KR100854415B1 - Ultra wide-band antenna including filter - Google Patents

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KR100854415B1
KR100854415B1 KR1020070022328A KR20070022328A KR100854415B1 KR 100854415 B1 KR100854415 B1 KR 100854415B1 KR 1020070022328 A KR1020070022328 A KR 1020070022328A KR 20070022328 A KR20070022328 A KR 20070022328A KR 100854415 B1 KR100854415 B1 KR 100854415B1
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유찬세
이우성
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Abstract

An ultra wide band antenna including a filter is provided to improve a characteristic through reduction of a length of a wiring for connection between components by integrating the antennal and the filter. An ultra wide band antenna including a filter includes a first dielectric sheet, a second dielectric sheet, and a third dielectric sheet. The first dielectric sheet has a ground pattern(202) on a top surface. The second dielectric sheet is positioned at a lower part of the first dielectric sheet and has patterns(212,214) of a filter(102) and an antenna(100). The third dielectric sheet is positioned at a lower part of the second dielectric sheet and has a ground pattern(222) on a bottom surface.

Description

필터를 포함한 초광대역 안테나{Ultra wide-band antenna including filter}Ultra wide-band antenna including filter

도 1은 일반적인 UWB(Ultra Wide Band) 송수신기의 구성을 보인 블록도,1 is a block diagram showing the configuration of a general ultra wide band (UWB) transceiver;

도 2는 본 발명의 필터를 포함한 초광대역 안테나에서 유전체 시트들에 형성되는 패턴을 보인 사시도,Figure 2 is a perspective view showing a pattern formed on the dielectric sheets in the ultra-wideband antenna including the filter of the present invention,

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 필터를 포함한 초광대역 안테나에서 복수의 유전체 시트에 형성된 패턴을 보인 평면도로서,3A to 3D are plan views showing patterns formed on a plurality of dielectric sheets in an ultra-wideband antenna including a filter of the present invention.

도 3a는 제1층 유전체 시트의 상면에 형성된 접지패턴을 보인 도면,3A is a view illustrating a ground pattern formed on an upper surface of a first layer dielectric sheet;

도 3b는 제2층 유전체 시트의 상면에 형성된 패턴을 보인 도면,Figure 3b is a view showing a pattern formed on the upper surface of the second layer dielectric sheet,

도 3c는 제2층 유전체 시트의 상면에 형성된 패턴을 제거하고, 저면에 형성된 패턴만을 점선으로 보인 도면,3C is a view illustrating a pattern formed on the top surface of the second layer dielectric sheet and only the patterns formed on the bottom surface thereof as dotted lines;

도 3d는 재3층 유전체 시트의 저면에 형성된 패턴을 점선으로 보인 도면,Figure 3d is a view showing a dotted line pattern formed on the bottom surface of the three-layer dielectric sheet,

도 4는 본 발명의 필터를 포함한 초광대역 안테나에서 커플드 라인필터의 삽입손실 및 반사손실을 측정하여 보인 그래프,4 is a graph showing the insertion loss and the return loss of the coupled line filter in the ultra-wideband antenna including the filter of the present invention,

도 5는 본 발명의 필터를 포함한 초광대역 안테나에서 초광대역 안테나의 반사손실을 측정하여 보인 그래프,5 is a graph showing the measurement of the return loss of the ultra-wideband antenna in the ultra-wideband antenna including the filter of the present invention,

도 6은 본 발명의 필터를 포함한 초광대역 안테나에서 초광대역 안테나의 이 득을 시뮬레이션하여 보인 그래프, 및Figure 6 is a graph showing the simulation of the gain of the ultra-wideband antenna in the ultra-wideband antenna including the filter of the present invention, and

도 7은 본 발명의 필터를 포함한 초광대역 안테나에서 초광대역 안테나와 커플드 라인필터를 연결하고, 커플드 라인필터의 입력단에서 반사손실을 측정하여 보인 그래프이다.FIG. 7 is a graph illustrating the connection loss between the ultra wide band antenna and the coupled line filter in the ultra wide band antenna including the filter of the present invention and measuring the return loss at the input of the coupled line filter.

