KR101060457B1 - 접지면과 격리된 소프트 서피스 구조체 및 이를 이용한 안테나 - Google Patents

접지면과 격리된 소프트 서피스 구조체 및 이를 이용한 안테나 Download PDF

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Abstract

접지면에서 이격되어 형성된 새로운 형태의 소프트 서피스(soft surface) 구조체 및 이를 이용한 안테나가 개시되어 있다. 이를 위하여 본 발명은 유전체 기판을 사이에 두고 서로 마주보는 제1 평판과 제2 평판, 상기 제1 평판 및 제2 평판을 연결하는 비아(via)를 포함하고 안테나의 접지면과 격리되어 위치하고, 상기 안테나에서 방사되는 표면파를 차단하는 접지면과 격리된 소프트 서피스 구조체 및 이를 이용한 안테나를 제공한다. 본 발명에 의하면, 안테나와 접지면 사이의 전위차로 인해 발생되는 표면파가 접지면 끝에서 회절되어 발생되는 후방방사 또는 인접하는 안테나 사이에서 발생하는 상호결합을 억제시킬 수 있다. 또한, 복수 크기의 소프트 서피스 구조체를 주기적으로 배열하여 사용함으로써, 2 개 이상의 대역에서 표면파의 후방방사를 억제할 수 있다.

Description

접지면과 격리된 소프트 서피스 구조체 및 이를 이용한 안테나{SOFT SURFACE STRUCTURE ISOLATED FROM GROUND PLANE AND ANTENNA USING THE SAME}
본 발명은 표면파(surface wave)를 감소시키는 특성을 지닌 구조체 및 이를 이용한 안테나에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 안테나에서 발생되는 하나 이상의 대역의 표면파를 저지시키는 접지면과 격리되어 부설되는 소프트 서피스 구조체 및 이를 이용한 안테나에 관한 것이다.
패치안테나(patch antenna)에서는 안테나와 접지면 사이의 전위차로 인하여 표면파가 형성되고, 전위차로 인해 형성된 표면파가 접지면 끝에서 회절되어 후방방사가 발생된다. 이처럼 전위차에 의해 발생되는 후방방사는 안테나를 내장하고 있는 무선통신 시스템 등의 결함을 일으킬 수도 있고, 무선통신 시스템을 사용하는 사용자에게 영향을 일으킬 수도 있다는 문제점이 있다.
또한, 최근들어 무선통신 기술의 발달에 따라 다양한 서비스를 하나의 안테나를 통하여 제공하기 때문에 2개 이상의 대역에서 표면파의 후방방사를 억제할 수 있는 구조를 가지는 안테나 개발이 요구되어 왔다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 PBG(Photonic BandGap), EBG(Electromagnetic BandGap), AMC(Artificial Magnetic Conductor), 소프트 서피스(soft surface)구조 등을 이용하여 안테나에서 발생된 표면파의 후방방사를 감소시키기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 이에 따라 후방방사 억제를 위한 몇 가지 구조가 제안되었다.
예를 들어, P-S. Kildal에 의해 정의된 소프트 서피스 구조는 차단구조를 이루는 면이 전파진행 방향과 수직일 때 수직편파와 수평편파 모두를 차단하는 특성을 지니고 있다. 이러한 특성을 통해 안테나에서 발생되는 후방방사의 억제가 가능하게 되었다.
도 1은 종래 기술에 의한 스트립라인(strip line) 형태의 소프트 서피스 구조체를 나타내는 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 의한 버섯(mushroom) 형태의 소프트 서피스 구조체를 나타내는 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 스트립라인(strip line) 형태의 소프트 서피스 구조체나 버섯(mushroom) 형태의 소프트 서피스 구조체는 모두 하부에 표시된 접지면과 연결된 상태로 설계되며, 수직편파와 수평편파를 차단하는 특성을 이용해 표면파의 후방방사를 억제하는 효과를 기대할 수 있다.
