KR100323394B1 - Broadband microstripline-fed circular slot antenna - Google Patents

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KR100323394B1 KR1019990019126A KR19990019126A KR100323394B1 KR 100323394 B1 KR100323394 B1 KR 100323394B1 KR 1019990019126 A KR1019990019126 A KR 1019990019126A KR 19990019126 A KR19990019126 A KR 19990019126A KR 100323394 B1 KR100323394 B1 KR 100323394B1
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Abstract

개량된 환상 링형 슬롯 안테나와 원형 슬롯 안테나가 개시된다. 도전성 접지 평판의 안쪽에 형성되는 원형 팻치의 중심과 원형 슬롯의 중심을 이격시키므로써 환상 링형 슬롯을 그 폭이 균일하지 않는 비대칭 형상으로 형성한다. 또한, 원형 슬롯 안테나는, 원형 팻치를 접지 평판에 위치시키는 것이 아니라 유전체 기판의 상부면 상의 급전선 종단에 위치시킴으로써 실질적인 원형슬롯의 면적을 넓히고, 접지 평판 상의 원형 슬롯의 중심과 원형 팻치의 중심을 오프셋을 주어 불일치시킨다. 나아가, 대역폭을 더 넓히고 임피던스 정합 특성을 좋게 하기 위해 원형 슬롯에 스터브 슬롯을 더 형성하거나 원형 팻치에 서터브를 더 부가한다. 이에 의해 일반적인 마이크로 스트립 안테나의 단점인 협대역 특성을 획기적으로 개선하여 다중 공진에 따른 광대역의 주파수 특성을 갖는 안테나의 구조를 실현할 수 있다.Improved annular ring slot antennas and circular slot antennas are disclosed. The annular ring-shaped slot is formed into an asymmetrical shape whose width is not uniform by separating the center of the circular patch formed from the inside of the conductive ground plate and the center of the circular slot. In addition, the circular slot antenna extends the area of the substantially circular slot by offsetting the center of the circular slot on the ground plate and the center of the circular patch by positioning the circular patch at the end of the feed line on the upper surface of the dielectric substrate, rather than placing the circular patch on the ground plate. Mismatch. Furthermore, more stub slots are formed in the circular slots or more subbs are added to the circular patches for wider bandwidth and better impedance matching characteristics. As a result, the narrowband characteristic, which is a disadvantage of the general microstrip antenna, is drastically improved, thereby realizing the structure of the antenna having the wideband frequency characteristic due to multiple resonances.

Description

광대역 특성을 갖는 마이크로스트립 원형 슬롯 안테나 {BROADBAND MICROSTRIPLINE-FED CIRCULAR SLOT ANTENNA}Microstrip Circular Slot Antenna with Broadband Characteristics {BROADBAND MICROSTRIPLINE-FED CIRCULAR SLOT ANTENNA}

본 발명은 안테나에 관한 것으로서, 특히 광대역 특성을 갖는 마이크로스트립 원형 슬롯 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna, and more particularly to a microstrip circular slot antenna having broadband characteristics.

현대 사회가 정보화 사회로 발전하면서 다양하고 신속한 대용량의 정보 교환이 필요하게 되었고, 이에 따라 PCS (Personal Communication System), IMT-2000 (Inter- national Mobile Telecommunications-2000), WLL (Wireless Local Loop), 위성 통신 등 많은 종류의 통신 서비스가 시행되고 있다. 또한 다양한 통신 서비스의 시행으로 새로운 통신 시스템의 개발과 더불어 통신 서비스의 이용자가 급증할 것으로 예상되면서 더 넓은 주파수 대역의 필요성이 대두되고 있다. 따라서 새로운 통신 시스템은 더 넓은 주파수 대역의 신호 수신이 가능한 안테나가 필요하다. 이에 따라서 부피가 적고, 가벼우면서도 경제적이라는 특성 때문에 마이크로스트립안테나에 대한 관심이 더욱 커져가고 있다.As the modern society has developed into an information society, various and rapid large-capacity information exchanges have been required. Accordingly, PCS (Personal Communication System), IMT-2000 (International Mobile Telecommunications-2000), WLL (Wireless Local Loop), and Satellite Many kinds of communication services such as telecommunications are being implemented. In addition, the development of a new communication system with the implementation of a variety of communication services is expected to rapidly increase the number of users of communication services, the need for a wider frequency band is emerging. Therefore, new communication systems need antennas capable of receiving signals in a wider frequency band. Accordingly, interest in microstrip antennas is increasing due to their small volume, light weight, and economical properties.

1953년 Deschamps에 의해 처음으로 제안되었으며, 1970년대 초반 Howell과 Munson에 의해 발전되어진 마이크로스트립 안테나는 가격이 싸고 평면 배열로 만들기 쉬우며 단면적이 작고 초고주파 회로와 함께 집적화가 쉽다는 잇점이 있다. 그렇지만, 마이크로스트립 안테나는 대역폭이 좁다는 큰 단점을 가지고 있다.First proposed by Deschamps in 1953 and developed by Howell and Munson in the early 1970s, microstrip antennas have the advantages of being inexpensive, easy to make flat arrays, small cross-sections and easy to integrate with microwave circuits. However, the microstrip antenna has a big disadvantage of narrow bandwidth.

이런 단점을 개선하기 위해 많은 연구가 진행 중에 있고, 여러 가지 방법들이 제시되어 왔다. 마이크로스트립 안테나들 중 마이크로스트립 슬롯 안테나가 비교적 대역폭이 넓고 양방향 방사 패턴이나 단일 방사 패턴의 안테나를 만들 수 있다는 장점이 있기 때문에 마이크로스트립 슬롯 안테나에 대한 많은 연구가 진행되어 왔다. 그 대표적인 것으로서, 유전 상수가 적고 두께가 두꺼운 기판을 사용하는 방법, 그리고 기생 결합된 소자를 이용해 대역폭을 개선하는 방법 등이 있다. 그러나, 위의 방법들은 안테나의 크기가 커지는 단점을 가지고 있다.In order to remedy this drawback, a lot of research is in progress and various methods have been proposed. Among the microstrip antennas, many researches have been conducted on the microstrip slot antenna because of the advantage that the microstrip slot antenna has a relatively wide bandwidth and an antenna having a bidirectional radiation pattern or a single radiation pattern. Representative examples include a method of using a substrate having a low dielectric constant and a thickness, and a method of improving bandwidth by using parasitic coupled devices. However, the above methods have the disadvantage of increasing the size of the antenna.

이러한 단점을 보완하기 위해 최근 안테나 구조 자체를 변화시켜 대역폭을 넓히는 방법들이 제안되어 왔다. 대표적으로, 단일 방사 소자로 비교적 넓은 광대역 특성을 갖는 마이크로스트립 슬롯 안테나에 관한 연구를 들 수 있다. 마이크로스트립 슬롯 안테나의 구조변화에 초점을 맞춘 많은 연구들은 주로 직사각형 슬롯 안테나에 대해 이루어졌다. 대표적인 것으로,직사각형 슬롯 안테나의 급전 구조를 변화시켜 임피던스 정합을 이루는 방법들을 제안하고 있으며, 이러한 방법을 통해 슬롯 안테나에서 47%의 광대역 특성을 나타내는 급전 방식이 제안된 예가 있다.In order to make up for this drawback, a method of widening bandwidth by changing the antenna structure itself has recently been proposed. Representatively, there is a study on a microstrip slot antenna having a relatively wide broadband characteristic as a single radiating element. Many studies focusing on the structural changes of microstrip slot antennas have been conducted mainly for rectangular slot antennas. As a representative example, a method of achieving impedance matching by changing a feeding structure of a rectangular slot antenna is proposed, and there is an example in which a feeding method exhibiting a broadband characteristic of 47% in the slot antenna is proposed through this method.

그러나, 직사각형 슬롯 안테나의 경우 많은 설계 변수를 가지고 있어 설계및 제작이 어렵다는 단점이 있다. 이에 비해, 원형 슬롯 안테나는 직사각형 슬롯 안테나보다 설계 변수가 작아 설계 및 제작이 평이하다는 장점이 있다.However, the rectangular slot antenna has a number of design variables, which makes it difficult to design and manufacture. On the other hand, the circular slot antenna has an advantage that the design and manufacturing is flat because the design parameters are smaller than the rectangular slot antenna.

한편, 종래에 개시된 광대역 주파수 특성을 갖는 안테나의 예로서는, 아라이 히로유끼외 3인에 의해 제안된 '안테나'라는 제목의 일본공개특허 평10-276033호에 개시된 안테나를 들 수 있다. 아라이 히로유끼 등이 제안한 안테나는, 도1에 도시한 바와 같이, 절연보드(10)의 측면에 접합된 동축연결부(12)의 내부 도체핀에 연결된 마이크로스트립 라인(13)과 마이크로스트립 라인(13)의 팁에 연속적으로 형성된 제1 인쇄디스크(14)가 절연보드(10)의 제1표면에 제공되며, 동축연결부(12)의 외부도체에 연결된 정합패턴(15)과 정합패턴(15)에 연결된 제2 인쇄디스크(16)가 절연보드(10)의 제2표면에 제공되는 구조를 갖는다. 두 개의 인쇄디스크(14, 16)는 동일한 지름을 갖는 도체 패턴이며, 투영평면상에서의 양자의 원주가 서로 접하도록 위치시킨다. 그런데, 위 안테나는 원형 디스크(16)과 급전선 종단 원형 디스크(14)의 지름이 동일하다는 특징을 가지며, 오프셋이나 급전선 종단 원형 반지름의 최적화 문제 등은 고려되지 않은 구조이다.On the other hand, as an example of the antenna having the broadband frequency characteristics disclosed in the prior art, the antenna disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 10-276033 entitled "antenna" proposed by Arai Hiroyuki et al. The antenna proposed by Arai Hiroyuki et al., As shown in FIG. 1, has a microstrip line 13 and a microstrip line 13 connected to the inner conductor pins of the coaxial connector 12 bonded to the side of the insulating board 10. A first printed disk 14 continuously formed at the tip of the bottom surface is provided on the first surface of the insulating board 10, and is connected to the matching pattern 15 and the matching pattern 15 connected to the outer conductor of the coaxial connector 12. The connected second printing disk 16 has a structure provided on the second surface of the insulating board 10. The two printing disks 14 and 16 are conductor patterns having the same diameter, and are positioned so that both circumferences of the projection plane are in contact with each other. By the way, the antenna has a characteristic that the diameter of the circular disk 16 and the feeder terminal circular disk 14 is the same, the offset or feedline termination circular radius optimization problem is not considered.

