KR101116851B1 - Multiple band rejection uwb antenna and 4 band rejection uwb antenna - Google Patents
Multiple band rejection uwb antenna and 4 band rejection uwb antenna Download PDFInfo
- Publication number
- KR101116851B1 KR101116851B1 KR1020100135661A KR20100135661A KR101116851B1 KR 101116851 B1 KR101116851 B1 KR 101116851B1 KR 1020100135661 A KR1020100135661 A KR 1020100135661A KR 20100135661 A KR20100135661 A KR 20100135661A KR 101116851 B1 KR101116851 B1 KR 101116851B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- resonator
- band
- unit
- substrate
- ultra
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
- H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
- H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
- H01Q5/10—Resonant antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 초광대역 안테나 및 그 설계방법에 대한 발명으로서 보다 상세하게는 소형 초광대역 안테나상에 대역저지소자를 배치하여 다중 대역 저지 기능을 갖는 초광대역 안테나에 대한 발명이다.The present invention relates to an ultra-wideband antenna and a design method thereof, and more particularly, to an ultra-wideband antenna having a multi-band blocking function by disposing a band stop device on a small ultra-wideband antenna.
최근 이동통신 및 위성통신의 급속한 발달로 정보화 사회에서 무선통신의 역할이 중요하게 되었고 기술의 발전방향은 음성위주의 협대역 통신에서 인터넷, 멀티미디어와 같은 광대역 통신으로 빠르게 변하고 있다.Recently, the role of wireless communication has become important in the information society due to the rapid development of mobile communication and satellite communication, and the development direction of technology is rapidly changing from voice-oriented narrowband communication to broadband communication such as internet and multimedia.
현재 초고속 이동통신을 이용한 4세대 이동통신 등 새로운 무선 서비스의 도래가 가시화되고 있는 실정에서 무선통신기반을 형성하는 기술인 안테나 기술은 그 중요성이 날이 갈수록 증가하고 있다. As the arrival of new wireless services such as 4G mobile communication using ultra high speed mobile communication is becoming visible, antenna technology, which is a technology for forming a wireless communication base, is increasing in importance day by day.
새로운 서비스 수용에 따라 새로운 중계기, 기지국의 설치로 인하여 비용의 손실과 밀집된 지역 내에 안테나들의 난립에 따라 환경미화를 파괴시킨다는 이유로 기존의 서비스와 신규의 서비스를 하나의 안테나로 통합할 수 있는 다중대역 안테나가 주목받고 있고 초광대역 통신이 활발히 연구중이며 이러한 환경에 맞는 초광대역 안테나의 개발이 집중되고 있다. Multiband antennas that can combine existing and new services into one antenna due to loss of costs due to the installation of new repeaters and base stations as new services are accommodated, and destruction of environmental beacons due to antenna difficulties in dense areas. Is attracting attention, and ultra-wideband communication is being actively researched, and development of ultra-wideband antenna suitable for such an environment is being concentrated.
그러나 초광대역 통신은 3.1~10.6㎓에 이르는 넓은 주파수 대역을 사용하므로 기존의 무선통신기기에 의한 전파간섭이 발생할 수 있다. However, since ultra-wideband communication uses a wide frequency band ranging from 3.1 to 10.6 GHz, radio interference may occur due to existing wireless communication devices.
전파간섭 발생을 방지하기 위해서 특정 주파수 대역저지 특성을 갖는 안테나가 제안되고 있다. 일반적이고도 간단한 방법은 다양한 형상의 슬롯 혹은 기생소자 같은 대역저지 소자들을 광대역 안테나의 방사 패치에 삽입하는 것이다. 그러나 광대역 안테나에 방사패치를 삽입하는 것은 대역저지 소자들 사이의 상호 결합문제, 소형 광대역 안테나 기판에서 공간상의 제약이 따른다. 결국 다중 대역 저지를 위한 광대역 안테나의 경우에 다층으로 구성되거나 비아홀을 포함한 복잡한 구조로 형성될 수 밖에 없다. In order to prevent the occurrence of radio interference, an antenna having a specific frequency band blocking characteristic has been proposed. A common and simple method is to insert band-stopping elements, such as slots or parasitic elements of various shapes, into the radiation patch of the broadband antenna. However, the insertion of the radiation patch into the broadband antenna has a problem of mutual coupling between the band blocking devices and space constraints in the small broadband antenna substrate. As a result, in the case of a broadband antenna for multiband rejection, a multilayer structure or a complicated structure including a via hole is inevitably formed.
본 발명의 목적은 광대역 안테나에서 안테나의 공간상 제약을 극복하면서 다중대역 저지특성을 갖는 광대역 안테나를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a wideband antenna having a multiband stop characteristic while overcoming the spatial constraints of the antenna in the wideband antenna.
