KR100990862B1 - Broadband antenna and antenna system having the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보우타이(bow-tie) 형태로 형성되는 판상의 제1 도전부, 및 보우타이 형태로 형성되며, 상기 제1 도전부와 각 중심에서 교차되도록 배치되는 판상의 제2 도전부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 도전부의 교차하는 부위가 상기 제1 및 제2 도전부의 양 가장자리보다 돋아 오른 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나를 제공하며, 또한 본 발명은 제1 및 제2 선형편파를 각각 수신하는 제1 및 제2 도전부가 형성되는 상기 광대역 안테나, 및 상기 제1 및 제2 도전부와 급전되어 상기 제1 및 제2 선형편파를 원편파로 변환시키는 커플러(coupler)를 포함하는 안테나 시스템을 제공한다.The present invention includes a plate-shaped first conductive portion formed in the form of a bow-tie, and a plate-shaped second conductive portion formed in the form of a bow tie and arranged to intersect at the center with the first conductive portion. And a cross section of the first and second conductive parts is formed to be raised from both edges of the first and second conductive parts, and the present invention also provides a first and second linear antenna. The broadband antenna having first and second conductive portions configured to receive polarizations, respectively, and a coupler that is fed with the first and second conductive portions to convert the first and second linearly polarized waves into circular polarizations. It provides an antenna system.

Description

광대역 안테나 및 그를 구비하는 안테나 시스템{BROADBAND ANTENNA AND ANTENNA SYSTEM HAVING THE SAME}BROADBAND ANTENNA AND ANTENNA SYSTEM HAVING THE SAME

본 발명은 복수의 도전부를 구비하는 광대역 안테나 및 그를 구비하는 안테나 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a broadband antenna having a plurality of conductive portions and an antenna system having the same.

안테나(Antenna)는 송신시에는 송신기로부터의 전력(고주파에너지)을 전파로 바꾸어 자유공간에 방사하고, 반대로 수신시에는 공간을 전파하는 전파를 수신하여 전력으로 전환하고 수신기에 공급하는 역할을 한다.When transmitting, the antenna converts the power (high frequency energy) from the transmitter into radio waves and radiates it into free space. On the contrary, the antenna receives radio waves propagating through the space, converts them into electric power, and supplies them to the receiver.

안테나는 사용 주파수 대역이나 용도에 따라 여러 가지 종류가 사용되며, 이 중 광대역 안테나는 넓은 주파수 범위에 걸쳐서 큰 안테나 이득이 얻어지는 안테나이다. There are many kinds of antennas depending on the frequency band and the purpose of use. Among them, a wide band antenna is an antenna that obtains a large antenna gain over a wide frequency range.

이러한 광대역 안테나는 일반적으로 위성항법시스템에 적용된다. 군사용으로 활발히 이용되고 있는 위성항법시스템 기술은 실생활과도 밀접한 기술이다. 미국의 GPS(Global Positioning System), 러시아의 GLONASS(Global Navigation Satellite System), 유럽의 갈릴레오(GALILEO) 프로젝트 등에서 알 수 있듯이 선진 각국은 이미 독자적인 주파수 신호를 할당받아 자국의 위성신호를 송신하고 있다. 이러한 위 성항법신호를 수신하기 위해서는 각 항법위성에서 송신하는 광대역 코드가 포함된 넓은 대역폭의 주파수를 수신해야만 정상적인 위성항법이 가능하다.Such broadband antennas are generally applied to satellite navigation systems. Satellite navigation system technology, which is actively used for military purposes, is closely related to real life. As we can see from the Global Positioning System (GPS) in the United States, the Global Navigation Satellite System (GLONASS) in Russia, and the GALILEO project in Europe, developed countries are already receiving their own frequency signals and transmitting their own satellite signals. In order to receive such satellite navigation signals, normal satellite navigation is possible only when a wide bandwidth frequency including a wideband code transmitted from each navigation satellite is received.

종래의 마이크로스트립(Microstrip) 방식의 패치(Patch) 구조에서는 협대역의 주파수 특성 외에는 얻을 수 없다. In a conventional microstrip patch structure, only narrow-band frequency characteristics can be obtained.

또한 광대역의 주파수를 수신하기 위하여 최근에 개발되는 안테나는 복수의 주파수 대역의 특징을 지니는 독립적인 패치를 적층(Stack)시키는 형태이다. 그러나 이러한 안테나는 세라믹 적층 구조로 충격에 약한 단점이 있다.In addition, recently developed antennas for receiving a wide frequency frequency are a form of stacking an independent patch having a characteristic of a plurality of frequency bands. However, such an antenna has a weak disadvantage of impact due to the ceramic laminated structure.

본 발명의 일 목적은 광대역의 무선 전자기파에 대한 수신율이 좋은 광대역 안테나 및 그를 구비하는 안테나 시스템을 제공하기 위한 것이다.One object of the present invention is to provide a wideband antenna having a good reception rate for a wideband wireless electromagnetic wave and an antenna system having the same.

