KR100459520B1 - 광각 원형 편파 안테나 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 위성통신에 적합하게 된 안테나에 관한 것이다. 복수의 평면형 방사 소자는 마이크로스트립 평면 안테나의 접지 도체 아래에 배치되고, 접지 도체는 전기 결합수단을 통해 각각의 방사 소자에 결합된다. 더욱이, 복수의 선형 방사 소자는 접지 도체에 결합되고 급전선으로서 작용하는 동축선에 적용된 스페르토프(sperrtopf)에 전기적으로 접속된다. 위성통신용으로 사용된 안테나로서, 광각 원형 편파 안테나에서 낮은 고도각에서의 이득을 개선할 수 있다.

Description

광각 원형 편파 안테나{Wide-angle Circular polarization antenna}
최근에, 위성을 사용하는 휴대전화 계획안이 일부 회사에 의해 제안되었다. 이들 계획안의 주파수 대역과 관련하여, 1.6 GHz 대역은 지상 휴대전화로부터 위성으로의 통신에 할당되고, 2.4 GHz 대역은 위성으로부터 지상 휴대전화로의 통신에 할당된다.
더욱이, 1.6 GHz 대역은 지상에서 위성으로 그리고 위성에서 지상으로 양방향 통신에 사용되는 주파수 대역으로서도 할당된다.
이러한 위성통신에 적합한 안테나로서는 전방향 안테나(omnidirectional antenna)가 제안되어 있다(JP-A-7-183719). 도 12는 JP-A-7-183719에 개시된 이러한 전방향 안테나의 구조를 도시한 것이다.
도 12에서, 마이크로스트립 평면 안테나(MSA)(1)는 피딩 핀(1a), 패치형 방사 소자(1b), 및 유전기판(1c)으로 구성된다. 마이크로스트립 평면 안테나(MSA)(1)는 접지 도체판(1d)을 하향으로 확장하여 접지로서 도체 원통(1e)을 형성한 것이 특징이다.
통상, 마이크로스트립 평면 안테나(MSA)(1)는 유전기판(1c)을 통해 접지 도체판(1d) 상에 이와 병렬로 패치형 방사 소자(1b)가 배치된 구성을 갖는다. 그러나, 도 12에 도시한 전방향 안테나는 접지 도체판(1d)의 원주 전체가 하향으로 확장하여 전술한 바와 같이 원통형을 이루고 있는 것이 특징이다.
도 12에 도시한 전방향 안테나에서, 이 특성에 의해서, 마이크로스트립 평면 안테나(MSA)(1)의 접지 도체판(1d)은 낮은 고도각(low elevation angle)에서의 이득을 개선하도록 하향으로 확장되어 있다.
그러나, 전술한 전방향 안테나에서, 낮은 고도각에서 원형 편파의 수평으로 편파된 성분의 감도를 얻기가 어렵다. 따라서, 실제 사용에서, 나무 등과 같은 것이 수직으로 편파된 성분을 흡수하기 때문에 통신의 감도를 유지하기가 어려운 경우가 있다.
본 발명은 통신분야에 관한 것으로, 특히 위성을 사용하는 휴대용 무선 통신에 적합한 광각 원형 편파 안테나의 소형화 및 구성에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예를 설명하는 광각 원형 편파 안테나의 구성을 도시한 사시도.
도 2a 내지 2d는 본 발명의 실시예에 따라 평면형 방사 소자의 기본 형상 및 전형적인 형상의 여러 가지 예를 도시한 도면.
도 3a 내지 3k는 본 발명의 실시예에 따라 평면형 방사 소자의 수정된 형상의 여러 가지 예를 도시한 도면.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 실시예에 따라 전기 결합수단에 의해 접지 도체판 및 평면형 방사 소자가 서로 전기적으로 결합되는 위치의 여러 가지 예를 도시한 도면.
도 5a 내지 5c는 본 발명의 실시예에서 전기 결합수단에 의해 접지 도체판 및 평면형 방사 소자가 서로 전기적으로 결합되는 위치의 여러 가지 예를 도시한 도면으로서, 도 5a는 와이어에 의한 DC 커플링도이며, 도 5b는 용량성 소자에 의한 용량성 커플링도이며, 도 5c는 유도성 소자에 의한 유도성 커플링도.