본 발명인 초광대역 안테나는 기판, 상기 기판의 일면에 형성되고 전파를 송수신하는 방사부, 상기 기판의 일면에 형성되고 상기 방사부와 연결되어 전기신호를 공급하는 급전부를 포함하고 상기 급전부는 급전라인, 상기 급전라인을 중심으로 제1접지부, 제2접지부를 포함하고 상기 방사부, 상기 급전부에 대역저지소자를 포함하되, 상기 급전라인을 사이에 두고 상기 제1접지부, 상기 제2접지부에 형성되는 대역저지소자인 제1공진부, 상기 방사부 상단에 형성되고 적어도 2 이상의 개방형 링 구조 형상의 대역저지소자인 제3공진부를 포함한다.The ultra-wideband antenna of the present invention includes a substrate, a radiating portion formed on one surface of the substrate and transmitting and receiving radio waves, a feed portion formed on one surface of the substrate and connected to the radiating portion to supply an electric signal, and the feeding portion feeds a feed line And a first ground portion and a second ground portion around the feed line, and the radiating portion and the feed portion include a band blocking element, wherein the first ground portion and the second ground are disposed with the feed line interposed therebetween. And a first resonator part, which is a band stop element formed in the branch, and a third resonator part, formed on an upper end of the radiator part, that is a band stop element having at least two open ring structures.
상기 제1공진부, 제2공진부 및 제3공진부는 개방형 링 구조 형상의 대역저지소자이고 상기 제1공진부, 상기 제2공진부는 적어도 2 이상의 개방형 링 구조 형상의 대역저지소자를 포함하며 링 갭(gap)이 상기 급전라인을 향하도록 형성되어 있다. 또한 상기 제3공진부는 적어도 2 이상의 개방형 링 구조 형상의 대역저지소자를 포함하고 상기 대역저지소자의 링 갭(gap)이 상기 방사부의 상부를 향하도록 형성된다. The first resonator, the second resonator, and the third resonator include a band blocking device having an open ring structure, and the first resonator and the second resonator include at least two band blocking devices having an open ring structure. A gap is formed to face the feed line. The third resonator may include at least two band blocking devices having an open ring structure, and a ring gap of the band blocking devices is directed toward the top of the radiating part.
상기 제1공진부, 제2공진부 또는 제3공진부에 형성된 링 구조 형상의 대역저지소자 두께는 각 공진부에 해당하는 다수의 링이 모두 동일하게 형성되어 있으며, 상기 각 공진부의 링 갭(gap)의 크기 또한 동일할 수 있다. In the thickness of the band blocking element of the ring structure formed in the first resonator, the second resonator, or the third resonator, a plurality of rings corresponding to each resonator are formed in the same manner, and a ring gap ( The size of the gap) may also be the same.
본 발명인 4중대역저지 광대역 안테나는 기판, 상기 기판의 일면에 형성되고 전파를 송수신하는 방사부, 상기 기판의 일면에 형성되고 상기 방사부와 연결되어 전기신호를 공급하는 급전부를 포함하고, 상기 급전부는 급전라인, 상기 급전라인을 중심으로 제1접지부, 제2접지부를 포함하며, 상기 방사부, 상기 급전부에 대역저지소자를 포함하되 상기 급전라인을 사이에 두고 상기 제1접지부, 상기 제2접지부에 형성되는 5.2㎓ 내지 5.89㎓ 대역 저지 특성을 갖는 제1공진부, 상기 방사부 하단에 형성되는 8.04㎓ 내지 8.8㎓ 대역 저지 특성을 갖는 제2공진부, 상기 방사부 상단에 형성되고 2.4㎓ 내지 2.6㎓ 대역 저지 특성을 갖는 외측 제3공진부 및 3.27 내지 3.76㎓ 대역 저지 특성을 갖는 내측 제3공진부를 포함한다.
The quadruple band broadband antenna of the present invention includes a substrate, a radiating portion formed on one surface of the substrate and transmitting and receiving radio waves, a feed portion formed on one surface of the substrate and connected to the radiating portion to supply an electrical signal, The feeder includes a feeder line and a first grounding part and a second grounding part around the feeder line, wherein the radiating part and the feeder part include a band blocking element with the feeder line interposed therebetween. A first resonator having 5.2 GHz to 5.89 GHz band blocking characteristics formed on the second ground portion, a second resonator having 8.04 kHz to 8.8 GHz band blocking characteristics formed on the bottom of the radiating portion, and an upper end of the radiating portion And an inner third resonator having a 2.4 kV to 2.6 kV band stop characteristic and an inner third resonator part having a 3.27 to 3.76 kV band stop characteristic.
본 발명은 개별 대역저지 요소들간의 상호 결합을 최소화 할 수 있으며, 단층 유전체 및 동일 기판 면상에 안테나 및 급전선이 식각되었기에 제작이 용이하고 저렴한 가격으로 제작할 수 있으며, 안테나 자체에는 외부에서 유입되는 간섭파를 차단할 수 있는 4중 대역 여파기 기능이 탑재되어 있으므로 전파 간섭이 심한 상황에서도 성능이 저하되지 않는 특성이 있다. The present invention can minimize the mutual coupling between the individual band blocking elements, and because the antenna and the feed line are etched on the single-layer dielectric and the same substrate surface, it is easy to manufacture and can be manufactured at a low price, the interference wave introduced from the outside to the antenna itself It is equipped with a four-band filter function that can block the feature that does not degrade performance even in the severe radio wave interference.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 초광대역 안테나의 평면도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 초광대역 안테나의 실제 사진이다.
도3은 개방형 링 구조 형상을 갖는 대역저지소자의 이미지이다.
도4는 본 발명의 일실시예인 개방형 링구조 형상의 대역저지소자를 포함하는 광대역 안테나이다.
