KR101375131B1

KR101375131B1 - 이중 편파 다이폴 안테나

Info

Publication number: KR101375131B1
Application number: KR1020120138798A
Authority: KR
Inventors: 박진영
Original assignee: 박진영
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2012-12-03
Publication date: 2014-03-17

Abstract

본 발명은 이중 편파 다이폴 안테나(Dual Polarization Dipole Antenna)에 관한 것으로, 급전 구조를 개선하여 인쇄회로기판의 회로 배선을 단순화하기 위한 것이다. 본 발명은 기판 몸체, 방사 패턴, 급전용 배선 패턴 및 급전 케이블 연결 단자를 포함하는 이중 편파 다이폴 안테나용 인쇄회로기판을 제공한다. 절연성의 기판 몸체는 상부면과 하부면을 갖는다. 방사 패턴은 기판 몸체의 적어도 일면에 형성된다. 급전용 배선 패턴은 기판 몸체에 형성되어 방사 패턴으로 급전하며, 심선 홀, 발룬 홀, 급전 선로 및 접지 패턴을 포함한다. 심선 홀은 기판 몸체를 관통하여 형성되며 급전 케이블의 심선이 삽입되어 접합된다. 발룬 홀은 심선 홀과 마주보는 쪽에 기판 몸체를 관통하여 형성되며 발룬 케이블이 삽입되어 접합된다. 급전 선로는 기판 몸체의 하부면에 형성되며, 심선 홀과 발룬 홀을 연결한다. 접지 패턴은 기판 몸체의 하부면에 형성되며, 심선 홀의 둘레에 형성되고, 급전 선로가 인출된 방향으로 개방되어 있으며, 급전 케이블 연결 단자가 접합되어 접지된다. 그리고 급전 케이블 연결 단자는 양쪽이 개방된 관형으로 급전 케이블이 삽입되어 급전 케이블의 접지선이 접합되고, 하부는 접지 패턴에 접합되며, 급전 선로가 인출되는 방향으로 급전 선로에서 이격되게 홈이 형성되어 있다.

Description

이중 편파 다이폴 안테나{Dual Polarization Dipole Antenna}

본 발명은 이중 편파 다이폴 안테나(Dual Polarization Dipole Antenna)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 급전 케이블용 연결 단자를 이용하여 급전 구조를 단순화한 이중 편파 다이폴 안테나에 관한 것이다.

개인 휴대전화의 보편화와 최근 스마트폰 및 타블렛 PC의 보급 증가로 통화 및 무선인터넷을 위한 전파 사용량이 급증하고 있다. 언제 어디서나 전화 및 인터넷을 사용하려는 고객들의 요구와 통신속도, 통화품질에 대한 고객들의 불만은 날로 증가하고 있다. 건물 같은 실내뿐만 아니라 실외에서, 기존의 기지국 및 이동통신용 중계기로부터 거리가 멀거나 지형지물에 의해 전파가 잘 전달되지 않는 음영지역이 발생하는데, 고객들의 요구와 항의를 해소하고자 각 통신사들은 이러한 음영지역에 기지국 및 이동통신용 중계기를 추가로 설치하고 있다.

기지국 및 이동통신 중계기에 구성요소인 안테나는 전파를 송수신하는 핵심적인 장치이다. 안테나는 정확한 전파 송수신이 중요할 뿐만 아니라, 모바일 기기의 보편화로 어디서나 설치 가능한 안테나가 요구되고 있다. 따라서 안테나의 경박단소(輕薄短小)를 위해 안테나를 구성하는 방사소자의 형태, 기능, 전파방향 설정, 회로 및 기구 구조는 매우 중요하다.

