KR100597208B1

KR100597208B1 - Satellite broadcasting antenna having a Annular ring and Shorted circular patch loaded monopole antenna

Info

Publication number: KR100597208B1
Application number: KR1020040027079A
Authority: KR
Inventors: 육종관; 김정민; 홍영표
Original assignee: 주식회사 액티패스
Priority date: 2004-04-20
Filing date: 2004-04-20
Publication date: 2006-07-06
Also published as: KR20050101853A

Abstract

본 발명은 위성방송 안테나의 크기를 소형화시키고 구조를 간단하게 하여 가격 경쟁력을 확보할 수 있도록 한 환형의 링 안테나와 원형 패치 로드가 구비된 모노폴 안테나로 이루어진 차량용 위성방송 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle satellite broadcasting antenna comprising an annular ring antenna and a monopole antenna provided with a circular patch rod to reduce the size and simplify the structure of the satellite broadcasting antenna.

이를 위해 본 발명은, 90˚의 위상차를 갖는 급전프로브에 의해 기판의 소정 높이에 설치되는 환형 형상의 링 안테나와, 그 링 안테나의 중심부를 관통하여 설치되는 모노폴 안테나가 일체로 형성된 구조이며, 상기 모노폴 안테나의 상단에는 안테나 길이를 줄이기 위하여 소정 직경을 갖는 원형 패치 형태의 로드(load)가 구비되고, 양 측면에는 임피던스 정합을 위하여 한 쌍의 실린더 모양의 도체가 제공된다. To this end, the present invention is a structure in which an annular ring antenna installed at a predetermined height of a substrate by a feed probe having a phase difference of 90 ° and a monopole antenna installed through a center of the ring antenna are integrally formed. The upper end of the monopole antenna is provided with a rod in the form of a circular patch having a predetermined diameter to reduce the antenna length, and a pair of cylindrical conductors are provided on both sides for impedance matching.

또한, 상기 환형 형상의 링 안테나와 모노폴 안테나는 위성신호의 수신레벨에 따라 선택적으로 원형 편파 안테나 및 선형 편파 안테나로서 동작된다. In addition, the annular ring antenna and the monopole antenna are selectively operated as a circularly polarized antenna and a linear polarized antenna according to the reception level of the satellite signal.

위성방송 안테나, 환형, 링 안테나, 모노폴 안테나, 원형 편파 안테나, 선형 편파 안테나.Satellite broadcasting antenna, annular, ring antenna, monopole antenna, circularly polarized antenna, linearly polarized antenna.

Description

Satellite broadcasting antenna having a annular ring and shorted circular patch loaded monopole antenna

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 위성방송 안테나를 보인 사시도, 1 is a perspective view showing a satellite broadcasting antenna for a vehicle according to an embodiment of the present invention,

도 2는 도 1의 평면도, 2 is a plan view of FIG.

도 3은 도 1의 단면도,3 is a cross-sectional view of FIG.

도 4는 본 발명의 위성방송 안테나가 요구하는 동작 주파수에서의 원형 편파 안테나와 선형편파 안테나의 반사손실을 보인 특성도,4 is a characteristic diagram showing return loss between a circularly polarized antenna and a linearly polarized antenna at an operating frequency required by the satellite broadcasting antenna of the present invention;

도 5는 본 발명의 위성방송 안테나 중에서 원형 편파 안테나의 축비 특성도, 5 is an axial ratio characteristic diagram of a circularly polarized antenna of the satellite broadcasting antenna of the present invention,

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따라 원형 편파 안테나와 선형 편파 안테나가 2.32㎓ 대역에서 동작할 때의 방사 패턴을 보인 특성도, 6A and 6B are characteristic diagrams illustrating a radiation pattern when the circularly polarized antenna and the linearly polarized antenna operate in the 2.32 GHz band according to the present invention;

도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따라 원형 편파 안테나와 선형 편파 안테나가 2.345㎓ 대역에서 동작할 때의 방사 패턴을 보인 특성도이다.7A and 7B are characteristic diagrams illustrating a radiation pattern when the circularly polarized antenna and the linearly polarized antenna operate in the 2.345 GHz band according to the present invention.