도5는 본 발명의 일실시예인 광대역 안테나에 포함되는 제1공진부와 제2공진부에 있는 개방형 링 구조 형상의 대역저지소자 도면이다.
도6은 제안된 광대역 안테나의 VSWR 모의실험 결과 그래프이다.
도7(a)은 본 발명의 일실시예인 광대역 안테나의 동작대역에서 E평면 방사패턴이다.
도7(b)는 본 발명의 일실시예인 광대역 안테나의 동작대역에서 H평면 방사패턴이다.
도8은 본 발명의 일실시예인 광대역 안테나에서 4개의 저지대역 각각에서의 표면전류분포를 나타낸 도면이다.
도9(a)는 본 발명의 일실시예인 광대역 안테나의 송신파신호이다.
도9(b)는 본 발명의 일실시예인 광대역 안테나의 수신파신호이다. 1 is a plan view of an ultra-wideband antenna according to an embodiment of the present invention.
2 is an actual picture of an ultra-wideband antenna according to an embodiment of the present invention.
3 is an image of a band stop device having an open ring structure shape.
4 is a broadband antenna including an band ring device of an open ring structure shape according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view of a band stop device having an open ring structure in a first resonator unit and a second resonator unit included in a broadband antenna according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph of a VSWR simulation result of the proposed broadband antenna.
Figure 7 (a) is the E-plane radiation pattern in the operating band of the broadband antenna of an embodiment of the present invention.
Figure 7 (b) is the H plane radiation pattern in the operating band of the broadband antenna of an embodiment of the present invention.
8 is a diagram showing surface current distribution in each of four stop bands in a broadband antenna according to an embodiment of the present invention.
9 (a) is a transmission wave signal of a broadband antenna according to an embodiment of the present invention.
9B is a reception wave signal of a broadband antenna according to an embodiment of the present invention.
실시예들은 여러 가지 다른 형태들로 구체화되어질 수 있고, 여기에서 설명되는 양태들로 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 오히려, 상기 양태들은 실시예들을 더욱 철저하고 완전하게 되도록 해주며, 당업자에게 실시예들의 영역을 충분히 전달할 수 있도록 해준다. 비록 제1, 제2 .. 등을 지칭하는 용어들이 여러 구성 요소들을 기술하기 위하여 여기에서 사용되어 질 수 있다면, 상기 구성 요소들은 이러한 용어들로 한정되지 않는 것으로 이해되어 질 것이다. 단지 이러한 용어들은 어떤 구성 요소로부터 다른 구성 요소를 구별하기 위해서 사용되어질 뿐이다.The embodiments may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the aspects set forth herein. Rather, the above aspects make the embodiments more thorough and complete, and fully convey the scope of the embodiments to those skilled in the art. Although terms referring to first, second, etc. may be used herein to describe various components, it will be understood that the components are not limited to these terms. These terms are only used to distinguish one component from another.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 초광대역 안테나의 평면도이고 도2는 본 발명의 실시예에 따른 초광대역 안테나의 실제 사진이다. 1 is a plan view of an ultra-wideband antenna according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an actual photograph of the ultra-wideband antenna according to an embodiment of the present invention.
도1에 도시된 바와 같이 초광대역 안테나는 기판(10), 상기 기판(10)의 일면에 형성되고 전파를 송수신하는 방사부(20), 상기 기판(10)의 일면에 형성되고 상기 방사부(20)와 연결되어 전기신호를 공급하는 급전부(33)를 포함하고 있으며, 상기 급전라인(33)을 중심으로 제1접지부(31)와 제2접지부(32)가 포함되어 있다. As shown in FIG. 1, an ultra-wideband antenna is formed on a
상기 기판(10)은 일정한 유전율을 갖는 유전체 기판일 수 있다. 기판의 크기는 안테나에서 송수신하고자 하는 주파수에 따라 결정되며, 상기 방사부(20)와 상기 급전부(30)가 연결된다. The
상기 방사부(20)는 전파를 송수신하고 다양한 형태를 포함한다. 상기 방사부(20)는 기판의 일면에 형성되어 있으며 상기 급전부(30)와 연결되어 있다. 급전부(30)에서의 신호를 받아 전자기파를 공간상으로 전파하는 기능을 담당한다. 공간상에 전파되는 전자기파의 특성은 급전부(30)에서 전달받은 신호에 의해서 결정되나 공간상의 매질, 방사부 재질 등으로도 영향을 받게 된다. 상기 방사부의 가장자리 다른 매질과 맞닿는 부분에서 전하의 교대가 계속적으로 반복됨으로서 전자기파를 생성하고 방출하게 된다. The
상기 급전부(30)는 상기 방사부(20)와 연결되는 급전라인(33)과 제1접지부(31), 제2접지부(32)가 포함되어 있다. 상기 급전부(30)는 입력단 신호를 전달받아 방사부(20)로 전달하는 역할을 한다. The
상기 기판(10), 방사부(20), 급전부(30)로 이루어진 초광대역 안테나에 대역저지 특성을 갖는 대역저지소자를 포함하되, 상기 대역저지소자는 개방형 링구조 형상을 갖는 것을 특징으로 한다. An ultra-wideband antenna including the
도3은 개방형 링구조 형상을 갖는 대역저지소자의 이미지이다.3 is an image of a band stop device having an open ring structure shape.