그러나 이러한 종래의 소프트 서피스 구조는 모두 접지면과 연결되어 설계됨에 따라, 연결되는 접지면의 크기에 국한되어 설계될 수밖에 없어 설계 자유도가 떨어진다는 문제점이 있다. 또한, 상술한 바와 같이 설계 자유도가 떨어지는 문제 점 등을 가지고 있기 때문에 2개 이상 복수의 대역에서 표면파의 후방방사를 억제할 수 있는 구조를 제작하기가 쉽지 않고, 따라서 최근의 다양한 기술을 가지도록 집적화된 무선장치에 사용하기 적절하지 않은 점이 있다.
한편, 무선통신 기술의 발달에 따라 무선 기반의 휴대용 기기가 널리 보급되고 있으며, 이러한 휴대기기의 부피를 감소시켜 휴대성을 향상시키기 위하여 각종 소자나 내부에 위치하는 안테나 등은 매우 집적된 상태로 위치하게 된다. 그러나 복수의 안테나가 서로 근접하여 위치하게 되면 안테나의 성능을 저하시키는 상호결합(mutual coupling) 현상이 발생한다.
따라서, 하나 이상의 대역에서 발생되는 표면파의 후방방사를 억제하고, 근접하여 위치하는 안테나 사이의 상호결합을 방지할 수 있는 기능을 수행하는 구조체 및 이러한 구조체를 채용한 안테나의 개발이 요구되고 있다.
따라서 본 발명의 목적은 수직편파와 수평편파를 모두 차단할 수 있는 소프트 서피스 구조를 이용하여 하나 또는 복수 대역 표면파의 후방방사 및 인접한 안테나 사이의 상호결합 현상을 감소시킴으로써, 인체 혹은 안테나를 적용한 시스템에서 발생되는 문제점을 해결할 수 있는 접지면과 격리된 소프트 서피스 구조체 및 이를 이용한 안테나를 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유전체 기판을 사이에 두고 마주보는 제1 평판과 제2 평판 및 상기 제1 평판과 상기 제2 평판을 전기적으로 연결하는 비아(via)를 포함하고, 안테나의 접지면과 격리되어 위치하고, 상기 안테나에서 방사되는 표면파를 차단하는 접지면과 격리된 소프트 서피스 구조체 및 이를 이용한 안테나를 제공한다.
본 발명에 의한 접지면과 격리된 소프트 서피스 구조체 및 이를 이용한 안테나를 사용하면, 안테나와 접지면 사이의 전위차로 인해 발생되는 표면파가 접지면 끝에서 회절되어 발생되는 후방방사를 감소시킬 수 있다.
이러한 후방방사를 감소시킴으로서, 후방방사로 인해 안테나를 적용한 시스템 내부에서 발생될 수 있는 결함을 해결할 수 있음은 물론, 표면파의 후방방사로 인해 야기될 수 있는 인체에 대한 부작용을 해결하는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 접지면이 없는 환경에서의 버섯(mushroom)형태의 새로운 소프트 서피스(soft surface) 구조를 채택함으로써, 기존에 접지면의 위에 있던 버섯형태의 구조를 접지면 밖으로 옮길 수 있게 되어 접지면 크기에 제약 받지 않고 공진 구조의 부설이 가능하다는 이점이 있다.
나아가 본 발명의 소프트 서피스 구조체는 안테나간의 격리 특성을 향상시키는 효과를 기대할 수 있다. 이러한 효과로 인해 다양한 서비스를 하나의 안테나를 통해 제공할 수 있는 무선통신의 개발이 가능하다는 이점이 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 접지면과 격리된 소프트 서피스 구조체 및 이를 이용한 안테나를 상세하게 설명한다.
먼저 본 발명은 접지면과 격리된 소프트 서피스 구조체를 제공한다.
도 3은 본 발명에 의한 소프트 서피스 구조체의 일실시예를 설명하기 위한 사시도이다. 도 3을 참조하면, 상기 소프트 서피스 구조체(100)는 제1 평판(110) 및 제2 평판(120)과 상기 제1 평판(110)과 제2 평판(120)을 연결하는 비아(130)를 포함한다.
