KR100781933B1 - 단일 급전 단층 2 중 대역 원편파 안테나 - Google Patents

단일 급전 단층 2 중 대역 원편파 안테나 Download PDF

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Abstract

단층 구조의 이중 대역 원편파 안테나가 개시된다. 본 발명의 패치 안테나는 기판의 상면에 형성되며 급전 소자와 전기적으로 결합된 제 1 방사체, 및 기판의 상면에 형성되며 제 1 방사체와 소정거리 이격되고 제 1 방사체와 전자기적으로 결합된 제 2 방사체를 포함한다. 본 발명의 패치 안테나는 단층 구조를 가지므로 박형으로 제조가 가능하며, 방사체간의 간섭에 의한 방사 특성 저하가 없다. 또한, 급전점의 위치 및 방사소자의 상대적 위치를 조정하여 각각의 주파수 대역에서 임피던스를 독립적으로 정합시킬 수 있다.
제 1 방사체, 제 2 방사체, 전자기적 결합, 임피던스 정합

Description

단일 급전 단층 2 중 대역 원편파 안테나{SINGLE LAYER DUAL BAND ANTENNA WITH CIRCULAR POLARIZATION AND SINGLE FEED POINT}
도 1 은 코너 트렁케이티드 구조의 사각형 패치 안테나를 도시하는 도면.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 이중 대역 원편파 안테나의 상면도.
도 3 은 도 2 의 이중 대역 원편파 안테나의 A-A' 에 따른 단면도.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 이중 대역 원편파 안테나의 공진 주파수 조정을 설명하는 도면.
도 5 는 본 발명의 일 구현예를 도시하는 도면.
도 6 은 본 발명의 일 구현예의 방사소자 크기 변화에 따른 900 MHz 대역의 반사 손실 특성을 도시하는 그래프.
도 7 은 본 발명의 일 구현예의 방사소자 크기 변화에 따른 2.45 GHz 대역의 반사 손실 특성을 도시하는 그래프.
도 8 은 본 발명의 일 구현예의 이중 대역 원편파 안테나의 900 MHz 및 2.45 GHz 대역의 반사 손실 특성을 도시하는 그래프.
도 9 는 본 발명의 다른 실시형태의 이중 대역 원편파 안테나를 도시하는 도면.
도 10 은 일반적인 RFID 시스템을 도시하는 블록도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 제 2 방사체 12 : 제 1 방사체
14 : 개구 16 : 급전점
18 : 기판 20 : 접지면
22 : 동축 케이블 24 : 내부 도체
26 : 외부 도체
본 발명은 이중 대역 원편파 안테나에 관한 것으로, 특히 서로 이격된 2 개의 방사체를 동일 평면에 형성하여 소형이면서도 공진 주파수 조정이 용이하게 이루어질 수 있는 이중 대역 원편파 안테나에 관한 것이다.
최근 RFID (Radio Frequency IDentification; 무선 식별) 시스템이 활발히 연구되고 있다. 도 10 은 일반적인 RFID 시스템을 도시하는 블록도이다. RFID 시스템은 RF 태그 (Tag) 라고도 불리는 트랜스폰더 (Transponder; 100) 및, 안테나 (210) 와 트랜시버 (Transceiver; 220) 를 포함하는 리더/라이터 (200) 로 구성된다. 트랜스폰더 (100) 는 제품, 자동차, 인체, 동물 등 식별하고자 하는 대상에 부착되어, 대상의 식별 정보, 대상의 상태 정보 등의 데이터를 저장한다. 한편, 트랜스폰더 (100) 는 안테나 (미도시) 를 포함하여, 리더와 무선 통신을 수행할 수 있 다. 리더 (200) 는 안테나 (210) 를 통해 전자기파를 송신하여 트랜스폰더 (100) 를 활성화하고 트랜스폰더 (100) 에 저장된 데이터를 판독하거나 트랜스폰더 (100) 에 새로운 데이터를 기록한다. 이와 같이 RFID 시스템에서는 무선 통신을 위하여 트랜스폰더 (100) 과 리더 (200) 에 각각 안테나가 설치되어야 한다.