본 발명은 상기한 종래의 안테나의 단점을 보완하기 위해, 원형 슬롯의 면적을 넓혀 다중 공진을 얻음으로써 보다 넓은 대역폭을 얻을 수 있는 원형 슬롯 안테나를 제공함을 목적으로 한다.The present invention aims to provide a circular slot antenna that can obtain a wider bandwidth by widening the area of the circular slot to obtain multiple resonances by widening the area of the conventional antenna.

또한, 본 발명은 환상 링형 슬롯의 모양을 비대칭적으로 형성하므로써 보다 넓은 대역폭을 얻을 수 있는 변형된 비대칭 환상 링형 슬롯 안테나를 제공함을 또다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to provide a modified asymmetric annular annular slot antenna that can obtain a wider bandwidth by asymmetrically forming the annular annular slot.

도1은 광대역 특성을 갖는 종래의 안테나의 구조를 도시한다.1 shows the structure of a conventional antenna having broadband characteristics.

도2a는 종래의 대칭 환상 링형 슬롯 안테나의 구조를 도시한 사시도이며, 도2b는 유전체기판의 하부면에 접하는 도전성 접지평판을 도시한 사시도이다.Figure 2a is a perspective view showing the structure of a conventional symmetrical annular ring antenna, Figure 2b is a perspective view showing a conductive ground plane in contact with the lower surface of the dielectric substrate.

도3은 원형 슬롯 안테나의 해석을 위한 좌표계를 도시한다.3 shows a coordinate system for interpretation of a circular slot antenna.

도4는 대칭 환상 링형 슬롯 안테나의 슬롯 폭(Ws)에 따른 반사감쇄량(S11)의 변화를 도시한다.4 shows a change in the reflection attenuation amount S 11 according to the slot width W s of the symmetric annular ring antenna.

도5a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 변형된 비대칭 환상 링형 슬롯 안테나의 구조를 도시한 사시도이며, 도5b는 유전체기판의 하부면에 접하는 도전성 접지평판을 도시한 사시도이며, 도5c는 급전선과 접지 평판의 배치관계를 도시하기 위한 도5a의 안테나의 평면도이다.Fig. 5A is a perspective view showing the structure of a modified asymmetric annular ring slot antenna according to the first embodiment of the present invention. Fig. 5B is a perspective view showing a conductive ground plate in contact with the lower surface of the dielectric substrate. 5A is a plan view of the antenna of FIG. 5A for illustrating an arrangement relationship between an antenna and a ground plate.

도6은 도5a의 안테나에 있어서 오프셋에 따른 반사감쇄량의 변화를 도시한 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing a change in reflection attenuation with offset in the antenna of FIG. 5A.

도7은 도5a의 안테나에 있어서 접지 평판의 원형 팻치의 반지름 크기에 따른 반사감쇄량의 변화를 도시한 그래프이다.FIG. 7 is a graph showing a change in reflection attenuation according to the radius of the circular patch of the ground plate in the antenna of FIG. 5A.

도8a 및 도8b는 각각 도5a의 안테나에 있어서 각 공진주파수에서의 전계 및 자계의 방사패턴을 도시하는 그래프이다.8A and 8B are graphs showing radiation patterns of electric and magnetic fields at respective resonance frequencies in the antenna of Fig. 5A, respectively.

도9a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 원형 슬롯 안테나의 구조를 도시한 사시도이며, 도9b는 유전체기판의 하부면에 접하는 도전성 접지평판을 도시한 사시도이며, 도9c는 급전선과 접지 평판의 배치관계를 도시하기 위한 도9a의 안테나의 평면도이다.FIG. 9A is a perspective view showing the structure of a circular slot antenna according to a second embodiment of the present invention, FIG. 9B is a perspective view showing a conductive ground plate in contact with a lower surface of the dielectric substrate, and FIG. 9A is a plan view of the antenna of FIG. 9A for illustrating an arrangement relationship.

도10은, 본 발명의 제2 실시예에 따른 원형 슬롯 안테나에 있어서, 오프셋에 따른 반사감쇄량의 변화를 도시한 그래프이다.Fig. 10 is a graph showing a change in reflection attenuation according to an offset in the circular slot antenna according to the second embodiment of the present invention.

도11a 및 11b 각각은, 본 발명의 제2 실시예에 따른 원형 슬롯 안테나에 있어서, 오프셋에 따른 입력 임피던스의 변화를 도시한 그래프이다.11A and 11B are graphs showing changes in input impedance according to offsets in the circular slot antenna according to the second embodiment of the present invention.

도12는, 본 발명의 제2 실시예에 따른 원형 슬롯 안테나에 있어서, 급전선 종단의 원형 팻치의 반지름(Rin)에 따른 반사감쇄량의 변화를 도시한 그래프이다.FIG. 12 is a graph showing a change in the amount of reflection attenuation according to the radius R in of the circular patch at the end of the feed line in the circular slot antenna according to the second embodiment of the present invention.

도13은, 본 발명의 제2 실시예에 따른 최적화된 원형 슬롯 안테나에 있어서, 반사감쇄량의 실제측정 결과와 시뮬레이션 결과를 도시한 그래프이다.FIG. 13 is a graph showing an actual measurement result and a simulation result of the reflection attenuation amount in the optimized circular slot antenna according to the second embodiment of the present invention.

도14a와 도14b 각각은, 본 발명의 제2 실시예에 따른 최적화된 원형 슬롯 안테나에 있어서, 2.5 GHz에서의 전계 방사패턴(Eθ) 및 자계 방사패턴(Hφ)에 관한 실제측정 결과와 시뮬레이션 결과를 도시한 그래프이다.14A and 14B show the actual measurement results of the field emission pattern E θ and the field emission pattern H φ at 2.5 GHz in the optimized circular slot antenna according to the second embodiment of the present invention. It is a graph showing the simulation results.

도15a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 급전선 종단의 원형 팻치에 스터브(stub)를 부가한 원형 슬롯 안테나의 구조를 도시한 사시도이며, 도15b는 유전체기판의 하부면에 접하는 도전성 접지평판을 도시한 사시도이며, 도15c는 급전선과 접지 평판의 배치관계를 도시하기 위한 도15a의 안테나의 평면도이다.Fig. 15A is a perspective view showing the structure of a circular slot antenna in which a stub is added to a circular patch at the end of a feeder line according to a third embodiment of the present invention, and Fig. 15B is a conductive ground plate in contact with the bottom surface of the dielectric substrate. Fig. 15C is a plan view of the antenna of Fig. 15A for illustrating an arrangement relationship between a feeder line and a ground plate.

도16a 및 도16b 각각은, 원형 팻치에 스터브(stub)를 부가하지 않은 경우와 제3 실시예에 따라 급전선 종단의 원형 팻치에 스터브(stub)를 부가한 경우의 주파수와 반사감쇄량의 관계를 도시한 그래프이다.16A and 16B respectively show the relationship between the frequency and the reflection attenuation when a stub is not added to the circular patch and when a stub is added to the circular patch at the end of the feed line according to the third embodiment. One graph.

도17a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 도전성 접지평판의 원형 슬롯에 스터브 슬롯(stub slot)을 더 형성하고, 급전선 종단의 원형 팻치에는 스터브가 형성되어 있는 원형 슬롯 안테나의 구조를 도시한 사시도이며, 도17b는 유전체기판의 하부면에 접하는 도전성 접지평판을 도시한 사시도이며, 도17c는 급전선과 접지 평판의 배치관계를 도시하기 위한 도17a의 안테나의 평면도이다.FIG. 17A is a perspective view illustrating a structure of a circular slot antenna in which a stub slot is further formed in a circular slot of a conductive ground plane according to a fourth embodiment of the present invention, and a stub is formed in a circular patch at the end of a feed line; FIG. FIG. 17B is a perspective view showing a conductive ground plate in contact with the lower surface of the dielectric substrate, and FIG. 17C is a plan view of the antenna of FIG. 17A for illustrating an arrangement relationship between a feeder line and a ground plate.

도18a 및 도18b 각각은, 제4 실시예에 따른 안테나에 있어서, 원형 슬롯에 스터브 슬롯이 급전선의 마이크로 스트립라인과 36도 및 60도를 이루도록 배치된 경우의 주파수와 반사감쇄량의 관계를 도시한 그래프이다.18A and 18B respectively show the relationship between the frequency and the reflection attenuation when the stub slot is arranged to form 36 degrees and 60 degrees with the microstripline of the feed line in the circular slot in the antenna according to the fourth embodiment. It is a graph.