상기 제1 평판(110) 및 제2 평판(120)은 안테나의 일 구성요소인 유전체 기판을 사이에 두고 서로 마주보고 위치하고 도전성 물질로 구성된다. 이 때 상기 안테나는 유전체 기판과 상기 유전체 기판의 일면 상에 형성된 접지면 그리고 상기 접지면이 형성된 상기 유전체 기판의 타면 상에 형성된 방사면 안테나를 포함하는 패치 안테나일 수 있다.
상기 비아(130)는 상기 유전체 기판을 관통하여 상기 유전체 기판의 양면에 존재하는 상기 제1 평판(110) 및 상기 제2 평판(120)을 전기적으로 연결하며, 바람직하게는 제조 공정의 편의 등을 고려하여 상기 제1 평판(110)과 상기 제2 평판(120)의 가장자리 또는 모서리를 서로 연결하는 형태일 수 있지만, 이러한 구조에 제한되지 않는다.
이 때, 상기 소프트 서피스 구조체(100)를 구성하는 상기 제1 평판(110), 상기 제2 평판(120) 및 상기 비아(130)는 본 발명의 소프트 서피스 구조체가 부설되는 패치 안테나의 상기 접지면과 연결되지 않고 격리된 형태로 위치한다.
상술한 도 1 및 도 2에 도시한 기존의 소프트 서피스 구조체의 경우, 소프트 서피스 구조체가 접지면과 항상 연결된 상태로 부설되어야 한다. 따라서 설계 자유도가 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 복수 대역의 주파수의 표면파를 동시에 차단하기 위한 구조를 만들기 위한 공정이 용이하지 않고, 경제적이면서도 효율적인 구조를 만들기 어려운 문제점이 있다.
그러나 본 발명에 따른 신규한 소프트 서피스 구조체(100)는 항상 접지면과 격리된 상태로 존재하기 때문에 설계의 자유도가 증가되고, 접지면의 크기에 구애받지 않고 공진구조의 부설이 가능하다. 또한, 복수 크기의 소프트 서피스 구조체를 사용하여 복수 대역 주파수의 표면파를 용이하게 차단할 수 있을 뿐만 아니라 인접하는 안테나 사이에 설치하여 상호결합(mutual coupling) 현상을 방지할 수 있다.
상기 소프트 서피스 구조체(100)는 패치 안테나에서 방사하는 특정한 대역의 표면파를 억제할 수 있는데, 상기 제1 평판(110)의 면적, 제2 평판(120)의 면적 또는 상기 비아(130)의 길이를 변화시켜 상기 차단되는 표면파의 주파수를 선택할 수 있다. 구체적으로, 공진주파수는 한 쌍의 제1 평판(110) 및 제2 평판(120)의 크기나 상기 비아(130)의 길이 등에 의해 결정되는 커패시턴스(C)와 인덕턴스(L)의 함수이므로, 상기 소프트 서피스 구조체(100)는 제1 평판(110), 제2 평판(120), 또는 비아(130)의 길이를 변화시켜 차단하고자 하는 표면파의 주파수를 결정할 수 있다.
그리고 본 발명은 상술한 소프트 서피스 구조체를 이용한 안테나를 제공한다.
도 4는 본 발명에 의한 소프트 서피스 구조체를 이용한 안테나의 일실시예를 설명하기 위한 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 예시로서, 두 개의 패치 안테나(200) 사이에 상기 소프트 서피스 구조체(100)가 부설되어 있는 것을 나타낸다. 이러한 안테나를 사용하면 패치안테나(200)에서 방사하는 표면파의 후방방사 및 인접하는 안테나 사이의 상호결합을 방지할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 안테나는 먼저, 상기 패치 안테나(200)를 포함한다. 상기 패치 안테나(200)는 유전체 기판(210), 상기 유전체 기판(210)의 일면 상에 형성된 접지면(220) 그리고 상기 접지면(220)이 형성된 유전체 기판(210)의 타면 상에 형성된 방사면 안테나(230)를 포함한다. 상기 패치 안테나(200)에서는 상기 방사면 안테나(230)와 접지면(220) 사이에 전위차로 인하여 표면파가 형성되고 이 표면파가 접지면(220)의 끝에서 회절하여 후방방사를 발생시키거나, 인접한 안테나 간 상호결합 현상을 유발한다. 그러나 본 발명에서는 후술하는 소프트 서피스 구조체(100)를 함께 부설하여 이러한 현상을 억제할 수 있다.