본 발명은 필터를 포함한 초광대역 안테나에 관한 것이다. 보다 상세하게는 유전체 시트에 광대역 특성의 커플드라인 필터의 패턴과, 광대역 특성의 평면형 역 에프 안테나(Planar Inverted F Antenna : PIFA)의 패턴을 형성한 필터를 포함한 초광대역 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to an ultra-wideband antenna including a filter. More specifically, the present invention relates to an ultra-wide band antenna including a filter having a wide band characteristic coupled line filter and a wide band characteristic planar inverted antenna (PIFA) pattern formed on a dielectric sheet.

실내 무선환경에서 초고속으로 데이터를 전송하기 위하여 광대역 통신시스템의 관심이 증가되고 있다. 상기 광대역 통신시스템으로서 UWB(Ultra Wide Band) 통신이 알려져 있다.In the indoor wireless environment, the interest of broadband communication system is increasing to transmit data at high speed. Ultra wide band (UWB) communication is known as the broadband communication system.

상기 UWB 통신은 송수신하는 UWB 신호의 점유 대역폭이 중심 주파수의 20% 이상이거나 500㎒ 이상의 점유 대역폭을 가지는 무선 전송기술이다.The UWB communication is a wireless transmission technology in which the occupied bandwidth of the UWB signal to transmit and receive is 20% or more of the center frequency or 500MHz or more.

이와 같이 UWB 통신은 초광대역 특성을 이용하여 매우 넓은 채널 용량을 제공함으로써 낮은 전송전력에도 불구하고 대용량의 데이터를 초고속으로 전송할 수 있다. 또한 UWB 통신은 광대역 및 낮은 전송 전력을 통해, 최근 무선 통신업계가 안고 있는 주파수 자원의 고갈 문제를 해결할 수 있다.As such, UWB communication uses ultra-wideband characteristics to provide a very wide channel capacity, thereby allowing a large amount of data to be transmitted at high speed despite low transmission power. UWB communication also enables broadband and low transmit power to solve the problem of depletion of frequency resources in the wireless industry.

UWB 통신에서 물리계층에 포함되는 고주파 처리부와 베이스밴드신호 처리부 등은 단일 또는 각각의 칩으로 구현되고 있다. 그러나 칩 내에 구현이 어려운 초광대역 안테나와, 초광대역 안테나와 고주파 처리부용 칩 사이에 위치하는 필터는 개별적으로 구현되고, 보드나 기판에서 외부 배선을 통해 고주파 처리부용 칩에 연결된다.In the UWB communication, the high frequency processor and the baseband signal processor included in the physical layer are implemented as a single or each chip. However, the ultra-wideband antenna, which is difficult to implement in the chip, and the filter located between the ultra-wideband antenna and the chip for the high frequency processor are individually implemented, and are connected to the chip for the high frequency processor through external wiring on a board or a board.

상기 초광대역 안테나는 협대역 특성을 가지는 기존의 PIFA에서 접지면의 일부를 제거하여 광대역을 얻는 방법을 사용하고 있다. 이러한 기법을 적용한 기존의 광대역 PIFA는 방사소자 및 급전선로가 개방형(Open)의 구조인 마이크로스트립라인으로 되어 있다.The ultra-wideband antenna uses a method of obtaining a broadband by removing a part of the ground plane from a conventional PIFA having a narrowband characteristic. The existing broadband PIFA using this technique consists of a microstrip line in which the radiating element and the feed line are open.

그러므로 의사 TEM(Quasi-Transverse Electromagnetic Mode) 신호의 전달(propagation)로 원하지 않는 분산(Dispersion) 및 크로스토크(Cross-talk)와 방사손실이 존재할 수 있는 문제점이 있다.Therefore, there is a problem that unwanted dispersion, crosstalk, and radiation loss may exist due to propagation of a quasi-transverse electromagnetic mode (TEM) signal.