도19a는 본 발명의 제5 실시예에 따른 도전성 접지평판의 원형 슬롯에 스터브 슬롯(stub slot)을 더 형성하고 급전선 종단의 원형 팻치에 도전성 스터브를 더 부가한 원형 슬롯 안테나의 구조를 도시한 사시도이며, 도19b는 유전체기판의 하부면에 접하는 도전성 접지평판을 도시한 사시도이며, 도19c는 급전선과 접지 평판의 배치관계를 도시하기 위한 도19a의 안테나의 평면도이다.FIG. 19A is a perspective view illustrating a structure of a circular slot antenna in which a stub slot is further formed in a circular slot of a conductive ground plane according to a fifth embodiment of the present invention, and a conductive stub is further added to a circular patch at the end of a feed line; FIG. Fig. 19B is a perspective view showing a conductive ground plate in contact with the bottom surface of the dielectric substrate, and Fig. 19C is a plan view of the antenna of Fig. 19A for illustrating the arrangement relationship between the feeder and the ground plate.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

유전체 기판: 56, 96, 156, 176, 196Dielectric substrates: 56, 96, 156, 176, 196

급전선: 54, 94, 154, 174, 194Feed line: 54, 94, 154, 174, 194

원형 팻치: 52B, 94B, 154B, 174B, 194BRound Patches: 52B, 94B, 154B, 174B, 194B

마이크로 스트립라인: 54, 94A, 154A, 174A, 194AMicro stripline: 54, 94A, 154A, 174A, 194A

접지 평판: 52, 92, 152, 172, 192Ground Plate: 52, 92, 152, 172, 192

슬롯: 50, 90, 150, 170, 190Slots: 50, 90, 150, 170, 190

스터브 슬롯: 171A, 171BStub slots: 171A, 171B

스터브: 154C, 154D, 194C, 194DStubs: 154C, 154D, 194C, 194D

본 발명의 첫번째 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 안테나는 유전체 기판과, 상기 유전체 기판의 일측면에 설치되며 내부에 원형 슬롯이 형성된 도전성 접지평판과, 상기 유전체 기판의 타측면에 설치되는 급전선과, 상기 원형 슬롯의 직경보다 작은 직경을 갖는 원형 팻치를 포함한다. 또한, 상기 유전체 기판의 일측 상방에서 투시할 때 상기 원형 슬롯과 상기 원형 팻치의 중심이 일치하지 않도록 한다.In order to achieve the first object of the present invention, an antenna according to the present invention is a dielectric substrate, a conductive ground plate is provided on one side of the dielectric substrate and a circular slot formed therein, and the feeder is installed on the other side of the dielectric substrate And a circular patch having a diameter smaller than the diameter of the circular slot. Also, when viewed from above one side of the dielectric substrate, the centers of the circular slots and the circular patches do not coincide.

또한, 본 발명의 일 예에 따르면, 상기 원형 팻치는 상기 원형 슬롯과 동일 평면상에 위치한다. 본 발명의 다른 예에 따르면, 상기 원형 팻치가 상기 급전선의 종단에 위치한다.Further, according to an example of the present invention, the circular patch is located on the same plane as the circular slot. According to another example of the invention, the circular patch is located at the end of the feed line.

나아가, 주파수 대역의 특성을 보다 좋게 하기 위하여, 위와 같은 기본적인 안테나 구조를 다음과 같이 변형시킬 수 있다. 첫 번째의 예로서, 상기 원형 팻치의 외경에 짝수 개의 도전성 스터브(conductive stub)가 방사형으로 돌출 형성되고, 상기 스터브는 상기 급전선을 기준으로 대칭을 이루도록 배치한다. 두 번째의 예로서, 상기 원형 슬롯의 외경에 짝수 개의 스터브 슬롯(stub slot)이 방사형으로 돌출 형성되고, 상기 스터브 슬롯은 상기 급전선을 기준으로 대칭을 이루도록 배치한다. 또 다른 예로서, 위 첫 번째의 구조와 두 번째의 구조를 조합한 구조로 안테나를 구성할 수 있다.Furthermore, in order to improve the characteristics of the frequency band, the basic antenna structure as described above may be modified as follows. As a first example, an even number of conductive stubs radially protrude from the outer diameter of the circular patch, and the stubs are arranged to be symmetrical with respect to the feed line. As a second example, an even number of stub slots protrude radially at an outer diameter of the circular slot, and the stub slots are arranged to be symmetrical with respect to the feed line. As another example, the antenna may be configured by a combination of the first structure and the second structure.

부연하면, 상기 원형 슬롯과 상기 원형 팻치의 중심 간에는 임의의 크기의오프셋을 부여하여 유전체 기판의 일측 상방에서 투시할 때, 투영평면에 그려지는 투영슬롯의 모양이 비대칭 환상 링형이 되는 경우나 혹은 상기 원형 팻치의 투영외경이 상기 원형 슬롯의 외경을 약간 벗어나는 경우에는 매우 양호한 주파수 대역 특성이 나타난다. 나아가, 상기 원형 팻치의 중심이 상기 원형 슬롯을 벗어나지 않을 정도의 오프셋이 주어지는 구조가 바람직하다.In other words, when projecting from one side of the dielectric substrate by providing an offset of an arbitrary size between the circular slot and the center of the circular patch, the shape of the projection slot drawn on the projection plane becomes an asymmetric annular ring shape or the Very good frequency band characteristics appear when the projected outer diameter of the circular patch is slightly out of the outer diameter of the circular slot. Furthermore, a structure in which an offset such that the center of the circular patch does not leave the circular slot is given is preferable.

본 발명은 보다 넓은 대역폭을 얻기 위해 변형된 비대칭 환상 링형 슬롯 안테나와 새로운 구조인 원형 슬롯 안테나에 대한 적절한 급전 방식을 제시한다. 즉, 기존의 원형 링 슬롯 안테나의 구조를 바꾸어 대역폭을 넓히기 위한 최적화 구조를 제안한다. 실험에 의하면, 변형된 비대칭 환상 링형 슬롯 안테나는 기존의 대칭 환상 링형 슬롯 안테나가 가진 슬롯의 면적을 넓힘으로써 넓은 대역폭을 갖는 사실을 확인하였다. 이 점을 고려해 슬롯의 면적을 더욱 넓힐 수 있는 원형 슬롯 안테나를 제안하고, 이때 적합한 급전 구조를 제시해 대역폭을 더욱 넓히는 방안에 대하여 연구를 진행하였다. 이 원형 슬롯 구조는 기존의 원형 링 슬롯 안테나에서 슬롯의 면적을 넓힘으로써 다중 공진을 얻을 수 있는 특징이 있다. 이 구조로 기존의 슬롯 안테나보다 더 넓은 대역폭을 얻을 수 있도록 최적화 과정을 수행하였다. 최적화된 안테나는 VSWR < 2를 기준으로 3.25 octave의 광대역 특성을 얻었다.The present invention proposes a suitable feeding scheme for the modified asymmetric annular ring antenna and the new circular slot antenna to obtain a wider bandwidth. In other words, we propose an optimization structure to increase the bandwidth by changing the structure of the existing circular ring slot antenna. According to the experiment, the modified asymmetric annular ring antenna has a wide bandwidth by increasing the area of the slot of the conventional symmetric annular ring antenna. Considering this point, we proposed a circular slot antenna that can further expand the area of the slot. At this time, we proposed a suitable feeding structure to further expand the bandwidth. This circular slot structure is characterized in that multiple resonances can be obtained by increasing the slot area of the conventional circular ring slot antenna. With this structure, optimization process was performed to obtain wider bandwidth than the existing slot antenna. The optimized antenna has a broadband characteristic of 3.25 octave based on VSWR <2.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

1. 일반적인 원형 링 슬롯 안테나 (annular ring slot antenna)의 구조와 해석이론1. Structure and analysis theory of general annular ring slot antenna

원형 링 슬롯 안테나는 급전 방식이 단순하며 정합이 쉽고 지향적인 안테나 빔을 얻을 수 있다는 잇점이 있지만 대역폭이 적다는 큰 단점이 있다.The circular ring slot antenna has the advantage of simple feeding and easy matching and directional antenna beam, but has a big disadvantage of low bandwidth.

도 2a 및 2b는 종래의 대표적인 대칭 환상 링형 슬롯 안테나의 구조도이다. 방사가 일어나는 원형 링 슬롯(annular slot)(20)이 접지평면(ground plane)(22)에 위치하며, 접지평면(22) 위에는 유전체기판(26)의 하부평면이 접하고, 급전선(24)은 접지평면(22)과 마주보도록 유전체기판(26)의 상부평면에 위치한다.2A and 2B are structural diagrams of a conventional representative symmetric annular ring slot antenna. A circular ring slot 20 in which radiation occurs is located in the ground plane 22, above which the lower plane of the dielectric substrate 26 abuts, and the feed line 24 is grounded. It is located on the upper plane of the dielectric substrate 26 to face the plane (22).

도 2a 및 2b에 도시된 대칭 환상 링형 슬롯 안테나는, 슬롯(20)이 대칭적이고, 슬롯 폭이 접지평면(22)의 크기에 비해 매우 작으므로 접지평면(22)이 무한히 크다고 가정할 수 있고, 이 때의 전계와 자계의 관계는 도 3을 이용하여 수식적으로 다음과 같이 나타낼 수 있다.In the symmetric annular ring slot antenna shown in FIGS. 2A and 2B, it can be assumed that the ground plane 22 is infinitely large because the slot 20 is symmetrical and the slot width is very small compared to the size of the ground plane 22. The relationship between the electric field and the magnetic field at this time can be expressed as follows by using FIG.