본 발명에 의한 안테나는 상기 소프트 서피스 구조체(100)를 포함한다.
상술한 바와 같이, 상기 소프트 서피스 구조체(100)는 유전체 기판을 사이에 두고 마주보고 형성된 제1 평판(110) 및 제2 평판(120)과 상기 제1 평판(110)과 상 기 제2 평판(120)을 전기적으로 연결하는 비아(130)를 포함한다. 이때 상기 소프트 서피스 구조체(100)는 상기 접지면(220)과 격리되어 설치된다. 또한, 상기 서피스 구조체(100)가 부설되는 유전체 기판은 상기 패치 안테나(200)의 유전체 기판(210)과 연결된 형태이거나, 또는 상기 패치 안테나의 유전체 기판(210)과는 별개로서 상기 패치 안테나의 유전체 기판(210)과 같은 평면상에 위치하는 유전체 기판일 수 있다.
이러한 안테나 구조는 다음과 같이 응용되어 설치될 수 있다.
먼저, 본 발명의 다른 실시예로서, 패치 안테나에서 발생하는 표면파의 후방방사를 억제할 수 있는 안테나를 제작할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 표면파의 후방방사를 억제하기 위한 소프트 서피스 구조체를 이용한 안테나(300)의 전면을 나타내는 정면도이고, 도 6은 상기 도 5에 도시된 안테나(300)의 후면을 나타내는 저면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 패치 안테나(200)의 주위에 하나 이상의 상기 소프트 서피스 구조체(100)가 상기 패치 안테나(200)의 접지면(220)과 격리된 상태로 위치한다. 상기 하나 이상의 소프트 서피스 구조체(100)는 하나의 주파수 대역의 표면파를 억제할 수 있도록 한 종류의 소프트 서피스 구조체(100)를 복수 개 설치할 수도 있고, 또는 두 개 이상의 주파수 대역의 표면파를 억제할 수 있도록 두 종류 이상의 소프트 서피스 구조체(100)를 교차 배열하여 부설할 수도 있다.
도 7 및 도 8은 상기 도 5에 도시된 안테나에 의한 표면파의 후방 방사 억제 효과를 나타내는 그래프이고 그 결과는 표 1에 나타나 있다.
구체적으로, 상기 소프트 서피스 구조체(100)를 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Systems)대역 중계기에 사용되는 송신부(1.92GHz 내지 1.98GHz)와 수신부(2.11GHz 내지 2.17GHz) 두 대역으로 나누어 설계하여 'CST 사'의 Micro Wave Studio를 통해 실험데이터(후방방사 관련 실험 데이터)를 추출한다. 상기 소프트 서피스 구조체(100)는 RO3210 기판(r = 10.2, h = 1.27㎜)에 부설하고, 송신부 Tx(1.95GHz)에 설계되는 소프트 서피스 구조체(100)의 치수는 길이 11.34㎜, 폭 3㎜를 가지도록 설계하고, 수신부 Rx(2.14GHz)에 설계되는 소프트 서피스 구조체(100)의 치수는 길이 10.2㎜, 폭 3㎜를 가지도록 설계한다.
[표 1]
(단위 : dB)
Figure 112009029770615-pat00001
구체적으로, 도 7은 본 발명의 접지 면과 격리된 소프트 서피스 구조체(100)를 1열(1차)로 배열한 안테나(주기구조배열 1차)와 1.95GHz 주파수에 이러한 구조가 부설되지 않은 기본 패치 안테나(단일 패치 안테나)의 Y-Z 평면 방사 패턴을 나타낸 도면이다. 도 7을 참조하면, 주파수 1.95GHz의 경우에 Y-Z 평면에서 기본 패 치 안테나의 경우 방사이득이 6.8dB, 후방방사가 -8dB로 측정되었고 상기 소프트 서피스 구조체를 이용한 안테나(200)의 경우 방사이득이 5.6dB, 후방방사가 -16dB으로 측정되었다.
