KR100679915B1 - 패치 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도파관(wave guide)에 간단히 부착하여 K밴드의 초고주파 신호를 송신 및 수신할 수 있는 패치 안테나를 제공한다.

본 발명의 패치 안테나에 따르면, 유전체 기판의 정면에 소정 형상의 안테나 패턴이 형성되고, 유전체 기판의 배면에는 금속 재질의 접지 패턴이 형성되며, 접지 패턴의 중앙부에는 소정 크기의 식각부가 형성되며, 유전체 기판의 배면이 도파관에 부착되어 사용되는 것으로서 안테나 패턴에 인가하는 초고주파 신호가 유전체 기판 및 식각부를 통해 유전체 기판의 배면으로 전달되어 도파관을 통해 송신되고, 또한 도파관을 통해 수신되는 초고주파 신호는 유전체 기판의 배면에서 식각부 및 유전체 기판을 통해 신호가 안테나 패턴으로 전달되어 수신된다.

패치안테나, 도파관, 접지패턴 식각, K 밴드,

Description

패치 안테나{Patch antenna}

도 1은 일반적인 패치 안테나의 구성을 보인 사시도.

도 2는 패치 안테나를 도파관에 연결한 상태를 보인 도면.

도 3은 본 발명의 패치 안테나의 구성을 보인 사시도.

도 4는 본 발명의 패치 안테나의 배면 구성을 보인 사시도.

도 5는 본 발명의 패치 안테나를 도파관에 연결한 상태를 예로 들어 보인 도면.

도 6은 본 발명의 패치 안테나를 도파관에 연결하여 반사계수를 측정한 그래프.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

300 : 유전체 기판 310 : 안테나 패턴

320 : 접지패턴 330 : 식각부

500 : 도파관 510 : 신호 유도부

520 : 신호 전달부

본 발명은 주파수 대역이 10.9∼36.0㎓로 밀리미터파인 K 밴드의 초고주파 신호를 송신 및 수신하는 패치 안테나에 관한 것이다.

보다 상세하게는 도파관(wave guide)에 간단히 부착하여 K밴드의 초고주파 신호를 송신 및 수신할 수 있는 패치 안테나에 관한 것이다.

일반적으로 패치 안테나는 유전체 기판의 정면에 안테나 패턴을 형성하고, 배면 전체에는 금속으로 접지 패턴을 형성한 것으로서 가볍고, 크기가 작아 좁은 공간에도 충분히 설치할 수 있는 평면형의 구조를 가지고 있다.

그리고 상기 패치 안테나는 각종 통신용 및 중계기용 기기에 부착되어 소정 주파수의 신호를 송신 및 수신하는데 사용되고 있으며, 또한 도파관과 연결되어 소정 주파수의 신호를 송신 및 수신하는데 사용되고 있다.

도 1은 일반적인 패치 안테나를 보인 사시도이다. 여기서, 부호 100은 유전체 기판이다. 상기 유전체 기판(100)의 정면에는 소정 형상의 안테나 패턴(110)이 형성된다. 상기 안테나 패턴(110)의 형상 및 크기는 패치 안테나가 송신 및 수신하는 주파수에 따라 변경될 수 있다.

그리고 상기 유전체 기판(100)의 배면 전체에는 금속재질로 접지패턴(120)이 형성된다.

이러한 구성을 가지는 패치 안테나를 도파관에 연결하고, 연결한 도파관을 통해 소정 주파수의 신호를 송신 및 수신할 경우에 도파관과 패치 안테나를 피딩패드로 연결하여 신호가 전달되게 하였다.

도 2는 패치 안테나를 도파관에 연결한 상태를 보인 도면이다. 여기서, 부호 200은 대략 장방형으로 구성되는 도파관이다. 그리고 상기 패치 안테나의 안테나 패턴(110)에는 패치 안테나의 측면 발명으로 피딩패드(210)가 형성되고, 그 피딩 패드(210)의 단부가 상기 도파관(200) 내에 위치된다.

