KR100912170B1 - 2개 이상의 주파수범위에서 작동하는 패치안테나 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 2개 이상의 주파수 대역에서 작동하는 패치-안테나는:
- 반사기(1),
- 상기 반사기(1)상에 제공되어 구성되며 및/또는 반사기(1) 앞에 배열되는 적어도 2개의 패치 안테나 소자(5, 7), 즉 저 주파수 대역용 패치 안테나 소자(5)와 고 주파수 대역용 패치 안테나 소자(7)를 포함하며,
상기 저 주파수 대역용 및 고 주파수 대역용 상기 패치 안테나 소자(5, 7) 각각은 슬롯 구조(11, 13)를 갖는 능동 급전 패치(5a, 7a) 및 이 위에 배열되고 용량적으로 결합되는 수동 커버 패치(5b, 7b)를 포함하며,
상기 저 주파수 대역용 및 고 주파수 대역용 상기 패치 안테나 소자(5, 7)는 베이스 플레이트 상에 위치되며,
상기 저 주파수 대역용 상기 하부 패치 안테나 소자(5)의 최상부 커버 패치(5b)는 동시에 그 위에 구성되는 상기 고 주파수 대역용 패치 안테나 소자(7)용 베이스 플레이트를 형성하며,
H-형 슬롯 구조(11, 13)를 갖는 슬롯 배열은 급전 패치(5a, 7a)에 형성되고,
각 급전 패치(5a, 7a) 내의 상기 적어도 2개의 슬롯 구조(11, 13)각각은 급전 케이블(15a, 15b)을 통해서 급전되는 것을 특징으로 한다.
Figure R1020037007022
반사기, 급전 패치, 커버 패치, 슬롯 구조, 급전 케이블

Description

2개 이상의 주파수범위에서 작동하는 패치안테나{PATCH ANTENNA FOR OPERATING IN AT LEAST TWO FREQUENCY RANGES}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 청구된 바와 같은 2개 이상의 주파수 대역에서 작동하는 패치 안테나(patch antenna)에 관한 것이다.
이동 통신 분야에서 정보 전송을 위하여 다양한 주파수 대역(즉 유럽지역에서는 900 MHz와 더불어 또한 1800 MHz)이 존재한다는 것은 널리 공지되어 있다. 특히 미국 지역에서는 이동 통신 전송이 소위 1900 MHz 대역에서 행하여진다. 향후 예정된 범용이동통신시스템(UMTS: Universal Mobile Telecommunications System)의표준으로는 2000MHz가 제공된다.
2개 주파수 대역에서 작동 가능한 공지된 다이폴 안테나(dipole antenna)이외에, 평면형 안테나 즉 소위 패치 안테나가 또한 공지되어 있다.
원칙적으로, EP 0 999 608 A1에 또한 패치 안테나가 공지되어 있는데, 이는 다기능 안테나로서, 위성 위치 확인 시스템(GPS: Global Postioning System)의 위치 데이터 입력을 위한 전자기파 수신을 위하여 설계된 다수의 프레임 또는 반사기에 설치된 패치 방사기(안테나 소자)를 포함한다. 이 경우에, 패치 안테나 소자는 공통 접지면 위에 설치되어 있다.
일종의 패치 안테나가 특허 명세서 US-A-6,054,953에 공지되어 있다. 이는 베이스 플레이트를 갖는다. 베이스 플레이트 위에 저 주파수 대역 전송을 위한 패치와 그 위에 고 주파수 전송 대역에서의 전송을 위한 추가 패치가 설치되어 있다. 저 주파수 대역에서의 전송 패치는 동시에, 고 주파수 대역의 전송을 위하여 그 위에서 위치된 능동 급전 패치로서의 사용된다. 급전은 베이스 플레이트에서 공통 십자형 슬롯화된 구조를 통해서 제공된다. 결합을 개선하기 위하여, 베이스 플레이트에서 급전점 및 저 주파수 대역의 전송을 위한 패치 간에는 수동 결합 패치가 설치되어 있다.