즉, 기본 패치 안테나의 후방방사보다 본 발명의 소프트 서피스 구조체를 이용한 안테나(200)의 후방방사가 8dB 감소하였음을 확인할 수 있다.
또한, 도 8은 주파수 2.14GHz에서 본 발명의 접지면과 격리된 소프트 서피스 구조체(100)를 가지는 안테나(주기구조배열 1차)와 이러한 구조가 부설되지 않은 기본 패치 안테나(단일 패치 안테나)의 Y-Z평면 방사 패턴을 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 2.14GHz의 Y-Z 평면 방사 패턴에서 기본 패치 안테나의 경우 방사이득이 6.9dB, 후방방사가 -6dB로 측정되었고 상기 소프트 서피스 구조체를 이용한 안테나(200)의 경우 방사이득이 5.4dB, 후방방사가 -18dB으로 측정되었다. 즉, 기본 패치 안테나의 후방방사보다 본 발명의 소프트 서피스 구조체를 이용한 안테나(200)의 후방방사가 12dB 감소하였음을 확인할 수 있다.
또한, 상술한 소프트 서피스 구조체를 2열(2차)로 배열하거나, 3열(3차)로 배열하여 동일한 실험을 한 경우 그 결과가 상기 표 1에 나타나 있다. 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이 구조체가 더 많이 중복되어 배열되는 경우 후방방사가 더욱 감소함을 확인할 수 있다.
상기 실험결과에 따르면, 본 발명의 상기 소프트 서피스 구조체를 이용한 안테나(200)를 사용하면, 기본 패치 안테나에 비하여 표면파의 후방방사를 현저한 수준으로 차단할 수 있음을 확인 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 서로 다른 주파수의 표면파를 억제할 수 있는 두 종류 이상의 소프트 서피스 구조체를 주기적으로 배열하여 두 대역 이상의 표면파의 후방방사를 억제할 수 있는 안테나를 제공할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수 대역 표면파의 후방방사를 억제하기 위한 소프트 서피스 구조체를 이용한 안테나(400)의 전면을 나타내는 정면도이고, 도 10은 상기 도 9에 도시된 안테나(400)의 후면을 나타내는 저면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 패치 안테나(200) 주위에 본 발명의 접지면과 격리된 2 종 이상의 소프트 서피스 구조체(102, 104)를 2열(2차)로 서로 주기적으로 교차되도록 배열하여 설치한다. 여기서 2 종 이상의 소프트 서피스 구조체란, 상기 제1 평판(110), 제2 평판(120)의 면적 및 비아(130)의 길이를 조절하여 서로 다른 2 종 이상의 주파수 대역의 표면파를 차단할 수 있는 구조체를 의미한다. 이 때, 상기 소프트 서피스 구조체(100)를 이중배열 구조로 설계하는 것은 복수 대역에서 표면파에 의한 후방방사를 보다 효율적으로 차단하기 위함이며, 필요에 따라 3열 이상의 배열을 선택할 수도 있다.
이러한 2열 배열의 소프트 서피스 구조체를 사용한 경우의 후방방사 차단 효과에 대한 실험 데이터가 도 11 내지 도 14에 나타나 있다.
도 11 내지 도 14는 상기 도 9에 도시된 안테나에 의한 복수 대역 표면파의 후방 방사 억제를 나타내는 그래프이다.
구체적으로, 도 11은 본 발명의 접지면과 격리된 1.95GHz 및 2.14GHz 두 대 역의 주파수를 차단하는 2 종류의 소프트 서피스 구조체(100)를 2열(2차)로 배열한 안테나(이중대역 2차)와 이러한 구조가 부설되지 않은 기본 패치 안테나(단일 패치 안테나)의 X-Z평면 방사 패턴을 주파수 1.95GHz에서 나타낸 그래프이고, 도 12는 Y-Z평면 방사 패턴을 나타낸 도면이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 소프트 서피스 구조체를 이용한 안테나(200)는 공진주파수 1.95GHz에서는 180° 방향에서 후방방사가 동일한 크기의 유전체 기판과 접지면 크기를 갖는 기본 패치 안테나에 비해 10dB 감소하였다.