본 발명의 목적은 초광대역 안테나의 방사소자 및 급전선로를 다층 구조의 유전체 시트에 위치시키는 마이크로스트립라인의 구조를 이용하고, 상호 커플링을 이용한 커플드라인의 구조로 필터를 구성하여 광대역 특성을 얻는 필터를 포함한 초광대역 안테나를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to use a microstripline structure in which a radiating element and a feed line of an ultra-wideband antenna are placed on a dielectric sheet of a multilayer structure, and to form a filter in a structure of a coupled line using mutual coupling to improve broadband characteristics. It is to provide an ultra-wideband antenna including a filter obtained.

본 발명의 다른 목적은 초광대역 안테나와 필터를 동일 층의 유전체 시트에 형성하여 초광대역 안테나와 필터를 연결함에 따른 손실을 최소화할 수 있는 필터를 포함한 초광대역 안테나를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an ultra-wideband antenna including a filter that can minimize the loss caused by connecting the ultra-wideband antenna and the filter by forming the ultra-wideband antenna and the filter on the same dielectric sheet.

이러한 목적을 가지는 본 발명의 필터를 포함한 초광대역 안테나는 상면에 접지패턴이 형성된 제 1 층 유전체 시트와, 상기 제 1 층 유전체 시트의 하부에 위치하고, 필터 및 안테나의 패턴이 형성된 제 2 층 유전체 시트와, 상기 제 2 층 유전체 시트의 하부에 위치하고, 저면에 접지패턴이 형성된 제 3 층 유전체 시트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The ultra-wideband antenna including the filter of the present invention having the above object has a first layer dielectric sheet having a ground pattern formed on an upper surface thereof, and a second layer dielectric sheet formed under the first layer dielectric sheet having a filter and antenna pattern formed thereon. And a third layer dielectric sheet disposed below the second layer dielectric sheet and having a ground pattern formed on a bottom surface thereof.

상기 필터의 패턴은 상기 제 2 층 유전체 시트의 상면 및 저면에 형성되어 상호 커플링이 발생되는 커플드라인의 패턴인 것을 특징으로 한다.The pattern of the filter is characterized in that the pattern of the coupled line is formed on the upper surface and the bottom surface of the second layer dielectric sheet to generate mutual coupling.

상기 안테나의 패턴은 상기 제 2 층 유전체 시트의 상면에 상기 필터와 연결되어 패턴이 형성된 급전선로와, 상기 급전선로의 단부에, 상기 급전선로와 직교되게 패턴이 형성된 방사소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.The pattern of the antenna includes a feed line connected to the filter on the upper surface of the second layer dielectric sheet, the pattern is formed, and a radiation element formed at the end of the feed line, the pattern is orthogonal to the feed line. do.

상기 제 2 층 유전체 시트는 두께가 20∼70㎛인 것을 특징으로 한다.The second layer dielectric sheet has a thickness of 20 to 70 mu m.

상기 방사소자의 길이와, 상기 방사소자와 상기 급전선로가 연결되는 연결점의 위치로 중심주파수 및 대역폭을 조절하는 것을 특징으로 한다.The length of the radiating element, and the center frequency and the bandwidth is adjusted to the position of the connection point to which the radiating element and the feed line is connected.

상기 방사소자는 일측 단부가 비아 홀을 통해 상기 제 3 층 유전체 시트의 접지패턴에 연결되고, 상기 제 1 층 및 제 3 층 유전체 시트에 형성된 접지패턴은 상기 방사소자의 일측에 위치하고, 방사소자의 타측에는 위치하지 않는 것을 특징으로 한다.One end of the radiating element is connected to a ground pattern of the third layer dielectric sheet through a via hole, and the ground patterns formed on the first layer and the third layer dielectric sheet are located at one side of the radiating element. It is characterized in that it is not located on the other side.

