KR101125180B1

KR101125180B1 - 서로 다른 평면에 배치되는 방사소자들의 설치 방법 및 이를 이용한 안테나

Info

Publication number: KR101125180B1
Application number: KR1020090110696A
Authority: KR
Inventors: 문영찬; 최오석; 소성환; 정인하; 한승목
Original assignee: 주식회사 케이엠더블유
Priority date: 2009-11-17
Filing date: 2009-11-17
Publication date: 2012-03-19
Also published as: CN104300199A; AU2010322590A1; JP5645949B2; CN102640353B; KR20110054150A; NZ628732A; US8593365B2; AU2010322590B2; US20110175784A1; NZ600158A; CN102640353A; JP2013510537A; BR112012011634B1; CN104300199B; EP2503639A4; BR112012011634A2; EP2503639A2; WO2011062416A2; WO2011062416A3

Abstract

본 발명은 서로 다른 평면에 배치되는 방사소자들을 구비한 안테나에 있어서, 일 평면에 배치되는 제1위치의 방사소자와 다른 평면에 배치되는 제2위치의 방사소자와 제1, 제2위치의 방사소자에 각각 연결되는 급전 케이블들을 포함하며 급전 케이블들 상에 전파되는 신호들의 위상 차이가 상기 제1, 제2위치의 차이에 따라 공기 중에 전파되는 신호의 위상 차이만큼 보상하는 위상 차이를 가지도록 상기 급전 케이블들이 설계됨을 특징으로 한다.

안테나, 배치 평면, 위상, 급전, 케이블, 기지국

Description

서로 다른 평면에 배치되는 방사소자들의 설치 방법 및 이를 이용한 안테나{METHOD FOR INSTALLING RADIATOR ELEMENTS ARRANGED IN DIFFERENT PLANES AND ANTENNA THEREOF}

본 발명은 서로 다른 평면에 배치되는 방사소자들의 설치 방법 및 이러한 방사소자들을 구비한 안테나에 관한 것이다.

최근 이동통신 시스템의 기지국이나 중계기에서 널리 사용되고 있는 안테나는 소형화 및 경량화 요구를 만족시키고자 다양한 연구가 이루어지고 있으며, 이들 중에서 이중대역 이중편파 안테나의 경우에는 저주파수 대역(예를 들어, 800MHz 대역)의 제1방사소자에 고주파수 대역(예를 들어, 2GHz 대역)의 제2방사소자를 적층(overlap)한 구조의 안테나가 개발되고 있다.

이러한 안테나는 예를 들어, 패치(patch) 타입의 제1방사소자 위에 패치 타입 또는 다이폴(dipole) 타입의 제2방사소자가 설치된 적층 구조의 제1, 제2방사소자들을 가질 수 있는데, 이러한 적층 구조의 제1, 제2방사소자들은 제1주파수 대역의 방사소자 배열을 만족시키기 위한 간격으로 다수개가 반사판 상에 배치된 구조를 가진다. 또한, 이와 같이 다수개 설치된 적층 구조의 제1, 제2방사소자 사이에 는 해당 제2주파수 대역의 방사소자 배열을 만족시키기 위해 제2방사소자가 반사판 상에 추가적으로 설치되는 구조를 가진다. 이러한 배치 방식으로 인해, 전체적으로 소형화를 만족시키면서 안테나 이득을 얻을 수 있게 된다.

그런데, 이러한 제1, 제2방사소자의 배치 방식에서는, 제1방사소자와 적층되어 설치되는 제2방사소자와, 단독으로 설치되는 제2방사소자들이 서로 다른 평면에 설치됨으로써, 제2주파수 대역의 신호가 방사될 경우에 위상 차이가 발생하게 되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 단독으로 설치되는 제2방사소자들을 제1방사소자와 적층되는 제2방사소자의 설치 평면과 동일한 평면에 설치되도록 별도의 보조 기구물 등을 이용하여 보다 높게 설치하는 방식을 채용하기도 하나, 이러한 방식은 제1주파수 대역의 제1방사소자의 방사에 영향을 끼쳐서 제1주파수 대역 신호의 방사 특성이 악화되는 문제를 가지고 있다.