도 6a 내지 6e는 본 발명의 실시예에 따라 접지 도체판 및 평면형 방사 소자를 전기적으로 결합하기 위한 전기 결합수단의 길이 및 폭의 여러 가지 예를 도시한 도면.
도 7a 내지 7c는 본 발명의 실시예의 예를 도시한 도면으로서, 도 7a는 방사패턴의 왜곡 보정수단이 구비된 광각 원형 편파 안테나의 측단면도이고, 도 7b는 도 7a의 저면도이며, 도 7c는 방사패턴 왜곡 보정수단이 급전선 근처에 제공된 광각 원형 편파 안테나의 측단면도.
도 8a 내지 도 8b는 휴대용 무선 장비에 장착된 본 발명에 따라 광각 원형 편파 안테나의 응용예를 도시한 도면으로서, 도 8a는 광각 원형 편파 안테나가 휴대용 무선 장비 하우징으로부터 일정하게 이격되어 있고 급전선이 하우징으로부터 인출되어 있는 상태를 도시한 도면이며, 도 8b는 광각 원형 편파 안테나가 휴대용 무선 장비 하우징에 가깝게 유지되고 있고 급전선이 하우징에 인출된 상태를 도시한 도면.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 광각 원형 편파 안테나에 관련한 도면으로, 도 9a는 이중 공진을 도시한 스미스 챠트의 예를 도시한 것이며, 도 9b는 VSWR의 예를 도시한 도면.
도 10은 수평 편향이 낮은 고도각에서 제공된 위치관계에서, 본 발명의 실시예에 따른 광각 원형 편파 안테나에서의 방사 패턴을 측정한 예를 도시한 도면.
도 11은 수직 편향이 낮은 고도각에서 제공된 위치관계에서, 본 발명의 실시예에 따른 광각 원형 편파 안테나에서의 방사 패턴을 측정한 예를 도시한 도면.
도 12는 종래 기술을 설명하는 사시도.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하는 광각 원형 편파 안테나의 사시도.
도 14a 및 도 14b는 낮은 고도각에서 도 13의 안테나의 방사 특성도로서, 도 14a는 수직 편파 성분을 도시한 것이며, 도 14b는 수평 편파 성분을 도시한 도면.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 도면.
도 16a 및 도 16b는 유전 원통 내부에 전자파 흡수재가 평면형 방사 소자의 높이에 대응하는 위치까지 채워진 경우에 도 13에 도시한 안테나의 방사 특성도로서, 도 16a는 수직 편파 성분을 도시한 것이며, 도 16b는 수평 편파 성분을 도시한 도면.
전술한 문제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따라, 복수의 평면형 방사 소자는 마이크로스트립 평면 안테나의 접지 도체판 아래에 배치되고 접지 도체판에 전기적으로 결합된다.
더욱이, 본 발명에 따라, 복수의 평면형 방사 소자 및 복수의 선형 방사 소자는 마이크로스트립 평면 안테나의 접지 도체판 아래에 배치되며 접지 도체판에 전기적으로 결합된다. 더욱이, 스페르토프(블록킹 부싱(blocking bushing))이 상기 언급한 발명에 제공된다. "스페르토프(sperrtopf)"는 동축 케이블의 외곽 도체의 외표면에 흐르는 누설전류를 방지하기 위해서 안테나의 피딩(feeding) 점 바로 아래 근처에 동축선을 덮도록 1/4 파장 혹은 1/2 파장의 원통형 도체가 제공된 구성을 갖는 블록킹 부싱이며, 상기 원통형 도체는 안테나 측이 개방되어 있고 그 다른측은 동축선의 외곽 도체에 접속되어 있다.
도 1은 본 발명의 구성을 도시한 개략도이다. 도 1에서, 도 12와 동일한 부분은 대응하여 참조되었다. 즉, 참조부호 1은 마이크로스트립 평면 안테나(MSA)(1), 1a는 MSA의 피딩 핀, 1b는 MSA의 패치형 방사 소자, 1c는 MSA의 유전기판, 1d는 MSA의 접지 도체판, 2는 전기적 접속수단, 3은 평면형 방사 소자, 4는 유전 원통(지지 원통), 5는 피딩점, 6은 급전선(feeder line)(동축선, 혹은 동축 케이블)이다.