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

101 : 기판, 110 : 환형 링 안테나,101: substrate, 110: annular ring antenna,

112 : 급전 프로브, 112a: 제 1 프로브급전라인,112: feed probe, 112a: first probe feed line,

112b: 제 2프로브 급전라인, 114 : 원형 편파 안테나 포트,112b: second probe feed line, 114: circularly polarized antenna port,

116 : 선형 편파 안테나 포트, 120 : 모노폴 안테나,116: linearly polarized antenna port, 120: monopole antenna,

122, 124 : 도체, 130 : 원형 패치 로드(Load).122, 124: conductor, 130: round patch load.

본 발명은 환형의 링 안테나와 원형 패치 로드가 구비된 모노폴 안테나로 이루어진 차량용 위성방송 안테나에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프로브 급전구조를 갖는 환형의 링 안테나와 상단면에 원형 패치형태의 로드(Load)가 일체로 형성된 모노폴 안테나가 하나로 결합되어 새로운 형태의 위성 안테나를 제공하여 제품 경쟁력을 향상시키고자 하는 환형의 링 안테나와 원형 패치 로드가 구비된 모노폴 안테나로 이루어진 차량용 위성방송 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle satellite broadcasting antenna comprising an annular ring antenna and a monopole antenna provided with a circular patch rod, and more particularly, an annular ring antenna having a probe feeding structure and a rod of a circular patch shape on an upper surface thereof. The present invention relates to a vehicle satellite broadcasting antenna comprising an annular ring antenna and a monopole antenna having a circular patch rod to improve product competitiveness by providing a new type of satellite antenna by combining a monopole antenna formed as a single body.

주지된 바와 같이, 위성방송은 적도 상공 약 3만6천킬로미터의 정지 궤도에 있는 방송위성을 이용하기 때문에 단일의 방송 전파로 전국 어디서나 동시에 방송할 수 있고, 중계시설이 필요 없으며, 지형에 의한 송·수신 방해가 적고, 화질의 첨화가 적어 깨끗한 음질과 영상을 제공할 수 있다.As is well known, satellite broadcasting uses broadcast satellites in a geostationary orbit approximately 36,000 kilometers above the equator, so that a single broadcast can simultaneously broadcast anywhere in the country, without the need for a relay, and by terrain. · Low reception disturbance and low image quality can provide clear sound and video.

그와 같이 화질의 열화가 적고 화상이 깨끗하기 때문에, 최근에는 가정에서 위성방송을 시청하는 것 이외에 이동중에도 위성방송을 수신할 수 있도록 차량에 위성방송을 수신할 수 있는 안테나가 설치되고 있다.Since such deterioration of image quality is small and the image is clean, in recent years, in addition to watching satellite broadcasting at home, an antenna capable of receiving satellite broadcasting in a vehicle is provided so that the satellite broadcasting can be received on the move.

그러한 상기 차량용 위성방송 안테나는 상기 위성방송을 효과적으로 수신하기 위해서는 높은 이득과 편파 특성을 갖어야만 하며, 차량의 진행방향에 따라 계속 움직이기 때문에 위성방송 안테나가 위성을 계속 바라볼 수 있도록 구동모터, 움직임을 감지하는 센서, 제어를 위한 제어수단 등이 구비되는 자동추적 기능이 내장되어야 한다.The vehicle satellite broadcasting antenna must have high gain and polarization characteristics in order to effectively receive the satellite broadcasting, and the driving motor and the movement of the satellite broadcasting antenna can continue to watch the satellite because the vehicle continues to move according to the traveling direction of the vehicle. It should be equipped with an automatic tracking function that is equipped with a sensor for detecting a control, a control means for controlling.