트랜스폰더 (100) 의 안테나에 대하여서는 한국 특허 공개 공보 제 2005-78157 호, 한국 특허 공개 공보 제 2005-111174 호, 국제 특허 공보 WO 2003/105063 호 등에 개시되어 있다. 트랜스폰더 (100) 의 안테나는 소형/박형의 구조가 바람직하며, 그에 따라 루프 안테나가 채용된다.
루프 안테나인 트랜스폰더 (100) 의 안테나는 선형 편파 (linear polarization) 특성을 갖는다. 따라서 트랜스폰더 (100) 와 효율적으로 통신하기 위해서는 리더 (200) 의 안테나 (210) 역시 선형 편파 특성을 가지는 것이 바람직하다. 그러나 RFID 시스템에 있어서 트랜스폰더 (100) 와 리더 (200) 는 항상 서로 평행하게 위치하는 것은 아니며, 특히, 물류 시스템이나 교통 시스템과 같이 특별한 사용자의 조작이 없이 트랜스폰더 (100) 와 리더 (200) 간의 통신이 이루어지는 경우에는 트랜스폰더 (100) 와 리더 (200) 의 배치 각도는 임의의 각도가 될 수 있다. 트랜스폰더 (100) 와 리더 (200) 의 비정렬 상태에도 불구하고 양자간의 안정적인 통신이 이루어지기 위해서는, 리더 (200) 의 안테나 (210) 로서 원편파 (Circular Polarization) 특성을 갖는 안테나를 사용하는 것이 가장 바람직하다.
종래의 원편파 안테나로서는, 코너 트렁케이티드 (corner truncated) 구조의 사각형 패치 안테나, 원형 패치 안테나, 90° 위상차의 2 개의 급전을 사용하는 사 각형 패치 안테나 등이 알려져 있다.
한편, RFID 시스템은 필요한 통신 거리, 통신 속도 등에 따라 125 KHz 대역, 13.56 MHz 대역, 433 MHz 대역, 900 MHz 대역, 2.45 GHz 대역 등 다양한 주파수 대역을 사용한다. 트랜스폰더 (100) 의 경우에는 특정 주파수 대역에서만 동작하는 것으로 족하나, 리더 (200) 의 경우 하나의 기기로 다양한 트랜스폰더 (100) 를 인식하기 위해서는 다양한 주파수 대역에서 동작하도록 제조되어야 한다. 특히, 안테나 (210) 가 다중 대역 특성을 갖도록 제조되어야 한다.
복수의 방사체를 사용하여 다중 대역 특성을 갖는 다중 대역 원편파 안테나에 대하여서는 한국 특허 공개 공보 제 2004-58099 호에 개시되어 있다. 그러나 상기 특허 공보에 개시된 다중 대역 안테나는 각각의 방사체에 대하여 별도의 급전부를 형성하므로, 그 구성이 복잡하고 제조비용이 높다. 또한, 대역폭이 협소하고 이득이 낮다는 문제가 있다.
한편, 2 개의 방사체가 유전체의 상하면에 각각 형성되며, 하나의 방사체에만 급전부를 형성하고, 타 방사체에는 방사체 간의 전자기적 커플링에 의하여 급전을 수행하는 다중 대역 원편파 안테나가 본 출원인의 등록 실용신안 제 377493 호로 등록되어 있다. 본 출원인의 등록 실용신안은 단일한 급전부를 사용하므로 제조비용이 저렴할 뿐만 아니라, 방사체간의 커플링에 의하여 대역폭 및 이득이 향상되는 장점을 갖는다. 그러나 방사체들이 각각 별도의 급전부를 사용하지 않으므로 각각의 공진 주파수를 정확하게 조정하기가 어려우며, 적층구조를 가지므로 안테나의 높이가 증가한다는 문제가 있다. 또한, 방사체가 적층되어 있으므로, 하층의 방사 체의 방사에 상층 방사체가 영향을 주어 하층 방사체의 이득이 저하되고, 상호 간섭에 의해 전체적인 방사 특성이 저하된다는 문제도 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 인식한 것으로, 두께가 얇으면서도 다중 대역 특성을 갖고 대역폭과 이득이 우수한 이중 대역 원편파 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 각각의 공진 주파수 및 안테나의 임피던스를 정확하게 조정할 수 있는 이중 대역 원편파 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 태양에 따르면, 기판의 상면에 형성된 도전성의 제 1 방사체와 제 2 방사체 및, 상기 기판의 하면에 형성된 도전성의 접지면을 포함하는 패치 안테나에 있어서, 상기 제 1 방사체는 급전 소자와 전기적으로 결합되고, 상기 제 2 방사체는 상기 제 1 방사체와 소정 거리 이격되어 형성되며, 상기 급전 소자와는 직접 전기적으로 결합되지 않고 상기 제 1 방사체와 전자기적으로 결합된, 이중 대역 패치 안테나가 제공된다.