본 발명의 다른 일 목적은 내충격성이 높은 광대역 안테나 및 그를 구비하는 안테나 시스템을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a high-impact impact broadband antenna and an antenna system having the same.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 광대역 안테나는 보우타이(bow-tie) 형태로 형성되는 판상의 제1 및 제2 도전부를 포함한다. 제2 도전부는 제1 도전부와 각각의 중심에서 교차되도록 배치된다. 제1 및 제2 도전부의 교차하는 부위는 제1 및 제2 도전부의 양 가장자리보다 돋아 오른 형태로 형성된다. 상기 광대역 안테나를 구비하는 안테나 시스템의 제1 및 제2 도전부는 제1 및 제2 선형편파를 각각 수신하도록 형성된다. 상기 안테나 시스템은 커플러를 포함한다. 커플러는 제1 및 제2 도전부와 급전되어 제1 및 제2 선형편파를 원편파로 변환시킨다.The broadband antenna according to the embodiment of the present invention for realizing the above object includes a plate-shaped first and second conductive portions formed in a bow-tie shape. The second conductive portion is disposed to intersect with the first conductive portion at each center. Intersecting portions of the first and second conductive portions are formed to be raised above both edges of the first and second conductive portions. First and second conductive portions of the antenna system having the wideband antenna are formed to receive the first and second linearly polarized waves, respectively. The antenna system includes a coupler. The coupler is fed with the first and second conductive portions to convert the first and second linear polarizations into circular polarizations.

본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 및 제2 도전부는 판상의 도전체들을 포함한다. 판상의 도전체들은 각각 제1 및 제2 도전부의 중심을 기준으로 대칭을 이루면서 꺽인 형태로 배치된다. 도전체들은 몸체부와 측면 연장부를 포함할 수 있다. 몸체부는 보우타이 형태를 이루도록 삼각형 형태로 형성된다. 측면 연장부는 몸체부의 2개의 모서리에서 각각 꺽인 형태로 연장되며 삼각형 형태로 형성된다.According to an aspect of the present invention, the first and second conductive portions include plate-shaped conductors. The plate-shaped conductors are arranged in a bent shape while being symmetrical with respect to the center of the first and second conductive portions, respectively. The conductors may include a body portion and a side extension. The body portion is formed in a triangular shape to form a bow tie shape. The lateral extension extends from each of the two corners of the body and is formed in a triangular shape.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 광대역 안테나는 도전체들과 함께 커패시터를 형성하도록 제1 및 제2 도전부의 중심에서 도전체들과 이격되도록 배치되는 금속 연결부를 더 포함할 수 있다. 금속 연결부는 제1 및 제2 도전부가 직교 배치되도록 십자 형태로 형성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, the broadband antenna may further include a metal connection disposed to be spaced apart from the conductors at the center of the first and second conductive portions to form a capacitor together with the conductors. The metal connecting portion may be formed in a cross shape so that the first and second conductive portions are orthogonally disposed.

본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 광대역 안테나는 제1 및 제2 도전체에서 연장되는 형태로 형성되는 연장부들을 더 포함한다. 연장부들은 각각 제1 및 제2 도전체와 함께 제1 및 제2 도전부를 이루도록 형성된다. 연장부들은 마름모 형태를 이루며, 제1 및 제2 도전부가 보우타이 형태를 이루도록 배치될 수 있다. 연장부는 제1 및 제2 도전체와 각각 전기적으로 연결된다. 전기적 연결은 제1 및 제2 도전체와 각각 연결되는 금속선에 의하여 형성된다.According to another aspect of the present invention, the broadband antenna further includes extensions formed in a form extending from the first and second conductors. The extensions are formed to form the first and second conductors together with the first and second conductors, respectively. The extensions may have a rhombus shape, and the first and second conductive parts may be arranged to have a bow tie shape. The extension is electrically connected to the first and second conductors, respectively. The electrical connection is formed by metal wires connected to the first and second conductors, respectively.

본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 광대역 안테나는 제1 및 제2 도전체가 형성되는 유전체 기판을 더 포함할 수 있다. 또한 광대역 안테나는 제1 및 제2 도전부의 양 가장자리를 지지하며, 제1 및 제2 도전부와 전기적으로 연결되는 지지판을 더 포함할 수 있다. 지지판에는 지지판을 고정하는 고정유닛의 적어도 일부가 관통되는 관통홀이 형성될 수 있다.According to another aspect of the invention, the broadband antenna may further include a dielectric substrate on which the first and second conductors are formed. The broadband antenna may further include a support plate that supports both edges of the first and second conductive portions and is electrically connected to the first and second conductive portions. The support plate may be formed with a through hole through which at least a portion of the fixing unit for fixing the support plate.