이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 제공된다. 따라서, 본 발명의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.The following detailed description is only illustrative, and merely illustrates embodiments of the present invention. In addition, the principles and concepts of the present invention are provided for the purpose of explanation and most useful. Accordingly, various forms that can be implemented by those of ordinary skill in the art, as well as not intended to provide a detailed structure beyond the basic understanding of the present invention through the drawings.

도 1은 일반적인 UWB(Ultra Wide Band) 송수신기의 구성을 보인 도면이다. 여기서, 부호 100은 안테나이고, 부호 102는 상기 안테나(100)를 통해 송신 및 수신되는 UWB 신호를 광대역 필터링하는 필터이다. 상기 필터(102)는 예를 들면, 대역통과필터를 사용한다.1 is a diagram illustrating a configuration of a general ultra wide band (UWB) transceiver. Here, reference numeral 100 denotes an antenna and reference numeral 102 denotes a filter for wideband filtering the UWB signal transmitted and received through the antenna 100. The filter 102 uses, for example, a bandpass filter.

부호 104는 송수신 제어신호에 따라 절환되는 송수신 절환 스위치이다. 상기 송수신 절환 스위치(104)는 UWB 신호를 수신할 경우에 가동단자가 일측 고정단자(a)에 접속되고, UWB 신호를 송신할 경우에는 가동단자가 타측 고정단자(b)에 접속된다.Reference numeral 104 denotes a transmission / reception switching switch that is switched in accordance with the transmission / reception control signal. The transmission / reception switching switch 104 has a movable terminal connected to one fixed terminal a when receiving a UWB signal, and a movable terminal connected to the other fixed terminal b when transmitting a UWB signal.

UWB 신호를 수신할 경우에 송수신 제어신호에 따라 송수신 절환 스위치(104)의 가동단자가 일측 고정단자(a)에 접속되므로 안테나(100)를 통해 수신되는 UWB 신호가 필터(102)에서 광대역 필터링된 후 송수신 절환 스위치(104)를 통해 저잡음 증폭기(106)로 입력되어 저잡음 증폭된다.When receiving the UWB signal, the movable terminal of the transmit / receive switch 104 is connected to one fixed terminal a according to the transmit / receive control signal, so that the UWB signal received through the antenna 100 is broadband-filtered by the filter 102. It is then input to the low noise amplifier 106 through the transmission and reception switching switch 104 is amplified low noise.

상기 저잡음 증폭기(106)에서 저잡음 증폭된 UWB 신호는 주파수 합성기(108)의 발진신호와 함께 복조기(110)로 입력되어 I(InPhase) 신호와 Q(Quadrature) 신호로 분리된다. 상기 분리된 I 신호 및 Q 신호는 저역통과 필터(112, 114)에서 각기 저역 필터링되고, AGC(Auto Gain Control) 증폭기(116, 118)에서 AGC 신호에 따라 각기 증폭된 후 ADC(Analog to Digital Converter)(120, 122)에서 디지털 신호로 변환되어 베이스밴드 신호 처리부(124)로 입력된다.The low noise amplified UWB signal from the low noise amplifier 106 is input to the demodulator 110 together with the oscillation signal of the frequency synthesizer 108 and separated into an I (InPhase) signal and a Q (Quadrature) signal. The separated I and Q signals are low pass filtered in the low pass filters 112 and 114, respectively, and amplified in accordance with the AGC signals in the AGC (Auto Gain Control) amplifiers 116 and 118, respectively. 120 and 122 are converted into digital signals and input to the baseband signal processor 124.

그리고 UWB 신호를 송신할 경우에는 송수신 제어신호에 따라 송수신 절환 스위치(104)의 가동단자가 타측 고정단자(b)에 접속된다.When transmitting the UWB signal, the movable terminal of the transmission / reception switching switch 104 is connected to the other fixed terminal b in accordance with the transmission / reception control signal.