상기 제 2 방사체는 상기 제 1 방사체를 포획하는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제 1 방사체 및 상기 제 2 방사체 각각의 중심점, 및 상기 제 1 방사체 와 상기 급전 소자의 결합점이 동일 직선상에 위치하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 제 1 방사체 및 상기 제 2 방사체는 상호 동일한 외주 형상을 갖는 것이 바람직하다.
또한 바람직하게는, 상기 제 1 방사체 및 상기 제 2 방사체는 코너 트렁케이티드 (corner truncated) 형태의 사각 패치이다.
또한, 상기 제 1 방사체는 동축 케이블에 의하여 상기 급전 소자와 결합되는 것도 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 태양에 따르면, 기판의 상면에 형성된 도전성의 제 1 방사체와 제 2 방사체 및, 상기 기판의 하면에 형성된 도전성의 접지면을 포함하는 패치 안테나로서, 상기 제 1 방사체는 급전 소자와 전기적으로 결합되고, 상기 제 2 방사체는 상기 제 1 방사체와 소정 거리 이격되어 형성되며, 상기 급전 소자와는 직접 전기적으로 결합되지 않고 상기 제 1 방사체와 전자기적으로 결합된, 이중 대역 패치 안테나의 공진 주파수를 조정하는 방법에 있어서, 상기 제 1 방사체와 상기 급전 소자의 결합 위치를 조정하여 안테나의 제 1 공진 주파수를 조정하는 단계, 및 상기 제 2 방사체와 상기 제 1 방사체의 상대적 위치를 조정하여 안테나의 제 2 공진 주파수를 조정하는 단계를 포함하는 이중 대역 패치 안테나의 공진 주파수 조정 방법이 제공된다.
상기 제 1 공진 주파수를 조정하는 단계는 상기 제 1 방사체의 중심으로부터 상기 급전 소자의 결합 위치까지의 거리를 조정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 2 공진 주파수를 조정하는 단계는 상기 제 2 방사체의 중심으로부터 상기 제 1 방사체의 중심까지의 거리를 조정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시형태를 상세히 설명한다.
본 실시형태를 설명하기에 앞서, 본 실시형태의 방사체로 사용되는 코너 트렁케이티드 (corner truncated) 구조의 사각 패치 안테나를 설명한다. 도 1 은 코너 트렁케이티드 구조의 사각형 패치 안테나를 도시하는 도면이다. 사각형 패치는 길이 L, 폭 W 의 크기를 갖고, 급전점 (F) 에서 급전된다. 안테나의 공진 주파수는 대체로 패치의 길이 (L) 에 의하여 결정되며, 공진 파장이 λ 인 경우 길이 (L) 는 약 λ/2 로 정해진다. 한편, 패치의 폭 (W) 은 안테나의 대역폭과 비례하며, 본 실시형태에 있어서, 패치의 길이 (L) 와 폭 (W) 은 동일할 수 있다. 패치의 대향하는 2 개의 모서리는 변 길이 s 의 직각 (이등변) 삼각형 형태로 절단 (truncate) 된다. 절단부에 의하여 급전점으로부터 패치의 양변까지의 전기적 길이가 상이하게 되고, 2 개의 공진 모드가 형성된다. 2 개의 공진 모드가 서로 90° 의 위상차를 갖는 경우 원형 편파가 발생하므로, 변 길이 (s) 를 조정하여 패치의 전기적 길이를 조정하고 원형 편파 발생 주파수를 조정할 수 있다. 또한, 절단 위치 및 급전 위치를 조정하여 RHCP (Right Hand Circular Polarization) 또는 LHCP (Left Hand Circular Polarization) 의 편파를 선택 발생시킬 수 있다.