원형, 4변형 등의 형상의 마이크로스트립 평면 안테나(MSA)(1)는 유전기판(1c)의 상대 유전율, 크기 등, 유전기판(1c) 상에 접착된 패치형 방사 소자(1b)의 크기 등과 같은 파라미터를 적합하게 설계하였을 때 원하는 주파수를 갖는 원형 편파 안테나로서 작용한다.
그러나, 공진 주파수 및 피딩 핀(1a)의 위치에 기초한 임피던스 매칭은 평면형 방사 소자의 형상 및 배열, 및 전기적 접속수단에 달려 있기 때문에 주의 깊게 행해져야 한다. 피딩 핀(1a)의 위치에 기초한 임피던스 매칭에서, 급전선(6)의 특성 임피던스(통상 50Ω)를 만족하기 위해서 유전기판(1c)의 중심에서 벗어나 있어야 한다. 이와 같이 벗어나 있으면 고주파 전류에서 교류(turbulence)가 야기되어, 방사 패턴이 왜곡된다.
도 1은 본 발명의 실시예를 도시한 것으로, 여기에서 마이크로스트립 평면 안테나(MSA)(1)의 동작 주파수는 약 1.6GHz이다. 원형 패치형 방사 소자(1b)는 원형 유전기판(1c) 상에 접착된다. 마이크로스트립 평면 안테나(MSA)(1)의 접지 도체판(1d)은 이의 직경과 실질적으로 동일한 유전 원통(4)에 의해 지지된다. 유전 원통(4)의 원주의 만곡된 형상에 따라 만곡된 4개의 동일한 평면형 방사 소자(3)는 등간격으로 혹은 규칙적인 간격으로 유전 원통(4)의 전체 원주 상에 접착된다.
평면형 방사 소자(3)는 항상 만곡되어야 하는 것이 아니라 만곡되지 않고 배열될 수도 있다. 바람직하게, 평면형 방사 소자(3) 개수는 4개 이상으로 선택된다.
더욱이, 유전기판(1c)의 두께는 평면형 방사 소자(3)의 길이방향 크기와 실질적으로 동일하게 만들어지는 것이 바람직하다. 전방향으로 방사 패턴을 얻기 위해서, 평면형 방사 소자(3)가 분산 배치된 표면은 마이크로스트립 평면 안테나(MSA)(1)와 실질적으로 동일한 직경을 갖는 원주인 것이 중요하다. 접지 도체판(1d)은 와이어(전기적 접속수단(2))를 통해 평면형 방사 소자(3)에 전기적으로 결합된다. 접지 도체판(1d)은 마이크로스트립 평면 안테나(MSA)(1) 및 평면형 방사 소자(3)에 공통인 접지 도체이다.
유전기판(1c)은 약 20의 상대 유전율, 약 30mm의 직경, 및 약 10mm의 두께를 갖는다. 유전 원통(4)는 약 4의 상대 유전율, 약 30mm의 직경, 및 약 20mm의 높이를 갖는다. 유전기판(1c)의 두께 및 평면형 방사 소자의 길이방향 길이는 서로 실질적으로 동일하게 만들어진다.
이 실시예에 따른 안테나에서, 낮은 고도각에서 마이크로스트립 평면 안테나(MSA)(1) 내의 수평 편파 성분(horizontal polarization component)의 감도는 평면형 방사 소자(3)의 횡방향으로 흐르는 고주파 전류의 작용에 의해 개선됨과 아울러, 수직 편파 성분(vertical polarization component)의 감도는 평면형 방사 소자(3)의 길이방향으로 흐르는 고주파 전류 및 선형 방사 소자(12)를 따라 흐르는 고주파 전류의 작용으로 개선된다.
상기 안테나와 비교하여, 도 12에 도시한 종래의 기술에 따른 구성에서는 고주파 전류가 수평으로 흐르는 것이 어려워, 수직 편파 성분은 개선될지라도 축비(axial ratio)는 낮은 고도각에서 크게 된다.
본 발명에 따른 도 1에 도시한 실시예에서, 4개의 평면형 방사 소자(3)는 사각형으로 만들어져서, 유전 원통(4)의 측면의 한 동일 원주 상에 배치된다. 그러나, 본 발명은 이러한 실시예로 제한되지 않으며, 예를 들면, 도 2a 내지 2d, 도 3a 내지 3k 등에 도시한 여러 가지 평면형 방사 소자는 원하는 위성통신 시스템의 위성궤도의 형태, 위성고도 등에 따라 바람직하게 조합될 수 있다.