그러나, 현재 사용중에 있는 차량용 위성방송 안테나 중에서 위성방송에 적합하도록 변형된 다이폴 안테나 또는 헬리칼 안테나인 경우에는 전체적으로 안테나 부피가 커서 이를 차량에 장착하면 디자인이 미려하지 못하여 상품성이 저하되는 단점이 있었으며, 또한 고유전율을 갖는 유전체가 사용되는 안테나는 유전체 기판의 높은 가격으로 인해 비용 부담이 증대되는 문제가 있었다. However, the dipole antenna or helical antenna that is modified to be suitable for satellite broadcasting among the car satellite broadcasting antennas currently in use has a disadvantage that the design of the antenna is large and its design is not beautiful when it is mounted on the vehicle, thereby degrading its commerciality. In addition, the antenna using a dielectric having a high dielectric constant has a problem that the cost burden increases due to the high price of the dielectric substrate.

또한, 현재 가장 많이 장착되고 있는 상기 자동추적 기능이 내장된 안테나인 경우에도 위성 위치를 추적하기 위한 수단이 내장되기 때문에 전체적으로 부피가 커지게 되고 또한 제조 비용이 많이 드는 단점이 있었다. In addition, even in the case of the antenna that is equipped with the most automatic tracking function currently installed because of the built-in means for tracking the position of the satellite, there is a disadvantage in that the overall bulky and expensive manufacturing cost.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 현재 사용되고 있는 차량용 위성방송 안테나에 비하여 대량 생산이 용이하고 평면형 안테나를 이용하여 간단하면서도 전체적으로 안테나 부피를 축소시켜 가격 경쟁력 및 상품성을 향상시키고자 하는 환형의 링 안테나와 원형 패치 로드가 구비된 모노폴 안테나로 이루어진 차량용 위성방송 안테나를 제공함에 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and is easy to mass-produce compared to the currently used vehicle satellite broadcasting antenna, and to reduce the antenna volume as a whole by using a flat antenna to improve the price competitiveness and commerciality. An object of the present invention is to provide a satellite broadcasting antenna for a vehicle consisting of an annular ring antenna and a monopole antenna provided with a circular patch rod.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 환형의 링 안테나와 원형 패치 로드가 구비된 모노폴 안테나로 이루어진 차량용 위성방송 안테나는, 위성신호를 수신하는 차량 이동용 위성방송 안테나에 있어서, 기판 상부에 소정 높이 이격된 상태에서 급전포트를 통해 인가되는 에너지가 90˚위상차로 제공되도록 서로 떨어져서 형성된 제 1 및 제 2프로브 급전라인에 의해 지지되는 환형의 링 안테나; 및 상기 링 안테나의 중심부를 관통하여 설치되며 전기적 길이를 길게 하여 공진주파수를 낮추도록 상단면에는 일정 직경을 갖는 원형 패치 형태의 로드(Load)가 구비되는 모노폴 안테나가 일체로 구성되고; 상기 환형의 링 안테나와 모노폴 안테나는 하나의 접지면과 기판을 공유하며, 서로 상이한 급전포트를 갖는 것을 특징으로 한다.Vehicle satellite broadcasting antenna comprising an annular ring antenna of the present invention and a monopole antenna provided with a circular patch rod for achieving the above object, in a vehicle mobile satellite broadcasting antenna for receiving a satellite signal, a predetermined height above the substrate An annular ring antenna supported by the first and second probe feed lines formed apart from each other such that energy applied through the feed port is provided in a 90 ° phase difference in a closed state; And a monopole antenna, which is installed through the center of the ring antenna and is provided with a circular patch-shaped rod having a predetermined diameter on its top surface to reduce the resonance frequency by lengthening the electrical length. The annular ring antenna and the monopole antenna share one ground plane and a substrate, and have different feed ports from each other.

바람직하게, 상기 모노폴 안테나의 양 측면에는 임피던스 정합을 위하여 한 쌍의 실린더 형상의 도체가 설치된다.Preferably, a pair of cylindrical conductors are installed on both sides of the monopole antenna for impedance matching.