본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 안테나 시스템을 형성하는 커플러의 일단은 제1 도전부와 급전되고, 타단은 제2 도전부와 급전된다. 안테나 시스템은 수신기를 더 포함할 수 있다. 수신기는 커플러와 연결되어 원편파를 수신한다.According to another aspect of the invention, one end of the coupler forming the antenna system is fed with the first conductive portion, the other end is fed with the second conductive portion. The antenna system may further comprise a receiver. The receiver is connected to the coupler to receive circular polarization.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 광대역 안테나 및 그를 구비하는 안 테나 시스템은 입체적으로 직교하는 2개의 도전부를 통하여 2개의 선형편파를 보다 수신율이 좋도록 수신할 수 있다.The wideband antenna and the antenna system having the same according to the present invention configured as described above can receive two linear polarized waves with better reception rate through two three-dimensionally orthogonal conductive portions.

또한 광대역 안테나 및 그를 구비하는 안테나 시스템은 돋아 오른 형태의 도전부들을 구비하여, 내충격성이 보다 높도록 형성될 수 있다. In addition, the broadband antenna and the antenna system having the same may be formed to have a higher impact resistance, having a raised portion of the conductive portion.

이하, 본 발명에 관련된 광대역 안테나 및 그를 구비하는 안테나 시스템에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the broadband antenna which concerns on this invention, and the antenna system provided with it are demonstrated in detail with reference to drawings. In the present specification, the same or similar reference numerals are assigned to the same or similar configurations in different embodiments, and the description thereof is replaced with the first description.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함한다" 또는 "구비한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들을 반드시 모두 포함하는 것은 아니며, 그 중 일부 구성 요소들은 포함되지 않을 수도 있는 것으로 해석되어야 한다.As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural forms unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "include" do not necessarily include all of the various components described in the specification, and it should be interpreted that some of the components may not be included.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따르는 광대역 안테나(100)의 사시도이다.1 is a perspective view of a broadband antenna 100 according to an embodiment of the present invention.

보우타이(bow-tie) 형태로 형성되는 판상의 제1 및 제2 도전부(110, 120)가 각각의 중심에서 교차되도록 배치된다. 본 도면을 참조하면, 제1 및 제2 도전부(110, 120)의 교차하는 부위는 제1 및 제2 도전부(110, 120)의 양 가장자리보다 돋아 오른 형태로 형성된다. 제1 및 제2 도전부(110, 120)는 서로 위상을 달리하는 2개의 선형편파(LP, linear polarization)를 각각 수신한다. 이와 같은 입체적 안테나 구조는 GPS 원형편파의 수신율을 보다 향상시킨다. The plate-shaped first and second conductive parts 110 and 120 formed in a bow-tie shape are disposed to intersect at their respective centers. Referring to this drawing, the intersection portions of the first and second conductive parts 110 and 120 are formed to be raised above both edges of the first and second conductive parts 110 and 120. The first and second conductive parts 110 and 120 respectively receive two linear polarizations LP which are out of phase with each other. This three-dimensional antenna structure further improves the reception rate of the GPS circular polarization.

제1 및 제2 도전부(110, 120)는 중심을 기준으로 대칭을 이루는 판상의 도전체들로 형성된다. 본 도면에 의하면, 제1 및 제2 도전체(111, 112)가 유전체 기판(131)에 형성되어, 제1 도전부(110)를 이루며, 제1 및 제2 도전체(121, 122)가 유전체 기판(131)에 형성되어, 제2 도전부(120)를 이룬다. 유전체 기판(131)은, 예를 들어, 나일론 재질 등으로 형성될 수 있다. 도전체들은, 예를 들어 유전체 기판(131) 위에 동판 재질의 전도성 물질을 식각(Etching)함에 의하여 형성될 수 있다.The first and second conductive parts 110 and 120 are formed of plate-shaped conductors symmetrical with respect to the center. According to the drawing, the first and second conductors 111 and 112 are formed on the dielectric substrate 131 to form the first conductive portion 110, and the first and second conductors 121 and 122 are formed. It is formed on the dielectric substrate 131 to form the second conductive portion 120. The dielectric substrate 131 may be formed of, for example, a nylon material. The conductors may be formed, for example, by etching a conductive material of copper plate material on the dielectric substrate 131.

광대역 안테나(100)에는 제1 및 제2 도전체(111, 112, 121, 122)에서 연장되는 형태의 연장부(111a, 112a, 121a, 122a, 도 2 참조)가 형성될 수 있다. 본 도면을 참조하면, 연장부(111a, 112a, 121a, 122a)는 각각 제1 및 제2 도전체(111, 112, 121, 122)와 함께 제1 및 제2 도전부(110, 120)를 이룬다.The broadband antenna 100 may be provided with extension portions 111a, 112a, 121a, 122a (see FIG. 2) extending from the first and second conductors 111, 112, 121, and 122. Referring to the drawings, the extension parts 111a, 112a, 121a, and 122a may be formed of the first and second conductive parts 110 and 120 together with the first and second conductors 111, 112, 121, and 122, respectively. Achieve.