원형 링 슬롯에서의 자계 표면 전류 분포 ()는 수식 (1)과 같다.Magnetic Field Surface Current Distribution in Circular Ring Slots ( ) Is the same as Equation (1).

여기서는 슬롯의 전계이며,은 슬롯의 단위 법선 벡터를 나타낸다. 자계 전류 분포를 원통 좌표계에서 ρ성분과 φ'성분으로 나누어 표현하면 다음과 같다.here Is the electric field of the slot, Denotes the unit normal vector of the slot. The magnetic field current distribution is expressed by dividing the ρ component and the φ 'component in the cylindrical coordinate system as follows.

여기서, Eρ와 Eφ'는 각각 슬롯에서의 ρ와 φ' 방향의 전계 성분이다. 수식 (2)에서 표현된 Eρ와 Eφ'성분으로부터 벡터 전위법 (vector electric potential method)을 이용하여 원거리 전계에 대해서 표현하면 다음과 같이 된다.Here, E ρ and E φ ' are electric field components in the ρ and φ' directions in the slots, respectively. From the E ρ and E φ ' components expressed in Equation (2), the remote electric field is expressed as follows using the vector electric potential method.

여기서, a는 슬롯의 안쪽 반지름이다.Where a is the inner radius of the slot.

수식 (3)과 (4)는 슬롯 폭이 λo보다 매우 작다고 가정하면 다음과 같이 더 간략화할 수 있다.Equations (3) and (4) can be further simplified as follows assuming that the slot width is much smaller than λ o .

ⅰ) Ws≪λo, Eφ'=0 , Eρ=constant 인 경우I) When W s ≪λ o , E φ ' = 0, E ρ = constant

ⅱ) Ws≪λo, Eφ'=0 , Eρ=Eocos(nφ') 인 경우Ii) When W s ≪λ o , E φ ' = 0, E ρ = E o cos (nφ')

수식 (7)과 (8)에서와 같이 표현된 전계의 θ성분과 φ성분을 가지고 아래의 수식 (9)를 통해 방사 전력 패턴(Radiation power pattern)인 F(θ)를 구할 수 있다.With θ component and φ component of the electric field expressed as in Equations (7) and (8), F (θ), which is a radiation power pattern, can be obtained through Equation (9) below.

2. 제1 실시예 : 비대칭 환상 링형 슬롯 안테나(asymmetrical annular ring slot antenna)2. First embodiment: asymmetrical annular ring slot antenna

(1) 구조(1) structure

종래의 대칭 환상 링형 슬롯 안테나의 구조를 변경시킨 비대칭 환상 링형 슬롯 안테나가 본 발명의 제1 실시예로서 도 5a 내지 도5c에 개시된다.An asymmetric annular ring slot antenna in which the structure of a conventional symmetric annular ring antenna is modified is disclosed in FIGS. 5A to 5C as a first embodiment of the present invention.

비대칭 환상 링형 슬롯 안테나는 유전체기판(56), 접지평판(52) 및 급전선(54)으로 구성된다. 접지평판(52) 및 급전선(54)은 도전성 재질로 만든다. 접지평판(52)은 유전체기판(56)의 하부 표면위에 접하며, 그 중앙부분에는 비대칭 환상 링형의 슬롯(50)이 형성된다. 슬롯(50)을 비대칭 환상 링형으로 형성하기 위해, 접지평판(52)에서 반지름이 R인 제1원과 반지름이 Rin(단, Rin< R)이고 그 중심이 제1원과 불일치하는 제2원으로 형성되는 비대칭 환상 링형 영역(50)을 제거한다. 그 결과, 제1원의 내부 영역인 원형 팻치(52B)의 중심의 위치는 제1원의 중심으로부터 오프셋(offset)을 가진다. 한편, 급전선(54)은 접지평판(52)과 마주보도록 유전체기판(56)의 상부 표면위에 접한다. 급전선(54)은 마이크로 스트립라인으로 형성되며 유전체의 상부표면의 가장자리에서 원형팻치(52B)의 직상부까지 연장되는 길이를 갖는다.The asymmetric annular ring slot antenna is composed of a dielectric substrate 56, a ground plane 52 and a feed line 54. The ground plate 52 and the feed line 54 are made of a conductive material. The ground plate 52 is in contact with the lower surface of the dielectric substrate 56, the center portion is formed with an asymmetric annular ring-shaped slot 50. In order to form the slot 50 in an asymmetric annular ring shape, the first circle having a radius R and the radius R in (where R in <R) and the center of the first plate having a radius R are inconsistent with the first circle. Eliminates the asymmetric annular ring region 50 formed in binary. As a result, the position of the center of the circular patch 52B which is the inner region of the first circle has an offset from the center of the first circle. On the other hand, the feed line 54 is in contact with the upper surface of the dielectric substrate 56 to face the ground plane 52. Feed line 54 is formed of microstriplines and has a length that extends from the edge of the top surface of the dielectric to the top of circular patch 52B.

(2) 주파수 대역 특성(2) frequency band characteristics

링형 또는 원형 슬롯을 갖는 종래 안테나의 해석에 있어서, 슬롯의 모양이 대칭적인 경우에 한하여 위의 식 (1) 내지 (9)를 이용하여 해석이 가능하다. 그러나 본 발명이 제안하는 비대칭 환상 링형 및 원형 슬롯 안테나의 경우 유전체 기판의 상부쪽에서 투시할 때 투시명면상의 슬롯의 모양이 좌우가 비대칭적이기 때문에앞의 수식을 사용하여 해석하는 것이 불가능하다. 본 발명에 따른 구조를 갖는 안테나들의 특성을 해석하기 위해서는 전파분석(Full Wave Analysis) 방법을 이용해야 한다. 전파분석방법중 대표적인 것으로 모멘트법(Method of Moments)을 들 수 있는데, 본 발명은 모멘트법을 활용하여 작성된 상용 소프트웨어인 앙상블(Ensemble)을 안테나 설계에 이용한다.In the analysis of a conventional antenna having a ring-shaped or circular slot, it is possible to analyze using the above equations (1) to (9) only when the shape of the slot is symmetrical. However, in the case of the asymmetric annular ring antenna and the circular slot antenna proposed by the present invention, since the shape of the slot on the transparent surface is asymmetrical when viewed from the upper side of the dielectric substrate, it is impossible to interpret it using the above formula. In order to analyze the characteristics of the antennas having the structure according to the present invention, a full wave analysis method should be used. A representative method of the radio wave analysis method is the method of Moments. The present invention uses ensemble, which is commercial software written using the method of moments, in antenna design.

1) 슬롯 폭에 따른 설계 영향1) Design influence by slot width

도 4는, 도 3의 대칭 환상 링형 슬롯 안테나에 있어서, 대칭 환상 링형 슬롯 안테나의 중심을 원점으로 보고 슬롯을 포함한 반지름 (a + Ws)을 26 mm로 하였을 때 슬롯 폭(Ws)의 변화에 따른 반사감쇄량(S11)의 변화를 보여준다. 그래프에서, 반사감쇄량(return loss)은 전송계에서 불연속부에 입사하는 전력과 그로부터 반사되는 전력과의 비를 데시벨로 나타낸 값을 의미한다. 안테나의 경우, 반사감쇄량의 값이 -9.54데시벨 이하인 주파수대역 즉, 전압 정재파비(VSWR)가 2 이하인 주파수대역을 안테나의 대역폭으로 정의할 수 있으며, 상용적으로는 -15데시벨 이하인 주파수대역 즉, 전압 정재파비(VSWR)가 1.5 이하인 주파수대역을 그 안테나의 대역폭으로 정하기도 한다.FIG. 4 shows the change in the slot width (W s ) when the radius (a + W s ) including the slot is 26 mm based on the center of the symmetric annular ring antenna of FIG. 3. The change in reflection attenuation (S 11 ) is shown. In the graph, the return loss refers to a value expressed in decibels between the power incident to the discontinuous portion in the transmission system and the power reflected therefrom. In the case of an antenna, a frequency band having a reflection attenuation value of -9.54 decibels or less, that is, a frequency band having a voltage standing wave ratio (VSWR) of 2 or less, may be defined as the bandwidth of the antenna. A frequency band with a voltage standing wave ratio (VSWR) of 1.5 or less may be defined as the bandwidth of the antenna.

종래의 대칭 환상 링형 슬롯 안테나의 경우, 슬롯 폭의 변화에 따라 안테나의 공진 주파수는 크게 변하지만, 안테나의 대역폭이 크게 변하지 않음을 알 수 있다. 즉, 전압 정재파비(VSWR) < 2를 기준으로 대역폭은 최대치가 0.6 GHz 정도이고 슬롯 폭(Ws)이 커짐에 따라 조금씩 적어지고 중심 주파수는 저주파대로 내려감을 보인다. 슬롯 폭 (Ws)이 15 mm일 때 1.2 GHz와 2.1 GHz에서 두 번 공진함을 보인다. 도 4에서 얻을 수 있는 결론은 슬롯 폭이 대칭적으로 동일한 경우 슬롯의 폭을 넓혀도 광대역 특성을 얻기 힘들다는 것이다.In the case of the conventional symmetric annular ring antenna, it can be seen that the resonance frequency of the antenna varies greatly with the change of the slot width, but the bandwidth of the antenna does not change significantly. That is, based on the voltage standing wave ratio (VSWR) <2, the bandwidth is about 0.6 GHz, and as the slot width (W s ) increases, the bandwidth decreases little by little and the center frequency decreases to the low frequency band. When the slot width (W s ) is 15 mm, it is shown to resonate twice at 1.2 GHz and 2.1 GHz. The conclusion obtained in FIG. 4 is that when the widths of the slots are symmetrically equal, it is difficult to obtain broadband characteristics even if the width of the slots is widened.