도3 (a) 내지 (c)는 다양한 개방형 링 구조 형상을 갖는 대역저지소자를 표현한 도면이다. 이러한 개방형 링구조 형상의 소자는 2개의 분할된 금속링을 감싸듯이 배치해 놓은 형상으로서 도3(b)(c)는 사각형 링 구조 형상의 소자이고 특히 도3(c)의 형상을 갖는 대역저지소자는 본 발명에 적용된다. 개방형 링구조 형상의 대역저지소자는 초고주파 영역에서 높은 Q값을 갖는 전기적으로 작은 LC공진기이며 저지 대역 소자로서 사용된다. 상기 개방형 링 구조 형상의 대역저지소자의 협대역 공진 특성은 광대역 안테나상에서 저지특성이 필요한 주파수 대역 및 물리적인 영역에서만 저지 대역 소자가 동작한다. 또한 소형 안테나의 공간상의 제약을 극복하여 다수개의 대역저지 소자를 구현할 공간을 확보할 수 있다. 3 (a) to (c) are diagrams illustrating band blocking devices having various open ring structure shapes. The open ring-shaped element is formed by enclosing two divided metal rings as shown in Figs. The device is applied to the present invention. The band stop device of the open ring structure shape is an electrically small LC resonator having a high Q value in the ultra high frequency region and is used as a stop band device. The narrowband resonant characteristics of the band stop device of the open ring structure are operated only in the frequency band and the physical region where the stop property is required on the broadband antenna. In addition, it is possible to secure a space for implementing a plurality of band blocking devices by overcoming the space constraints of the small antenna.
도3에 도시된 바와 같이 대역저지소자의 형상은 개방형 원형형상이나 개방형 사각형상을 갖는 링이 2개가 크기를 달리하여 감싸듯이 배열되어 있으나 상기 대역저지소자는 반드시 2개의 원형형상 내지는 사각형상 링으로 구성되어 있을 필요는 없으며 1개의 원형형상 내지는 사각형상 링, 다각형상으로 구성되어 있을 수도 있으며 2개 이상의 다수 링으로 배열되어 있을 수도 있다. 다만 링의 형상과 배치관계, 개수에 따라서 저지 대역을 변화시킬 수 있으며 최적의 저지대역을 확보하기 위해서 고려될 수 있다.As shown in FIG. 3, the shape of the band blocking element is arranged as if two rings having an open circular shape or an open square shape are wrapped with two different sizes, but the band blocking element is necessarily two circular or rectangular rings. It does not need to be configured, but may be composed of one circular or rectangular ring, polygonal shape, or may be arranged in two or more plurality of rings. However, the stop band may be changed according to the shape, arrangement, and number of rings, and may be considered to secure an optimal stop band.
본 발명의 일실시예로서 개방형 링 구조 형상의 대역저지소자인 도3(c)는 다른 형상의 대역저지소자와 근본적인 동작원리는 동일하다. 그러나 두 링의 분할된 링 갭이 동방향을 향하고 있다는 차이가 있으며 상기 개방형 링 구조 형상의 대역저지소자의 링 갭 방향은 인가되는 필드와 맞물려 소자의 동작 및 공진 특성에 영향을 주게 된다. As an embodiment of the present invention, Fig. 3 (c), which is a band blocking device having an open ring structure, has the same fundamental operation principle as that of another band blocking device. However, there is a difference that the divided ring gaps of the two rings are directed in the same direction, and the ring gap direction of the band stop device of the open ring structure is engaged with the applied field to affect the operation and resonance characteristics of the device.
상기 개방형 링 구조 형상의 대역저지소자가 도1에 도시된 바와 같이 급전부에 있는 제1접지부(31)와 제2접지부(32) 각각에 링 갭(400)이 급전라인(33)을 향하도록 형성되어 있으며, 이를 제1공진부(100)라 한다. 여기서 링 갭(400)은 개방형 링 구조 형상의 끝단에 개방되어 있는 구간을 의미한다. 상기 제1공진부(100)는 1개 이상의 링을 포함하고 있으며 본 발명의 일실시예는 2개의 링이 같은 방향을 향하는 링 갭(400)을 갖도록 형성되어 있다.As shown in FIG. 1, a
상기 방사부(20)의 하단에 링 갭(400)이 급전라인을 향하도록 형성되어 있다. 이를 제2공진부(200)라 한다. 상기 제2공진부(200)는 방사부(20)의 하단에 1개이상의 링을 포함하고 있으며 본 발명의 일실시예는 2개의 링이 같은 방향인 급전라인을 향하도록 형성되어 있다.A
마지막으로 상기 방사부(20)의 상단에 2개의 링으로 형성되어 있는 제3공진부(300)는 링 갭(400)이 방사부(20)의 상측을 향하도록 형성되어 있고 상기 제3공진부(300)에 형성되어 있는 2개의 링은 각각이 차단하는 주파수 대역이 서로 다르다. 결국 본 발명의 실시예와 같이 4중 주파수 대역을 차단하기 위해서는 제3공진부는 도1에 도시된 바와 같이 2개의 개방형 링이 형성되어야 한다. Finally, the
이하 본 발명의 일실시예로서 개방형 링 구조 형상의 대역저지소자를 적용한 광대역 안테나의 저지대역에 대해서 살펴본다.Hereinafter, as an embodiment of the present invention, a stop band of a broadband antenna to which a band stop device having an open ring structure shape is applied will be described.