상술한 구성에 따르면, 종래 위성방송 안테나와 다르게 구조가 간단하면서도 크기가 축소된 새로운 형태의 위성 안테나를 제공할 수 있게 되어 비용 절감 효과와 대량 생산성이 가능하여 가격 경쟁력을 확보할 수 있다.
According to the above-described configuration, it is possible to provide a new type of satellite antenna having a simple structure and a reduced size, unlike the conventional satellite broadcasting antenna, thereby enabling cost reduction and mass productivity, thereby securing price competitiveness.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 위성방송 안테나를 보인 사시도, 도 2는 도 1의 평면도, 도 3은 도 1의 단면도이다.1 is a perspective view showing a satellite broadcasting antenna for a vehicle according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a plan view of Figure 1, Figure 3 is a cross-sectional view of FIG.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 위성방송 안테나(100)는 하나의 접지면과 기판(101)을 공유하면서 프로브 급전구조를 갖는 환형의 링 안테나(110)와 상단면에 원형 패치형태의 로드(Load)(130)가 일체로 형성되어 있는 모노폴 안테나(120)가 하나로 결합된 형상을 하고 있다. As shown in the drawing, the satellite broadcasting antenna 100 of the present invention shares an annular ring antenna 110 having a probe feeding structure with a single ground plane and a substrate 101, and a rod having a circular patch shape on the top surface thereof. Load (130) is a monopole antenna 120, which is formed integrally, has a shape combined into one.

상기 환형의 링 안테나(110)는 기판(101)으로부터 소정 높이 이격된 상태에서 제 1프로브 급전라인(112a) 및 제 2프로브 급전라인(112b)으로 이루어진 급전프로브(112)에 의해 지지되고 있으며, 상기 제 1프로브 급전라인(112a) 및 제 2프로브 급전라인(112b)은 안테나의 크기를 줄이기 위하여 대략 'ㄷ' 형상으로서 상기 모노폴 안테나(120)의 중심축으로 90˚ 위상차를 가지도록 설계된다.The annular ring antenna 110 is supported by a feed probe 112 composed of a first probe feed line 112a and a second probe feed line 112b in a state spaced apart from the substrate 101 by a predetermined height. The first probe feed line 112a and the second probe feed line 112b are designed to have a 90 ° phase difference with respect to the central axis of the monopole antenna 120 in a substantially 'c' shape in order to reduce the size of the antenna.

그리고, 상기 모노폴 안테나(120)는 전기적 길이를 길게 하기 위하여 공진주파수를 낮추도록 상부에 상기 환형의 링 안테나(110)보다 직경이 작은 원형 패치형태의 로드(130)가 결합되며, 상기 모노폴 안테나(120)의 측면에는 임피던스 정합을 위하여 일정 간격 이격되는 한 쌍의 실린더 모형의 도체(122,124)가 구비된다. 상기 도체(122,124)는 상기 모노폴 안테나(120)의 직경 및 높이와 동일하게 구성됨이 바람직하다. In addition, the monopole antenna 120 is coupled to the rod-shaped rod 130 having a smaller diameter than the annular ring antenna 110 is coupled to lower the resonance frequency in order to increase the electrical length, the monopole antenna ( The side of the 120 is provided with a pair of cylinder-shaped conductors 122 and 124 spaced apart at regular intervals for impedance matching. The conductors 122 and 124 are preferably configured to have the same diameter and height as the monopole antenna 120.

또한, 상기 기판(101)의 하단면에 돌출된 급전 프로브(112)의 일단은 원형 편파 안테나 포트(port)(114)로 제공되며, 상기 모노폴 안테나(120)의 일단은 선형 편파 안테나 포트(port)(116)로 제공된다. 상기 포트(114,116)는 상기 환형의 링 안테나(110)와 모노폴 안테나(120)에 에너지를 공급하는 급전라인이 구비되기 때문에 본 발명의 안테나는 서로 다른 급전구조를 갖게 된다.In addition, one end of the feed probe 112 protruding from the bottom surface of the substrate 101 is provided to the circularly polarized antenna port 114, one end of the monopole antenna 120 is a linear polarized antenna port (port) 116). Since the ports 114 and 116 are provided with feed lines for supplying energy to the annular ring antenna 110 and the monopole antenna 120, the antennas of the present invention have different feed structures.