2) 오프셋(Offset)에 따른 설계 영향2) Design influence due to offset

오프셋은 접지평판(52)에서 슬롯(50)의 중심과 원형 패치(52B)의 중심 간의 거리로 정의한다. 실험에 의하면, 슬롯 안테나에서 급전 선과 슬롯 사이의 오프셋(offset)의 변화가 안테나 특성에 큰 영향을 미치는 것이 확인된다. 즉, 안테나의 구조를 도 5c에 도시된 바와 같이, 원형 패치(52B)의 중심을 비대칭 환상 링형 슬롯(50)의 중심과 일치시키지 않고 오프셋을 주면, 도 6에 도시된 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 공진 주파수가 오프셋에 따라 변하는 특성이 확인된다. 실험조건으로, R은 26 mm로 하였고 Rin은 6.3 mm로 하였다. 또한, 대역특성은 오프셋이 클수록 공진 주파수가 높은 주파대로 이동함을 보였다. 주목할 점은 오프셋이 11 mm일 때 두 번 공진을 하며 그 대역은 3.7 ~ 5.5 GHz로서 그 폭이 1.8 GHz로서 도 4의 그래프와 비교할 때 광대역 특성을 얻을 수 있음을 알 수 있다.The offset is defined as the distance between the center of the slot 50 in the ground plane 52 and the center of the circular patch 52B. According to the experiment, it is confirmed that the change of the offset between the feed line and the slot in the slot antenna has a great influence on the antenna characteristics. That is, if the structure of the antenna is offset as shown in FIG. 5C without centering the center of the circular patch 52B with the center of the asymmetric annular ring-shaped slot 50, as shown in the graph shown in FIG. Similarly, the characteristic in which the resonant frequency changes with the offset is confirmed. As experimental conditions, R was 26 mm and R in was 6.3 mm. In addition, the band characteristic shows that the larger the offset, the higher the resonant frequency shifts to the frequency band. It is noted that when the offset is 11 mm, the resonance is twice, and the band is 3.7 to 5.5 GHz, and the width thereof is 1.8 GHz, so that the broadband characteristics can be obtained when compared with the graph of FIG. 4.

3) 원형 패치(52B)의 크기 변화에 따른 설계 영향3) Design influence according to the size change of circular patch 52B

도 5a 내지 5c에서 보인 안테나 구조에서 오프셋은 7 mm로 고정하고 안쪽의 원형 패치(52B)의 반지름(Rin)을 변화시키므로 반사감쇄량(S11)의 특성을 비교한 결과가 도 7에 도시된다. 여기서 슬롯 반지름 (R)은 26 mm로 고정시켰다.In the antenna structure shown in FIGS. 5A to 5C, the offset is fixed to 7 mm and the radius R in of the inner circular patch 52B is changed, so the result of comparing the characteristics of the reflection attenuation amount S 11 is shown in FIG. 7. . Here the slot radius (R) is fixed at 26 mm.

도 7에서 보듯 오프셋의 변화보다 원형 패치(52B)의 반지름(Rin)에 따른 변화가 안테나의 대역특성에 더 많이 영향을 줌을 알 수 있다. 원형 패치(52B)의 반지름(Rin)이 커질수록 대역폭이 커지고 주파수 대역이 저주파로 내려가는 특성을 보인다. R이 26 mm이고 Rin이 11 mm일 때, 전압정재파비(VSWR) < 2를 기준 하여 그 대역폭이 2 ~ 5 GHz으로서 1.35 octave의 광대역 특성이 얻어진다. 이때 도 7에서 보듯 2.2 GHz, 3.3 GHz 및 4.6 GHz에서 세 번의 공진이 일어남을 볼 수 알 수 있다.As shown in FIG. 7, it can be seen that the change due to the radius R in of the circular patch 52B affects the band characteristics of the antenna more than the change in offset. The larger the radius R in of the circular patch 52B, the greater the bandwidth and the lower the frequency band. When R is 26 mm and R in is 11 mm, a broadband characteristic of 1.35 octave is obtained with a bandwidth of 2 to 5 GHz based on the voltage standing wave ratio (VSWR) <2. In this case, it can be seen that three resonances occur at 2.2 GHz, 3.3 GHz, and 4.6 GHz.

위의 세가지 공진주파수에서의 전계 방사 패턴 (E-field radiation pattern)과 자계 방사 패턴 (H-field radiation pattern)을 도 8a 및 8b에서 나타내었다. 도 8a에서 보듯, 전계 Eθ성분의 패턴의 경우 주파수가 높아짐에 따라 한 쪽으로 찌그러짐을 보였다. 또한, 도 8b에서 보듯, 자계 Hφ성분이 주파수가 높아질수록 빔폭이 좁아짐을 보였다.The E-field radiation pattern and the H-field radiation pattern at the three resonance frequencies are shown in FIGS. 8A and 8B. As shown in FIG. 8A, in the case of the pattern of the electric field E θ component, it was distorted to one side as the frequency was increased. In addition, as shown in FIG. 8B, the higher the frequency of the magnetic field component, the narrower the beam width.

3. 제2 실시예 : 원형 슬롯 안테나 (Circular Slot Antenna)3. Second Embodiment: Circular Slot Antenna

(1) 구조(1) structure

제1 실시예에 따른 비대칭 환상 링형 슬롯 안테나는 종래 대칭 환상 링형 슬롯 안테나의 슬롯의 면적을 넓힘으로써 넓은 대역폭을 얻을 수 있는 방법을 제시하였다. 이 점을 고려해 슬롯의 면적을 더욱 넓힐 수 있고, 이에 적합한 급전 구조를 갖는 원형 슬롯 안테나를 제2 실시예로 제안한다. 제2 실시예에 따른 원형 슬롯 안테나의 구조가 도 9a 내지 9c에 도시된다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 제2 실시예에 따른 원형 슬롯안테나는 유전체 기판(96), 접지평판(92) 및 급전선(94)로구성된다. 접지평판(92)과 급전선(94)은 도전성 재질로 만든다. 접지평판(92)은 유전체 기판(96)의 하부 표면위에 접하며, 그 중앙부분에 반지름이 R인 원형 슬롯(90)이 형성되어 있다. 급전선(94)은 원형 팻치부(94B)와 마이크로 스트립라인부(94A)로 구성되며, 접지평판(92)과 마주보도록 유전체 기판(96)의 상부 표면위에 접한다. 급전선 종단의 원형 팻치부(94B)의 반지름은 원형 슬롯(90)의 반지름(R)보다 작은 Rin이고 (즉, Rin< R), 그 중심은 원형 슬롯(90)의 중심과 불일치하도록 형성된다. 원형 슬롯(90)의 중심과 원형 팻치부(94B)의 중심간의 이격거리(오프셋)는, 유전체 기판(96)의 상부에서 투시할 때 투영평면에 그려지는 투영슬롯의 모양이 도9c에 도시된 것처럼 비대칭 환상 링형이 되는 경우나 혹은 원형 팻치부(94B)의 투영외경이 원형 슬롯(90)의 외경을 약간 벗어나는 정도가 적절하다. 그러나, 원형 슬롯(90)의 직경과 원형 팻치부(94B)의 직경의 크기에 따라서는 원형 팻치부(94B)의 중심이 원형 슬롯(90)을 벗어나지 않을 정도의 오프셋이 주어지는 구조라도 양호한 주파수 대역특성을 나타낼 수 있으므로 무방하다. 이와 같은 오프셋에 관한 사항은 후술하는 다른 실시예에서도 공통적으로 적용된다. 마이크로 스트립라인부(94A)는 원형 팻치부(94B)의 원주에서 유전체 기판(96)의 상부 표면의 가장자리까지 연장되며 마이크로 스트립라인부(94A)의 폭은 원형 팻치부(94B)의 지름보다 작게 한다.The asymmetric annular ring antenna according to the first embodiment has proposed a method of obtaining a wide bandwidth by increasing the area of a slot of a conventional symmetric annular ring antenna. In consideration of this point, a circular slot antenna having a feeding structure suitable for widening the area of a slot can be further expanded and proposed as a second embodiment. The structure of the circular slot antenna according to the second embodiment is shown in Figs. 9A to 9C. As can be seen from the figure, the circular slot antenna according to the second embodiment is composed of a dielectric substrate 96, a ground plane 92 and a feed line 94. Ground plate 92 and feed line 94 are made of a conductive material. The ground plate 92 abuts on the lower surface of the dielectric substrate 96, and a circular slot 90 having a radius R is formed at the center thereof. The feed line 94 is composed of a circular patch portion 94B and a micro stripline portion 94A and abuts on the upper surface of the dielectric substrate 96 to face the ground plate 92. The radius of the circular patch 94B at the feeder end is R in less than the radius R of the circular slot 90 (ie, R in <R), the center of which is formed to be inconsistent with the center of the circular slot 90. do. The separation distance (offset) between the center of the circular slot 90 and the center of the circular patch portion 94B is the shape of the projection slot drawn in the projection plane when viewed from the top of the dielectric substrate 96 as shown in Fig. 9C. It is appropriate that the case becomes asymmetrical annular ring shape or that the projection outer diameter of the circular patch portion 94B slightly deviates from the outer diameter of the circular slot 90. However, depending on the size of the diameter of the circular slot 90 and the diameter of the circular patch 94B, even in a structure in which an offset such that the center of the circular patch 94B does not deviate from the circular slot 90 is given, a good frequency band is obtained. It can be characteristic because it can exhibit characteristics. This offset-related matter is commonly applied to other embodiments described later. The micro stripline portion 94A extends from the circumference of the circular patch portion 94B to the edge of the upper surface of the dielectric substrate 96 and the width of the micro stripline portion 94A is smaller than the diameter of the circular patch portion 94B. do.