그리고 도 13은 상기 도 11 및 도 12에 결과가 도시된 실험에 사용된 2 종류의 소프트 서피스 구조체(100)를 2열(2차)로 배열한 안테나와 이러한 구조가 부설되지 않은 기본 패치 안테나의 주파수 2.14GHz에서 X-Z 평면 방사 패턴을 나타낸 그래프이고, 도 14는 Y-Z평면 방사 패턴을 나타낸 도면이다.
도 13 및 도 14를 살펴보면, 본 발명의 일실시예에 의한 소프트 서피스 구조체를 이용한 안테나(200)는 공진주파수 2.14GHz에서는 180° 방향에서 후방방사가 기존 패치 안테나에 비해 18dB 감소하였다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 안테나(200)는 복수 대역(1.95GHz, 2.14GHz)에서 저지대역 특성을 갖는 각각의 소프트 서피스 구조체(102)(104)를 교차 배열토록 설계함으로서, 복수 대역에서 모두 저지대역을 형성하여 후방방사를 줄이는 효과를 가진다. 즉 하나의 안테나에 2개 이상 대역의 주파수의 표면파를 차단하는 소프트 서피스 구조를 부설함으로써, 복수 대역의 표면 파를 동시에 차단할 수 있다.
그리고 본 발명의 또 다른 실시예로서 인접하여 위치하는 복수 안테나간의 간섭을 억제할 수 있는 안테나를 제공한다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인접하는 안테나 간 상호결합을 억제하기 위한 소프트 서피스 구조체를 이용한 안테나(500)의 전면을 나타내는 정면도이다.
도 15를 참조하면, 먼저 복수의 상기 패치 안테나(200)를 포함한다. 상기 복수의 패치 안테나(210) 사이에 구비되어 상기 복수의 패치 안테나 사이의 상호결합을 저지하는 상기 하나 이상의 소프트 서피스 구조체(100)를 가진다. 상기 소프트 서피스 구조체(100)는 상기 패치안테나(200)의 접지면과 격리되어 있으며, 1열로 배열되거나, 복수 열로 배열될 수 있으며, 도 15의 경우 상기 두 개의 패치 안테나 사이에 3열로 배열된 것을 도시한 것이다. 상기 소프트 서피스 구조체(100)의 개수는 최초 설계 목적에 따라 달리할 수 있다.
또한 서로 다른 2 종 이상(서로 다른 주파수의 표면파를 억제할 수 있는 크기)의 소프트 서피스 구조를 혼합하여 사용할 수 있고 이 경우 서로 교차하도록 주기적으로 부설할 수 있다. 이 때, 억제하고자 하는 표면파의 주파수의 선택은 상기 소프트 서피스 구조체(100)를 구성하고 있는 제1 평판(110)의 면적, 제2 평판(120)의 면적, 또는 상기 비아(130)의 길이를 변화시킴으로서 달성한다.
한편, 상기 서피스 구조체(100)가 부설되는 유전체 기판은 상기 패치 안테 나(200)의 유전체 기판(210)과 연결된 형태이거나, 또는 상기 패치 안테나의 유전체 기판(210)과는 별개로서 상기 패치 안테나의 유전체 기판(210)과 같은 평면상에 위치하는 기판일 수 있다.
도 16 및 도 17은 상기 15에 도시된 안테나에 의한 상호결합의 억제를 나타내는 그래프이다. 도 16 내지 도 17을 참조하면, 상기 도 15의 안테나를 사용하면, 복수 대역(송신부와 수신부)의 저지대역 특성이 나타남을 확인할 수 있다. 즉, 송수신부에서 각각 1.95GHz와 2.14GHz에서 저지대역이 나타남을 확인할 수 있다. 이에 따라서 상기 소프트 서피스 구조체를 이용한 안테나(200)는 각각의 패치 안테나간의 상호결합을 억제하는 격리 특성을 가지고 있음을 확인할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 의한 스트립라인(strip line) 형태의 소프트 서피스 구조체를 나타내는 사시도이다.