급전점 (F) 는 패치의 중심 (C) 로부터 거리 d 만큼 이격된다. 급전은 동축 케이블을 통해 이루어질 수 있다. 급전점 (F) 과 중심 (C) 의 거리 (d) 에 따라 방 사체의 임피던스가 결정될 수 있다. 따라서 거리 (d) 를 변화시켜 임피던스를 정합하고, 방사체의 공진 주파수를 조정할 수 있다. 일반적으로, 거리 (d) 가 증가할수록 공진 주파수는 낮아지고, 임피던스가 커진다.
상술한 패치 방사체를 이용한 본 발명의 일 실시형태의 이중 대역 원편파 안테나를 설명한다. 도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 이중 대역 원편파 안테나의 상면도이고, 도 3 은 도 2 의 이중 대역 원편파 안테나의 A-A' 에 따른 단면도이다.
본 실시형태의 이중 대역 원편파 안테나는, 유전체 재질의 기판 (18), 기판 (18) 의 상면에 형성된 제 1 방사체 (12) 와 제 2 방사체 (10), 및 기판 (18) 의 저면에 형성된 접지면 (20) 을 포함하여, 패치 안테나의 구조를 갖는다. 기판 (18) 은 유전체 재질로서, 고 유전율의 재질을 사용하여 안테나의 유효 파장을 줄이고 안테나를 소형화 하거나, 저 유전율의 재질을 사용하여 안테나의 이득을 향상시킬 수 있다. 방사체 (10, 12) 및 접지면 (20) 은 도전성 재질로 구성되며, 프레싱 공정 등에 의하여 별도로 제조되어 기판 (18) 에 결합되거나, 기판 (18) 상에 도금, 에칭 등에 의하여 직접 형성될 수 있다. 방사체 (10, 12) 및 접지면 (20) 의 형성 및 기판 (18) 과의 결합에 있어서는 공지된 기술을 사용할 수 있다.
제 1 방사체 (12) 는 도 1 과 관련하여 설명한 바와 같은 코너 트렁케이티드 구조의 사각 패치 형태일 수 있다. 제 2 방사체 (10) 에 비하여 소형인 제 1 방사체 (12) 가 안테나의 고주파 공진 주파수를 주로 결정한다. 따라서 안테나의 고주파 공진 주파수는 주로 제 1 방사체 (12) 의 크기에 의하여 결정될 수 있다. 한 편, 후술하는 바와 같이, 제 1 방사체에 의한 공진 주파수, 즉 고주파 공진 주파수, 및 제 1 방사체의 임피던스는 급전점의 위치를 조정하여 조정될 수 있다.
제 1 방사체 (12) 는 동축 케이블 (22) 에 의하여 급전점 (16) 에서 급전될 수 있으나, 급전 방식은 동축 케이블에 한정되지 않는다. 동축 케이블의 외부 도체 (26) 는 접지면 (20) 과 접속되며, 내부 도체 (24) 는 기판 (18) 을 관통하여 연장하여 급전점 (16) 에서 제 1 방사체 (12) 에 접속될 수 있다. 한편, 내부 도체 (24) 가 제 1 방사체 (12) 와 직접 접속되지 않고 전자기적 커플링에 의하여 급전이 이루어지는 것도 가능하다. 도 1 과 관련하여 상술한 바와 같이, 급전점 (16) 의 위치를 조정하여 제 1 방사체 (12) 에 의한 공진 주파수 및 임피던스를 조정할 수 있다. 한편, 제 1 방사체 (12) 및 제 2 방사체 (10) 각각의 공진 주파수 조정이 용이하도록, 각 방사체의 중심점들 및 급전점 (16) 이 동일 직선상에 위치하도록 배치될 수 있다.