제2 실시예에 따른 원형 슬롯안테나의 구조적 특징은, 원형 패치를 접지평판에 형성하지 않고 유전체 기판(96)의 상부 평면에 마이크로 스트립라인(94A)과 함께 급전선(94)의 일부로서 형성된다. 이와 같은 구조에 의해 변형된 비대칭 환상 링형 슬롯 안테나와 유사한 특성을 얻을 수 있다. 제2 실시예의 안테나는 원형 패치(94B)를 급전선(94)이 있는 평면에 위치시켰기 때문에 제1 실시예의 안테나에 비하여 슬롯 면적이 실질적으로 더 넓어진다. 그 결과, 변형된 비대칭 환상 링형 슬롯 안테나에서 슬롯 폭이 커졌을 때 2중 공진을 얻을 수 있었던 것과 같이, 제2 실시예의 안테나에서는 다중 공진을 얻을 수 있어 보다 넓은 대역폭을 얻을 수 있게 됨이 실험에 의해 확인 되었다.The structural feature of the circular slot antenna according to the second embodiment is formed as part of the feed line 94 with the micro stripline 94A in the upper plane of the dielectric substrate 96 without forming the circular patch in the ground plane. By such a structure, similar characteristics to those of the modified asymmetric annular ring antenna can be obtained. The antenna of the second embodiment places the circular patch 94B in the plane where the feed line 94 is located, so that the slot area is substantially larger than that of the antenna of the first embodiment. As a result, as in the modified asymmetric annular ring antenna, the double resonance can be obtained when the slot width is increased. In the antenna of the second embodiment, multiple resonances can be obtained and wider bandwidth can be obtained. It was confirmed.

(2) 주파수 대역 특성 -- 설계 변수에 따른 영향(2) Frequency band characteristics-influenced by design variables

1) 오프셋에 따른 영향1) Effect of Offset

오프셋은 접지평판(92)의 원형 슬롯(90)의 중심과 급전선(94) 종단의 원형팻치(94B)의 중심 간의 거리로 정의한다. 도 10은 오프셋의 변화에 따른 반사감쇄량(S11)의 변화를 도시한다. 여기서 원형 슬롯(90)의 반지름(R)은 26 mm이고 급전선 종단의 원형 팻치(94B)의 반지름(Rin)은 11 mm로 고정하고 오프셋을 변화시켰다. 도 10에서 보듯이, 반사감쇄량(S11)이 계속 리플(ripple)형태로 나타나며 즉, 공진 주파수가 주기적으로 나타나며 이는 다중 공진이 일어남을 의미한다. 그 결과, 예컨데 오프셋이 13 mm인 경우 그 대역폭은 2 ~ 7.5 GHz에 이를 정도로 매우 넓게 나타난다. 또한, 실험에 의하면 급전선 종단의 원형 팻치(94B)가 원형 슬롯(90)에 포함되는 상태에서는 오프셋이 커질수록 안테나의 대역폭이 넓어지는 특성을 보였다.The offset is defined as the distance between the center of the circular slot 90 of the ground plane 92 and the center of the circular patch 94B at the end of the feed line 94. 10 shows a change in the reflection attenuation amount S 11 according to the change of the offset. Here, the radius R of the circular slot 90 is 26 mm and the radius R in of the circular patch 94B at the feeder end is fixed at 11 mm and the offset is changed. As shown in Figure 10, the reflection attenuation (S 11 ) continues to appear in the form of ripple (ripple), that is, the resonant frequency appears periodically, which means that multiple resonances occur. As a result, for example, with an offset of 13 mm, the bandwidth is very wide, ranging from 2 to 7.5 GHz. In addition, according to the experiment, when the circular patch 94B at the end of the feeder line is included in the circular slot 90, as the offset increases, the bandwidth of the antenna becomes wider.

도 11a 및 11b는 오프셋에 따른 주파수 대역에서의 정규화된 입력 임피던스의 변화를 나타낸 것이다. 도 11a에 의하면 정규화된 입력 임피던스의 실수값은 1에 수렴하고, 도 11b에 의하면 정규화된 입력 임피던스의 허수값은 0에 수렴하는 것을 알 수 있다. 이로부터 제2 실시예의 원형 슬롯 안테나는 정합이 잘 이루어는 최적화된 구조를 갖는 것이 확인된다.11A and 11B show the change in normalized input impedance in the frequency band according to the offset. According to FIG. 11A, the real value of normalized input impedance converges to 1, and the imaginary value of normalized input impedance converges to 0 according to FIG. 11B. This confirms that the circular slot antenna of the second embodiment has an optimized structure that is well matched.

2) 급전선 종단의 원형 팻치의 반지름에 따른 영향2) Effect of the radius of the circular patch at the end of the feeder

급전선 종단의 원형 팻치(94B)의 반지름(Rin)을 변화시키면서 안테나에 주는 영향을 살펴보았다. 제1 실시예의 환상 링형 슬롯 안테나에서 원형 패치(52B)의 크기가 중요한 설계 변수로 작용하였듯이, 제2 실시예의 원형 슬롯 안테나에서도 원형 팻치(94B)의 반지름(Rin)의 크기가 정합에 큰 영향을 미친다. 도 12는, 원형 슬롯(90)의 반지름(R)은 26 mm이고 오프셋은 13 mm로 한 경우에 있어서, 급전선 종단의 원형 팻치(94B)의 반지름(Rin)의 변화에 따른 반사감쇄량(S11)의 변화를 나타낸다.The effect on the antenna was examined while varying the radius (R in ) of the circular patch 94B at the end of the feeder. As the size of the circular patch 52B acts as an important design variable in the annular ring slot antenna of the first embodiment, the size of the radius R in of the circular patch 94B has a great effect on the matching even in the circular slot antenna of the second embodiment. Crazy FIG. 12 shows the amount of reflection attenuation according to the change in the radius R in of the circular patch 94B at the end of the feed line, when the radius R of the circular slot 90 is 26 mm and the offset is 13 mm. 11 ) change.

원형 슬롯 안테나의 설계에 있어서 오프셋의 변화도 큰 변수이지만 그보다 더 큰 변수가 급전선(94)의 원형 팻치(94B)의 반지름(Rin)임을 도 10과 도 12의 비교를 통해 알 수 있다. 도 12에서, 원형 팻치(94B)의 반지름(Rin)이 커짐에 따라 대역폭이 더 넓어짐을 알 수 있다. 또한, 도 12에서 반사감쇄량(S11)의 변화에 따른 가장 최적화된 안테나의 구조는 예컨데, 원형 슬롯(90)의 반지름(R)이 26 mm일 때,원형 팻치(94B)의 반지름(Rin)이 11 mm이고 오프셋이 13mm인 경우로 볼 수 있다. 이때 전압 정재파비(VSWR) < 2를 기준으로 할 때 대역폭이 2.16 octave에 이르는 광대역 특성이 얻어진다.The variation of the offset in the design of the circular slot antenna is also a large variable, but it can be seen from the comparison between FIG. 10 and FIG. 12 that the larger variable is the radius R in of the circular patch 94B of the feed line 94. 12, it can be seen that the bandwidth becomes wider as the radius R in of the circular patch 94B increases. In addition, in FIG. 12, the most optimized antenna structure according to the change in reflection attenuation S 11 is, for example, when the radius R of the circular slot 90 is 26 mm, the radius R in of the circular patch 94B. ) Is 11 mm and the offset is 13 mm. At this time, based on the voltage standing wave ratio (VSWR) <2, a broadband characteristic with a bandwidth of 2.16 octave is obtained.

3) 실제 측정과 시뮬레이션 결과의 비교3) Comparison of actual measurement and simulation results

최적화된 설계 데이터의 일예로서, 원형 슬롯(90)의 반지름(R)은 26 mm, 원형 팻치(94B)의 반지름(Rin)은 11 mm, 그리고 오프셋을 13 mm로 하며, 유전체기판은 유전상수가 4.3이고 두께가 1 mm인 FR-4을 사용하고, 접지평판의 크기는 원형 슬롯(90)의 크기를 고려하여 150 mm × 150 mm로 제작하였다. 제작된 안테나의 반사감쇄량(S11)은 HP8510C network analyzer를 이용하여 측정하였고, 방사 패턴은 크기가 24 m × 8 m × 12 m 인 무반사실에서 측정하였다.As an example of optimized design data, the radius R of the circular slot 90 is 26 mm, the radius R in of the circular patch 94B is 11 mm, and the offset is 13 mm, and the dielectric substrate has a dielectric constant. Is used, and the FR-4 having a thickness of 1 mm is used, and the size of the ground plate is 150 mm × 150 mm in consideration of the size of the circular slot 90. The reflection attenuation (S 11 ) of the fabricated antenna was measured using an HP8510C network analyzer, and the radiation pattern was measured in an anechoic chamber having a size of 24 m × 8 m × 12 m.