제1 및 제2 도전부(110, 120)의 양 가장자리는 지지판(151)에 의하여 지지된다. 지지판(151)은, 예를 들어 알루미늄 등의 금속 재질로 형성되어 제1 및 제2 도전부(110, 120)의 접지판이 될 수 있다. 제1 및 제2 도전부(110, 120)의 접지를 위하여 지지판(151)은 제1 및 제2 도전부(110, 120)와 전기적으로 연결될 수 있다(도 3 참조).Both edges of the first and second conductive parts 110 and 120 are supported by the support plate 151. The support plate 151 may be formed of a metal material such as aluminum, for example, and may be a ground plate of the first and second conductive parts 110 and 120. The support plate 151 may be electrically connected to the first and second conductive parts 110 and 120 to ground the first and second conductive parts 110 and 120 (see FIG. 3).

도 2는 도 1의 광대역 안테나(100)의 평면도이고, 도 3은 도 2의 라인 (Ⅲ-Ⅲ)을 따라 바라본 광대역 안테나(100)의 단면도다.FIG. 2 is a plan view of the broadband antenna 100 of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the broadband antenna 100 viewed along the line III-III of FIG.

도 3을 참조하면, 제1 도전부(110)는 중심을 기준으로 대칭을 이루면서 꺽인 형태로 배치되는 판상의 제1 및 제2 도전체(111, 112)에 의하여 형성된다. 연장부 들(111a, 112a)도 제1 및 제2 도전체(111, 112)와 꺽인 형태로 형성된다.Referring to FIG. 3, the first conductive portion 110 is formed by plate-shaped first and second conductors 111 and 112 arranged symmetrically with respect to the center thereof. The extension parts 111a and 112a are also formed to be bent with the first and second conductors 111 and 112.

제1 도전부(110)는 접지를 위하여 지지판(151)과 전기적으로 연결된다. 제1 및 제2 도전체(111, 112) 중 어느 하나(111)가 지지판(151)과, 예를 들어 도전 재질의 제1 연결선(161)에 의하여 연결된다. 또한 다른 하나(112)에서 연장되는 형태로 배치되는 연장부(112a)가 지지판(151)과 도전 재질의 연장부 연결선(162a)에 의하여 연결된다. 제1 연결선(161)에 의하여 제1 및 제2 도전체(111, 112)로 형성되는 제1 도전부(110)가 하나의 보우타이 안테나로서 접지된다. 상기 하나의 보우타이 안테나는 제2 도전체(112)와 연결되는 제2 연결선(162)에 의하여 외부로 신호를 출력할 수 있게 된다. 연장부 연결선(162a)에 의하여 연장부(112a)를 포함하여 형성되는 제1 도전부(110)가 다른 하나의 보우타이 안테나로서 접지된다. 상기 다른 하나의 보우타이 안테나는 연장부(111a)와 연결되는 연장부 연결선(161a)에 의하여 외부로 신호를 출력할 수 있게 된다. The first conductive portion 110 is electrically connected to the support plate 151 for grounding. One of the first and second conductors 111 and 112 is connected to the support plate 151 by, for example, a first connection line 161 of a conductive material. In addition, the extension part 112a disposed to extend from the other 112 is connected by the support plate 151 and the extension part connection line 162a of the conductive material. The first conductive part 110 formed of the first and second conductors 111 and 112 is grounded as a bow tie antenna by the first connection line 161. The one bow tie antenna may output a signal to the outside by the second connection line 162 connected to the second conductor 112. The first conductive part 110 including the extension part 112a is grounded as another bow tie antenna by the extension part connection line 162a. The other bowtie antenna may output a signal to the outside by an extension part connecting line 161a connected to the extension part 111a.

제2 도전부(120)도 중심을 기준으로 대칭을 이루면서 꺽인 형태로 배치되는 판상의 제1 및 제2 도전체(121, 122)에 의하여 형성된다. 연장부(121a, 122a)의 배치 및 제2 도전부(120)의 접지도 상기 설명과 같은 형태이며, 이는 별도의 도시가 없어도 당업자라면 본 도면과 상기 설명을 참조하여 충분히 이해할 것이다. The second conductive portion 120 is also formed by the plate-shaped first and second conductors 121 and 122 arranged symmetrically with respect to the center. The arrangement of the extension parts 121a and 122a and the ground of the second conductive part 120 are also the same as described above, which will be fully understood by those skilled in the art without reference to the drawings and the description.

이와 같이 돋아 오른 형태로 배치되는 제1 및 제2 도전부(110, 120)에 의하여 평면형이나 적층형의 안테나보다 내충격성이 보다 높은 광대역 안테나(100)가 형성될 수 있다.The broadband antenna 100 having higher impact resistance than the planar or stacked antenna may be formed by the first and second conductive parts 110 and 120 arranged in the raised shape.

도 2를 참조하면, 제1 도전체(111)은 몸체부(111b) 및 측면 연장부(111c)를 포함한다. 제1 및 제2 도전부(110, 120)의 나머지 도전체들(112, 121, 122)도 제1 도전체(111)와 같은 형태로 구성된다.Referring to FIG. 2, the first conductor 111 includes a body portion 111b and a side extension portion 111c. The remaining conductors 112, 121, and 122 of the first and second conductive parts 110 and 120 may also have the same shape as the first conductor 111.