한편, 본 발명의 위성방송 안테나(100)는 도 2의 평면도 및 도 3의 단면도에 기재되어 있는 높이 및 직경을 근거로 제작되는 것이 가장 효율적인 안테나 특성을 제공하게 된다.Meanwhile, the satellite broadcasting antenna 100 of the present invention provides the most efficient antenna characteristics based on the height and diameter described in the plan view of FIG. 2 and the cross-sectional view of FIG. 3.

도시된 바와 같이, 환형 형상의 링 안테나(110)의 직경(R3)은 30.6mm이며, 모노폴 안테나(120)의 상단에 결합된 원형 패치형태의 로드(130)의 직경(R2)는 13.6mm이며, 상기 환형 형상의 링 안테나(110)의 중심부에 형성된 개구부의 직경(R1)은 8mm이다.As shown, the diameter (R3) of the annular ring antenna 110 is 30.6mm, the diameter (R2) of the circular patch-shaped rod 130 coupled to the top of the monopole antenna 120 is 13.6mm The diameter R1 of the opening formed in the center of the annular ring antenna 110 is 8 mm.

또한, 모노폴 안테나(120)의 높이(h1)와 직경(d1)은 각각 6mm(8.5mm로 제작될 수 있음)와 1mm이며, 상기 기판(101)과 환형 형상의 링 안테나(110)와의 높이(h2)는 3mm이고, 상기 기판(101)과 급전 프로브(112)와의 높이(h3)는 0.5mm이다.In addition, the height h1 and the diameter d1 of the monopole antenna 120 are 6 mm (which may be manufactured as 8.5 mm) and 1 mm, respectively, and the height of the substrate 101 and the annular ring antenna 110 ( h2) is 3 mm, and the height h3 between the substrate 101 and the power supply probe 112 is 0.5 mm.

또한, 상기 모노폴 안테나(120)의 측면에 구비된 한 쌍의 도체(122,124)의 중심부 상호간의 길이(d2)는 5mm이고, 상기 모노폴 안테나(120)의 중심과 상기 급전 프로브가 상기 환형의 링 안테나(110)와 접촉되는 어느 하나의 접촉점까지의 거리(d)는 4.9mm이다. In addition, the length d2 between the center portions of the pair of conductors 122 and 124 provided on the side of the monopole antenna 120 is 5 mm, and the center of the monopole antenna 120 and the feed probe are the annular ring antenna. The distance d to any one contact point in contact with 110 is 4.9 mm.

그와 같이 구성되는 본 발명의 작용을 설명한다.The operation of the present invention configured as described above will be described.

우선, 본 발명의 위성방송 안테나(100)는 전방향성 특성을 제공하고 있기 때문에, 위성방송을 효과적으로 수신하기 위해 자동추적 기능이 구비되어 차량에 장착되는 일반적인 위성방송 안테나와는 달리 안테나를 회전시키기 위한 별도의 구동모터 등이 필요없어 전체적인 안테나 부피를 줄일 수 있다.First, since the satellite broadcasting antenna 100 of the present invention provides omni-directional characteristics, unlike the conventional satellite broadcasting antenna mounted on a vehicle, an automatic tracking function is provided to effectively receive satellite broadcasting. There is no need for a separate drive motor, which reduces the overall antenna volume.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 위성방송 안테나(100)의 작용은 도면에 미도시되고 있는 공지된 구성 수단에 의해 이루어진다.In addition, the operation of the satellite broadcasting antenna 100 according to an embodiment of the present invention is performed by known configuration means that are not shown in the figure.

즉, 차량의 소정 개소에 장착된 위성방송 안테나(100)가 수신한 위성신호를 증폭하고 그 수신된 위성신호에 포함된 노이즈(noise)를 제거하며 사용 가능한 대역주파수 대역으로 변환시키는 주파수 변환기능 등을 행하는 위성방송 수신모듈이 구비되는 것이다.That is, a frequency conversion function for amplifying a satellite signal received by the satellite broadcasting antenna 100 mounted at a predetermined position of the vehicle, removing noise included in the received satellite signal, and converting the signal into an usable band frequency band. The satellite broadcasting receiving module is provided.