이에 따라, 현재로서는, 비록 제1주파수 대역의 제1방사소자의 방사에 영향을 주기는 하지만, 허용 기준을 초과하는 심각한 영향은 주지 않는 범위 내에서, 단독으로 설치되는 제2방사소자들과, 제1방사소자와 적층되게 설치되는 제2방사소들과의 설치 평면의 차이가 줄어들도록 하는 방식을 채용하고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명의 목적은 서로 다른 평면에 배치되는 방사소자들의 방사 신호의 위상 차이를 줄일 수 있는 설치 방법 및 이를 이용한 안테나를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 제1주파수 대역의 제1방사소자에 적층되어 설치되는 제2주파수 대역의 제2방사소자와, 단독으로 설치되는 제2주파수 대역의 제2방사소자를 구비한 이중대역 안테나에서, 제1방사소자의 방사 특성을 악화시키지 않으면서 제2방사소자의 방사 특성을 향상시킬 수 있는 방사소자들의 설치 방법 및 이를 이용한 안테나를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 견지에 따르면, 일 평면에 배치되는 제1위치의 방사소자와, 다른 평면에 배치되는 제2위치의 방사소자와, 상기 제1, 제2위치의 방사소자에 각각 연결되는 급전 케이블들을 포함하며, 상기 급전 케이블들에서의 위상 차이가, 상기 제1, 제2 위치의 방사소자가 배치되는 평면들의 위치 차이에 따라 상기 제1, 제2위치의 방사소자에서 공기 중으로 전파되는 신호들의 위상 차이를 보상하는 위상 차이를 가지도록 상기 급전 케이블들의 길이를 결정함 특징으로 한다.

본 발명의 다른 견지에 따르면, 서로 다른 평면에 배치되는 방사소자들의 설치 방법에 있어서, 상기 서로 다른 평면에 배치되는 방사소자들간의 배치 위치 차 이에 따른 공기 중에 전파되는 신호의 위상 차이를 구하는 과정과 상기 공기 중에 전파되는 신호의 위상 차이만큼 보상하는 급전 케이블의 위상 차이를 가지도록 상기 서로 다른 평면에 배치되는 방사소자들간의 급전 케이블들을 설계하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 견지에 따르면, 안테나는 일 평면에 배치되는 제1위치의 제1방사소자와, 다른 평면에 배치되는 제2위치의 제2방사소자와, 상기 제1, 제2위치의 방사소자에 각각 연결되는 급전 케이블을 포함하며, 상기 제1방사소자를 통해 방사되는 제1신호와, 상기 제2방사소자를 통해 방사되는 제2신호간에는 위상차가 있으며, 상기 제1 및 제2위치의 방사소자에 각각 연결되는 급전 케이블 중 어느 하나의 급전 케이블의 길이는 상기 위상차를 보상하도록 하는 길이를 가진다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 방사소자들의 설치 방식은 서로 다른 평면에 배치되는 방사소자들의 방사 신호의 위상 차이를 줄일 수 있으며, 특히, 제1주파수 대역의 제1방사소자에 적층되어 설치되는 제2주파수 대역의 제2방사소자와, 단독으로 설치되는 제2주파수 대역의 제2방사소자를 구비한 이중대역 안테나에서, 제1방사소자의 방사 특성을 악화시키지 않으면서 제2방사소자의 방사 특성을 향상시킬 수 있다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 서로 다른 평면에 배치되는 방사소자들이 설치된 이동통신 기지국 안테나의 투과 평면도이며, 도 2는 도 1의 투과 측면도, 도 3은 도 2의 일부 확대도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나는 제1주파수 대역(예를 들어, 800MHz 대역)의 패치 타입 제1방사소자들(11, 12, 13, 14)이 반사판(1) 상면에 일정 간격으로 배치되어 있다. 또한 제2주파수 대역(예를 들어, 2GHz 대역)의 다이폴 타입 제2방사소자들(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)들은 상기 제1방사소자들(11~14)에 적층(overlap)되거나 또는 제1방사소자들(11~14) 사이에서 반사판(1) 상면에 직접 설치된다.