보우타이 형태를 이루도록 몸체부(111b)는 삼각형으로 형성된다. 측면 연장부(111c)는 몸체부(111b)의 2개의 모서리에서 각각 꺽인 형태로 연장되며 삼각형 형태로 형성된다. 이와 같이 형성되는 각 도전체들(111, 112, 121, 122)은 오각형 형태의 평면을 나타낸다.Body portion 111b is formed in a triangle to form a bow tie. The lateral extension 111c extends in a bent shape at each of two corners of the body portion 111b and is formed in a triangular shape. Each of the conductors 111, 112, 121, and 122 formed as described above represents a pentagonal plane.

광대역 안테나는 도전체들(111, 112, 121, 122)과 함께 커패시터를 형성하도록 제1 및 제2 도전부(110, 120)의 중심에서 도전체들(111, 112, 121, 122)과 이격되도록 배치되는 금속 연결부(141)를 더 포함한다. 금속 연결부(141)는, 예를 들어 알루미늄 등으로 형성될 수 있다. 도 3을 참조하면, 금속 연결부(141)는 도전체들(111, 112)과 소정 거리만큼 이격되어 하나의 도전체(111)가 금속연결부(141)와 하나의 커패시터를 이루고, 다른 도전체(112)가 금속연결부(141)와 다른 커패시터를 이루게 된다. The wideband antenna is spaced apart from the conductors 111, 112, 121, 122 at the center of the first and second conductors 110, 120 to form a capacitor with the conductors 111, 112, 121, 122. It further comprises a metal connecting portion 141 disposed to be. The metal connecting portion 141 may be formed of, for example, aluminum. Referring to FIG. 3, the metal connectors 141 are spaced apart from the conductors 111 and 112 by a predetermined distance so that one conductor 111 forms one capacitor with the metal connectors 141 and the other conductor ( 112 forms a different capacitor from the metal connector 141.

본 도면들을 참조하면, 금속 연결부(141)는 유전체 기판(131)에 도전체들(111, 112)의 적어도 일부를 덮는 형태로 형성될 수 있다. 도시한 바와 같이 금속 연결부(141)는 유전체 기판(131)에 볼트(142)를 이용하여 결합될 수 있다. 금속 연결부(141)를 도전체들(111, 112)과 이격 시키도록 금속 연결부(141)과 유전체 기판(131) 사이에는 스페이서가 배치될 수도 있다. 다만 본 발명에서 금속 연결부(141)와 도전체들(111, 112)의 이격을 위한 구성은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 금속 연결부(141)를 일정 위치에서 고정시키기 위하여 볼트(142)에는 너트가 결합될 수도 있다.Referring to the drawings, the metal connector 141 may be formed to cover at least a portion of the conductors 111 and 112 on the dielectric substrate 131. As shown in the drawing, the metal connector 141 may be coupled to the dielectric substrate 131 using bolts 142. Spacers may be disposed between the metal connecting portion 141 and the dielectric substrate 131 to space the metal connecting portion 141 from the conductors 111 and 112. However, the configuration for the separation of the metal connecting portion 141 and the conductors 111 and 112 in the present invention is not limited thereto. For example, a nut may be coupled to the bolt 142 to fix the metal connector 141 at a predetermined position.

금속 연결부(141)는 제1 및 제2 도전부(110, 120)가 직교 배치되도록 십자 형태로 형성될 수 있다.The metal connecting portion 141 may be formed in a cross shape so that the first and second conductive portions 110 and 120 are orthogonally disposed.

직교 배치에 의하여 광대역 안테나(100)는 90˚의 위상 차이를 갖는 2개의 선형편파를 수신한다. 이를 통하여 광대역 안테나(100)는 항법위성에서 송신하는 우선회원편파(RHCP, right-hand circular polarization)를 수신할 수 있게 된다.By the orthogonal arrangement, the broadband antenna 100 receives two linearly polarized waves having a phase difference of 90 °. Through this, the broadband antenna 100 can receive right-hand circular polarization (RHCP) transmitted by the navigation satellite.

이와 같이 입체적으로 직교하는 제1 및 제2 도전부(110, 120)를 통하여 형성되는 광대역 안테나(100)를 통하여 2개의 선형편파가 보다 수신율이 좋도록 수신될 수 있다. As described above, two linear polarized waves may be received through the broadband antenna 100 formed through the three-dimensionally orthogonal first and second conductive parts 110 and 120 to have a higher reception rate.