도 2a 내지 2d는 평면형 방사 소자의 전형적인 기본 형상의 예를 도시한 것이다. 기본 형상의 예는 도 2a에 도시한 바와 같이 좌우로 더 긴 사각형, 도 2b에 도시한 바와 같이 폭보다 더 긴 사각형, 도 2c에 도시한 바와 같은 정사각형, 및 도 2d에 도시한 바와 같은 삼각형을 포함한다.
도 3a 내지 3k는 평면형 방사 소자의 전형적인 수정된 형상의 예를 도시한 것이다. 이들 예는 도 3a 내지 도 3e에 도시한 바와 같은 평탄하지 않은 형상, 도 3f에 도시한 바와 같은 경사진 형상, 도 3g 및 3h에 도시한 바와 같이 노치 형상, 도 3i 및 3j에 도시한 바와 같은 속이 빈 형상, 및 도 3k에 도시한 바와 같은 방사형 형상을 포함한다.
더욱이, 본 발명에 따라, 도 4a 내지 4c, 도 5a 내지 도 5c, 및 도 6a 내지 도 6e에서 예로 도시한 바와 같이 전기 결합수단의 여러 가지 구성은 도 2a 내지 도 2d 및 도 3a 내지 도 3k에 도시한 여러 가지 평면형 방사 소자에 바람직하게 조합될 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 전기 결합수단(2)에 의해서 도체판(1d)과 평면형 방사 소자(3)간 결합 위치의 형상의 예를 도시한 것이다.
도 5a 내지 도 5c는 전기 결합수단(전기적으로 결합된 부분)(2)의 결합 시스템을 각각 도시한 도면이다. 도 5a는 도체판(1d) 및 평면형 방사 소자(3)가 와이어에 의해 구성된 전기 결합수단(2)을 통해 결합되는 DC 커플링을 도시한 것이다. 도 5b는 용량성 소자에 의해 구성된 전기 결합수단을 통한 용량성 커플링을 도시한 것이다. 도 5c는 유도성 소자에 의해 구성된 전기 결합수단(2)을 통한 유도성 커플링을 도시한 것이다.
도 6a 내지 도 6e는 폭과 길이가 서로 상이한 전기 결합수단(2)의 형상의 예를 도시한 것이다. 도 6a 내지 도 6c는 길이가 서로 상이한 전기 결합수단의 예를 도시한 것이며, 도 6d 및 도 6e는 폭이 서로 상이한 전기 결합수단(2)의 예를 도시한 것이다.
상기 언급한 평면형 방사 소자의 여러 가지 예, 및 도 2a 내지 도 2d, 도 3a 내지 도 3k, 도 4a 내지 도 4c, 도 5a 내지 도 5c 및 도 6a 내지 도 6e에 도시한 상기 언급한 전기 결합수단의 여러 가지 예는 원하는 안테나 방사 패턴을 얻기 위한 소자들을 배치하여 바람직하게 선택적으로 조합될 수도 있다. 전술한 바와 같이 많은 조합이 있기 때문에, 원하는 안테나 방사 패턴을 얻기 위한 설계 자유도가 매우 크다.
더욱이, 도 7a 및 도 7b는 제공된 급전선과의 상호작용에 의해 야기된 방사 패턴의 왜곡을 보정하는 수단이 제공된 예를 도시한 것이다.
도 7a는 광각 원형 편파 안테나의 측단면도이고, 도 7b는 유전 원통(4)의 내부를 보이기 위해서 바닥에서 본 광각 원형 편파 안테나를 도시한 것이다. 타원형 도체(7)(도 7b 참조)는 보정수단으로서 사용되며, 급전선(6)은 도체(7)를 관통한다. 평면형 방사 소자(3) 및 유전 원통(4)의 만곡된 표면 상에 접착된 전기 결합수단(2)은 도 7a 및 도 7b에 도시되지 않았다.
도 7c는 방사 패턴의 왜곡을 보정하는 수단의 또 다른 예를 도시한 단면도이다. 이 형상에서, 유전체(8)가 급전선(6)을 에워싸고 있다.
휴대용 무선 장비와 함께, 광각 원형 편파 안테나가 휴대용 무선 통신 하우징으로부터 착탈가능하게 설치될 때, 하우징으로부터 소정의 거리에 휴대용 무선 장비 하우징 상에서 광각 원형 편파 안테나를 고정되게 지지하는 수단으로서 도 7c에 도시한 형상의 예가 사용될 수 있다.
