放射板５０に、互いに逆位相を有する２つの電気信号を供給する２つのＬプローブ給電構造を形成する。

図６は、本発明の一実施形態に係る二重偏波アンテナの第２の給電基板４０の一側面図である。

図６を参照すると、本発明の一実施形態に係る第２の給電基板４０は、第２の絶縁基板４１０及び第２の絶縁基板４１０上に形成した第２の給電ライン４２０を含む。

第２の給電ライン４２０は、第２の接続ライン４２１、第２の基準位相伝達ライン４２２、第２の逆位相伝達ライン４２４、第２の基準位相カップリング電極４２３、及び第２の逆位相カップリング電極４２５を含む。

前述したように、本発明の一実施形態で、第１の給電基板３０及び第２の給電基板４０は、類似した構造及び機能を有する。したがって、第２の給電基板４０の第２の給電ライン４２０の第２の接続ライン４２１、第２の基準位相伝達ライン４２２、第２の逆位相伝達ライン４２４、第２の基準位相カップリング電極４２３、及び第２の逆位相カップリング電極４２５は、形状及び機能は、前述した第１の給電基板３０の第１の給電ライン３２０の第１の接続ライン３２１、第１の基準位相伝達ライン３２２、第１の逆位相伝達ライン３２４、第１の基準位相カップリング電極３２３、及び第１の逆位相カップリング電極３２５にそれぞれ対応する。

以下では、重複する説明を避けるために、第２の給電基板４０の構成のうち、第１の給電基板３０と異なる構成を中心に説明する。

第２の給電基板４０の第２の逆位相伝達ライン４２４は、第２のバイパスライン４２６を含む。第２のバイパスライン４２６は、第１のバイパスライン３２６とは異なり、第２の結合スリット４１６を迂回するように構成するわけではない。ただし、第２のバイパスライン４２６は、第２の逆位相伝達ライン４２４と、第１の逆位相伝達ライン３２４が同じ逆位相経路の長さを有するように、第２の逆位相伝達ライン４２４に加えられる。

そこで、本発明の一実施形態によると、第１の給電ライン３２０及び第２の給電ライン４２０は、可能な類似の形状を有することができ、全体の二重偏波アンテナ構造の対称性が維持される。

再度、図１及び図４を一緒に参照すると、第２の基準位相カップリング電極４２３及び第２の逆位相カップリング電極４２５は、放射板５０の第３の地点Ｐ３及び第４の地点Ｐ４をつなぐ他の１つの対角線方向、例えば、－４５偏波方向に配置する。第２の基準位相カップリング電極４２３の一端４２７は、放射板５０の第３の地点Ｐ３に隣接して配置し、第２の基準位相カップリング電極４２３は、放射板５０の第３の地点Ｐ３に隣接した位置で放射板５０の第４の地点Ｐ４に向かう方向に延びる。また、第２の逆位相カップリング電極４２５の一端４２８は、放射板５０の第４の地点Ｐ４に隣接して配置し、第２の逆位相カップリング電極４２５は、放射板５０の第４の地点Ｐ４に隣接した位置で放射板５０の第３の地点Ｐ３に向かう方向に放射板５０に平行して延びる。

そこで、第２の給電基板４０の第２の給電ライン４２０は、放射板５０の第３の地点Ｐ３に基準位相信号を供給し、放射板５０の第４の地点Ｐ４に逆位相信号を供給する。なお、基準位相信号は、放射板５０の第３の地点Ｐ３から第４の地点Ｐ４に向かって給電され、逆位相信号は、放射板５０の第４の地点Ｐ４から第３の地点Ｐ３に向かって給電される。

したがって、本発明の一実施形態によると、他の１つの偏波を放射するために放射板５０の少なくとも２点を介して給電、いわゆる、二重給電が行われる。なお、第２の給電基板４０の第２の給電ライン４２０は、放射板５０に、互いに逆位相を有する２つの電気信号を供給する２つのＬプローブ給電構造を形成する。