그러나, 이와 같은 안테나의 전기적 특성은 소망의 대역폭이 성취되지 않음으로 또한 단점도 가지고 있다.
패치 안테나들에는 그 외에도 원칙적으로 또한 다음의 인용 문헌에서 찾아볼 수 있다: “SONG, H.J.외: 오픈-결합된 마이크로스트립-패치 요소에 의한 Ku-대역 16x16 평면 어레이 In: IEEE 안테나와 전파잡지, 40권 5호, 1998.10, 25 내지 29 참조” 및 인용문헌 “RATH, v.외: 오픈-결합된 마이크로스트립 안테나에 대한 결합 개선. In: IEEE 안테나와 전파회보, 44권, 8호 1996.8 9, 1196 내지 1198”에 공지되어 있는데, 여기에서는 급전을 위한 상이한 슬롯 리세스들이 기술되어 있다. 그러나, 이 경우에, 슬롯 리세스들은 급전 케이블과 패치간의 개구 결합을 위하여 사용된다.
삭제
본 발명의 목적은 가능하면 평면으로 설계되고, 매우 큰 대역폭을 가지는 동시에, 가급적 우수한 방사 특성을 갖는 적어도 2개 이상의 주파수 대역에서 작동하는 패치 안테나를 제공하는 것이다.
이 목적은 청구항 1에 규정된 특징들에 의한 본 발명에 따라서 성취된다. 유용한 이점들이 종속 청구항에서 규정되어 있다.
원칙적으로, 본 발명에 따른 패치 안테나는 기본적으로 2개 이상의 주파수 대역에서 작동 가능하다. 설계 원리는 2개 이상의 주파수 대역, 예를 들어 3개 주파수 대역에서 안테나를 작동하는데 적합하게 되도록 제작이 가능하다. 이 경우에, 전체 구조는 매우 평활하게 유지되는데, 본 발명에 따른 안테나는 우수한 안테나 특성을 가지고 있다.
이를 위하여, 본 발명은 적어도 두개의 패치 안테나 소자가 서로 겹쳐지도록 설치되어 있는 안테나 소자에 있어서 각 안테나 소자는 적어도 한 개의 능동 급전 패치(active feed patch)와 그 위에 있는 용량적으로 결합되어 있는 수동 커버 패치(passive deck patch)를 포함한다. 각 저 주파수 대역용 각 상부 커버 패치는 동시에 각 고 주파수 대역에 대한 기판으로서의 역할을 하도록 되어 있다. 그 밖에도 각 주파수 대역에 대하여 별도의 급전이 이루어지도록 되어 있다.
종래 기술을 따르면, 급전 패치 내의 직사각형 슬롯에 급전을 하도록 하는 것이 공지되어 있는데, 동축 케이블의 외부 도체는 이 슬롯의 한 측상에 전기 접속하고 내부 도체는 슬롯 배열에 대하여 중심에서 가로 측으로 이를 지나쳐서 이 슬롯의 대향 에지면상의 패치에 접속된다. 이 발명은 패치 안테나 소자가 적어도 H-형과 유사한 슬롯 구조 또는 적어도 H-형 슬롯을 포함하도록 되어 있다. 그러므로 빔 특성이 개선되고 대역폭이 커지는 것을 알 수 있다.
본 발명의 한 가지 바람직한 실시예는 케이블 피드가 각 능동 안테나 소자 패치의 바람직하게는 중앙에 부착되도록 하는데, 이 케이블은 급전점, 즉 바람직하게는 급전 패치로부터 지상까지의 중앙으로 라우팅되는데, 즉 중앙에서 각 급전 패치를 거쳐서 아래로 반사기 판에 이르도록 되어 있다.