상기 패치 안테나의 안테나 패턴(110)에 인가되는 소정 주파수의 신호는 상기 피딩 패드(210)를 통해 도파관(200)으로 전달되어 송신된다. 그리고 상기 도파관(200)이 수신하는 소정 주파수의 신호는 상기 피딩 패드(210)를 통해 상기 패치 안테나의 안테나 패턴(110)으로 전달되어 수신된다.

그러나 상기한 종래의 기술은 패치 안테나의 측면 방향으로 피딩 패드(210)를 연장하고, 연장한 피딩 패드(210)의 단부가 도파관(200) 내에 위치되게 해야 하는 것으로서 크기를 축소하는데 많은 지장이 있었다.

본 발명의 목적은 안테나 패턴에 인가되는 초고주파의 신호가 유전체 기판의 배면으로 전달될 수 있는 패치 안테나를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 별도의 피딩 패드를 형성하지 않고, 간단히 도파관에 부착하여 소정 주파수의 초고주파 신호를 도파관을 통해 송신 및 수신할 수 있는 패치 안테나를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 가지는 본 발명의 패치 안테나에 따르면, 유전체 기판의 정면에 소정 형상의 안테나 패턴이 형성되고, 유전체 기판의 배면에는 금속 재질의 접지 패턴이 형성된다. 그리고 상기 접지 패턴의 중앙부에는 소정 크기의 식각부를 형성한다.

이러한 구성을 가지는 본 발명의 패치 안테나에 따르면, 상기 식각부를 통해 유전체 기판의 정면 및 배면이 상호간에 초고주파 신호를 전달하게 되는 것으로서 패치 안테나의 안테나 패턴에 인가하는 초고주파 신호는 유전체 기판 및 식각부를 통해 유전체 기판의 배면으로 전달되고, 또한 패치 안테나의 배면에서 식각부 및 유전체 기판을 통해 초고주파 신호가 안테나 패턴으로 전달된다.

본 발명의 패치 안테나를 도파관에 부착시킬 경우에 별도의 피딩 패드를 형성하지 않고, 유전체 기판의 배면을 도파관에 부착하여 소정의 초고주파 신호를 패치 안테나에서 도파관을 통해 송신 및 수신할 수 있다.

그러므로 본 발명의 패치 안테나는, 유전체 기판; 상기 유전체 기판의 정면에 형성되는 안테나 패턴; 상기 유전체 기판의 배면에 형성되는 접지패턴; 및 상기 접지패턴을 식각하여 상기 유전체 기판의 정면과 배면이 초고주파 신호를 전달하게 하는 식각부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명은 신호 유도부; 및 상기 신호 유도부의 타측과 연결되고, 공간으로 초고주파 신호를 송신 및 수신하는 신호 전달부를 구비한 도파관을 더 포함하고, 상기 신호 유도부의 일측에는 상기 유전체 기판의 배면이 부착되는 것을 특징으로 한다.

상기 유전체 기판과 상기 신호 유도부의 일측은, 동일한 넓이를 가지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도 3 내지 도 5의 도면을 참조하여 본 발명의 패치 안테나를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 패치 안테나의 정면 구성을 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명의 패치 안테나의 배면 구성을 보인 평면도이다. 여기서, 부호 300은 유전체 기판이고, 부호 310은 상기 유전체 기판(300)의 정면에 형성되는 안테나 패턴이다. 상기 안테나 패턴(310)의 형상, 모양 및 크기는 송수신하고자 하는 초고주파 신호의 주파수에 따라 변형시켜 형성할 수 있다.

상기 유전체 기판(300)의 배면 전체에는 금속 재질로 접지 패턴(320)이 형성되고, 그 접지패턴(320)의 중앙부에 상기 금속 재질로 식각하여 유전체 기판(300)이 노출되게 하는 식각부(330)가 형성된다.

여기서, 상기 식각부(330)의 크기는 송수신하고자 하는 초고주파 신호의 주파수에 따라 가변된다.