도4는 본 발명의 일실시예인 개방형 링 구조 형상의 대역저지소자를 포함하는 광대역 안테나이다. 4 is a broadband antenna including a band blocking element of an open ring structure shape according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일실시예에서 사용되는 기판(10)은 유전상수 3.38, 손실탄젠트 0.0027, 두께 0.812mm를 갖는 Rogers4003기판일 수 있다. 급전방식은 CPW급전일수 있다. 도4에 도시된 안테나는 단층 유전체 및 동일 기판 면상에 안테나 및 급전선이 식각되어 있기 때문에 제작이 용이하고 가격이 저렴하다. The
도5는 본 발명의 일실시예인 광대역 안테나에 포함되는 제1공진부(100)와 제2공진부(200)에 있는 개방형 링 구조 형상의 대역저지소자 도면이다.FIG. 5 is a view showing a band stop device having an open ring structure in the
도5(a)는 제1공진부(100)에 포함되는 개방형 링 구조 형상의 대역저지소자 도면이고 도5(b)는 제2공진부(200)에 포함되는 개방형 링 구조 형상의 대역저지소자 도면이다.FIG. 5 (a) is a diagram of a band blocking device having an open ring structure included in the
도5(a)에 도시된 제1공진부(100)의 대역저지소자는 안테나의 급전부, 보다 상세하게는 제1접지부와 제2접지부에 식각되어 형성된다. 무지향성 방사패턴을 얻기 위하여 두개의 공진기를 급전라인의 좌우에 대칭되도록 배치하였다. 제1공진부의 저지대역은 WLAN/WiMAX 5㎓대역이다. The band stop element of the
도5(b)에 도시된 제2공진부(200)의 대역저지소자는 방사부의 하단에 배치되어 있으며 ITU 8㎓대역을 저지하는 특성을 갖는다. The band blocking element of the
도4에 도시된 제3공진부(300)는 방사부의 상단에 배치되어 있으며 내측 제3공진부(310)는 WiMAX 3.5㎓대역을 저지하는 특성을 갖고 외측에 제3공진부(320)는 WLAN/WiMAX/SDMB 2.4~2.6㎓대역을 저지하는 특성을 갖는다. The
도6은 제안된 광대역 안테나의 VSWR 모의실험 결과 그래프이다.6 is a graph of a VSWR simulation result of the proposed broadband antenna.
특히 도6(a)는 제1공진부(type1)와 제2공진부(type2), 제3공진부(type3)를 각각 독립하여 배치한 결과의 VSWR 그래프이고 도6(b)는 제1공진부와 제2공진부, 제3공진부를 모두 배치한 결과 VSWR그래프이다. In particular, Figure 6 (a) is a VSWR graph of the results of independently placing the first resonator (type1), the second resonator (type2), the third resonator (type3), respectively, Figure 6 (b) is a first resonance It is a VSWR graph as a result of arranging a part, a 2nd resonance part, and a 3rd resonance part.
도6(b)에 도시된 바와 같이 2.37~2.9㎓, 3.27~3.76㎓, 5.2~5.89㎓, 8.04~8.8㎓에서 4개의 날카로운 저지대역을 갖고 있음을 보여준다. 모의실험시는 CST Microwave Studio simulation tool을 사용하였으며, 측정시는 Anritsu사의 38397C 네트워크 분석기를 사용하였다. 도6(a)(b)를 비교한 결과는 개방형 링 구조 형상의 대역저지소자를 각각 독립하여 배치하거나 결합하여 배치한 결과는 사실상 동일하고 이러한 점은 제1, 2, 3 공진부의 결합에 의해서도 독자적인 저지대역을 유지함을 확인할 수 있다. As shown in Fig. 6 (b), it has four sharp stop bands at 2.37 ~ 2.9㎓, 3.27 ~ 3.76㎓, 5.2 ~ 5.89㎓, and 8.04 ~ 8.8㎓. For the simulation, CST Microwave Studio simulation tool was used and Anritsu's 38397C network analyzer was used for the measurement. As a result of comparing FIG. 6 (a) and (b), the results of separately placing or combining the band-stop devices of the open ring structure shape are substantially the same, and this is also true by combining the first, second and third resonators. It can be seen that it maintains its own stopband.
도7(a)은 본 발명의 일실시예인 광대역 안테나의 동작대역에서 E평면 방사패턴이고 도7(b)는 H평면 방사패턴이다. Figure 7 (a) is an E-plane radiation pattern in the operating band of the broadband antenna of an embodiment of the present invention and Figure 7 (b) is an H plane radiation pattern.
도7(a)(b)에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예인 광대역 안테나가 동작하는 대역인 4㎓, 6.5㎓, 9㎓에서 측정한 결과 근사적인 무지향성 방사패턴을 가지며 모노폴 안테나와 유사한 방사패턴을 가짐을 확인할 수 있다. As shown in Fig. 7 (a) and (b), as a result of measuring at 4 ㎓, 6.5 ㎓, and 9 인, which are bands in which the wideband antenna of the present invention operates, it has an approximate omni-directional radiation pattern and is similar to the monopole antenna. It can be seen that it has a pattern.