본 발명의 또 한가지 구조에서는 직사각형 브래킷을 패치 안테나 소자들 중 적어도 하나 상에, 바람직하게는 최상부에 위치되는 급전 패치 에어리어 상에, H-형상의 슬롯 내의 중앙 슬롯 리셋의 에어리어에 제공하여, 정합(VSWR)을 개선시키고 대역폭을 증가시킨다. 하나의 림(limb)의 길이의 적어도 일부는 이와 거리를 두고 이와 평행하게 H형 슬롯 구조의 중앙 슬롯을 커버하는데, 수직 림은 급전 패치에 대하여 수직으로 다시 통과되어, 중앙 슬롯 리세스의 에지 에어리어 상에 정밀하게 고정되어 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예 또는 본 발명의 대안 형태에서, 안테나의 흡수성을 상당히 감소시킬 수가 있는 것이 밝혀졌다. 이는 최상부에 위치되고 최고 주파수로 동조되는 시스템 데크 패치에서 표면의 일부를 절단함으로써 행해진다. 결과적으로, 프레임 형태의 커버 패치 구조가 통상적으로 바람직하다.
결국, 각각의 고 주파수 시스템의 급전 패치가 하부 시스템의 커버 패치와 일체로 되도록 함으로써 물리적 높이를 더욱 최소화할 수 있다. 이를 위하여, 저 주파수를 위한 커버 패치의 일부는 절단되는데, 이 급전 패치는 이 컷아웃 내로 삽입된다.
그러나, 이에 대한 대안으로서, 저 주파수용 커버 패치를 리세스 형태로 할 수 있는데, 이 경우에 고 주파수 시스템용 급전 패치는 리세스 형태로 삽입될 수 있다.
상술된 바와 같이, 급전 시스템 각각은 하나의 급전 케이블에 의해 별도로 급전되어, 2개의 시스템들 각각이 별도 접속되도록 한다. 그러나, 분리된 급전 케이블들은 또한, 안테나에 통합된 듀플렉서(duplexer) 또는 케이블 네트워크를 통해서 모두 결합되어, 전체 안테나에는 단일 커넥션이 제공되도록 한다.
패치 안테나 소자들의 주파수 비는 예를 들어 이 안테나를 위한 소망 주파수 대역에 따라서 1:2가 될 수 있다.
최저 주파수 대역용 패치 안테나 소자 배열의 베이스 플레이트가 반사기로 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 이 경우에, 반사기 상에 또는 반사기 앞에 위치되지만 반사기 유형으로서 또다시 작용하는 베이스 플레이트를 제공할 수 있다.
최종적으로, 상이한 대역들에 동조되는 패치 안테나 배열들 간의 보다 우수한 디커플링(decoupling)을 성취하기 위하여 보안 조치들이 제공되며, 각 접속 라인과 평행하게 접속되는 분기선을 이용한다.
본 발명의 전형적인 실시예들이 상세하게 후술될 것이다.
도1은 본 발명에 따른 패치 안테나의 개략적인 사시도.
삭제
도2는 개별 지지 요소의 에어리어에서 도1 도시된 실시예의 단면도.
도3a는 저 주파수 대역용 패치 안테나 소자의 능동 급전 패치의 평면도.
도3b는 도3a에 도시된 급전 패치 아래로부터 본 도면.
도4는 하부 패치 안테나 소자의 커버 패치의 평면도.
도5a는 고 주파수 대역용 패치 안테나 소자 배열의 급전 패치의 평면도.
도5b는 도5a에 도시된 급전 패치 아래로부터 본 도면.
도6은 도2와 비교하여 90°회전된 상부 급전 패치의 수직 단면도.
본 발명은 다음과 같이 실시예에 의하여 보다 상세히 설명한다.
도1은 반사기 플레이트, 즉 도시된 예시적인 실시예에서 2개의 대향하는 가 로 방향 에지에 형성되고 일반적으로 반사기판 평면에 대하여 가로로 또는 수직으로 신장되는 에지 스트립(edge strip)(1')을 구비한 반사기(1)를 가진 안테나 전체 구조의 개략적인 사시도이다.
삭제
도시된 실시예에서, 이 반사기(1)에는 2개의 패치 안테나 소자가 저 주파수 대역 예를 들면 GSM 주파수 대역(870-960MHz)용 제1 패치 안테나 소자(5) 및 그 위에 구성되어 있는 고 주파수 대역, 예를 들면 PCN 및 UMTS 주파수 대역(1710MHz, 2170MHz등)용 물리적으로 작은 추가 패치 안테나 소자(7)가 구성되도록 배열되어 있다.