이와 같은 상태에서 베이스밴스 신호 처리부(124)에서 처리된 I 신호 및 Q 신호는 DAC(Digital to Analog Converter)(126, 128)에서 아날로그 신호로 변환되고, 저역통과 필터(130, 132)에서 각기 저역 필터링된 후 변조기(134)로 입력된다.In this state, the I and Q signals processed by the baseband signal processor 124 are converted into analog signals by the digital to analog converter (DAC) 126 and 128, and low pass by the low pass filter 130 and 132, respectively. After filtering, it is input to the modulator 134.

그러면, 상기 변조기(134)는 상기 저역통과 필터(130, 132)로부터 입력된 I 신호 및 Q 신호를 주파수 합성기(108)의 발진신호에 따라 변조하고, 변조기(134)가 변조한 신호는 대역통과필터(136)를 통해 대역 필터링되고, 파워 증폭기(138)에서 증폭된다. 상기 파워 증폭기(138)에서 증폭된 신호는 송수신 절환 스위치(104)를 통하고, 필터(102)에서 필터링된 후 안테나(100)로 전달되어 외부로 송신된다.Then, the modulator 134 modulates the I and Q signals input from the low pass filters 130 and 132 according to the oscillation signal of the frequency synthesizer 108, and the signals modulated by the modulator 134 are band pass. Band filtered through filter 136 and amplified in power amplifier 138. The signal amplified by the power amplifier 138 is transmitted and received through the transmission and reception switching switch 104, the filter 102 is transmitted to the antenna 100 and transmitted to the outside.

이러한 UWB 송수신기에서 상기 안테나(100) 및 필터(102)는 UWB 신호를 송신 및 수신할 수 있도록 광대역 특성을 갖고, 또한 안테나(100)를 통해 수신된 UWB 신호가 손실됨이 없이 필터(102)로 전달할 수 있어야 된다.In such a UWB transceiver, the antenna 100 and the filter 102 have broadband characteristics to transmit and receive the UWB signal, and also to the filter 102 without losing the UWB signal received through the antenna 100. Be able to deliver

도 2는 본 발명의 필터를 포함한 초광대역 안테나에서 유전체 시트들에 형성되는 패턴을 보인 사시도이고, 도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 필터를 포함한 초광대역 안테나에서 복수의 유전체 시트에 형성된 패턴을 보인 평면도이다. 도 2와, 도 3a 내지 도 3d를 참조하면, 본 발명의 필터를 포함한 초광대역 안테나는 3장의 유전체 시트(200, 210, 220)로 이루어진다. 상기 제 2 층의 유전체 시트(210)에는 본 발명에 따라 필터(102)의 패턴(212)과, 안테나(100)의 패턴(214)이 형성된다. 상기 필터(102)의 패턴(212)은 상기 제 2 층 유전체 시트(210)의 상면 및 저면에 커플드 라인(212a, 212b)의 구조로 형성한다. 그리고 상기 안테나(100)의 패턴(214)은 상기 제 2 층 유전체 시트(210)의 상면에, 상기 커플드라인(212a)에 연결하여 급전선로(214a)가 형성되고, 급전선로(214a)의 단부에, 그 급전선로(214a)와 직교되게 방사소자(214b)가 형성된다.Figure 2 is a perspective view showing a pattern formed on the dielectric sheets in the ultra-wideband antenna including the filter of the present invention, Figures 3a to 3d shows a pattern formed on a plurality of dielectric sheets in the ultra-wideband antenna including the filter of the present invention. Top view. 2 and 3A to 3D, the ultra-wideband antenna including the filter of the present invention includes three dielectric sheets 200, 210, and 220. Referring to FIG. According to the present invention, the pattern 212 of the filter 102 and the pattern 214 of the antenna 100 are formed in the dielectric sheet 210 of the second layer. The pattern 212 of the filter 102 is formed in the structure of the coupled lines 212a and 212b on the top and bottom surfaces of the second layer dielectric sheet 210. The pattern 214 of the antenna 100 is connected to the coupled line 212a on the upper surface of the second layer dielectric sheet 210, and a feed line 214a is formed, and the feed line 214a of At the end, a radiating element 214b is formed orthogonal to the feed line 214a.