図７は、単一の給電方式を例示する比較例の概略図である。

図８は、本発明の一実施形態に係る給電方式を示す概略図である。

図９は、比較例に係る構造で現われる放射パターンのシミュレーショングラフである。

図１０は、本発明の一実施形態に係る給電方式で現われる放射パターンのシミュレーショングラフである。

図７を参照すると、一方向にのみ延びる例示的給電ラインを有する例示的給電ライン、及びこれに支持される放射板５０を比較例として例示した。

比較例では、１つのはんだ付け６０を介して例示的給電ラインに高周波の電気信号が印加し、この信号は、例示的な給電基板の一側短辺から他側短辺に向かい、または放射板５０の一地点から他の地点に向かって一方向に給電される。

信号給電に応じて放射板５０上に一方向に流れる給電電流が誘導される。しかし、比較例では給電が例示的基板の一方向に偏向して行われることから、給電電流は放射板５０上で非対称的な分布を有する。給電電流の非対称性は放射板５０に放射される電磁気波の非対称性を生じさせ、これはアンテナ品質の阻害要因になる。

図９の比較例に係る放射パターンの非対称性が現れる。比較例に係る構造で同じ偏波で放射パターンの中心ラインＣＬ１は、基準線Ｌ０から非対称移動（ｄ）して非対称性があることが分かる。

図８を参照すると、本発明の一実施形態に係る給電方式は、１つの偏波を放射するために放射板５０の少なくとも２地点を介して給電する方式、いわゆる、二重給電方式を有する。

第１の基準位相カップリング電極３２３及び第１の逆位相カップリング電極３２５により、互いに反対方向に正の給電電流及び負の給電電流が形成する。また、第１の逆位相カップリング電極３２５で形成した逆方向の負の給電電流は、電気的に正方向の正の給電電流と解釈することができる。したがって、第１の基準位相カップリング電極３２３及び、第１の逆位相カップリング電極３２５は、同じ方向の給電電流を形成するものとみられ、これは放射板５０が対称性を有するダイポールアンテナで機能させることができる。

図１０に示すように、本発明の一実施形態に係る給電方式は、対称的な放射パターンを示す。本構造にて同じ偏波で放射パターンの中心ラインＣＬ２は、基準線Ｌ０とほぼ一致する対称性を示す。

特に、注目すべき点は、本発明の一実施形態に係る給電方式は、１つの給電基板の給電ラインがベース基板１０の１つの地点、例えば、１つのはんだ付け６０を介して１つの高周波信号の供給を受けるも、放射板５０の２つの地点で逆位相の二重給電を実現できるという点である。これはベース基板１０の信号配線を単純にすることはもちろん、２つでなく、単一のはんだ付け６０または１つのコネクタのみを要求するため、工程の所要を減らし、製品の信頼性を向上させることができる。

さらに、放射板５０を二重偏波アンテナ素子で構成する場合、従来のバラン形式の二重偏波アンテナ構造は、２つの基準位相の高周波信号及び２つの逆位相の高周波信号を形成する複雑な信号配線構造をベース基板１０上に設けなければならない。このような複雑な配線構造は、ベース基板１０の底面に多くの面積で露出させて隔離度を劣化させる問題が生じ、これは製品の小型化を阻害する。

一方、本発明の一実施形態に係る二重偏波アンテナは、第１の給電基板３０及び第２の給電基板４０にそれぞれ逆位相の二重給電回路を形成することから、このような空間的および電気的制約を克服し、アンテナの小型化に有利である。

図１１は、本発明の一実施形態に係る二重偏波アンテナアセンブリの透視斜視図である。

図１１を参照すると、本発明の一実施形態に係る二重偏波アンテナアセンブリは、ケーシング２、ケーシング２の一面に配置した複数の二重偏波アンテナ、および複数の二重偏波アンテナを覆うレドーム３を含む。