그러한 위성방송 안테나(100)가 위성방송 수신모듈과 함께 차량에 장착된 상태에서의 위성방송 안테나의 작용을 좀더 상세하게 설명하기로 한다.Such satellite broadcasting antenna 100 will be described in more detail the operation of the satellite broadcasting antenna in a state mounted on the vehicle with the satellite broadcasting receiving module.

먼저, 위성방송을 서비스받기 위하여 위성방송 수신모듈이 구동되면 급전 프로브(112)를 통해 선택적으로 상기 환형의 링 안테나(110)와 모노폴 안테나(120)에게로 급전이 이루어진다. 이때, 독립적으로 상기 급전을 받게 되는 상기 환형의 링 안테나(110)는 원형 편파 안테나로서 동작되며, 모노폴 안테나(120)는 선형 편파 안테나로서 동작되고, 이는 상기 위성방송 수신모듈에 구비되는 일련의 전환스위치에 의해 상기 원형 편파 안테나 또는 선형 편파 안테나의 기능이 상호 전환되는 것이다.First, when the satellite broadcasting receiving module is driven to receive satellite broadcasting, power is selectively fed to the annular ring antenna 110 and the monopole antenna 120 through the feed probe 112. In this case, the annular ring antenna 110 which receives the power supply independently is operated as a circular polarized antenna, and the monopole antenna 120 is operated as a linear polarized antenna, which is a series of switches provided in the satellite broadcasting receiving module. The function of the circular polarization antenna or the linear polarization antenna is switched by a switch.

그와 같이 상기 급전이 이루어지는 상태에서 위성방송 안테나(100)는 위성신호를 수신받을수 있게 되며, 이때 평상시에는 상기 전환스위치가 원형 편파 안테나로서 동작되도록 설정되어 있기 때문에 상기 환형의 링 안테나(110)를 통해 위성신호를 수신받게 된다. As such, the satellite broadcasting antenna 100 may receive a satellite signal in a state where the feeding is performed. In this case, the annular ring antenna 110 may be used because the changeover switch is normally operated as a circularly polarized antenna. The satellite signal is received.

그러나, 상기 위성방송 안테나(100)가 장착된 차량이 고층 건물이 밀집되어 있는 지역을 통과할 때에는 위성신호를 수신받는 수신레벨이 최적의 수신감도를 나타내는 일정한 기준레벨 이하로 저하되게 되고, 따라서 상기 위성방송 안테나(100)는 효과적으로 위성신호를 수신할 수 없게 된다.However, when the vehicle equipped with the satellite broadcasting antenna 100 passes through an area where high-rise buildings are concentrated, the reception level for receiving satellite signals is lowered below a predetermined reference level indicating an optimal reception sensitivity. The satellite broadcasting antenna 100 cannot effectively receive satellite signals.

이때, 상기 위성방송 수신모듈은 상기 수신레벨의 저하로 인하여 환형의 링 안테나(110)가 원형 편파 안테나로서의 기능을 충분하게 제공할 수 없다라고 판단되면 상기 전환 스위치의 전환을 통하여 모노폴 안테나(120)를 구동시켜 선형 편파 안테나로서 위성신호를 수신할 수 있도록 한다.At this time, when the satellite broadcasting reception module determines that the annular ring antenna 110 cannot sufficiently provide a function as a circularly polarized antenna due to the decrease in the reception level, the monopole antenna 120 is switched by switching the changeover switch. It can be driven to receive a satellite signal as a linear polarized antenna.

즉, 상기 전환 스위치가 전환되면 상기 모노폴 안테나(120)에게로 급전이 이루어져 선형 편파 안테나로서의 기능이 제공되어 위성신호를 수신하게 되는 것이다.That is, when the changeover switch is switched, power is supplied to the monopole antenna 120 to provide a function as a linear polarized antenna to receive satellite signals.

물론, 이후 도심 등을 통과하여 선형 편파 안테나로서의 위성신호 수신이 불필요하게 되는 경우에는 모노폴 안테나(120)의 동작을 정지시키고 환형의 링 안테나(110)를 재 구동시켜 위성신호가 수신되도록 한다.Of course, if the satellite signal reception as a linearly polarized antenna is unnecessary after passing through the city center, the operation of the monopole antenna 120 is stopped and the annular ring antenna 110 is driven again so that the satellite signal is received.