2개의 패치 안테나 소자 (5 또는 7) 각각은 이중 패치 안테나 소자 배열의 형태로 구성되어 있는데, 각각은 능동인 급전 패치(5a 또는 7a)와 그 위에 위치되고 용량적으로만 결합되고 수동인 커버 패치(5b 또는 7b)를 갖는다.
도3a 및 3b는 저 주파수 대역을 위하여 제공된 물리적으로 큰 급전 패치(5a)를 도시한다. 이로부터 급전 패치는 직사각형의 판 형태이며, 이 판에서 H-형 슬롯 구조(11)가 결합되어 있는 것을 알 수 있다. 중앙 슬롯(11a)은 반사기(1)의 가로방향으로, 도시되어 있는 실시예에서 즉 반사기(1)의 에지 스트립(1´)에 대하여 가로방향으로 신장된다. 이러한 중앙 슬롯(11a) 단부에는 양측상에서 연속적으로 진행하는 평행 슬롯(11b)이 이에 대해서 가로방향으로 결합되어 있다.
특히 도3b에 따른 하면도에서 알 수 있는 바와 같이, 이러한 급전 패치(5a)를 위한 케이블 급전은 동축 급전 케이블(15a)에 의하여 개별적으로 제공되는데, 이는 반사기(1)상에 진행되도록 배치되는데, 즉, 에지 스트립(1´)에 따라서, 그 후 급전 패치(5a)의 에지의 중앙으로, 이로부터 H-형 슬롯 구조(11) 방향으로 진행된다.
이 경우에, 케이블은 중앙 슬롯(11a)의 방향으로 그 후, 초기에 중앙 슬롯(11a)의 단부 주위에서 V형 또는 U형 루프(15'a)로 하부면 상의 중앙 슬롯(11a)에 이르기까지 동축 외연부로서 대략 배치된다.
그 후, 이 동축 케이블은 슬롯 리세스의 한 측 상의 중앙 슬롯(11a)의 중앙에서 종료되며, 여기서 외부 도체(115a)는 전기적으로 접속된다. 내부 도체(115˝a)는 중앙 슬롯(11a)의 가로방향의 외연부에 대해서 가로로 이를 지나쳐서 라우팅되어 중앙 슬롯의 대향 측상의 급전 패치와 전기적으로 접속한다.
도3a 및 3b에 도시된 바로 알 수 있는 바와 같이, 또한 실제 급전 케이블(15a) 이외에 2개의 추가 분기선들(215a)이 즉 본래의 급전 케이블(15a)의 일부 길이의 좌우 측에 설치되어 있으며, 이 분기선(215a)은 상이한 길이를 가지고 있다. 2개의 분기선 각각은 각각의 내부 도체(215˝a)가 급전 케이블(15a)의 내부 도체(115˝a)에 대하여 평행하게 중앙 슬롯(11a)을 브리지하도록, 그리고 슬롯(11a)의 대향 측상의 패치와 전기적으로 접속하도록 적어도 급전 케이블(15a)의 엔드 스테이션과 평행하게 배열되는데, 각 분기선의 외부 도체(215'a)는 슬롯의 앞에서 패치와 전기적으로 접속한다.
급전 패치(5a)는 칼럼 형태이고 비도전성인 2개의 측 스페이서들(21)에 의해 반사기(1) 상에 설치되고, 상기 급전 패치 위에 위치되는 커버 패치(5b)는 가로방향 치수들이 거의 동일하며 세로방향 치수들 통상적으로 더 짧은 축방향 스페이서(22)를 통하여 설치된다.
부가 패치 안테나 소자(7)가 하부 패치 안테나 소자(5)용 커버 패치(5b)상에현재 배치되고 마찬가지로 급전 패치(7a) 및 이를 커버하는 커버 패치(7b)를 갖는 이중 패치 배열 형태이다. 이 경우에, 저 주파수 대역용 각 하부 패치 안테나 소자(5)를 위한 커버 패치는 동시에, 그 위에 구성되는 고 주파수 대역용 패치 안테나 소자(7)용 베이스 플레이트를 형성한다.