도8은 본 발명의 일실시예인 광대역 안테나에서 4개의 저지대역 각각에서의 표면전류분포를 나타낸 도면이다.8 is a diagram showing surface current distribution in each of four stop bands in a broadband antenna according to an embodiment of the present invention.
적색은 전류크기가 큰 경우이고 녹색은 전류의 크기가 작은 경우이다. 도8(a)는 2.4㎓에서의 표면전류분포를 나타내고 외측 제3공진부 근처에 전류분포가 큰 것을 확인할 수 있고, 도8(b)는 3.5㎓에서의 표면전류분포를 나타내고 내측 제3공진부 근처에 전류분포가 큰 것을 확인할 수 있다. 또한 도8(c)는 5.5㎓에서 표면전류분포를 나타내고 제1공진부 근처에서 전류분포가 큰 것을 확인할 수 있으며, 도8(d)는 8.2㎓에서 표면전류분포를 나타내고 제2공진부 근처에서 전류분포가 큰 것을 확인할 수 있다. 이처럼 해당 저지대역에 대응되는 공진부에서만 공진전류가 형성되고 독자적인 저지특성을 갖는 것을 확인할 수 있다.Red is for large current and green is for small current. Fig. 8 (a) shows the surface current distribution at 2.4 GHz and shows a large current distribution near the outer third resonator. Fig. 8 (b) shows the surface current distribution at 3.5 GHz and the inner third resonance. It can be seen that the current distribution is large near the part. In addition, Fig. 8 (c) shows a surface current distribution at 5.5 mA and a large current distribution near the first resonance part. Fig. 8 (d) shows a surface current distribution at 8.2 mA and near the second resonance part. It can be seen that the current distribution is large. As described above, it can be confirmed that the resonance current is formed only in the resonance part corresponding to the corresponding stop band and has an independent stop characteristic.
앞서 살펴본 본 발명의 일실시예인 광대역 안테나의 송신파와 수신파의 파형 일치정도를 확인하기 위해서 피델리티 팩터(F)를 이용한다. The fidelity factor (F) is used to check the degree of waveform matching between the transmission wave and the reception wave of the broadband antenna according to the embodiment of the present invention.
도9(a)는 본 발명의 일실시예인 광대역 안테나의 송신파신호이고 도9(b)는 본 발명의 일실시예인 광대역 안테나의 수신파신호이다. 9 (a) is a transmission wave signal of a broadband antenna according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9 (b) is a reception wave signal of a broadband antenna according to an embodiment of the present invention.
이 두개의 송수신파를 정규화 시킨 후 피델리티 팩터를 적용하면 F=94.8%이고 이 값은 매우 높은 수치로서 본 발명의 일실시예인 광대역 안테나를 초광대역 통신 시스템 동작관점에서 매우 양호하다는 점을 확인할 수 있다.After normalizing the two transmit and receive waves, applying the fidelity factor, F = 94.8% and this value is very high, and it can be seen that the broadband antenna, which is an embodiment of the present invention, is very good in terms of operation of an ultra-wideband communication system. .
본 발명의 권리범위는 상술한 실시 예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments but may be implemented in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. Without departing from the gist of the invention claimed in the claims, it is intended that any person skilled in the art to which the present invention pertains falls within the scope of the claims described in the present invention to various extents which can be modified.
10 기판 20 방사부
30 급전부 31 제1접지부
32 제2접지부 33 급전라인
100 제1공진부 200 제2공진부
300 제3공진부 310 내측 제3공진부
320 외측 제3공진부 400 링 갭10
30
32
100
300
320 Outer
Claims (7)
상기 급전부는 급전라인, 상기 급전라인을 중심으로 제1접지부, 제2접지부를 포함하고
상기 방사부 및 상기 급전부에 대역저지소자를 포함하되
상기 급전라인을 사이에 두고 상기 제1접지부, 상기 제2접지부에 형성되는 대역저지소자인 제1공진부;
상기 방사부 하단에 형성되는 대역저지소자인 제2공진부;및
상기 방사부 상단에 형성되고 적어도 2 이상의 개방형 링 구조 형상의 대역저지소자인 제3공진부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초광대역 안테나.An ultra-wideband antenna comprising a substrate, a radiator formed on one surface of the substrate and transmitting and receiving radio waves, and a feeder formed on one surface of the substrate and connected to the radiator to supply an electrical signal.
The feeding part includes a feeding line, a first grounding part and a second grounding part around the feeding line.
Includes a band stop element in the radiating portion and the feed portion
A first resonator unit, which is a band blocking element formed in the first ground unit and the second ground unit with the feed line therebetween;
A second resonance part which is a band blocking element formed at the bottom of the radiating part; And
And a third resonator formed on an upper end of the radiator, the third resonator including at least two open ring structures.
상기 제1공진부 또는 제2공진부는 개방형 링 구조 형상의 대역저지소자인 것을 특징으로 하는 초광대역 안테나.The method of claim 1,
The first and second resonator unit is an ultra-wideband antenna, characterized in that the band-stop device of the open ring structure shape.