제 2 방사체 (10) 는 제 1 방사체 (12) 와 동일한 외주 형상, 즉 코너 트렁케이티드 형태를 가질 수 있다. 따라서, 후술하는 바와 같이 제 1 방사체 (12) 와 동일한 방식으로 제 2 방사체 (10) 의 공진 주파수 조정 및 임피던스 매칭이 수행될 수 있으며, 이로써 안테나 특성 조정이 용이해진다. 제 2 방사체 (10) 는 제 1 방사체 (12) 에 비해 크기가 크므로, 안테나의 저주파 공진 주파수에 주로 영향을 준다. 따라서 제 2 방사체 (10) 의 크기를 조정하여 안테나의 저주파 공진 주파수를 조정할 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 제 1 방사체 (12) 와 제 2 방사체 (10) 의 상대적 위치를 조정하여 제 2 방사체에 의한 공진 주파수 및 제 2 방사체 의 임피던스를 조정할 수 있다.
제 2 방사체 (10) 의 절단 모서리는 제 1 방사체 (12) 의 절단 모서리와 동일 위치의 모서리인 것으로 도시되었으나, 반대쪽의 모서리가 절단되는 것도 가능하다. 제 1 방사체 (12) 와 제 2 방사체 (10) 는 동일 평면상에 형성되며, 제 2 방사체 (10) 에 개구 (14) 가 형성되고 개구 (14) 내에 제 1 방사체 (12) 가 배치될 수 있다. 이로써, 2 개의 방사체가 상호 중첩되지 않으면서 동일 평면상에 배치되고, 그에 따라 각각의 이득이 저하되지 않는다.
제 2 방사체 (10) 는 별도의 급전점을 갖지 않으며, 제 1 방사체 (12) 와 소정 거리 이격되어 배치될 수 있다. 따라서 제 1 방사체 (12) 와의 전자기적 커플링에 의하여 제 2 방사체 (10) 로의 급전이 이루어진다. 전자기적 커플링에 의하여 커패시턴스가 유도되며, 그에 의해 안테나의 대역폭이 확장되고 이득이 향상된다. 또한, 별도 급전점이 없어 안테나의 구조가 단순해 질 수 있다.
다음, 도 4 를 참조하여, 본 실시형태의 이중 대역 원편파 안테나의 공진 주파수 및 임피던스 조정을 상세히 설명한다.
제 1 방사체 (12) 및 제 2 방사체 (10) 는 각각 L1, L2 의 길이를 갖는다.
제 1 방사체 (12) 는 C1 을 중심점으로 갖고, F 에서 급전된다. 또한, 제 2 방사체 (10) 는 C2 를 중심점으로 가진다. 점 C1, F, C2 는 모두 하나의 직선 (B-B') 상에 배치된다. 급전점 (F) 과 중심점 (C1) 은 거리 d1 만큼 이격되며, 중심점 (C1) 과 중심점 (C2) 은 거리 d2 만큼 이격된다.
상술한 바와 같이, 제 1 방사체 (12) 및 제 2 방사체 (10) 의 공진 주파수는 방사체의 크기 (L1, L2) 에 의하여 주로 결정된다. 제 1 방사체 (12) 의 크기 (L1) 는 고주파 공진 주파수를 주로 결정하며, 제 2 방사체 (10) 의 크기 (L2) 는 저주파 공진 주파수를 주로 결정한다. 두 방사체의 크기 (L1, L2) 는 상호 연관되지 않으므로 각각의 공진 주파수가 독립적으로 조정될 수 있다.
제 1 방사체 (12) 에 의한 정확한 공진 주파수 및 임피던스는 급전점 (F) 과 중심점 (C1) 의 거리 (d1) 에 의하여 결정될 수 있다. 상술한 바와 같이, 거리 (d1) 가 증가할수록 제 1 방사체의 공진 주파수는 낮아지고 임피던스는 증가한다.