제1방사소자들(11~14) 각각은 상부 패치 판(11-1, 12-1, 13-1, 14-1) 및 하부 패치 판(11-2, 12-2, 13-2, 14-2)으로 구성된다. 하부 패치 판(11-2, 12-2, 13-2, 14-2)들은 반사판(1)을 관통하는 보조 급전 케이블들(112)을 통해서 반사판(1)의 뒷면에 부착되는 급전용 도체 패턴이 형성된 인쇄회로기판(111, 121, 131, 141)과 연결된다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나에서는, 제1방사소자들(11~14) 사이에서 반사판(1) 상면에 직접 설치되는 제2방사소자들(22, 24, 26)은 설치 평면이 제1방사소자들(11~14)의 설치 평면보다 같거나 낮게 설치할 수 있어서, 제1방사소자들(11~14)의 방사에 최대한 영향을 끼치지 않게 설계 될 수 있다.

이때, 이러한 구조에 따라, 제1방사소자들(11~14) 위에 적층되는 제2방사소자들(21, 23, 25, 27)과, 반사판(1) 상에 직접 설치되는 제2방사소자들(22, 24, 26)의 설치 평면들은 상당한 높이 차이를 가지게 된다. 이에 본 발명에서는 상기 1방사소자들(11~14) 위에 적층되는 높은 위치의 제2방사소자들(21, 23, 25, 27)과, 반사판(1) 상에 직접 설치되는 낮은 위치의 제2방사소자들(22, 24, 26)간에 급전 케이블의 길이를 결정할 때, 급전 케이블을 통해 전파되는 신호들의 위상 차이가, 방사소자들간 높이 차이에 따라 공기 중에 전파되는 신호간에 차이나는 위상을 보상할 수 있도록 급전 케이블의 길이를 설계한다. 이하 도 4를 참조하여 이와 같이 본 발명의 특징에 따라 서로 다른 배치 평면을 가지는 방사소자들간의 위상 차이를 보상하는 방식을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 도 1의 제2방사소자들에 설치되는 급전망의 개략도이다. 도 4를 참조하면, 높은 위치의 제2방사소자(21)와 낮은 위치의 제2방사소자(22)가 분배기(30)로부터 분배된 신호를 해당 급전 케이블(211, 221)을 통해 제공받는 구조가 도시되고 있다.

이 경우에, 만약 두 급전 케이블(211, 221)의 길이가 같다고 한다면, 두 제2방사소자(21, 22)에서 방사되는 신호의 위상 차이는 이들간의 높이 차이인 ΔL에 따른 공기 중에 전파되는 신호의 위상 차이만큼 발생할 것이다. 즉, 낮은 위치의 제2방사소자(22)에서 방사되는 신호가 높은 위치의 제2방사소자(21)에서 방사되는 신호보다 위상이 얼마간 더 지연된다.

이에, 본 발명에서는 상기 낮은 위치의 제2방사소자(22)의 해당 급전 케이블(221)을 이용하여 해당 제2방사소자(22)에서 방사되는 신호의 위상 지연을 보상하도록 한다. 즉, 상기 위상 지연량만큼 해당 제2방사소자(22)의 급전 케이블(221) 상에 전파되는 신호의 위상이 상기 높은 위치의 제2방사소자(21)의 급전 케이블(211) 상에 전파되는 신호의 위상과 같아지도록 낮은 위치의 제2방사소자(22)의 급전 케이블(221)의 길이를 설계한다. 이에 따라, 두 제2방사소자(21, 22)에서 방사된 신호들은 예를 들어, 높은 위치의 제2방사소자(21)의 설치 평면을 기준으로 볼 때, 위상 차이가 없게 된다.

높은 위치의 제2방사소자(21)를 기준으로 낮은 위치의 제2방사소자(22)와의 신호 위상 차이 Δρ는 하기 수학식 1과 같이 구해질 수 있다.

상기 수학식 1에서 βcΔL_c는 급전 케이블들에서의 위상 차이를 나타내며, 여기서, βc는 해당 급전 케이블의 전파 상수, ΔL_c는 급전 케이블들간의 길이 차이를 나타낸다. 또한 βaΔL_a는 두 방사소자들의 높이 차이에 따른 공기 중에서의 위상 차이를 나타내며, 여기서, βa는 공기의 전파 상수, ΔL_a는 공기 중에서의 거리 차이(즉, 두 방사소자들의 배치 평면의 높이 차이)를 나타낸다.

또한, 특정 매체의 전파 상수는 (2π×(매체 전송율))/(해당 주파수의 파장)이므로, 상기 수학식 1의 첫번째 줄의 수식은 두번째 줄의 수식으로 나타낼 수 있다. 여기에서

은 해당 급전 케이블의 유전율의 제곱근이며, λ는 파장이다.