도 8a 및 8b는 광각 원형 편파 안테나가 휴대용 무선 장비의 하우징에 가깝게 혹은 이로부터 떨어져 있게 만들어 질 수 있는 형상을 도시한 것이다.
즉, 도 8a 및 도 8b는 휴대용 무선 장치에 부착된 본 발명에 따른 광각 원형 편파 안테나의 단면의 주요부를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 8a 및 8b의 각각에 도시한 바와 같이, 내장된 급전선이 제공된 유전체(8)를 휴대용 무선 장비의 하우징(9)에 바람직하게 넣고 뺄 수 있게 배열된 것이다.
도 8a 및 도 8b에서, 참조부호 10은 휴대용 무선 장비 회로를 나타낸 것이다. 본 발명에 따라 도 7c에 도시한 것과 유사하게 형상이 갖추어진 광각 원형 편파 안테나는 유전체(8) 위에 제공된다.
도 8a 및 도 8b에 도시한 이 실시예에서, 탄성체는 유전체(8)의 외원주에 부착된다. 즉, 유전체(8)는 예를 들면 탄성체인 스프링(11) 안에 배치된다.
광각 원형 편파 안테나를 하우징(9)으로부터 인출할 때(도 8a 참조), 스프링(11)의 탄성력(광각 원형 편파 안테나 및 하우징을 밀고 여는 힘)은 유전체(8)가 하우징(9)으로부터 이격된 소정 위치에 광각 원형 편파 안테나를 고정되게 지지하도록 작용한다.
한편, 유전체(8)가 하우징(9)에 밀어넣어질 때(도 8b 참조), 광각 원형 편파 안테나는 스프링(11)의 반발력에 대한 적합한 잠금수단(도시없음)에 의해 휴대용 무선 장비 하우징(9) 부근에 고정된다.
도 9a, 9b, 10 및 11은 본 발명의 실시예에서 광각 원형 편파 안테나의 스미스 챠트, VSWR, 방사 패턴 등을 측정한 예를 도시한 것이다.
도 13은 본 발명에 따른 광각 원형 편파 안테나의 또 다른 실시예를 도시한 것이다.
도 13에서, 도 1과 동일한 부분은 대응하여 참조되었으므로, 이들 부분에 대한 설명은 여기서 생략한다.
도 13에 도시한 이 실시예에서의 안테나의 구성요소 중에서, 선형 방사 소자(12) 및 스페르토프(sperrtopf)(13)는 도 1에 도시한 안테나에서 제공된 것이 아니다.
스페르토프(13)는 동축선(6) 상에 두어진 도체 원통(13a)으로 구성된다. 동축선(6) 및 도체 원통(13a)은 마이크로스트립 평면 안테나(MSA) 측이 개방되어 있는 반면, 동축선(6)의 외곽 도체는 MSA에 대향되는 측의 단부(13b)가 단락회로로 되도록 도체 원통(13a)에 접속된다.
이와 같이 구성된 스페르토프(13)의 전기적인 길이는 약 1/4 파장 혹은 약 1/2 파장이 되도록 선택된다.
4개의 선형 방사 소자(12)는 약 1/4 파장의 전기적인 길이를 갖도록 만들어 지며, 4개의 평면형 방사 소자(3)와 교대로 유전 원통(4)의 측면에 배치된다. 각각의 선형 방사 소자(12)의 일단부는 접지 도체판(1d)에 전기적으로 결합되며, 선형 방사 소자(12)의 다른 단부는 도체 원통(13a)의 표면에 전기적으로 접속된다.
도 13의 이 실시예와 같은 방식으로, 평면형 방사 소자(3)에 더하여 선형 방사 소자(12)가 제공된 복합 방사 소자 구조가 제공된다.
도 13의 실시예에서, 유전기판(1c)은 약 29의 상대 유전율, 28mm의 직경, 10mm의 두께를 갖는다. 유전 원통(4)은 약 6.5의 상대 유전율, 28mm의 직경, 20mm의 높이, 및 2mm의 두께를 갖는 세라믹(포스테라이트(forsterite))으로 형성된다. 선형 방사 소자(12)엔 직경이 0.6mm인 와이어를 사용한다. 스페르토프(13)의 도체 원통(13a)은 6mm의 외직경을 갖는다.