거리 (d1) 의 조정은 급전점 (F) 을 직선 (B-B') 상에서 이동시킴으로써 이루어질 수 있다. 한편, 제 2 방사체 (10) 에 의한 정확한 공진 주파수 및 임피던스 역시 급전점 (F) 과 중심점 (C2) 의 거리 (d1 + d2) 에 의하여 결정될 수 있으며, 이는 거리 (d2) 를 조정하여 조정할 수 있다. 거리 (d2) 의 조정은 개구 (14) 내에서, 선 (B-B') 를 따라 제 1 방사체 (12) 를 이동시킴으로써 이루어질 수 있다. 제 1 방사체 (12) 를 고정시키고 제 2 방사체 (10) 를 이동시키는 것도 가능하다. 이와 같이, 거리 (d2) 의 조정은 급전점 (F) 자체를 조정하지 않고, 방사체 (10, 12) 의 상대적인 거리만을 조정하여 이루어질 수 있으며, 거리 (d2) 의 조정 시 거리 (d1) 은 변화하지 않는다. 그러므로 제 2 방사체 (10) 의 공진 주파수 및 임피던스 조정 시 제 1 방사체 (12) 의 공진 주파수 및 임피던스는 변화하지 않으며, 각각의 공진 주파수를 독립적으로 미세 조정하고 임피던스를 정합시킬 수 있다.
본 실시형태에 따르면, 2 개의 방사체가 동일 평면상에 형성되므로, 적층 구조를 피하고 안테나를 박형으로 제작할 수 있다. 또한, 각각의 패치가 중첩되지 않 으므로 상호 간섭에 의한 이득 저하를 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 각각의 방사체의 크기를 조정함으로써 2 개의 공진 주파수를 독립적으로 조정할 수 있으며, 급전점 위치 조정 및 방사체의 상호 배치 조정에 의하여 각 방사체의 공진 주파수를 정확히 조정하고 고주파 및 저주파 대역 각각에서의 임피던스를 용이하게 정합시킬 수 있다.
본 실시형태의 이중 대역 원편파 안테나를 구현하여 시뮬레이션을 수행하였으며, 구현된 안테나의 방사체를 도 5 에 도시한다.
안테나는 900 MHz 대역과 2.45 GHz 대역의 이중 대역에서 동작하도록 제작되었다. 구현된 안테나의 치수는 다음 표와 같다.
L1 L2 L3 s1
50 ~ 55 mm 18 ~ 22 mm 16 ~ 20 mm 4 mm
s2 d1 d2
1.2 mm 6.5 mm 2.2 mm
한편, 기판으로서는 80 X 80 X 6 mm먼저, L1 과 L3 를 변화시키면서 900 MHz 대역의 반사 손실 (Return Loss) 특성을 측정하였으며, 측정 결과를 도 6 에 도시하였다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 900 MHz 대역의 반사 손실 특성은 제 1 방사 소자의 크기 (L1) 에 주로 영향을 받음을 확인하였다. 또한, L1 과 L3 를 변화시키면서 2.45 GHz 대역의 반사 손실 특성을 측정하였으며, 측정 결과를 도 7 에 도시하였다. 도 7 에 도시된 바와 같이, 2.45 GHz 대역의 반사 손실은 제 2 방사 소자의 크기 (L3) 에 크게 의존함을 확인하였다.
측정 결과에 기초하여, L1 = 52.3 mm, L3 = 18 mm 가 최적 치수임을 발견하였으며, 최적 치수로 구현된 안테나의 900 MHz 및 2.45 GHz 대역에서의 반사 손실 특성을 도 8 에 도시하였다. 도시된 바와 같이, 구현된 안테나는 900 MHz 와 2.45 GHz 대역의 이중 대역 특성을 나타내었다. 한편, 구현된 안테나는 912 MHz 및 2441.5 MHz 에서 각각 2.95 dBic 및 4.6 dBic 의 양호한 이득을 나타내었다.
다음 도 9 를 참조하여 본 발명의 다른 실시형태에 따른 이중 대역 원편파 안테나를 설명한다.
도 9(a) 의 실시형태에 따르면, 제 1 방사체 (32a) 및 제 2 방사체 (30a) 가 이등분선을 공유하지 않고 기울어져 배치될 수 있다. 또한, 도 9(b) 의 실시형태에 따르면, 제 1 방사체 (32b) 는 제 2 방사체 (30b) 의 중앙에 배치되지 않고 일 측으로 편향 배치될 수 있다. 도 9(c) 의 실시형태에 따르면, 방사체 (30c, 32c) 는 사각 패치가 아닌 원형 패치일 수 있다.