분배기(30)에서 두 방사소자(21, 22)가 직간접적으로 설치되는 반사판(1)까지의 두 급전 케이블(211, 221)의 길이가 ΔL_c만큼 차이가 있으며, ΔL_a만큼 공기 중의 거리 차이가 있다고 할 경우에는, 상기 수학식 1은 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.

본 발명에서는 높은 위치의 제2방사소자(21)를 기준으로 낮은 위치의 제2방사소자(22)와의 신호 위상 차이 Δρ가 0이 되어야 하므로, βcΔL_c - βaΔL_a = 0을 만족시키기 위해 두 방사소자들(21, 22)간의 배치 평면의 높이 차이 및/또는 급전 케이블들(211, 221)의 길이 차이를 결정하게 된다. 실제 제작시에는 두 방사소자들(21, 22)을 설치한 후에, 상기와 같은 수학식 2를 통해 두 방사소자들(21, 22)간의 신호 위상 차이 Δρ를 구한다. 이후 미리 마련된 해당 급전 케이블의 단위 길이당 위상 변이량의 정보에 따라 낮은 위치의 제2방사소자(22)의 급전 케이블(221)의 길이를 상기 신호 위상 차이 Δρ만큼 보상하도록 제작할 수 있다.

한편, 상기와 같이 설치될 수 있는 제2방사소자들(21~27) 중에서 제1방사소자들(11~14)에 적층되어 설치되는 제2방사소자들(21, 23, 25, 27)은 상대적으로 저주파 대역인 제1방사소자들(11~14)의 상부 패치 판들(11-1, 12-1, 13-1, 14-1)을 그라운드로서 사용한다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 통상 다이폴 타입의 제2방사소자들(21, 23, 25, 27)은 통상 접지용 케이블과 연결되는데, 이러한 접지용 케이블이 제1방사소자들(11~14)의 상부 패치 판들(11-1, 12-1, 13-1, 14-1)과 연결됨으로써, 그라운드를 형성하게 된다. 한편, 적층되어 설치되지 않은 제2방사소자들(22, 24, 26)은 저주파 대역인 제1방사소자들(11~14)과 같은 그라운드(ground)를 사용하므로 그라운드 사이즈가 상대적으로 커지게 되어 수평 빔폭이 좁게 형성되는 단점이 있다. 이를 해결하기 위해서 제1방사소자들(11~14)의 상부 패치 판들(11-1, 12-1, 13-1, 14-1)의 모서리 부분을 펼치거나 구부러지도록 구성하며, 또한 보조측벽들(222, 242, 262)을 구성한다.

도 5는 도 1의 제1방사소자들의 패치 구조의 특징을 나타낸 개략적인 사시도로서, 설명의 편의를 위해 반사판(1)과 제1방사소자들 중 하나의 상부 패치 판(11-1) 및 하부 패치 판(11-2)만을 나타내었으며, 그 외의 구성에 대해서는 생략하였다. 도 5에서 A로 도시된 바와 같이, 상부 패치 판(11-1)의 모서리 부분들이 구부러지게 구성됨을 볼 수 있다.

마찬가지의 이유로, 제2방사소자들(21~27) 중에서 반사판(1) 상에 직접 설치되는 제2방사소자들(22, 24, 26)에는 양 옆쪽으로 반사판상에 보조 측벽들(222, 242, 262)을 추가로 더 구비하여, 수평 빔폭을 원하는 규격으로 쉽게 설계할 수 있도록 할 수 있다.

도 6은 도 1의 제1방사소자들의 급전 구조를 나타낸 도면으로서, 도 6의 (a)는 평면도이며, 도 6의 (b)는 배면도이다. 도 6에서는 설명의 편의를 위해 제1방사소자들 중 하나의 상부 패치 판(11-1) 및 하부 패치 판(11-2) 및 급전용 도체 패턴이 형성된 인쇄회로기판(111)을 나타내었으며, 그 외의 구성에 대해서는 생략하였 다. 도 6및 상기 도 3을 참조하면, 제1방사소자(11)의 하부 패치 판(11-2)은 반사판(1)을 관통하는 보조 급전 케이블들(112)을 통해서 반사판(1)의 뒷면에 부착되는 급전용 도체 패턴이 형성된 인쇄회로기판(111, 121, 131, 141)과 연결된다. 즉, 본 발명에 따른 안테나에서 제1방사소자의 급전용 도체 패턴은 인쇄회로기판(111) 상에서 인쇄 방식으로 형성되며, 인쇄회로기판(111)에서 급전 포인트들(a~d)과, 하부 패치 판(11-2)의 급전 포인트들(a~d)은 보조 급전 케이블들(112)을 통해 연결되는 구조를 가지므로, 회로구성이 간소화된다.