도시한 바와 같이 연장부들(111a, 112a, 121a, 122a)은 마름모 형태를 이루며, 제1 및 제2 도전체(111, 112, 121, 122)와 함께 보우타이 형태의 평면을 이루도록 배치된다. 연장부들(111a, 112a, 121a, 122a)은 제1 및 제2 도전체(111, 112, 121, 122)와 각각 금속선(113)에 의하여 전기적으로 연결된다. 금속선(113)은, 예를 들어 심선과 외피로 이루어진 형태가 될 수 있다. 금속선(113)은 제1 연결선(161)과 연장부 연결선(161a)을 연결하거나 제2 연결선(162)과 연장부 연결선(162a)을 연결하도록 형성될 수 있다.As shown in the drawing, the extensions 111a, 112a, 121a, and 122a have a rhombus shape and are arranged to form a bowtie plane together with the first and second conductors 111, 112, 121, and 122. The extensions 111a, 112a, 121a and 122a are electrically connected to the first and second conductors 111, 112, 121 and 122 by the metal wire 113, respectively. The metal wire 113 may be formed of, for example, a core wire and an outer shell. The metal line 113 may be formed to connect the first connection line 161 and the extension connection line 161a or the second connection line 162 and the extension connection line 162a.

연장부들(111a, 112a, 121a, 122a)들은 마치 도전체들(111, 112, 121, 122)과 같이 연장부들(111a, 112a, 121a, 122a)의 2개의 측면 모서리에서 각각 꺽인 형태로 추가 연장될 수 있다. The extensions 111a, 112a, 121a, 122a are further extended in the shape of bent at the two side edges of the extensions 111a, 112a, 121a, 122a, like the conductors 111, 112, 121, 122, respectively. Can be.

지지판(151)에는 지지판(151)을 고정하는 고정유닛의 적어도 일부가 관통되 는 관통홀(152)이 형성된다. 고정유닛은, 예를 들어 볼트, 리벳 등의 체결요소가 될 수 있다. 유전체 기판(131)에는 고정유닛과 관통홀(152)을 이용하여 광대역 안테나(100)를 설치하기 위하여 기판 홀(132)이 형성될 수 있다. 기판 홀(132)는 사용자의 광대역 안테나(100) 설치를 위한 작업의 방해가 되지 않도록 충분한 크기로 형성함이 바람직하다.The support plate 151 is formed with a through hole 152 through which at least a portion of the fixing unit for fixing the support plate 151 passes. The fixing unit may be, for example, a fastening element such as a bolt or rivet. A substrate hole 132 may be formed in the dielectric substrate 131 to install the broadband antenna 100 using the fixing unit and the through hole 152. The substrate hole 132 is preferably formed to a sufficient size so as not to interfere with the work for installing the broadband antenna 100 of the user.

도 4는 도 1의 광대역 안테나(100)를 포함하는 안테나 시스템(100')의 사시도이고, 도 5는 도 4의 안테나 시스템(100')의 급전 구조를 나타내는 개념도다.4 is a perspective view of an antenna system 100 ′ including the broadband antenna 100 of FIG. 1, and FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a power supply structure of the antenna system 100 ′ of FIG. 4.

광대역 안테나(100)는 설치 장소의 바닥면과 이격을 유지하기 위하여, 도시한 바와 같이 지지판(151)에서 관통홀(152)이 형성되는 부분은 지지판(151)에서 돌출될 수 있다.In order to maintain the spaced apart from the bottom surface of the broadband antenna 100, the portion where the through hole 152 is formed in the support plate 151 may protrude from the support plate 151 as shown.

제1 및 제2 도전부(110, 120, 도 1 참조)는 직교 배치에 의하여 90˚의 위상차이를 갖는 제1 및 제2 선형편파를 각각 수신한다. 안테나 시스템(100')는 제1 및 제2 도전부(110, 120)와 급전되는 커플러(170, coupler)를 포함한다. 커플러(170)는 직교하는 파장을 합성하는 장치로서, 제1 및 제2 선형편파를 원편파로 변환시킨다. 커플러(170)는, 예를 들어 1/4파장 쿼드커플러가 될 수 있다. The first and second conductive parts 110 and 120 (refer to FIG. 1) receive the first and second linear polarized waves having the phase difference of 90 ° by the orthogonal arrangement, respectively. The antenna system 100 ′ includes a coupler 170 that feeds with the first and second conductive parts 110 and 120. The coupler 170 is a device for synthesizing orthogonal wavelengths and converts the first and second linear polarizations into circular polarizations. Coupler 170 may be, for example, a quarter-wave quad coupler.

안테나 시스템(100')은 요구되는 신호세기에 따라서 30dB 내외의 저잡음증폭기(180, Low Noise Amplifier)를 연결하여 안테나 출력신호를 증폭하도록 형성될 수 있다.The antenna system 100 ′ may be configured to amplify the antenna output signal by connecting a low noise amplifier (180) of about 30 dB depending on the required signal strength.

도시한 바와 같이 커플러(170)는 저잡음증폭기(180)에 내장될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 커플러(170)는 광대역 안테나(100)에 장착될 수도 있 다. 또한 저잡음증폭기(180)는 광대역 안테나(100)의 내부에 장착될 수도 있다.As shown, the coupler 170 may be embedded in the low noise amplifier 180. However, the present invention is not limited thereto, and the coupler 170 may be mounted to the broadband antenna 100. In addition, the low noise amplifier 180 may be mounted inside the broadband antenna 100.