여기서, 상기 급전선로(214a)와 방사소자(214b)의 접속점 위치는 송수신하는 UWB 신호의 주파수에 따라 가변될 수 있다.Here, the position of the connection point of the feed line 214a and the radiating element 214b may vary according to the frequency of the UWB signal to transmit and receive.

그리고 제 1 층의 유전체 시트(200)의 상면에는 접지패턴(202)이 형성되고, 상기 제 3 층의 유전체 시트(220)의 저면에는 상기 접지패턴(202)과 동일한 접지패턴(222)이 형성되어 그 접지패턴(222)에 상기 방사소자(214b)의 일측 단부가 비아 홀(216, 224)을 통해 연결된다.A ground pattern 202 is formed on the top surface of the dielectric sheet 200 of the first layer, and a ground pattern 222 identical to the ground pattern 202 is formed on the bottom surface of the dielectric sheet 220 of the third layer. One end of the radiating element 214b is connected to the ground pattern 222 through the via holes 216 and 224.

그리고 상기 접지패턴(202)(222)은 방사소자(214b)의 약 1/2 정도에는 위치하지 않도록 한다.In addition, the ground patterns 202 and 222 may not be located at about 1/2 of the radiating element 214b.

이와 같이 구성된 본 발명은 송신할 UWB 신호가 필터(102)의 커플드라인(212a)으로 입력되고, 입력된 UWB 신호는 커플드라인(212a, 212b)의 상호 커플링을 통해 광대역으로 필터링된다. 여기서, 제 2 층 유전체 시트(210)의 두께가 두꺼울 경우에 커플드라인(212a, 212b)의 사이에 상호 커플링이 발생하기 어렵고, 또한 커플드라인(212a, 212b)의 선폭이 넓어야 한다. 그러므로 제 2 층 유전체 시트(210)의 두께는 20∼70㎛가 바람직하다.According to the present invention configured as described above, the UWB signal to be transmitted is input to the coupled line 212a of the filter 102, and the input UWB signal is wideband filtered through the mutual coupling of the coupled lines 212a and 212b. Here, when the thickness of the second layer dielectric sheet 210 is thick, it is difficult for mutual coupling between the coupled lines 212a and 212b, and the line widths of the coupled lines 212a and 212b should be wide. Therefore, the thickness of the second layer dielectric sheet 210 is preferably 20 to 70 mu m.

상기 커플드라인(212a, 212b)의 필터(102)에서 필터링된 UWB 신호는 안테나(100)로 전달되어 외부로 방사된다. 즉, UWB 신호는 급전선로(214a)를 통해 방사소자(214b)로 전달되어 외부로 방사된다.The UWB signal filtered by the filters 102 of the coupled lines 212a and 212b is transmitted to the antenna 100 and radiated to the outside. That is, the UWB signal is transmitted to the radiating element 214b through the feed line 214a and radiated to the outside.

여기서, 상기 방사소자(214b)의 약 1/2 정도에만 접지패턴(202, 222)이 위치하고, 나머지 약 1/2에는 접지패턴(202, 222)이 위치하지 않으므로 급전선로(214a) 및 방사소자(214b)는 광대역 특성의 PIFA로 동작한다.Here, the ground patterns 202 and 222 are positioned only in about 1/2 of the radiating element 214b, and since the ground patterns 202 and 222 are not located in the other half, the feed line 214a and the radiating element are not located. 214b operates with a wide band characteristic PIFA.

여기서, 상기 방사소자(214b)의 길이와, 급전선로(214a)와 방사소자(214b)가 연결되는 연결점의 위치를 조절함에 따라 송수신하고자하는 UWB 신호의 중심주파수 및 대역폭을 조절할 수 있다.Here, the center frequency and bandwidth of the UWB signal to be transmitted and received can be adjusted by adjusting the length of the radiating element 214b and the position of the connection point where the feed line 214a and the radiating element 214b are connected.