한편, 도 4는 본 발명의 위성방송 안테나가 요구하는 동작 주파수에서의 원형 편파 안테나와 선형편파 안테나의 반사손실을 보인 특성도이다.On the other hand, Figure 4 is a characteristic diagram showing the return loss of the circularly polarized antenna and the linear polarized antenna at the operating frequency required by the satellite broadcasting antenna of the present invention.

상기 위성방송 안테나(100)는 2.32㎓ ~2.345㎓ 대역에서의 동작 주파수가 요구되며, 이때 원형 편파 안테나는 200㎒, 선형 편파 안테나는 100㎒의 대역폭을 가지고 있다. 따라서 본 발명의 안테나로서 적용할 수 있는 위성 DAB(Digital Audio Broadcasting) 안테나가 요구하는 25㎒의 대역폭을 충족시킬 수 있다.The satellite broadcasting antenna 100 is required to operate in the band 2.32 kHz ~ 2.345 GHz, wherein the circularly polarized antenna has a bandwidth of 200MHz, the linear polarized antenna has a bandwidth of 100MHz. Therefore, it is possible to satisfy the bandwidth of 25 MHz required by the satellite digital audio broadcasting (DAB) antenna applicable as the antenna of the present invention.

도 5는 본 발명의 위성방송 안테나 중에서 원형 편파 안테나의 축비 특성도 이다. 5 is an axial ratio characteristic diagram of a circularly polarized antenna of the satellite broadcasting antenna of the present invention.

상기 축비(Axial ratio)는 안테나의 편파 특성을 나타내는 지수로서, 안테나의 회전 각도를 0˚에서 90˚로 변화시킬 때 수신 신호전력의 비를 나타낸다. 그 축비는 안테나의 회전 각도 변화에 따른 수신 신호전력의 변화가 적을수록 1에 가까우며, 통상 양호한 원편파를 발생할 때의 축비는 3㏈이하이다. The axial ratio is an index indicating the polarization characteristic of the antenna and represents the ratio of the received signal power when the rotation angle of the antenna is changed from 0 ° to 90 °. The axial ratio is closer to 1 as the change in the received signal power due to the change in the rotation angle of the antenna is smaller, and the axial ratio at the time of generating a good circular polarization is usually 3 dB or less.

도 5에서도 원형 편파 안테나는 2.32㎓ ~2.345㎓의 동작 주파수 대역에서 축비가 3㏈이하로 나타남을 알 수 있다.In FIG. 5, it can be seen that the circularly polarized antenna has an axis ratio of 3 kHz or less in the operating frequency band of 2.32 GHz to 2.245 GHz.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따라 원형 편파 안테나와 선형 편파 안테나가 2.32㎓ 대역에서 동작할 때의 방사 패턴을 보인 특성도이고, 도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따라 원형 편파 안테나와 선형 편파 안테나가 2.345㎓ 대역에서 동작할 때의 방사 패턴을 보인 특성도이다.6A and 6B are characteristic diagrams illustrating a radiation pattern when the circularly polarized antenna and the linearly polarized antenna operate in the 2.32 GHz band according to the present invention, and FIGS. 7A and 7B are the circularly polarized antenna and the linearly polarized wave according to the present invention. This is a characteristic diagram showing the radiation pattern when the antenna operates in the 2.345㎓ band.

도시된 바와 같이, 상기 기판(101)과 상기 원형 패치 형태의 로드(Load)(130)의 전체 높이가 8.5mm인 경우에 상기 환형의 링 안테나(110)가 상기 원형 편파 안테나로 동작할 때에는 이득이 25˚에서 45˚의 고도각에서는 2㏈, 50˚에서 85˚의 고도각에서는 5㏈, 90˚에서는 4㏈로 각각 나타나며, 상기 선형 편파 안테나로 동작할 때에는 0㏈를 나타낸다.As shown, when the overall height of the substrate 101 and the load 130 of the circular patch form is 8.5mm, gain when the annular ring antenna 110 operates as the circularly polarized antenna The altitudes of 25 ° to 45 ° are represented by 2 °, 50 ° to 85 °, and 5 ° and 90 °, respectively, and 0 ° when the linear polarized antenna is operated.