2.2mm의 외직경을 갖는 반강체 케이블은 동축선(6)으로서 사용된다. 동축선(6)의 중심 도체는 이의 일단부가 피딩 핀(1a)에 접속되며 그 다른 단부는 접속기(15)에 접속되어 있다. 평면형 방사 소자(3) 각각은 길이가 10mm이고 폭은 15mm이다. 전기 결합수단(2) 각각은 길이가 5mm이고 폭은 2mm이다. 스페르토프(13)는 평면형 방사 소자(3)와 겹치지 않도록 평면형 방사 소자(3) 아래에 배치된다.
도 13의 광각 원형 편파 안테나에서, 낮은 고도각에서 마이크로스트립 평면 안테나(MSA)(1) 내에서의 수평 편파 성분의 감도는 평면형 방사 소자(3)의 횡방향으로 흐르는 고주파 전류의 작용에 의해 개선되며, 낮은 고도각에서 마이크로스트립 평면 안테나(MSA)(1) 내의 수직 편파 성분의 감도는 평면형 방사 소자(3)의 길이방향으로 흐르는 고주파 전류 및 선형 방사 소자(12)를 따라 흐르는 고주파 전류의 작용에 의해 개선된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 이 실시예에서, 4개의 사각형상의 평면형 방사 소자는 유전 원통(4)의 한 동일한 측원주 표면 상에 배치된다. 그러나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않으며, 평면형 방사 소자(3)의 여러 가지 형상이 원하는 위성통신 시스템의 위성궤도, 위성고도 등의 형태에 따라 바람직하게 조합될 수 있다. 더욱이, 선형 방사 소자(12) 및 스페르토프(13)에 대해서, 선형 방사 소자 및 스페르토프의 각각의 길이 혹은 그 결합된 위치를 조정함으로써 축비 혹은 이득을 제어하는 것이 가능하다.
도 14a 및 도 14b는 도 13에서 안테나의 낮은 고도각에서의 방사 특성도이며, 도 14a는 수직 편파 성분을 도시한 것이고, 도 14b는 수평 편파 성분을 도시한 것이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 광각 원형 편파 안테나의 단면도이다. 도 15에서, 다른 도면과 동일한 부분은 대응하여 참조되었다.
도 15에 도시한 이 실시예에서, 전파 흡수재(14)는 도 1에 도시한 안테나에서 유전 원통(4)의 내부에 방사 패턴의 왜곡을 보정하는 수단으로서 채워진다.
4개의 평면형 방사 소자(3) 내부에, 전파 흡수재(14)는 급전선(6)과 평면형 방사 소자(3)간 상호간섭을 완화시킨다. 결국, 수평 편파 성분 및 수직 편파 성분의 패턴은 거의 균일하게 된다.
도 16a 및 도 16b는 도 13에 도시한 안테나에서 평면형 방사 소자(3)의 높이에 대응하는 위치까지 전파 흡수재가 유전 원통(4) 안에 채워진 방사 특성도이며, 도 16a는 수직 편파 성분의 측정한 결과를 도시한 것이고, 도 16b는 수평 편파 성분의 측정결과를 도시한 것이다.
도 16a 및 도 16b의 특성을 도 14a 및 도 14b와 비교하면, 전파 흡수재가 채워진 도 16a 및 16b에 도시한 실시예는 전파 흡수재가 전혀 채워지지 않은 도 14a 및 도 14b에 도시한 실시예에 비해 효과가 우수한 것이 명백하다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따라, 낮은 고도각에서 원형 편파에서의 수평 편파 성분의 감도가 얻어질 수 있고, 나무와 같은 것에 의해 수직 편파 성분이 흡수되더라도 통신의 감도가 실제 사용에서 유지될 수 있는 광각 원형 편파 안테나를 제공하는 것이 가능하다.

Claims (9)

  1. 광각 원형 편파 안테나에 있어서,
    공통 접지 도체로서 작용하는 도체판 및 상기 도체판과 병렬로 있도록 유전층을 통하여 상기 도체판 상에 배치된 패치형(patch-like) 방사 소자를 갖춘 원형 편파 모드의 마이크로스트립 평면 안테나; 및
    상기 도체판 아래에 배치된 복수의 평면형 방사 소자들을 포함하며,
    상기 도체판 및 각각의 상기 평면형 방사 소자들은 전기적인 결합 수단을 통해 결합되는, 광각 원형 편파 안테나.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 평면형 방사 소자들은, 상기 도체판 아래에 그리고 상기 마이크로스트립 평면 안테나와 실질적으로 동일한 직경을 갖는 면상에 분산 배치되는, 광각 원형 편파 안테나.