패치 안테나 소자(5)로부터, 패치 안테나 소자(7)는 마찬가지로, 중앙 슬롯(13a)과 양측상에서 상기 중앙 슬롯을 지나서 각각 신장되는 두개의 평행 슬롯(13b)를 갖는 H-형상의 슬롯 구조(13)가 또다시 제공되는 상당히 물리적으로 작은 직사각형 급전 패치(7a)를 가짐으로써, 중앙 슬롯(13a)이 하부 패치 안테나 소자(5)의 중앙 슬롯(11a)에 그리고 그 위에 평행하게 되도록 한다. 이 급전은 마찬가지로, 별도의 급전 케이블(15b)을 통해서 하부 패치 안테나 소자(5)와 동일한 방향으로 제공되는데, 이 케이블은 중앙 슬롯(13a)의 중앙 섹션으로부터 평행 슬롯의 한 단부 주위에 V-형 또는 U-형(곡선 (15'b))으로 급전 패치의 중앙까지 그리고 이로부터 중앙 슬롯(13a)의 외연부로서 급전 패치(7a)의 에지까지, 가능한 한 동일한 방향으로 대칭적으로 배치되고, 이로부터 지상으로, 즉 반사기 판(1)으로 라우팅된다. 이 경우에, 케이블은 반사기(1)의 대향측으로부터, 즉 급전 케이블(15a)과 비교하여 대향측으로부터 급전 패치로 라우팅된다.
도5b에 도시된 실시예로부터 알 수 있는 바와 같이, 분기선(215b)은 내부 도체(215"b)가 급전 케이블(15b)의 내부 도체(115"b)와 평행하게 슬롯을 브리지하고 급전 패치의 대향 측 상에서 접속하는 곡선(15'b) 상에서 시작하여 급전 케이블(15b)과 평행하게 배치되는 반면에, 대조적으로, 분기선 (215b) 상의 외부 도체(215'b)는 급전 케이블(15b)의 외부 도체(115'b)와 동일한 측 상에서 패치와 접속한다.
설명된 상기 급전 패치(7a)는 오프셋되고 중앙 슬롯들에 의해 형성된 수직 면에서 위치되는 2개의 칼럼-형 스페이서들(23)을 통해서 커버 패치(5b)상에 유지 및 고정된다.
물리적으로 작은 커버 패치(7b)는 언급된 급전 패치(7a) 상에 형성되고, 부가 스페이서들(24)을 통해서 이를 지지하는 급전 패치(7a)와 대향되어 지지된다. 커버 패치(7b)는 이 경우에 중앙 개구(27)를 형성하도록 프레임 형태로 형성되고, 2개의 러그들(29)을 통해 지지되는데, 이 러그들은 아래에 위치되는 중앙 슬롯들(11a, 13a)과 평행한 방향으로 프레임(28)으로부터 측들로 돌출하고 스페이서들(24) 상에 지지된다.
최상부 커버 패치(7b)의 직사각형 형상에 의해, 정합(VSWR)이 상당히 개선되고 물 및 비에 상당히 덜 민감하게 되어, 전체 안테나 배열을 커버하는 하우징 커버(플라스틱 하우징 등)가 물에 덜 영향받는 안테나가 되도록 하는 획기적인 효과를 보여준다.
예시적인 실시예를 따르면, 2개의 급전 케이블(15a, 15b)은 반사기(1)의 세로 방향으로 통과되어 접속 단자에 이어지며, 여기에서 2개의 접속(도시되지 않음)이 2개의 패치 안테나 소자의 급전을 위하여 설치되어 있다.
예로서 도1에 도시된 바에 따르면, 이는 우측 상에 위치되며, 이 경우에 대응하는 급전 케이블들(15a 및 15b)은 클로져 플레이트(closure plate) 상의 대응하는 플러그 접속들에서 종료될 수 있는데, 이 플레이트는 우측 상에서 반사기 플레이트를 차단하고 반사기 평면에 대하여 수직으로 위로 돌출하며, 예를 들면 2개의 반사기 에지(1´)에 인접하게 된다. 그러나, 2개의 급전 케이블(15a, 15b)은 듀플렉서를 통해서 정확하게 결합될 수 있어, 단지 하나의 접속만이 필요로 된다. 하우징 커버는 통상적으로 전체 배열 위에서 보호 장치로서 설치되지만, 이는 더 이상 자세히 설명되지 않는다.