이러한 구성을 가지는 본 발명의 패치 안테나는 소정의 초고주파 신호를 송신할 경우에 유전체 기판(300)의 정면에 형성된 안테나 패턴(310)에 인가된다.

그러면, 상기 안테나 패턴(310)에 인가된 초고주파 신호가 유전체 기판(300)을 통해 식각부(330)로 전달되어 송신된다.

그리고 상기 식각부(330)로 수신되는 초고주파 신호는 유전체 기판(300)을 통해 안테나 패턴(310)으로 전달되어 수신된다.

도 5는 본 발명의 패치 안테나를 도파관에 부착하여 사용하는 실시 예의 구성을 보인 도면이다. 여기서, 부호 500은 도파관이다. 상기 도파관(500)은 신호 유도부(510) 및 신호 전달부(520)로 이루어진다.

상기 신호 유도부(510)는 호퍼형으로 형성된 것으로서 신호 유도부(510)의 일측 넓은 부위에는 상기 패치 안테나의 유전체 기판(300)의 배면이 내측을 향하도록 부착된다.

그리고 신호 유도부(510)의 타측 좁은 부위에는 상기 신호 전달부(520)가 연결된다.

여기서, 상기 신호 유도부(510)는 상기 패치 안테나의 넓이가 상기 신호 전달부(520)의 단면 넓이보다 넓은 경우를 예로 들어 설명한 것으로서 상기 패치 안테나의 넓이가 상기 신호 전달부(520)의 단면 넓이보다 좁을 경우에는 상기 신호 유도부(510)를 반대 방향으로 형성할 수도 있다.

이러한 본 발명은 상기 패치 안테나의 안테나 패턴(310)에 인가되어 식각부(330)로 전달된 초고주파 신호는 신호 유도부(510)를 통해 유도되고, 신호 전달부(520)를 통해 전달되어 공간으로 송신된다.

그리고 공간에서 신호 전달부(520)를 통해 입력되는 초고주파 신호는 신호 유도부(510)를 통해 식각부(330)로 유도되고, 그 식각부(330)로 유도된 초고주파 신호는 유전체 기판(300)을 통해 안테나 패턴(310)으로 전달되어 수신된다.

이러한 본 발명의 패치 안테나에 초고주파 신호를 안테나 패턴(310)에 인가하여 도파관(500)을 통해 송신하면서 반사계수를 측정하여 도 6에 도시된 바와 같은 결과를 얻었다.

도 6의 그래프에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 패치 안테나는 초고주파 신호의 주파수가 23.7∼23.9㎓일 경우에 반사계수가 약 -34㏈ 이하로서 낮은 반사 계수로 초고주파 신호가 송신됨을 알 수 있었다.

한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 패치 안테나의 유전체 기판의 배면에 형성한 접지패턴의 중앙부를 식각하여 식각부를 형성하고, 그 식각부를 통해 유전체 기판의 정면 및 배면이 초고주파 신호를 상호간에 전달하게 구성함으로써 패치 안테나를 도파관에 부착하여 소정의 초고주파 신호를 송신 및 수신할 경우에 별도의 피딩 패드를 형성할 필요가 없고, 도파관에 간단히 부착하여 초고주파 신호를 송신 및 수신할 수 있다.

Claims (3)

1. 유전체 기판;

   상기 유전체 기판의 정면에 형성되는 안테나 패턴;

   상기 유전체 기판의 배면에 형성되는 접지패턴; 및

   상기 접지패턴을 식각하여 상기 유전체 기판의 정면과 배면이 초고주파 신호를 전달하게 하는 식각부를 포함한 패치 안테나.
2. 제 1 항에 있어서,

   신호 유도부; 및

   상기 신호 유도부의 타측과 연결되고, 공간으로 초고주파 신호를 송신 및 수신하는 신호 전달부를 구비한 도파관을 더 포함하고,

   상기 신호 유도부의 일측에는 상기 유전체 기판의 배면이 부착되는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
3. 제 3 항에 있어서, 상기 유전체 기판과 상기 신호 유도부의 일측은;

   동일한 넓이를 가지는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.

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