  3. 제 1 항에 있어서, 복수의 선형 방사 소자는 상기 도체판 아래에 제공되며, 상기 복수의 선형 방사 소자는 상기 도체판에 전기적으로 결합되고, 상기 복수의 평면형 방사 소자와 교대로, 상기 마이크로스트립 평면 안테나와 실질적으로 동일한 직경을 갖는 면상에 분산 배치되는, 광각 원형 편파 안테나.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로스트립 평면 안테나의 급전선(feeder line) 내에 스페르토프(sperrtopf)가 제공되는, 광각 원형 편파 안테나.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 평면형 방사 소자들은, 상기 도체판 아래에 그리고 상기 마이크로스트립 평면 안테나와 실질적으로 동일한 직경을 갖는 면 상에 분산 배치되며, 상기 안테나는, 도체, 유전체, 혹은 전파 흡수재를 포함하고 상기 복수의 방사 소자들에 의해 포위되도록 상기 도체판 아래에 제공된 방사 패턴 왜곡 보정 수단을 더 포함하는, 광각 원형 편파 안테나.
  6. 광각 원형 편파 안테나에 있어서,
    공통 접지 도체로서 작용하는 도체판, 및 상기 도체판과 병렬로 있도록 유전층을 통하여 상기 도체판 상에 배치된 패치형 방사 소자를 갖춘 원형 편파된 모드의 마이크로스트립 평면 안테나;
    상기 도체판 아래에 배치된 복수의 평면형 방사 소자 및 복수의 선형 방사 소자;
    상기 도체판을, 각각의 상기 평면형 방사 소자 및 각각의 상기 선형 방사 소자의 한쪽 단들에 결합시키기 위한 전기 결합 수단; 및
    상기 마이크로스트립 평면 안테나의 급전선 내에 제공된 스페르토프를 포함하는, 광각 원형 편파 안테나.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 복수의 평면형 방사 소자 및 상기 복수의 선형 방사 소자는, 상기 도체판 아래에 그리고 상기 마이크로스트립 평면 안테나와 실질적으로 동일한 직경을 갖는 면 상에 분산 배치되는, 광각 원형 편파 안테나.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 선형 방사 소자들의 다른 한쪽 단들은 상기 스페르토프에 전기적으로 결합되는, 광각 원형 편파 안테나.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 복수의 평면형 방사 소자 및 상기 복수의 선형 방사 소자는, 상기 도체판 아래에 그리고 상기 마이크로스트립 평면 안테나와 실질적으로 동일한 직경을 갖는 면 상에 분산 배치되고, 상기 안테나는, 도체, 유전체, 혹은 전파 흡수재를 포함하고 상기 복수의 방사 소자에 의해 포위되도록 상기 도체판 아래에 제공된 방사 패턴 왜곡 보정수단을 더 포함하는, 광각 원형 편파 안테나.