간결성을 위하여, 또한 특히 도5a에 따른 내용과 한편으로 도6에 따른 단면도에서 나타난 바와 같이, 급전 패치(7a)는 이에 부수되는 중앙 슬롯(13a)에 대하여 평행하며 단면에 수직인 전기적으로 도체인 브래킷(37)이 설치되어 있으며, 반사기 평면에 대하여 평행으로 배열되어 있는 그 평행 웹(Web)(37a)는 이에 대하여 평행하게 간격을 두고 중앙 슬롯(13a)을 중첩하여 그를 지지하는 수직 림(limb)(37b)은 중앙 슬롯(13a)에 대하여 평행하게 이의 에지 측에서 이에 부수된 급전 패치(7a)에 고정되고 기계적으로 접속되어 있다.
본 발명은 2개 이상의 주파수 범위에서 작동하는 패치 안테나로서 평면구조로 상당한 크기의 대역폭을 가지고 동시에 우수한 방사특성으로 통신 분야의 정보 전송을 위해 다양하게 2개 이상의 주파수 대역에서 이용하는 것이다.

Claims (19)

  1. 2개 이상의 주파수 대역에서 작동하는 패치-안테나에 있어서:
    - 반사기와,
    - 상기 반사기상에 구성되거나 상기 반사기 앞에 배열되는 2개의 패치 안테나 소자로서, 상기 2개의 패치 안테나 소자는 저 주파수 대역용 패치 안테나 소자와 고 주파수 대역용 패치 안테나 소자를 포함하고, 상기 저 주파수 대역용 및 고 주파수 대역용 패치 안테나 소자 각각은 H-형상의 슬롯 구조를 갖는 하나의 능동 급전 패치 및 상기 능동 급전 패치와 용량적으로 결합되는 수동 커버 패치를 포함하는, 2개의 패치 안테나 소자와,
    상기 저 주파수 대역용 패치 안테나 소자 및 고 주파수 대역용 패치 안테나 소자가 배열된 베이스 플레이트; 및
    전기를 상기 H-형상의 슬롯 구조로 공급하는 급전 케이블을 포함하며,
    상기 저 주파수 대역용 패치 안테나 소자의 수동 커버 패치는 고 주파수 대역 용 패치 안테나 소자를 위하여 구성되는 패치 안테나 소자용 베이스 플레이트를 형성하며,
    상기 하나의 능동 급전 패치는 그 내부에 형성된 H-형상의 슬롯 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 급전 케이블은 중앙 슬롯의 연장부를 따라서 진행하고 상기 2개의 평행한 슬롯들 중 더 가까이 놓여 있는 슬롯의 단부 주위에 위치되는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  3. 제1항에 있어서, 상기 능동 급전 패치는 중앙에서 또는 대칭적으로 급전받는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  4. 제1항에 있어서, 상기 능동 급전 패치에 급전하는 상기 급전 케이블은 상기 능동 급전 패치의 에지를 통해서 중앙 아래에서 반사기로 라우팅되는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  5. 제2항에 있어서, 상기 H-형상의 슬롯 구조에 평행한 상기 능동 급전 패치상에 제공되는 직사각형 단면을 갖는 도전성 브래킷, 상기 H-형상의 슬롯 구조를 커버하고 상기 중앙 슬롯과 이격되어 평행하게 진행하는 상기 도전성 브래킷의 평행 웹, 및 상기 중앙 슬롯의 에지상의 H-형상의 슬롯 구조와 평행한 상기 능동 급전 패치에 기계적으로 고정되고 이와 전기 접촉하는, 상기 평행 웹을 지지하는 상기 도전성 브래킷의 수직 림(limb)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  6. 제1항에 있어서, 상기 패치 안테나의 최상부에 위치되는 수동 커버 패치는 직사각형 프레임 형태이고 중앙 개구를 형성하는 프레임 형태인 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서, 상기 고 주파수 대역용 패치 안테나 소자 및 상기 저 주파수 대역용 패치 안테나 소자의 동작 주파수 비는 2:1인 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  11. 제1항에 있어서, 상기 고 주파수 대역용 패치 안테나 소자 및 상기 저 주파수 대역용 패치 안테나 소자의 디커플링을 성취하는 분기선을 더 포함하며, 상기 분기선은 각 급전 케이블과 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서, 상기 수동 커버 패치 및 상기 능동 급전 패치를 지지하기 위하여 부전도 재료 (nonconductive material) 또는 유전체 재료로 된 지지체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  14. 삭제
  15. 제1항에 있어서, 상기 능동 급전 패치 및 수동 커버 패치를 위한 급전 케이블은 듀플렉서 필터에 의하여 연결되는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  16. 삭제
  17. 제1항에 있어서, 상기 급전 케이블의 단부 에어리어에 병렬 배치된 분기선이 제공되며, 상기 급전 케이블의 내부 도체는 상기 H-형상의 슬롯 구조를 브리지하고 상기 급전 케이블의 외부 도체와 대향측 상의 패치와 접촉하는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  18. 제1항에 있어서, 최하부에 배치되고 최저 송신 주파수 대역에 사용되는 상기 저 주파수 대역용 패치 안테나 소자의 베이스 플레이트는 반사기로 제공되는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  19. 제1항에 있어서, 최하부에 배치되는 저 주파수 대역용 패치 안테나 소자의 베이스 플레이트는 반사기 앞에 배열되는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