상기 제1공진부, 상기 제2공진부는 적어도 2 이상의 개방형 링 구조 형상의 대역저지소자를 포함하고 링 갭(gap)이 상기 급전라인을 향하도록 형성된 것을 특징으로 하는 초광대역 안테나.The method of claim 1,
And the first resonator unit and the second resonator unit include at least two band blocking devices having an open ring structure, and a ring gap is formed to face the feed line.
상기 제3공진부는 상기 대역저지소자의 링 갭(gap)이 상기 방사부의 상부를 향하도록 형성된 것을 특징으로 하는 초광대역 안테나.The method of claim 1,
And the third resonator part is formed such that a ring gap of the band stop element faces the top of the radiator part.
상기 제1공진부 또는 제2공진부에 형성된 링 구조 형상의 대역저지소자 두께는 다수의 링이 모두 동일하게 형성되어 있으며 상기 링 갭(gap)의 크기는 동일한 것을 특징으로 하는 초광대역 안테나.The method of claim 3,
The band stop element thickness of the ring structure formed in the first resonator unit or the second resonator unit is a plurality of rings are all formed the same, the ultra-wideband antenna, characterized in that the size of the ring gap (gap) is the same.
상기 제3공진부에 형성된 링 구조 형상의 대역저지소자 두께는 다수의 링이 모두 동일하게 형성되어 있으며, 상기 링 갭(gap)의 크기는 동일한 것을 특징으로 하는 초광대역 안테나.The method of claim 4, wherein
The band stop element thickness of the ring structure formed in the third resonator portion, the plurality of rings are all formed the same, the ultra wide band antenna, characterized in that the size of the ring gap (gap) is the same.
상기 급전부는 급전라인, 상기 급전라인을 중심으로 제1접지부, 제2접지부를 포함하고
상기 방사부 및 상기 급전부에 대역저지소자를 포함하되
상기 급전라인을 사이에 두고 상기 제1접지부, 상기 제2접지부에 형성되는 5.2㎓ 내지 5.89㎓ 대역 저지 특성을 갖는 제1공진부;
상기 방사부 하단에 형성되는 8.04㎓ 내지 8.8㎓ 대역 저지 특성을 갖는 제2공진부;
상기 방사부 상단에 형성되고 2.4㎓ 내지 2.6㎓ 대역 저지 특성을 갖는 외측 제3공진부 및 3.27 내지 3.76㎓ 대역 저지 특성을 갖는 내측 제3공진부를 포함하는 4중대역 저지기능을 갖는 초광대역 안테나.An ultra-wideband antenna comprising a substrate, a radiator formed on one surface of the substrate and transmitting and receiving radio waves, and a feeder formed on one surface of the substrate and connected to the radiator to supply an electrical signal.
The feeding part includes a feeding line, a first grounding part and a second grounding part around the feeding line.
Includes a band stop element in the radiating portion and the feed portion
A first resonator having 5.2 GHz to 5.89 GHz band blocking characteristics formed in the first ground portion and the second ground portion with the feed line interposed therebetween;
A second resonator having a band blocking property of 8.04 GHz to 8.8 GHz formed at the bottom of the radiating unit;
An ultra-wideband antenna having a quad band stop function formed on an upper end of the radiating part and including an outer third resonator part having a 2.4 to 2.6 GHz band stop characteristic and an inner third resonator part having a 3.27 to 3.76 GHz band stop characteristic.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100135661A KR101116851B1 (en) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | Multiple band rejection uwb antenna and 4 band rejection uwb antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100135661A KR101116851B1 (en) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | Multiple band rejection uwb antenna and 4 band rejection uwb antenna |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101116851B1 true KR101116851B1 (en) | 2012-03-06 |
Family
ID=46141155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100135661A KR101116851B1 (en) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | Multiple band rejection uwb antenna and 4 band rejection uwb antenna |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101116851B1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2517907A (en) * | 2013-08-09 | 2015-03-11 | Drayson Wireless Ltd | RF Energy Harvester |
| US9634397B2 (en) | 2014-06-11 | 2017-04-25 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Ultra-wideband tapered slot antenna |
| KR20190069138A (en) * | 2017-12-11 | 2019-06-19 | 인천대학교 산학협력단 | Uhf wideband antenna with a metamaterial open ended stub-shaped compact notch filter |
| WO2022004913A1 (en) * | 2020-07-01 | 2022-01-06 | 엘지전자 주식회사 | Electronic equipment with antenna |
| CN113937460A (en) * | 2021-10-15 | 2022-01-14 | 贵州民族大学 | Coplanar waveguide feed multi-trapped wave ultra-wideband cylindrical conformal antenna |
| KR102405383B1 (en) * | 2021-01-05 | 2022-06-03 | 세종대학교산학협력단 | Ultra-wideband antenna |
| WO2024029641A1 (en) * | 2022-08-02 | 2024-02-08 | 엘지전자 주식회사 | Antenna module arranged in vehicle |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060112050A (en) * | 2005-04-26 | 2006-10-31 | 주식회사 이엠따블유안테나 | Ultra-wideband antenna having a band notch characteristic |
| KR20070058852A (en) * | 2005-12-05 | 2007-06-11 | 한양대학교 산학협력단 | Ultra-wideband antenna using notch or/and slot |
| JP2008535372A (en) | 2005-04-26 | 2008-08-28 | イー．エム．ダブリュ．アンテナ カンパニー リミテッド | Ultra-wideband antenna with bandstop characteristics |
| JP2010074810A (en) | 2008-09-18 | 2010-04-02 | Tatung Univ | Ultra wideband antenna with band-notched characteristics |