도 2는 종래 기술에 의한 버섯(mushroom) 형태의 소프트 서피스 구조체를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 의한 소프트 서피스 구조체의 일실시례를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 의한 소프트 서피스 구조체를 이용한 안테나를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 표면파의 후방방사를 억제하기 위한 서피스 구조체를 이용한 안테나의 전면을 나타내는 정면도이다.
도 6은 상기 도 5에 도시된 안테나의 후면을 나타내는 저면도이다.
도 7 및 도 8은 상기 도 5에 도시된 안테나에 의한 표면파의 후방 방사 억제를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수 대역 표면파의 후방방사를 억제하기 위한 서피스 구조체를 이용한 안테나의 전면을 나타내는 정면도이다.
도 10은 상기 도 9에 도시된 안테나의 후면을 나타내는 저면도이다.
도 11 내지 도 14는 상기 도 9에 도시된 안테나에 의한 복수 대역 표면파의 후방 방사 억제를 나타내는 그래프이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인접하는 안테나 간 상호결합을 억제하기 위한 서피스 구조체를 이용한 안테나의 전면을 나타내는 정면도이다.
도 16 및 도 17은 상기 15에 도시된 안테나에 의한 상호결합의 억제를 나타내는 그래프이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명 *
100, 102, 104 : 소프트 서피스 구조체 110 : 제1 평판
120 : 제2 평판 130 : 비아
200 : 패치안테나 210 : 유전체 기판
220 : 접지면 230 : 방사면 안테나
300, 400, 500 : 소프트 서피스 구조체를 이용한 안테나

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. a) 유전체 기판,
    상기 유전체 기판의 일면 상에 형성된 접지면, 및
    상기 접지면이 형성된 유전체 기판의 타면 상에 형성된 방사면 안테나를 포함하는 패치 안테나; 및
    b) 상기 유전체 기판을 사이에 두고 마주보고 형성된 제1 평판과 제2 평판, 및
    상기 제1 평판과 상기 제2 평판을 전기적으로 연결하는 비아(via)를 포함하고,
    상기 접지면과 격리되어 상기 패치안테나에서 방사된 표면파를 차단하는 하나 이상의 소프트 서피스 구조체를 포함하는 접지면과 격리된 소프트 서피스 구조체를 이용한 안테나.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 소프트 서피스 구조체가 상기 패치안테나에서 방사된 표면파의 후방방사를 차단하는 것을 특징으로 하는 접지면과 격리된 소프트 서피스 구조체를 이용한 안테나.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 하나 이상의 소프트 서피스 구조체는 복수 대역 표 면파의 후방방사를 차단하는 복수의 소프트 서피스 구조체인 것을 특징으로 하는 접지면과 격리된 소프트 서피스 구조체를 이용한 안테나.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 하나 이상의 소프트 서피스 구조체는 복수 대역 표면파의 후방방사를 차단하도록 주기적으로 교차 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 접지면과 격리된 소프트 서피스 구조체를 이용한 안테나.
  9. 제 5 항에 있어서,
    복수의 상기 패치 안테나; 및
    상기 복수의 패치 안테나 사이에 구비되어 상기 복수의 패치 안테나 사이의 상호결합을 저지하는 상기 하나 이상의 소프트 서피스 구조체를 포함하는 접지면과 격리된 소프트 서피스 구조체를 이용한 안테나.
  10. 제 5 항에 있어서, 상기 제1 평판의 면적, 제2 평판의 면적, 또는 상기 비아의 길이를 변화시켜 상기 차단되는 표면파의 주파수를 결정하는 것을 특징으로 하는 접지면과 격리된 소프트 서피스 구조체를 이용한 안테나.
  11. 제 5 항에 있어서, 상기 비아가 상기 유전체 기판을 관통하여 상기 제1 평판 및 상기 제2 평판의 가장자리 또는 모서리를 서로 연결하는 것을 특징으로 하는 접지면과 격리된 소프트 서피스 구조체를 이용한 안테나.
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