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Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2841688B1 (fr) * 2002-06-28 2006-06-30 Antennes Ft Antenne plane du type patch, notamment pour l'emission et/ou la reception de signaux de television terrestre numerique et/ou analogique
JP2004266333A (ja) * 2003-01-30 2004-09-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd アンテナ装置
WO2005008835A1 (en) * 2003-07-22 2005-01-27 Psion Teklogix Inc. Internal antenna with slots
US7132995B2 (en) 2003-12-18 2006-11-07 Kathrein-Werke Kg Antenna having at least one dipole or an antenna element arrangement similar to a dipole
DE10359623A1 (de) * 2003-12-18 2005-07-21 Kathrein-Werke Kg Mobilfunk-Antennenanordnung für eine Basisstation
US7015871B2 (en) 2003-12-18 2006-03-21 Kathrein-Werke Kg Mobile radio antenna arrangement for a base station
US7027004B2 (en) 2003-12-18 2006-04-11 Kathrein-Werke Kg Omnidirectional broadband antenna
US6977613B2 (en) * 2003-12-30 2005-12-20 Hon Hai Precision Ind. Co., Ltd. High performance dual-patch antenna with fast impedance matching holes
JP4348282B2 (ja) * 2004-06-11 2009-10-21 株式会社日立製作所 無線用icタグ、及び無線用icタグの製造方法
DE102005010895B4 (de) * 2005-03-09 2007-02-08 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Aperturgekoppelte Antenne
DE102005010894B4 (de) * 2005-03-09 2008-06-12 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Planare Mehrbandantenne
US7505008B2 (en) * 2005-09-26 2009-03-17 Electronics And Telecommunications Research Institute Electrical loop antenna with unidirectional and uniform current radiation source
TWI312594B (en) * 2006-04-21 2009-07-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Dual-band printed antenna
CN101165966B (zh) * 2006-10-18 2011-07-27 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 耦合式馈入天线
US7626549B2 (en) * 2007-03-28 2009-12-01 Eswarappa Channabasappa Compact planar antenna for single and multiple polarization configurations
US7994999B2 (en) * 2007-11-30 2011-08-09 Harada Industry Of America, Inc. Microstrip antenna
DE102009005045A1 (de) * 2009-01-13 2010-07-15 Wilhelm Sihn Jr. Gmbh & Co. Kg Patchantenne
DE102009006988A1 (de) * 2009-01-31 2010-08-05 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Dual-Band-Antenne, insbesondere für Satellitennavigationsanwendungen
US9214731B2 (en) * 2010-11-22 2015-12-15 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Planar antenna having a widened bandwidth
KR101428928B1 (ko) * 2013-03-29 2014-08-11 한양대학교 산학협력단 인체통신용 이중대역 중계기 안테나
CN103490143B (zh) * 2013-09-27 2015-11-11 佛山市蓝波湾金科技有限公司 一种阵列天线
JP6058573B2 (ja) * 2014-03-13 2017-01-11 株式会社東芝 アンテナおよび電子機器
KR101609665B1 (ko) * 2014-11-11 2016-04-06 주식회사 케이엠더블유 이동통신 기지국 안테나
WO2017088090A1 (zh) * 2015-11-23 2017-06-01 华为技术有限公司 天线单元及天线阵列