도 13은 최적화 하여 제작한 원형 슬롯 안테나의 반사감쇄량(S11)을 측정한 결과와 시뮬레이션의 결과를 비교한 것이다. 도 13에서 보면 측정 결과와 시뮬레이션 결과가 전체적으로 비슷한 특성을 보이고 있긴 하지만 약간의 차이가 있는 것으로 나타난다. 시뮬레이션 툴에서는 완전한 원이 구현이 안되기 때문에 시뮬레이션과 실제 제작 측정한 결과가 차이를 보이는 것이며, 시뮬레이션 결과보다 측정값이 더 낮은 주파수에서 -9.54 dB이하로 떨어짐을 보였다. 또한 측정값을 분석해보면 거의 1.8 GHz마다 공진이 일어나고, 반사감쇄량(S11)은 전압 정재파비(VSWR) < 2를 기준으로 3.25 octave로서 아주 좋은 광대역 특성이 얻어짐을 알 수 있다.FIG. 13 compares the result of measuring the reflection attenuation amount S 11 of the optimized circular slot antenna with the simulation result. In FIG. 13, although the measurement result and the simulation result show similar characteristics as a whole, there is a slight difference. In the simulation tool, the result of the simulation and the actual fabrication measurement is different because the complete circle is not implemented, and the measurement value drops below -9.54 dB at the lower frequency than the simulation result. In addition, it can be seen from the analysis of the measurement that resonance occurs almost every 1.8 GHz, and the amount of reflection attenuation (S 11 ) is 3.25 octave based on the voltage standing wave ratio (VSWR) <2 to obtain a very good broadband characteristic.

도 14은 원형 슬롯 안테나의 2.5 GHz에서의 전계와 자계 방사 패턴을 보여준다. 이론적으로 다이폴 안테나의 방사패턴과 슬롯 안테나의 방사패턴은 서로 반대이다. 도 14a는 전계의 Eθ성분의 측정 결과와 시뮬레이션의 결과이며, 도 14b는 자계의 Hφ성분의 측정 결과와 시뮬레이션의 결과이다. 도 14a 및 14b에서 알 수 있듯이, 측정 결과와 시뮬레이션의 결과가 역시 약간의 차이를 보임을 알 수 있다. 이는 시뮬레이션에서는 무한 접지 평판을 가정하였지만 실제 안테나의 접지 평판은 유한한 것이기 때문이다.14 shows the electric field and magnetic field radiation pattern at 2.5 GHz of the circular slot antenna. Theoretically, the radiation pattern of the dipole antenna and the radiation pattern of the slot antenna are opposite to each other. 14A is a result of a measurement and simulation of the E θ component of the electric field, and FIG. 14B is a result of a measurement and simulation of the H φ component of the magnetic field. As can be seen in Figures 14a and 14b, it can be seen that the measurement results and simulation results also show some differences. This is because the simulation assumes an infinite ground plane, but the ground plane of the actual antenna is finite.

4. 제3 실시예 : 원형 팻치에 스터브(stub)를 부가한 원형 슬롯 안테나 (Circular Slot Antenna with stubs on a circular patch)4. Third Embodiment: Circular Slot Antenna with Stubs on a Circular Patch

(1) 구조(1) structure

제3 실시예에 따른 원형 슬롯 안테나의 구조는, 도 15a 내지 15c에 도시된 바와 같이, 급전선 종단의 원형 패치의 형태가 변형된 것외에는 제2 실시예에 따른 원형 슬롯 안테나의 구조와 동일하다. 즉, 제3 실시예의 원형 슬롯 안테나는 급전선(154)의 원형 팻치(154B)에는 그 원주로부터 방사형으로 수mm 돌출되는 짝수개의 도전성 스터브(conductive stub)(154C, 154D)가 마이크로 스트립라인(154A)을 기준으로 대칭을 이루도록 더 부가된다. 스터브(154C, 154D)의 돌출길이는 5mm 이하가 바람직하다.The structure of the circular slot antenna according to the third embodiment is the same as that of the circular slot antenna according to the second embodiment except that the shape of the circular patch at the end of the feed line is modified as shown in FIGS. 15A to 15C. That is, the circular slot antenna of the third embodiment has an even number of conductive stubs 154C and 154D protruding radially from the circumference of the circular patch 154B of the feed line 154 by the micro stripline 154A. It is further added to make symmetry with respect to. The protruding length of the stubs 154C and 154D is preferably 5 mm or less.

(2) 주파수 대역 특성(2) frequency band characteristics

도 16a와 도 16b는 각각 원형 팻치(154B)에 도전성 스터브(154C, 154D)를 달지 않았을 때와 달았을 때의 반사감쇄량에 따른 주파수 대역특성을 도시한다. 여기서, 안테나의 명세(specification) 즉, 유전체 기판, 슬롯 반지름, 오프셋, 원형 팻치의 반지름 등은 위 제3 실시예에서의 그것과 같다. 위 두 도면을 비교하면, 원형 팻치(154B)에 도전성 스터브(154C, 154D)를 달았을 때의 주파수 대역특성이 그렇지 않았을 때의 그것에 비해 더 넓게 얻어짐을 알 수 있다. 전자의 경우, 전압 정재파비(VSWR) < 2를 기준으로 할 때, 대역특성은 2 ~ 8 GHz로서 아주 좋은 광대역 특성이 얻어짐을 알 수 있다. 스터브의 위치와 길이 폭에 따라 얻어지는 주파수 대역특성은 다르지만, 시뮬레이션의 결과에 의하면 스터브(154C, 154D)가 급전선의 마이크로 스트립라인부(154A)와 이루는 각(θ)이 60~80도 일 때 대역특성이 가장 좋게 나타났다. 그리고 스터브(154C, 154D)의 돌출길이와 대역특성의 관계는 기판에 따라 다르게 나타났다.16A and 16B show frequency band characteristics according to the amount of reflection attenuation when and without the conductive stubs 154C and 154D to the circular patch 154B, respectively. Here, the specification of the antenna, that is, the dielectric substrate, the slot radius, the offset, the radius of the circular patch, and the like are the same as those in the above third embodiment. Comparing the above two figures, it can be seen that the frequency band characteristic when the conductive stubs 154C and 154D are attached to the circular patch 154B is obtained more broadly than that when it is not. In the former case, when the voltage standing wave ratio (VSWR) <2 is used, the band characteristic is 2 to 8 GHz, which shows that a very good broadband characteristic is obtained. The frequency band characteristics obtained are different depending on the position and length width of the stub, but the simulation results show that when the angle (θ) between the stubs 154C and 154D is formed with the micro stripline portion 154A of the feed line, the band is 60 to 80 degrees. The characteristics were the best. The relationship between the protruding length and the band characteristics of the stubs 154C and 154D was different depending on the substrate.

5. 제4 실시예 : 원형 슬롯에 스터브 슬롯(stub slot)을 형성한 원형 슬롯 안테나 (stubed circular slot antenna)5. Fourth Embodiment: a tubed circular slot antenna having a stub slot in a circular slot

(1) 구조(1) structure

제4 실시예에 따른 원형 슬롯 안테나의 구조는, 도 17a 내지 17c에 도시된 바와 같이, 접지 평판에 형성되는 원형 슬롯의 형태가 변형된 것외에는 제2 실시예에 따른 원형 슬롯 안테나의 구조와 동일하다. 즉, 제4 실시예의 원형 슬롯 안테나에서, 접지 평판(172)의 원형 슬롯(170)에는 원주에서 외경방향으로 약간 돌출되는짝수개의 스터브 슬롯(stubed slot)(171A, 171B)이 마이크로 스트립라인부(174A)의 양쪽에 대칭적으로 더 형성된다.The structure of the circular slot antenna according to the fourth embodiment is the same as that of the circular slot antenna according to the second embodiment except that the shape of the circular slot formed in the ground plate is modified as shown in FIGS. 17A to 17C. Do. That is, in the circular slot antenna of the fourth embodiment, the circular slot 170 of the ground plate 172 has an even number of stub slots 171A and 171B which protrude slightly from the circumference in the outer diameter direction. Symmetrically further on both sides of 174A).

(2) 주파수 대역 특성(2) frequency band characteristics

도 18a 및 18b는 제4 실시예에 의한 안테나의 주파수 대역특성을 예시하는데, 전자는 스터브 슬롯의 위치가 급전선과 이루는 각도(θ)가 36도를 이루는 경우를, 후자는 위 각도(θ)가 60도를 이루는 경우를 각각 나타낸다. 전압 정재파비(VSWR) < 2를 기준으로 할 때, 안테나의 주파수 대역특성은 후자의 경우 대략 1.7 ~ 7.8 GHz로 나타나서 전자에 비해 더 넓고 우수한 광대역 특성을 보이며, 임피던스 매칭의 정도도 후자가 더 우수함을 알 수 있다. 이 결과를 볼 때, 원형 슬롯에 부가 형성된 스터브 슬롯의 위치에 따라 안테나의 주파수 대역폭의 조정이 가능하며 임피던스 정합도 더 잘 이룰 수 있음을 알 수 있다. 나아가, 스터브 슬롯의 크기도 주파수 대역폭과 임피던스 정합에 영향을 주는 것이 확인되었다.18A and 18B illustrate the frequency band characteristics of the antenna according to the fourth embodiment. In the former case, the angle θ of the position of the stub slot with the feed line is 36 degrees. Each case of 60 degrees is shown. Based on the voltage standing wave ratio (VSWR) <2, the frequency band characteristic of the antenna is about 1.7 ~ 7.8 GHz in the latter case, which is wider and better than the former, and the latter has better degree of impedance matching. It can be seen. From this result, it can be seen that the frequency bandwidth of the antenna can be adjusted according to the position of the stub slot formed in the circular slot, and the impedance matching can be better achieved. Furthermore, it has been found that the size of the stub slot also affects the frequency bandwidth and impedance matching.