이러한 본 발명에 있어서, 커플드 라인(212a, 212b)의 필터(102)를 제 2 층 유전체 시트(210)에 직접 제작하고, 네트워크 어넬라이저(Network Analyzer)를 이용하여 삽입손실 및 반사손실을 측정한 결과 도 4와 같은 결과를 얻었다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 필터(102)는 3∼5㎓에서 삽입 손실이 약 4㏈ 이하이고 반사손실은 약 13㏈ 이하로 측정되었다.In the present invention, the filter 102 of the coupled lines 212a and 212b is manufactured directly on the second layer dielectric sheet 210, and the insertion loss and the return loss are measured using a network analyzer. As a result, the same result as in FIG. 4 was obtained. Referring to FIG. 4, the filter 102 of the present invention has an insertion loss of about 4 dB or less and a reflection loss of about 13 dB or less at 3 to 5 dB.

그리고 제 2 층의 유전체 시트(210)에 급전선로(214a) 및 방사소자(214b)를 형성하고, 반사손실을 측정하여 도 5에 도시된 바와 같은 결과를 얻었다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 급전선로(214a) 및 방사소자(214b)는 반사손실이 10㏈ 이하인 대역폭은 3∼5㎓를 만족하였다.Then, the feed line 214a and the radiating element 214b were formed on the dielectric sheet 210 of the second layer, and the reflection loss was measured to obtain the result as shown in FIG. 5. Referring to FIG. 5, the feed line 214a and the radiating element 214b of the present invention satisfy a bandwidth of 3 to 5 dB with a reflection loss of 10 dB or less.

도 6은 본 발명의 안테나에서 각각의 주파수에 대한 안테나의 이득을 시뮬레이션한 결과를 보인 그래프이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 안테나는 3㎓ 이상일 경우에 이득이 2dBi 이상임이 측정되었다.Figure 6 is a graph showing the results of simulating the gain of the antenna for each frequency in the antenna of the present invention. Referring to Figure 6, the antenna of the present invention was measured that the gain is more than 2dBi when more than 3kHz.

도 7은 본 발명의 필터를 포함한 초광대역 안테나에서 초광대역 안테나와 커플드 라인필터를 연결하고, 커플드 라인필터의 입력단에서 반사손실을 측정하여 보인 그래프이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 필터를 포함한 안테나는 3∼5㎓에서 반사손실이 10㏈ 이하임이 측정되었다.FIG. 7 is a graph illustrating the connection loss between the ultra wide band antenna and the coupled line filter in the ultra wide band antenna including the filter of the present invention and measuring the return loss at the input of the coupled line filter. Referring to FIG. 7, it was determined that the antenna including the filter of the present invention had a return loss of 10 dB or less at 3 to 5 dB.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 안테나의 방사소자 및 급전선로와 커플드라인 필터를 복수의 유전체 시트로 이루어지는 다층 구조의 내부에 스 트립라인 구조를 이용하고, 안테나와 필터를 일체화함으로써 하나의 소자에 다기능을 부과함과 동시에 안테나와 필터의 매칭을 포함함으로써 전체 시스템의 개발 기간을 단축할 수 있다.As described in detail above, the present invention uses a stripline structure inside a multilayer structure in which a radiating element, a feed line, and a coupled line filter of an antenna are formed of a plurality of dielectric sheets, and integrates the antenna and the filter into one element. In addition to imposing multi-functions on the system, the development of the entire system can be shortened by including the matching of the antenna and the filter.