커플러(170)의 일단은 제1 도전부(110)와 급전된다. 도 5를 참조하여, 제1 도전부(110)의 급전 구조를 설명한다. 지지판(151)에 의하여 접지 연결되지 않은 제2 도전체(112) 및 연장부(111a)는 각각 제2 연결선(162) 및 연장부 연결선(161a)에 의하여 커플러(170)와 전기적으로 연결된다. 이를 위하여 제2 연결선(162) 및 연장부 연결선(161a)는 함께 연결단자(163)와 연결된다. 연결단자(163)는 증폭기(180)와 결합할 수 있도록 형성된다.One end of the coupler 170 is fed to the first conductive portion 110. Referring to FIG. 5, the power supply structure of the first conductive portion 110 will be described. The second conductor 112 and the extension 111a which are not grounded by the support plate 151 are electrically connected to the coupler 170 by the second connection line 162 and the extension connection line 161a, respectively. To this end, the second connection line 162 and the extension connection line 161a are connected to the connection terminal 163 together. The connection terminal 163 is formed to be coupled to the amplifier 180.

제1 및 제2 연결선(161, 162)에 의하여 제1 및 제2 도전체(111, 112)는 하나의 보우타이 안테나로서 지지판(151) 및 커플러(170)와 접지 및 급전 연결될 수 있다. 연장부 연결선(161a, 162a)에 의하여 연장부(112a)를 포함하여 형성되는 제1 도전부(110)도 하나의 보우타이 안테나로서 지지판(151) 및 커플러(170)와 접지 및 급전 연결될 수 있다. The first and second conductors 111 and 112 may be grounded and fed to the support plate 151 and the coupler 170 as a bow tie antenna by the first and second connection lines 161 and 162. The first conductive part 110 including the extension part 112a by the extension part connecting lines 161a and 162a may also be grounded and fed to the support plate 151 and the coupler 170 as one bow tie antenna. .

커플러(170)의 타단은 제2 도전부(120)와 급전된다. 제2 도전부(120)의 급전도 제1 도전부(110)와 같은 형태이며, 이는 별도의 도시가 없어도 당업자라면 본 도면과 상기 설명을 참조하여 충분히 이해할 것이다.The other end of the coupler 170 is fed with the second conductive portion 120. The feed of the second conductive portion 120 is the same as that of the first conductive portion 110, which will be fully understood by those skilled in the art without reference to the drawings.

커플러(170)는 원편파를 수신하는 수신기(미도시)와 연결된다. 이를 위하여 저잡음증폭기(180)에서 커플러(170)와 전기적으로 연결되는 연결선(181)이 외부로 연장될 수 있다. 연결선(181)은 수신기와 연결될 수 있고, 수신기는 커플러(170)에서 합성된 출력신호를 수신한다. Coupler 170 is connected to a receiver (not shown) that receives circular polarization. To this end, the connection line 181 electrically connected to the coupler 170 in the low noise amplifier 180 may extend to the outside. The connection line 181 may be connected to the receiver, and the receiver receives the output signal synthesized by the coupler 170.

상기와 같은 광대역 안테나 및 그를 구비하는 안테나 시스템은 위에서 설명 된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다. The wideband antenna and the antenna system having the same are not limited to the configuration and method of the embodiments described above, but the embodiments are configured by selectively combining all or part of the embodiments so that various modifications can be made. May be

도 1은 본 발명의 일실시예에 따르는 광대역 안테나의 사시도.1 is a perspective view of a broadband antenna according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 광대역 안테나의 평면도.2 is a plan view of the broadband antenna of FIG.

도 3은 도 2의 라인 (Ⅲ-Ⅲ)을 따라 바라본 광대역 안테나의 단면도.3 is a cross-sectional view of the wideband antenna seen along line III-III of FIG. 2;

도 4는 도 1의 광대역 안테나를 포함하는 안테나 시스템의 사시도.4 is a perspective view of an antenna system including the broadband antenna of FIG.

도 5는 도 4의 안테나 시스템의 급전 구조를 나타내는 개념도.5 is a conceptual diagram illustrating a power supply structure of the antenna system of FIG. 4.

Claims (13)