상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 방사소자들의 설치 방법 및 이를 이용한 안테나의 구성 및 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다.

예를 들어, 상기의 설명에서는 제1방사소자들은 패치 타입이며 제2방사소자들은 다이폴 타입인 것을 예로 들어 설명하였으나, 제1, 제2방사소자들은 모두 패치 타입이거나, 다이폴 타입일 수 있다. 또한 상기의 설명에서는 제1, 제2주파수 대역을 위한 제1, 제2방사소자들로 구성되는 이중대역 안테나에 본 발명이 적용되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 어떠한 형태로든 서로 다른 평면에 배치되는 방사소자들에 모두 적용될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 다양한 변형 및 변경이 있을 수 있으며, 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 서로 다른 평면에 배치되는 방사소자들이 설치된 이동통신 기지국 안테나의 투과 평면도

도 2는 도 1의 투과 측면도

도 3은 도 2의 일부 확대도

도 4는 도 1의 제2방사소자들에 설치되는 급전망의 개략도

도 5는 도 1의 제1방사소자들의 패치 구조의 특징을 나타낸 개략적인 사시도

도 6은 도 1의 제1방사소자들의 급전 구조를 나타낸 평면 및 배면도

Claims

서로 다른 평면에 배치되는 방사소자들을 구비한 안테나에 있어서,

일 평면에 배치되는 제1위치의 방사소자와,

다른 평면에 배치되는 제2위치의 방사소자와,

상기 제1, 제2위치의 방사소자에 각각 연결되는 급전 케이블들을 포함하며,

상기 급전 케이블들에서의 길이 차이에 따른 위상 차이가, 상기 제1, 제2 위치의 방사소자가 배치되는 평면들의 위치 차이에 따라 상기 제1, 제2위치의 방사소자에서 공기 중으로 전파되는 신호들의 위상 차이를 보상하는 값을 가지도록 상기 급전 케이블들의 길이를 결정함을 특징으로 하는 안테나.
제1항에 있어서, 상기 제1, 제2위치의 방사소자들은 다이폴 타입 또는 패치 타입의 방사소자임을 특징으로 하는 안테나.
제1항에 있어서, 상기 제1위치의 방사소자 또는 제2위치의 방사소자는 다른 주파수 대역의 방사소자 위에 적층되는 구조로 설치됨을 특징으로 하는 안테나.
제3항에 있어서, 상기 다른 주파수 대역의 방사소자는 상부 및 하부 패치 판을 구비한 패치 타입의 방사소자임을 특징으로 하는 안테나.
제4항에 있어서, 상기 상부 패치 판은 모서리의 적어도 한 부분이 구부러짐을 특징으로 하는 안테나.
제4항에 있어서, 상기 패치 타입의 방사소자는 상기 안테나의 반사판의 상면에 설치되며, 상기 패치 타입의 방사소자의 상기 하부 패치 판은 상기 반사판을 관통하는 보조 급전 케이블들을 통해서 상기 반사판의 뒷면에 부착되는 급전용 도체 패턴이 형성된 인쇄회로기판과 연결되는 구조를 가짐을 특징으로 하는 안테나.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1위치의 방사소자를 기준으로 상기 제2위치의 방사소자와의 신호 위상 차이 Δρ는 하기 수학식 1을 통해 구해지며, 이를 이용하여 상기 급전 케이블들이 설계됨을 특징으로 하는 안테나.