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3481783B2 (ja) * 1996-07-25 2003-12-22 京セラ株式会社 携帯無線機
DE19845868A1 (de) 1998-10-05 2000-04-06 Pates Tech Patentverwertung Doppelfokusplanarantenne
JP3414324B2 (ja) * 1999-06-16 2003-06-09 株式会社村田製作所 円偏波アンテナおよびそれを用いた無線装置
JP3373180B2 (ja) * 1999-08-31 2003-02-04 三星電子株式会社 携帯電話機
SE517564C2 (sv) * 1999-11-17 2002-06-18 Allgon Ab Antennanordning för en bärbar radiokommunikationsanordning, bärbar radiokommunikationsanordning med sådan antennanordning och metod för att driva nämnda radiokommunikationsanordning
JP2001284952A (ja) * 2000-03-30 2001-10-12 Murata Mfg Co Ltd 円偏波アンテナおよびそれを用いた通信装置
JP3455727B2 (ja) * 2001-01-04 2003-10-14 株式会社東芝 アンテナとこれを用いた無線端末
CN100570951C (zh) * 2003-11-04 2009-12-16 三美电机株式会社 贴片天线
TWI239121B (en) 2004-04-26 2005-09-01 Ind Tech Res Inst Antenna
JP4325532B2 (ja) * 2004-10-19 2009-09-02 日立電線株式会社 アンテナ及びその製造方法並びに同アンテナを用いた無線端末
SE0502225L (sv) * 2005-10-10 2006-10-17 Amc Centurion Ab Antennanordning
US7990322B1 (en) * 2009-06-18 2011-08-02 The United States Of America As Respresented By The Secretary Of The Army Shortened HF and VHF antennas made with concentric ceramic cylinders
US9184504B2 (en) * 2011-04-25 2015-11-10 Topcon Positioning Systems, Inc. Compact dual-frequency patch antenna
US9614292B2 (en) * 2013-03-01 2017-04-04 Honeywell International Inc. Circularly polarized antenna
CN103117454A (zh) * 2013-03-11 2013-05-22 北京理工大学 宽带圆极化高增益组合天线
US11059550B2 (en) 2013-03-11 2021-07-13 Suunto Oy Diving computer with coupled antenna and water contact assembly
US10734731B2 (en) 2013-03-11 2020-08-04 Suunto Oy Antenna assembly for customizable devices
US11050142B2 (en) 2013-03-11 2021-06-29 Suunto Oy Coupled antenna structure
US10594025B2 (en) * 2013-03-11 2020-03-17 Suunto Oy Coupled antenna structure and methods
CN103996904A (zh) * 2014-05-07 2014-08-20 深圳市华信天线技术有限公司 具有高低仰角增益的微带天线
CN205039248U (zh) * 2015-10-19 2016-02-17 叶雷 一种gnss信号接收天线
TWI798344B (zh) 2018-02-08 2023-04-11 芬蘭商順妥公司 槽孔模式天線
TWI790344B (zh) 2018-02-08 2023-01-21 芬蘭商順妥公司 槽孔模式天線
US10539700B1 (en) 2019-03-14 2020-01-21 Suunto Oy Diving computer with coupled antenna and water contact assembly
CN110581338B (zh) * 2019-08-15 2020-12-29 武汉慧联无限科技有限公司 一种网关设备用具有散热功能的天线

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4958162A (en) * 1988-09-06 1990-09-18 Ford Aerospace Corporation Near isotropic circularly polarized antenna
US5248988A (en) * 1989-12-12 1993-09-28 Nippon Antenna Co., Ltd. Antenna used for a plurality of frequencies in common
EP0469779B1 (en) * 1990-07-30 1999-09-29 Sony Corporation A matching device for a microstrip antenna
WO1993009577A1 (en) * 1991-11-08 1993-05-13 Calling Communications Corporation Terrestrial antennas for satellite communication system
JPH07183719A (ja) 1992-01-30 1995-07-21 Yuseisho Tsushin Sogo Kenkyusho 全方位アンテナ
JPH06140823A (ja) 1992-10-22 1994-05-20 Ngk Insulators Ltd 平面アンテナ用ケース
US5552798A (en) * 1994-08-23 1996-09-03 Globalstar L.P. Antenna for multipath satellite communication links
JP3318475B2 (ja) * 1995-09-29 2002-08-26 京セラ株式会社 共用アンテナ
JP3481783B2 (ja) 1996-07-25 2003-12-22 京セラ株式会社 携帯無線機

Also Published As

Publication number Publication date
ID22063A (id) 1999-08-26
CN1229530A (zh) 1999-09-22
JP3720581B2 (ja) 2005-11-30
DE69839036D1 (de) 2008-03-13
CN1150663C (zh) 2004-05-19
NO318278B1 (no) 2005-02-28
KR20000068180A (ko) 2000-11-25
EP0920075B1 (en) 2008-01-23
TR199900346T1 (xx) 1999-09-21
NZ334099A (en) 2000-11-24
EP0920075A1 (en) 1999-06-02
US6567045B2 (en) 2003-05-20
JP2000040917A (ja) 2000-02-08
DE69839036T2 (de) 2009-01-15
BR9806050A (pt) 2000-01-25
WO1998058423A1 (fr) 1998-12-23
NO990710L (no) 1999-04-19
EP0920075A4 (en) 2001-03-21
AU7675898A (en) 1999-01-04
NO990710D0 (no) 1999-02-15
US20020008663A1 (en) 2002-01-24
AU711511B2 (en) 1999-10-14

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