또한, 상기 기판(101)과 상기 원형 패치 형태의 로드(Load)(130)의 전체 높이가 6mm인 경우에 상기 환형의 링 안테나(110)가 상기 원형 편파 안테나로 동작할 때에는 고도각과 관련없이 이득은 2㏈로 나타나며, 선형 편파 안테나로 동작할 때에는 0㏈로 나타난다.In addition, when the total height of the substrate 101 and the circular patch-shaped load 130 is 6 mm, when the annular ring antenna 110 operates as the circularly polarized antenna, gain is independent of the elevation angle. Is represented by 2㏈ and 0 동작 when operating as a linear polarized antenna.

전술한 바와 같이, 본 발명의 위성방송 안테나(100)는 위성신호를 수신하기 위한 최적의 사양을 만족하면서도 전체적인 안테나의 크기를 소형화된 새로운 형태의 안테나를 제공하게 된다. As described above, the satellite broadcasting antenna 100 of the present invention provides a new type of antenna that satisfies an optimal specification for receiving satellite signals while miniaturizing the overall antenna size.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 하나의 접지면과 기판을 공유하면서 90˚위상차를 가지는 프로브 급전구조에 의한 환형의 링 안테나와 안테나 길이가 짧도록 상단에 원형 패치 형태의 로드가 구비된 모노폴 안테나가 결합된 새로운 형태의 안테나 구조를 제공함으로써, 종래 차량에 부착되는 위성방송 안테나보다 전체적인 부피를 크게 축소시킬 수 있어 차량 장착시에 디자인측면에서 경쟁력 우위를 기대할 수 있다.As described above, according to the present invention, an annular ring antenna having a probe feeding structure having a 90 [deg.] Phase difference while sharing a substrate with one ground plane, and a monopole having a rod having a circular patch shape at the top so that the antenna length is short. By providing a new type antenna structure combined with the antenna, it is possible to significantly reduce the overall volume than the satellite broadcasting antenna attached to the conventional vehicle can expect a competitive advantage in terms of design when mounting the vehicle.

또한, 전방향성 특성을 제공하기 때문에 종래 안테나에서의 위성 추적기능을 위한 수단을 배제할 수 있어 구조의 단순함으로 인하여 제조 비용을 절감할 수 있음은 물론 대량 생산이 가능한 잇점이 있다.In addition, since omnidirectional characteristics can be excluded, the means for satellite tracking function in the conventional antenna can be excluded, and the manufacturing cost can be reduced due to the simplicity of the structure, and there is an advantage in that mass production is possible.

한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various changes can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the invention claimed in the claims. will be.

Claims

In the mobile satellite broadcasting antenna for receiving a satellite signal,

An annular ring antenna supported by first and second probe feeding lines formed apart from each other such that energy applied through the feeding port is provided at a 90 ° phase difference in a state where the predetermined height is spaced apart from the upper portion of the substrate; And

A monopole antenna, which is installed through the center of the ring antenna and provided with a circular patch-shaped rod having a predetermined diameter, on an upper surface thereof so as to reduce the resonance frequency by lengthening the electrical length;

The annular ring antenna and the monopole antenna share a single ground plane and the substrate, the satellite broadcasting antenna for a vehicle consisting of an annular ring antenna and a monopole antenna provided with a circular patch rod, characterized in that having different feed ports.

The method of claim 1,

A vehicle satellite broadcasting antenna comprising an annular ring antenna and a monopole antenna having a circular patch rod, wherein both sides of the monopole antenna have an impedance matching conductor mounted in the same structure as the monopole antenna.

The method of claim 1,

The annular ring antenna is operated as a circular polarization antenna, the monopole antenna is a satellite broadcasting antenna comprising a monopole antenna with a circular ring antenna and a circular patch rod, characterized in that operated as a linear polarized antenna.

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