-
2010
- 2010-12-27 KR KR1020100135661A patent/KR101116851B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060112050A (en) * | 2005-04-26 | 2006-10-31 | 주식회사 이엠따블유안테나 | Ultra-wideband antenna having a band notch characteristic |
| JP2008535372A (en) | 2005-04-26 | 2008-08-28 | イー．エム．ダブリュ．アンテナ カンパニー リミテッド | Ultra-wideband antenna with bandstop characteristics |
| KR20070058852A (en) * | 2005-12-05 | 2007-06-11 | 한양대학교 산학협력단 | Ultra-wideband antenna using notch or/and slot |
| JP2010074810A (en) | 2008-09-18 | 2010-04-02 | Tatung Univ | Ultra wideband antenna with band-notched characteristics |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2517907A (en) * | 2013-08-09 | 2015-03-11 | Drayson Wireless Ltd | RF Energy Harvester |
| US9837865B2 (en) | 2013-08-09 | 2017-12-05 | Drayson Technologies (Europe) Limited | RF energy harvester |
| GB2517907B (en) * | 2013-08-09 | 2018-04-11 | Drayson Tech Europe Ltd | RF Energy Harvester |
| US9966801B2 (en) | 2013-08-09 | 2018-05-08 | Drayson Technologies (Europe) Limited | RF energy harvester |
| US9634397B2 (en) | 2014-06-11 | 2017-04-25 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Ultra-wideband tapered slot antenna |
| KR20190069138A (en) * | 2017-12-11 | 2019-06-19 | 인천대학교 산학협력단 | Uhf wideband antenna with a metamaterial open ended stub-shaped compact notch filter |
| KR102050347B1 (en) | 2017-12-11 | 2019-12-02 | 인천대학교 산학협력단 | Uhf wideband antenna with a metamaterial open ended stub-shaped compact notch filter |
| WO2022004913A1 (en) * | 2020-07-01 | 2022-01-06 | 엘지전자 주식회사 | Electronic equipment with antenna |
| KR102405383B1 (en) * | 2021-01-05 | 2022-06-03 | 세종대학교산학협력단 | Ultra-wideband antenna |
| CN113937460A (en) * | 2021-10-15 | 2022-01-14 | 贵州民族大学 | Coplanar waveguide feed multi-trapped wave ultra-wideband cylindrical conformal antenna |
| WO2024029641A1 (en) * | 2022-08-02 | 2024-02-08 | 엘지전자 주식회사 | Antenna module arranged in vehicle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101116851B1 (en) | Multiple band rejection uwb antenna and 4 band rejection uwb antenna | |
| US9799962B2 (en) | Dual-polarized dipole antenna | |
| CN104466399B (en) | Method, the mobile terminal of a kind of microstrip antenna and its filtering interference signals | |
| EP3605727A1 (en) | Antenna, multiband antenna, and wireless communication device | |
| KR101411444B1 (en) | Multi-band planar monopole antenna and method for manufacturing the same | |
| KR101345764B1 (en) | Quasi yagi antenna | |
| KR20120004250A (en) | Multiple band rejection uwb antenna and its design method | |
| US20210359414A1 (en) | Antenna Radiator with Pre-Configured Cloaking to Enable Dense Placement of Radiators of Multiple Bands | |
| Sousa Neto et al. | Design of a ultrawideband monopole antenna using split ring resonator for notching frequencies | |
| US20140168023A1 (en) | Antenna having planar conducting elements, one of which has a plurality of electromagnetic radiators and an open slot | |
| TW201543750A (en) | Multi-band antenna | |
| CN107317114A (en) | The method that loop aerial impedance matching and extending bandwidth are improved based on SRRs | |
| Goodwill et al. | Dual band CSSRR inspired microstrip patch antenna for enhancing antenna performance and size reduction | |
| US9923278B2 (en) | Diversity antenna arrangement for WLAN, and WLAN communication unit having such a diversity antenna arrangement, and device having such a WLAN communication unit | |
| JP2017139686A (en) | Antenna and base station | |
| KR20110092689A (en) | Relay antenna using meta-material structure | |
| KR102252220B1 (en) | Dipole antenna | |
| Kissi et al. | High-directivity antenna for low-UWB body area networks applications | |
| Paga et al. | Design of dual band frequency reconfigurable microstrip patch antenna for GPS and Wi-Fi applications | |
| Majid et al. | Reconfigurable band notch UWB antenna using EBG structure | |
| Singhal et al. | Novel diamond shaped UWB monopole antenna | |
| US9653789B2 (en) | Antenna having planar conducting elements, one of which has a slot | |
| Khan et al. | Design, simulation and analysis of Penta Band micro-strip patch Antenna for UNII &C Band Application | |
| Kumar et al. | A CPW fed octagonal patch UWB antenna with WiMAX band-notched characteristics | |
| WO2014171670A1 (en) | Antenna having conductor surface |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150130 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160126 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170119 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180109 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190201 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200203 Year of fee payment: 9 |