US10461438B2 (en) * 2016-03-17 2019-10-29 Communication Components Antenna Inc. Wideband multi-level antenna element and antenna array
US10256522B2 (en) * 2016-03-22 2019-04-09 Huawei Technologies Co., Ltd. Vertical combiner for overlapped linear phased array
US10439287B2 (en) * 2017-12-21 2019-10-08 Nxgen Partners Ip, Llc Full duplex using OAM
KR20210001607A (ko) * 2019-06-28 2021-01-06 삼성전자주식회사 안테나 구조 및 이를 포함하는 전자 장치
US11264724B2 (en) * 2020-07-20 2022-03-01 TE Connectivity Services Gmbh Omnidirectional antenna assembly

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6054953A (en) 1998-12-10 2000-04-25 Allgon Ab Dual band antenna

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2030963C (en) * 1989-12-14 1995-08-15 Robert Michael Sorbello Orthogonally polarized dual-band printed circuit antenna employing radiating elements capacitively coupled to feedlines
US5153600A (en) * 1991-07-01 1992-10-06 Ball Corporation Multiple-frequency stacked microstrip antenna
US5323168A (en) * 1992-07-13 1994-06-21 Matsushita Electric Works, Ltd. Dual frequency antenna
GB9220414D0 (en) * 1992-09-28 1992-11-11 Pilkington Plc Patch antenna assembly
US5661493A (en) * 1994-12-02 1997-08-26 Spar Aerospace Limited Layered dual frequency antenna array
DE59501555D1 (de) * 1995-04-20 1998-04-09 Fuba Automotive Gmbh Flachantennen-Anordnung
SE521407C2 (sv) * 1997-04-30 2003-10-28 Ericsson Telefon Ab L M Mikrovägantennsystem med en plan konstruktion
AU3838999A (en) * 1998-05-11 1999-11-29 Csa Limited Dual-band microstrip antenna array
SE9802883L (sv) * 1998-08-28 2000-02-29 Ericsson Telefon Ab L M Antennanordning
FR2785451B1 (fr) 1998-11-04 2007-05-11 Thomson Csf Antenne imprimee multifonctions
US6087990A (en) * 1999-02-02 2000-07-11 Antenna Plus, Llc Dual function communication antenna
US6211824B1 (en) * 1999-05-06 2001-04-03 Raytheon Company Microstrip patch antenna
GB2352091B (en) * 1999-07-10 2003-09-17 Alan Dick & Company Ltd Patch antenna
JP2001217607A (ja) * 2000-02-03 2001-08-10 Ngk Insulators Ltd アンテナ装置
US6639558B2 (en) * 2002-02-06 2003-10-28 Tyco Electronics Corp. Multi frequency stacked patch antenna with improved frequency band isolation

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6054953A (en) 1998-12-10 2000-04-25 Allgon Ab Dual band antenna

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Improved Coupling for Aperture Coupled Microstrip Antennas," IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. 44, no. 8, pp.1196-1198, Aug. 1996
CAD of Microstrip Antennas for Wireless Applications, pp. 150 ~ 158, Artech House Publishers

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Publication number Publication date
EP1346434B1 (de) 2005-02-16
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DE50105395D1 (de) 2005-03-24

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