本実施形態で、それぞれの二重偏波アンテナは、先に図１ないし図１０を参照して説明した二重偏波アンテナと実質的に同じであり、複数の二重偏波アンテナは、１つのベース基板１０を共有する。

以上の説明は、本実施形態の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、本実施形態の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本実施形態の本質的な特性から逸脱しない範囲で様々な修正及び変形が可能である。したがって、本実施形態は、本実施形態の技術思想を限定するためのものではなく説明するためのものであり、このような実施形態によって本実施形態の技術思想の範囲が限定されるものではない。本実施形態の保護範囲は上の請求の範囲によって解釈されるべきであり、その同等の範囲内にあるすべての技術思想は、本実施形態の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

１：二重偏波アンテナ１０：ベース基板
２０：給電３０：第１の給電基板
４０：第２の給電基板５０：放射板
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION
本特許出願は、本明細書にその全体が参考として含まれる、２０１７年１２月１９日付にて韓国に出願した特許出願番号第１０－２０１７－０１７５４３２号に対して優先権を主張する。

Claims

ベース基板と、
前記ベース基板上に支持される給電部と、
前記給電部上に支持される放射板とを備え、
前記給電部は、前記ベース基板上で互いに交差するように配置される第１の給電基板及び第２の給電基板を含み、
前記第１の給電基板は、前記放射板の第１の地点に第１の基準位相信号を供給し、前記放射板の第２の地点に前記第１の基準位相信号に対して逆位相を有する第１の逆位相信号を供給するように構成する第１の給電ラインを含み、
前記第２の給電基板は、前記放射板の第３の地点に第２の基準位相信号を供給し、前記放射板の第４の地点に前記第２の基準位相信号に対して逆位相を有する第２の逆位相信号を供給するように構成する第２の給電ラインを含み、
前記第１の給電ラインは、
前記第１の給電基板の一側短辺と隣接して配置され、前記第１の給電基板の一側短辺から前記第１の給電基板の他側短辺に向かって延在することで、前記第１の地点から前記第２の地点へ向かう方向に平行して延びるように形成された一つの第１の基準位相カップリング電極と、
前記第１の給電基板の他側短辺と隣接して配置され、前記第１の給電基板の他側短辺から前記第１の給電基板の一側短辺に向かって延在することで、前記第２の地点から前記第１の地点へ向かう方向に平行して延びるように形成された一つの第１の逆位相カップリング電極と、
一端が前記第１の給電ラインの一側長辺上で前記ベース基板の信号ラインに電気的につながる第１の接続ラインと、
前記第１の接続ラインの他端から前記第１の基準位相カップリング電極の一端につながる第１の基準位相伝達ラインと、
前記第１の接続ラインの他端から前記第１の逆位相カップリング電極の一端につながる第１の逆位相伝達ラインとを含み、
前記第２の給電ラインは、
前記第２の給電基板の一側短辺と隣接して配置され、前記第２の給電基板の一側短辺から前記第２の給電基板の他側短辺に向かって延在することで、前記第３の地点から前記第４の地点へ向かう方向に平行して延びるように形成された一つの第２の基準位相カップリング電極と、
前記第２の給電基板の他側短辺と隣接して配置され、前記第２の給電基板の他側短辺から前記第２の給電基板の一側短辺に向かって延在することで、前記第４の地点から前記第３の地点へ向かう方向に平行して延びるように形成された一つの第２の逆位相カップリング電極と、
一端が前記第２の給電ラインの一側長辺上で前記ベース基板の信号ラインに電気的につながる第２の接続ラインと、