도 9 의 (a) 내지 (c) 에 도시된 실시형태에 따르더라도, 패치들의 중심점과 급전점을 일직선상에 배치함으로써, 상술한 실시형태에서와 동일하게 각각의 공진 주파수 및 임피던스를 독립적으로 조정할 수 있다. 또한, 패치의 중심점과 급전점을 일직선상에 배치하지 않더라도, 급전점의 위치 및 패치의 상대적 위치를 조정함으로써 공진 주파수 및 임피던스의 독립적 조정이 이루어질 수 있다.
이상 구체적인 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하며 본 발명은 실시형태의 설명 및 도시된 구성에 의하여 제한되지 않는다. 당업자는 설명된 실시형태에 기초하여, 방사체의 형태를 변경하거나 공지된 다른 급전 방식을 채용하는 등 본 발명의 범위 내에서 동일한 효과를 갖는 다양한 변형 및 변경을 수행할 수 있을 것이며, 이러한 변형 및 변경 또한 본 발명의 범위에 속함은 자명할 것이다.
본 발명에 따르면, 단층의 방사체를 사용하여 두께가 얇고 단일 급전 구조에 의하여 구조가 간단하면서도 커플링에 의하여 대역폭과 이득이 우수한 이중 대역 원편파 안테나를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 2 개의 방사체를 별도로 조정하여 각각의 공진 주파수 및 임피던스를 정확하게 조정할 수 있는 이중 대역 원편파 안테나를 얻을 수 있다.

Claims (9)

  1. 기판의 상면에 형성된 도전성의 제 1 방사체와 제 2 방사체 및, 상기 기판의 하면에 형성된 도전성의 접지면을 포함하는 패치 안테나에 있어서,
    상기 제 1 방사체는 급전 소자와 전기적으로 결합되고,
    상기 제 2 방사체는 상기 제 1 방사체를 포획하는 형상으로 형성되되, 상기 제 2 방사체는 상기 제 1 방사체와 소정 거리 이격되어 형성되며, 상기 급전 소자와는 직접 전기적으로 결합되지 않고 상기 제 1 방사체와 전자기적으로 결합되고,
    상기 제 1 방사체 및 상기 제 2 방사체 각각의 중심점, 및 상기 제 1 방사체와 상기 급전 소자의 결합점이 동일 직선상에 위치하는, 이중 대역 패치 안테나.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 방사체 및 상기 제 2 방사체는 상호 동일한 외주 형상을 갖는, 이중 대역 패치 안테나.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 방사체 및 상기 제 2 방사체는 코너 트렁케이티드 (corner truncated) 형태의 사각 패치인, 이중 대역 패치 안테나.
  6. 제 1 항, 제4항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 방사체는 동축 케이블에 의하여 상기 급전 소자와 결합되는, 이중 대역 패치 안테나.
  7. 기판의 상면에 형성된 도전성의 제 1 방사체와 제 2 방사체 및, 상기 기판의 하면에 형성된 도전성의 접지면을 포함하는 패치 안테나로서, 상기 제 1 방사체는 급전 소자와 전기적으로 결합되고, 상기 제 2 방사체는 상기 제 1 방사체와 소정 거리 이격되어 형성되며, 상기 급전 소자와는 직접 전기적으로 결합되지 않고 상기 제 1 방사체와 전자기적으로 결합된, 이중 대역 패치 안테나의 공진 주파수를 조정하는 방법에 있어서,
    상기 제 1 방사체와 상기 급전 소자의 결합 위치를 조정하여 안테나의 제 1 공진 주파수를 조정하는 단계; 및
    상기 제 2 방사체와 상기 제 1 방사체의 상대적 위치를 조정하여 안테나의 제 2 공진 주파수를 조정하는 단계를 포함하는 이중 대역 패치 안테나의 공진 주파수 조정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 공진 주파수를 조정하는 단계는 상기 제 1 방사체의 중심으로부터 상기 급전 소자의 결합 위치까지의 거리를 조정하는 단계를 포함하는, 이중 대역 패치 안테나의 공진 주파수 조정 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 공진 주파수를 조정하는 단계는 상기 제 2 방사체의 중심으로부터 상기 제 1 방사체의 중심까지의 거리를 조정하는 단계를 포함하는, 이중 대역 패치 안테나의 공진 주파수 조정 방법.
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