[수학식 1]

상기 수학식 1에서 βcΔL_c는 상기 제1, 제2위치의 방사소자들의 급전 케이블들에서의 위상 차이를 나타내며, βc는 해당 급전 케이블의 전파 상수, ΔL_c는 급전 케이블들의 길이 차이를 나타내며, βaΔL_a는 상기 제1, 제2위치의 방사소자들의 공기 중에서의 위상 차이를 나타내며, βa는 공기의 전파 상수, ΔL_a는 공기 중에서의 두 배치 평면의 위치 차이를 나타내며,
은 해당 급전 케이블의 유전율의 제곱근이며, λ는 파장을 나타냄.
서로 다른 평면에 배치되는 방사소자들의 설치 방법에 있어서,

상기 서로 다른 평면에 배치되는 방사소자들간의 배치 평면의 위치 차이에 따라 상기 방사소자들간에 공기 중에 전파되는 신호의 위상 차이를 구하는 과정과,

상기 공기 중에 전파되는 신호의 위상 차이만큼 보상하는 급전 케이블들에서의 위상 차이를 가지도록 상기 서로 다른 평면에 배치되는 방사소자들에 각각 연결되는 급전 케이블들의 길이 차이를 설계하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 설치 방법.
제8항에 있어서, 상기 공기 중에 전파되는 신호의 위상 차이 및 상기 급전 케이블들에서의 위상 차이는 하기 수학식 2를 통해 구해짐을 특징으로 하는 설치 방법.

[수학식 2]

상기 수학식 2에서 Δρ는 상기 서로 다른 평면에 배치되는 방사소자들의 전체 위상 차이이며, βcΔL_c는 상기 서로 다른 평면에 배치되는 방사소자들의 급전 케이블들에서의 위상 차이를 나타내며, βc는 해당 급전 케이블의 전파 상수, ΔL_c는 급전 케이블들의 길이 차이를 나타내며, βaΔL_a는 상기 서로 다른 평면에 배치되는 방사소자들의 공기 중에서의 위상 차이를 나타내며, βa는 공기의 전파 상수, ΔL_a는 공기 중에서의 두 배치 평면의 위치 차이를 나타내며,
은 해당 급전 케이블의 유전율의 제곱근이며, λ는 파장을 나타냄.
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서로 다른 평면에 배치되는 방사소자들을 구비한 안테나에 있어서,

반사판과;

상기 반사판 상에 설치되며, 하부 패치판과 상부 패치판을 구비하는 패치 타입이고 제1주파수 대역에서 동작하는 제1방사소자와;

상기 반사판 상에 설치되고, 또한 상기 제1방사소자의 상부 패치판에 적층 설치되는, 다이폴 타입이고 제2주파수 대역에서 동작하는 다수의 제2방사소자를 포함하고;

상기 제2방사소자가 적층된 상기 제1방사소자의 상부 패치판은 해당 적층된 제2방사소자의 그라운드로 이용됨을 특징으로 하는 안테나.
제14항에 있어서, 상기 제2방사소자가 적층된 제1방사소자의 상부 패치판은 모서리의 적어도 한 부분이 절곡된 것을 특징으로 하는 안테나.
제14항 또는 제15항에 있어서,

상기 제1방사소자 및 상기 제2방사소자는 각각 급전 케이블을 통해 급전되며,

상기 제2방사소자의 급전 케이블의 길이는,

상기 반사판에 설치되는 제2방사소자와, 상기 제1방사소자에 적층 설치된 제2방사소자의 설치 위치의 차이에 따라 공기중으로 전파되는 신호의 위상 차이를 보상하는 값을 가지도록 결정됨을 특징으로 하는 안테나.
제16항에 있어서,

상기 제1방사소자에 적층 설치된 제2방사소자를 기준으로 상기 반사판 상에 설치된 제2방사소자와의 신호 위상 차이 Δρ는 하기 수학식 3을 통해 구해지며, 이를 이용하여 상기 제2방사소자들의 급전 케이블들이 설계됨을 특징으로 하는 안테나.

[수학식 3]

상기 수학식 3에서 βcΔL_c는 상기 서로 다른 위치의 제2방사소자들의 급전 케이블들에서의 위상 차이를 나타내며, βc는 해당 급전 케이블의 전파 상수, ΔL_c는 급전 케이블들의 길이 차이를 나타내며, βaΔL_a는 상기 서로 다른 위치의 제2방사소자들의 공기 중에서의 위상 차이를 나타내며, βa는 공기의 전파 상수, ΔL_a는 공기 중에서의 두 배치 평면의 위치 차이를 나타내며,
은 해당 급전 케이블의 유전율의 제곱근이며, λ는 파장을 나타냄.