前記第２の接続ラインの他端から前記第２の基準位相カップリング電極の一端につながる第２の基準位相伝達ラインと、
前記第２の接続ラインの他端から前記第２の逆位相カップリング電極の一端につながる第２の逆位相伝達ラインとを含み、
前記第１の給電ラインは、前記放射板に第１の基準位相信号及び第１の逆位相信号を供給する２つのＬプローブ給電構造を形成し、
前記第２の給電ラインは、前記放射板に第２の基準位相信号及び第２の逆位相信号を供給する２つのＬプローブ給電構造を形成する、二重偏波アンテナ。
前記第１の給電ラインは、前記第１の地点から前記第２の地点へ向かう方向に、前記放射板に前記第１の基準位相信号を供給し、前記第２の地点から前記第１の地点へ向かう方向に、前記放射板に第１の逆位相信号を供給するように構成し、
前記第２の給電ラインは、前記第３の地点から前記第４の地点へ向かう方向に、前記放射板に第２の基準位相信号を供給し、前記第４の地点から前記第３の地点へ向かう方向に、前記放射板に第２の逆位相信号を供給するように構成する、請求項１に記載の二重偏波アンテナ。
前記第１の逆位相伝達ラインの経路の長さは、前記第１の基準位相伝達ラインの経路の長さよりも使用周波数の中心周波数の半波長だけ長く、
前記第２の逆位相伝達ラインの経路の長さは、前記第２の基準位相伝達ラインの経路の長さよりも使用周波数の中心周波数の半波長だけ長い、請求項１に記載の二重偏波アンテナ。
前記第１の基準位相伝達ライン及び前記第２の基準位相伝達ラインの経路の長さは同一であり、前記第１の逆位相伝達ライン及び前記第２の逆位相伝達ラインの経路の長さは同一である、請求項１に記載の二重偏波アンテナ。
前記第１の給電基板及び前記第２の給電基板は、前記ベース基板上で垂直に直立して配置し、
前記第１の給電基板及び前記第２の給電基板は、それぞれの中央領域で互いに垂直に交差する、請求項１に記載の二重偏波アンテナ。
前記第１の給電基板は、前記第１の地点及び前記第２の地点をつなぐ直線に平行して配置し、
前記第２の給電基板は、前記第３の地点及び前記第４の地点をつなぐ直線に平行して配置する、請求項５に記載の二重偏波アンテナ。
前記第１の給電基板は、その一側長辺に形成した１つ以上の第１の基板締結突出部及びその他側長辺に形成した１つ以上の第１の放射板締結突出部を含み、
前記第２の給電基板は、その一側長辺に形成した１つ以上の第２の基板締結突出部及びその他側長辺に形成した１つ以上の第２の放射板締結突出部を含み、
前記ベース基板は、前記第１の給電基板の前記第１の基板締結突出部が挿入される第１の基板側締結溝および前記第２の給電基板の第２の基板締結突出部が挿入される第２の基板側締結溝を含み、
前記放射板は、前記第１の放射板締結突出部が挿入される第１の放射板側締結溝及び前記第２の放射板締結突出部が挿入される第２の放射板側締結溝を含む、請求項１に記載の二重偏波アンテナ。
前記放射板は正方形であり、
前記第１の地点、前記第２の地点、前記第３の地点、及び前記第４の地点は、前記放射板の４つの頂点に隣接し、
前記放射板の対角線の長さは、使用周波数の中心周波数の半波長の長さと同一である、請求項１に記載の二重偏波アンテナ。
前記第１の給電ラインは、１つのはんだ付けを介して前記ベース基板の信号ラインにつながり、
前記第２の給電ラインは、他の１つのはんだ付けを介して前記ベース基板の他の信号ラインにつながる、請求項１に記載の二重偏波アンテナ。
前記第１の給電基板は、その一側長辺の中央から延びる第１の結合スリットを含み、
前記第２の給電基板は、その他側長辺の中央から延びる第２の結合スリットを含み、
前記第１の給電基板及び前記第２の給電基板は、前記第１の結合スリット及び前記第２の結合スリットを介して互いに交差するように配置される、請求項１に記載の二重偏波アンテナ。
ケーシングと、
前記ケーシング上に配置した請求項１に記載の複数の二重偏波アンテナと、
前記複数の二重偏波アンテナを覆うレドームとを含む、二重偏波アンテナアセンブリ。