보우타이(bow-tie) 형태로 배치되는 복수의 도전체들을 구비하는 판상의 제1 도전부; 및A plate-shaped first conductive portion having a plurality of conductors arranged in a bow-tie shape; And 보우타이 형태로 형성되는 복수의 도전체들을 구비하며, 상기 제1 도전부와 교차되도록 배치되는 판상의 제2 도전부를 포함하고,Comprising a plurality of conductors formed in the form of a bow tie, including a second plate-shaped conductive portion disposed to cross the first conductive portion, 상기 제1 및 제2 도전부는 각각의 중심들에서 서로 교차되며,The first and second conductive portions cross each other at their respective centers, 상기 제1 및 제2 도전부의 교차하는 부위가 상기 제1 및 제2 도전부의 양 가장자리보다 돋아 오른 형태로 형성되도록, 상기 제1 도전부의 도전체들은 상기 제1 도전부의 중심을 기준으로 꺽인 형태로 배치되고, 상기 제2 도전부의 도전체들은 상기 제2 도전부의 중심을 기준으로 꺽인 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나.The conductors of the first conductive portion are bent with respect to the center of the first conductive portion so that the intersections of the first and second conductive portions are formed to be raised above both edges of the first and second conductive portions. And the conductors of the second conductive portion are bent with respect to the center of the second conductive portion. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 도전부의 도전체들은 상기 제1 도전부의 중심을 기준으로 대칭을 이루면서 꺽인 형태로 배치되고,The conductors of the first conductive portion are arranged in a bent shape while being symmetrical with respect to the center of the first conductive portion. 상기 제2 도전부의 도전체들은 상기 제2 도전부의 중심을 기준으로 대칭을 이루면서 꺽인 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나.The conductors of the second conductive portion are broadband antennas, characterized in that arranged in a symmetrical form with respect to the center of the second conductive portion. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1 도전부의 도전체들 및 상기 제2 도전부의 도전체들은 각각,The conductors of the first conductive portion and the conductors of the second conductive portion, respectively, 상기 보우타이 형태를 이루도록 형성되는 삼각형 형태의 몸체부; 및A triangular body portion formed to form the bow tie shape; And 상기 몸체부의 2개의 모서리에서 각각 꺽인 형태로 연장되는 삼각형 형태의 측면 연장부를 포함하는 광대역 안테나.Broadband antenna comprising a side of the triangular extension extending in the shape of each bent from the two corners of the body portion. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1 도전부의 도전체들 및 상기 제2 도전부의 도전체들과 함께 커패시터를 형성하도록 상기 중심에서 상기 제1 도전부의 도전체들 및 상기 제2 도전부의 도전체들과 이격되도록 배치되는 금속 연결부를 더 포함하는 광대역 안테나.A metal connection portion disposed to be spaced apart from the conductors of the first conductive portion and the conductors of the second conductive portion at the center to form a capacitor together with the conductors of the first conductive portion and the conductors of the second conductive portion Broadband antenna further comprising. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 금속 연결부는 상기 제1 및 제2 도전부가 직교 배치되도록 십자 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나.The metal connecting portion is a broadband antenna, characterized in that formed in the cross shape so that the first and second conductive portions are arranged orthogonally. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 도전부의 도전체들 및 상기 제2 도전부의 도전체들에서 연장되는 형태로 형성되고, 각각 상기 제1 도전부의 도전체들 및 상기 제2 도전부의 도전체들과 함께 상기 제1 및 제2 도전부를 이루는 연장부들을 더 포함하는 광대역 안테나.And extending from the conductors of the first conductive portion and the conductors of the second conductive portion, respectively, together with the conductors of the first conductive portion and the conductors of the second conductive portion, respectively. 2. A broadband antenna further comprising extensions forming the conductive portion. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 연장부들은 마름모 형태를 이루며, 상기 보우타이 형태를 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나.The extension portion has a rhombus shape, and the broadband antenna, characterized in that arranged to form the bow tie. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 연장부들은 상기 제1 도전부의 도전체들 및 상기 제2 도전부의 도전체들과 각각 금속선에 의하여 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나.And the extension parts are electrically connected to the conductors of the first conductive part and the conductors of the second conductive part by metal wires, respectively. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 도전부의 도전체들 및 상기 제2 도전부의 도전체들이 형성되는 유전체 기판을 더 포함하는 광대역 안테나.And a dielectric substrate on which the conductors of the first conductive portion and the conductors of the second conductive portion are formed. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제1 및 제2 도전부의 양 가장자리를 지지하며, 상기 제1 및 제2 도전부와 전기적으로 연결되는 지지판을 더 포함하는 광대역 안테나.And a support plate supporting both edges of the first and second conductive portions and electrically connected to the first and second conductive portions. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 지지판에는 상기 지지판을 고정하는 고정유닛의 적어도 일부가 관통되는 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나.The support plate is a broadband antenna, characterized in that the through-hole is formed through at least a portion of the fixing unit for fixing the support plate. 제1 및 제2 선형편파를 각각 수신하는 제1 및 제2 도전부가 형성되는 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따르는 광대역 안테나; 및A broadband antenna according to any one of claims 1 to 11, wherein first and second conductive portions for receiving first and second linearly polarized waves are formed; And 상기 제1 및 제2 도전부와 급전되어, 상기 제1 및 제2 선형편파를 원편파로 변환시키는 커플러(coupler)를 포함하는 안테나 시스템.And a coupler fed by the first and second conductive portions to convert the first and second linearly polarized waves into circularly polarized waves. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 커플러의 일단은 상기 제1 도전부와 급전되고, 상기 커플러의 타단은 상기 제2 도전부와 급전되는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.One end of the coupler is fed to the first conductive portion, and the other end of the coupler is fed to the second conductive portion.
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