그리고 본 발명은 안테나와 필터를 일체화시킴으로써 각각의 부품간에 연결해 주는 배선 길이의 단축으로 인한 특성의 향상뿐만 아니라, 안테나와 필터의 매칭을 포함함으로써 전체 시스템의 개발 기간을 단축할 수 있는 효과가 있다. 또한 다층 구조의 내부에 구현함으로써 소형화를 이룰 수 있을 뿐만 아니라, 분산, 크로스토크, 방사 손실 등을 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of shortening the development period of the entire system by including the matching of the antenna and the filter as well as the improvement of the characteristics due to the shortening of the wiring length connecting the respective components by integrating the antenna and the filter. In addition, it is possible to achieve miniaturization by implementing the inside of the multilayer structure, and also to reduce dispersion, crosstalk, and radiation loss.

이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.The present invention has been described in detail with reference to exemplary embodiments, but those skilled in the art to which the present invention pertains can make various modifications without departing from the scope of the present invention. Will understand.

그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.

Claims (6)

상면에 접지패턴이 형성된 제 1 층 유전체 시트;A first layer dielectric sheet having a ground pattern formed on an upper surface thereof; 상기 제 1 층 유전체 시트의 하부에 위치하고, 필터 및 안테나의 패턴이 형성된 제 2 층 유전체 시트; 및A second layer dielectric sheet disposed under the first layer dielectric sheet and having a pattern of a filter and an antenna; And 상기 제 2 층 유전체 시트의 하부에 위치하고, 저면에 접지패턴이 형성된 제 3 층 유전체 시트로 이루어진 필터를 포함한 초광대역 안테나.An ultra-wideband antenna including a filter disposed below the second layer dielectric sheet and comprising a third layer dielectric sheet having a ground pattern formed on a bottom surface thereof. 제 1 항에 있어서, 상기 필터의 패턴은;The method of claim 1, wherein the pattern of the filter; 상기 제 2 층 유전체 시트의 상면 및 저면에 형성되어 상호 커플링이 발생되는 커플드라인의 패턴인 것을 특징으로 하는 필터를 포함한 초광대역 안테나.An ultra-wideband antenna including a filter formed on the top and bottom surfaces of the second layer dielectric sheet and having a coupled line pattern for mutual coupling. 제 1 항에 있어서, 상기 안테나의 패턴은;The method of claim 1, wherein the pattern of the antenna; 상기 제 2 층 유전체 시트의 상면에 상기 필터와 연결되어 패턴이 형성된 급전선로; 및A feed line connected to the filter on a top surface of the second layer dielectric sheet and having a pattern formed thereon; And 상기 급전선로의 단부에, 상기 급전선로와 직교되게 패턴이 형성된 방사소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터를 포함한 초광대역 안테나.An ultra-wideband antenna including a filter at the end of the feed line, characterized in that it comprises a radiation element formed with a pattern orthogonal to the feed line. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제 2 층 유전체 시트는;The method of claim 1, wherein the second layer dielectric sheet comprises; 두께가 20∼70㎛인 것을 특징으로 하는 필터를 포함한 초광대역 안테나.An ultra-wideband antenna comprising a filter, characterized in that the thickness is 20 to 70㎛. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 방사소자의 길이와, 상기 방사소자와 상기 급전선로가 연결되는 연결점의 위치로 중심주파수 및 대역폭을 조절하는 것을 특징으로 하는 필터를 포함한 초광대역 안테나.An ultra-wideband antenna including a filter for adjusting the center frequency and the bandwidth to the length of the radiating element and the position of the connection point to which the radiating element and the feed line are connected. 제 3 항에 있어서, 상기 방사소자는;The method of claim 3, wherein the radiating element; 일측 단부가 비아 홀을 통해 상기 제 3 층 유전체 시트의 접지패턴에 연결되고,One end is connected to the ground pattern of the third layer dielectric sheet through a via hole, 상기 제 1 층 및 제 3 층 유전체 시트에 형성된 접지패턴은;A ground pattern formed on the first layer and the third layer dielectric sheet; 상기 방사소자의 일측에 위치하고, 방사소자의 타측에는 위치하지 않는 것을 특징으로 하는 필터를 포함한 초광대역 안테나.An ultra-wideband antenna including a filter located on one side of the radiating element, not located on the other side of the radiating element.
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