6. 제5 실시예 : 원형 슬롯에 스터브 슬롯(stub slot)을 형성하고 원형 팻치에 스터브(stub)를 부가한 원형 슬롯 안테나 (stubed circular slot antenna with stubs on a circular patch)6. Fifth Embodiment: Stubd circular slot antenna with stubs on a circular patch by forming a stub slot in a circular slot and adding a stub to the circular patch.

(1) 구조(1) structure

제5 실시예에 따른 원형 슬롯 안테나의 구조는, 도 19a 내지 19c에 도시된 바와 같이, 접지 평판에 형성되는 원형 슬롯의 형태는 제4 실시예의 그것에 따르며, 급전선의 원형 팻치의 형태는 제3 실시예의 그것에 따르는 점 외에는 제2 실시예에 따른 원형 슬롯 안테나의 구조와 동일하다. 즉, 제5 실시예의 원형 슬롯 안테나에서, 접지 평판(192)의 원형 슬롯(190)에는 원주에서 외경방향으로 약간 돌출되는 짝수개의 스터브 슬롯(stubed slot)(191A, 191B)이 마이크로 스트립라인부(194A)의 양쪽에 대칭적으로 더 형성된다. 또한, 급전선(194)의 원형 팻치(194B)에는 그 원주에서 반경방향으로 돌출되는 짝수개의 도전성 스터브(stub)(194C, 194D)가 마이크로 스트립라인부(194A)의 양쪽에 더 부가된다.19A to 19C, the structure of the circular slot antenna according to the fifth embodiment is in the form of the circular slot formed in the ground plate according to that of the fourth embodiment, and the form of the circular patch of the feeder is the third embodiment. The structure of the circular slot antenna according to the second embodiment is the same as that of the example. That is, in the circular slot antenna of the fifth embodiment, an even number of stub slots 191A and 191B projecting slightly in the outer diameter direction from the circumference of the circular slot 190 of the ground plate 192 are provided with the micro stripline portion ( Are further formed symmetrically on both sides of 194A). In addition, an even number of conductive stubs 194C, 194D protruding radially from the circumference of the circular patch 194B of the feed line 194 is further added to both sides of the micro stripline portion 194A.

(2) 주파수 대역 특성(2) frequency band characteristics

급전선의 원형 팻치부에 스터브를 더 부가하는 것과 원형 슬롯에 스터브 슬롯을 더 형성하는 것이 안테나의 주파수 대역특성을 더 좋게 하고 임피던스 정합을 잘 이루게 해준다는 사실이 제3 및 제4 실시예에서 확인된 것처럼, 위 두 가지를 조합한 안테나 구조로부터도 광대역 특성과 우수한 임피던스 정합을 얻을 수 있었다.It was confirmed in the third and fourth embodiments that the addition of more stubs to the circular patch of the feeder and the formation of more stub slots to the circular slots result in better frequency band characteristics and better impedance matching of the antenna. As can be seen, the broadband structure and excellent impedance matching can be obtained from the combination of the above two antenna structures.

7. 안테나의 제작 공정7. Fabrication process

우선, 유전체기판 상부 및 하부 전면에 도전성 금속층을 적층하여 안테나 시료를 준비한다. 이와 같은 안테나 시료를 이용하여 반도체 제조공정과 유사한 공정 즉, 마스크 준비, 감광액 도포, 마스크 정렬과 노광, 현상 및 식각 등의 공정을 차례로 수행하여 원하는 형태의 안테나를 제작할 수 있다. 그 일예를 설명하면 다음과 같다. 앞서 설명한 각 실시예에 따른 안테나의 모형 즉, 유전체 기판의 상부면 및 하부면에 적층된 도전성 금속층의 모형(pattern)을 필름으로 떠서 상부면용과하부면용 마스크를 만든다. 다음으로, 안테나 시료의 상부면에 감광액(photo resist)를 골고루 도포(coating)한 다음, 상부면용 마스크를 부착하고 자외선을 쪼여서 상부면용 모형을 금속층에 옮긴다. 노광된 감광액면을 현상액과 반응시킨 다음, 염화 제이철용액과 같은 식각액을 이용하여 식각한다. 하부면에 대해서도 위와 같은 공정을 수행한다. 이와 같은 공정에 의해, 원하는 형태의 슬롯, 급전선 및 스터브들을 형성할 수 있다. 감광액, 현상액 및 식각액은 다양하게 선택할 수 있으며 감광액의 종류에 따라 양각 또는 음각이 가능함을 밝혀둔다.First, an antenna sample is prepared by stacking a conductive metal layer on the upper and lower surfaces of the dielectric substrate. Using such an antenna sample, a similar process to a semiconductor manufacturing process, that is, a mask preparation, photoresist coating, mask alignment and exposure, development, and etching may be sequentially performed to fabricate an antenna of a desired shape. An example thereof is as follows. Models of the antenna according to the above-described embodiments, that is, patterns of the conductive metal layers stacked on the upper and lower surfaces of the dielectric substrate are floated with a film to form a mask for the upper and lower surfaces. Next, the photoresist is evenly coated on the upper surface of the antenna sample, and then the upper surface model is attached to the metal layer by attaching a mask for the upper surface and extracting ultraviolet rays. The exposed photoresist surface is reacted with a developer and then etched using an etchant such as ferric chloride solution. The same process is performed for the bottom surface. By this process, slots, feeders and stubs of a desired shape can be formed. The photoresist, developer and etchant can be variously selected and it can be embossed or engraved depending on the type of photoresist.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 광대역 주파수 특성을 갖도록 안테나의 최적화 구조를 다양하게 제시하였다. 본 발명이 제안한 여러 형태의 안테나는 직사각형 슬롯 안테나에 비해 설계변수가 작아 설계 및 제작이 용이하며 광대역 특성 아주 좋다. 특히, 원형 슬롯 안테나의 구조는 넓은 슬롯 면적을 가지고, 그 슬롯을 통해 다중 공진을 일으킴으로써 마이크로스트립 안테나의 큰 단점인 협대역 특성을 획기적으로 개선할 수 있다. 또한, 사용 가능한 주파수대가 1.68 GHz부터 15.96 GHz까지이기 때문에 각 주파수대에 따른 서로 다른 안테나를 사용하는 불편함 없이 하나의 안테나로 통합할 수도 있으리라 예상된다.As described above, the present invention provides various optimization structures of the antenna to have a wideband frequency characteristic. Various types of antennas proposed by the present invention are easier to design and manufacture due to smaller design variables than rectangular slot antennas, and have excellent broadband characteristics. In particular, the structure of the circular slot antenna has a large slot area, and by causing multiple resonances through the slot, it is possible to drastically improve the narrow band characteristic, which is a major disadvantage of the microstrip antenna. In addition, since the available frequency band is from 1.68 GHz to 15.96 GHz, it is expected that it can be integrated into one antenna without the inconvenience of using different antennas according to each frequency band.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand that you can.

Claims (5)

유전체 기판과, 상기 유전체 기판의 일측면에 설치되며 내부에 원형 슬롯이 형성된 도전성 접지평판과, 상기 유전체 기판의 타측면에 설치되는 급전선과, 상기 원형 슬롯의 직경보다 작은 직경을 갖는 원형 팻치를 포함하며, 상기 유전체 기판의 일측 상방에서 투시할 때 상기 원형 슬롯과 상기 원형 팻치의 중심이 일치하지 않도록 구성되는 안테나.A dielectric substrate, a conductive ground plate disposed on one side of the dielectric substrate and having a circular slot formed therein, a feeder provided on the other side of the dielectric substrate, and a circular patch having a diameter smaller than the diameter of the circular slot. And the center of the circular slot and the circular patch do not coincide with each other when viewed from above one side of the dielectric substrate. 제 1 항에 있어서, 상기 원형 팻치와 상기 원형 슬롯이 동일 평면상에 위치되는 것을 특징으로 하는 안테나.The antenna of claim 1, wherein the circular patch and the circular slot are located on the same plane. 제 1항에 있어서, 상기 원형 팻치가 상기 급전선의 종단에 위치되는 것을 특징으로 하는 안테나.2. The antenna of claim 1 wherein said circular patch is located at the end of said feed line. 제 3 항에 있어서, 상기 원형 팻치의 외경에 짝수 개의 도전성 스터브(conductive stub)가 방사형으로 돌출 형성되고, 상기 스터브는 상기 급전선을 기준으로 대칭을 이루도록 배치된 것을 특징으로 하는 안테나.The antenna of claim 3, wherein an even number of conductive stubs are radially protruded in an outer diameter of the circular patch, and the stubs are arranged to be symmetrical with respect to the feed line. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 원형 슬롯의 외경에 짝수 개의 스터브 슬롯(stub slot)이 방사형으로 돌출 형성되고, 상기 스터브 슬롯은 상기 급전선을기준으로 대칭을 이루도록 배치된 것을 특징으로 하는 안테나.The antenna of claim 3 or 4, wherein an even number of stub slots protrude radially at an outer diameter of the circular slot, and the stub slots are arranged to be symmetrical with respect to the feed line. .
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