일반적으로 사용되는 안테나는 다이폴 안테나로써 두 개의 서로 다른 극의 도선을 구부려서 전체 길이를 λ/2 가 되도록 방사소자를 만들어, 전방향으로 전파를 방사한다. 이때, 방사소자의 급전과정에서 발룬(balun; balance to unbalance transformer)은 2개의 도체선을 통해 공급되는 신호를 매칭시키는 임피던스 정합의 역할과, 한쪽의 도체선을 그라운드로 만들고 나머지 금속선에 신호정보를 형성하는 부조화신호(unbalanced signals) 구성역할을 담당한다. 발룬은 전술된 역할을 담당하는 회로 및 기구를 통칭하는 것으로 안테나 설계에 영향을 미친다.

여기서 이중 편파 안테나는 수직 편파 또는 수평 편파와 같은 단일 편파를 갖는 일반 안테나에 비하여, 경사진 각도의 편파를 2개 갖는 안테나로서, 이동통신 시스템 내 기지국의 수신 경로 이중화 구현을 위한 안테나로 이용되고 있다.

특히 인쇄회로기판을 이용한 이중 편파 안테나는 수직 편파와 수평 편파를 구현하기 위한 복수의 급전 케이블과 복수의 발룬을 이용한 급전 구조를 구비한다. 급전 구조는 상호 간에 서로 직교하는 두 개의 급전 선로가 서로 접속되지 않도록 하기 위해서, 별도의 급전용 인쇄회로기판을 사용하거나 에어 브릿지를 사용한다.

이와 같이 종래의 이중 편파 안테나의 급전 구조는 별도의 급전용 인쇄회로기판이나 에어 브릿지를 필요로 하기 때문에, 부품수가 증가하고 그에 따른 제조 공정이 증가하여 제조비용이 증가할 수 있다.

이러한 문제를 해소하기 위해서, 서로 직교하는 두 개의 급전 선로를 비아 홀을 이용하여 연결하는 방법이 사용되고 있다. 하지만, 급전 케이블이 접합되는 인쇄회로기판의 하부면에 급전 케이블의 심선과 접지선을 동시에 납땜할 수 없기 때문에, 급전 케이블과 발룬이 각각 삽입되는 심선 홀과 발룬 홀 이외에, 서로 직교하는 두 개의 급전 선로가 만나는 것을 우회하기 위한 우회 홀을 포함하는 비아 홀을 형성하고, 그에 따른 급전 선로를 형성함으로써 인쇄회로기판의 회로 배선이 복잡해지는 문제점을 안고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 급전 구조를 개선하여 인쇄회로기판의 회로 배선을 단순화할 수 있는 이중 편파 다이폴 안테나를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기판 몸체, 방사 패턴, 급전용 배선 패턴, 제1 급전 케이블 연결 단자 및 제2 급전 케이블 연결 단자를 포함하는 이중 편파 다이폴 안테나용 인쇄회로기판을 제공한다. 절연성의 상기 기판 몸체는 상부면과 하부면을 갖는다. 상기 방사 패턴은 상기 기판 몸체의 상부면에 형성되어 이중 편파를 형성한다. 상기 급전용 배선 패턴은 기판 몸체의 중심 부분에 형성되며, 제1 심선 홀, 제1 발룬 홀, 제1 급전 선로, 제1 접지 패턴, 제2 심선 홀, 제2 발룬 홀, 제2 급전 선로 및 제2 접지 패턴을 포함한다. 상기 제1 심선 홀은 상기 기판 몸체를 관통하여 형성되며 제1 급전 케이블의 제1 심선이 삽입되어 접합된다. 상기 제1 발룬 홀은 상기 제1 심선 홀과 마주보는 쪽에 상기 기판 몸체를 관통하여 형성되며 제1 발룬 케이블이 삽입되어 접합된다. 상기 제1 급전 선로는 상기 기판 몸체의 하부면에 형성되며, 상기 제1 심선 홀과 제1 발룬 홀을 연결한다. 상기 제1 접지 패턴은 상기 기판 몸체의 하부면에 형성되며, 상기 제1 심선 홀의 둘레에 형성되며, 상기 제1 급전 선로가 인출된 방향으로 개방되어 있으며, 제1 급전 케이블 연결 단자가 접합되어 접지된다. 상기 제2 심선 홀은 상기 기판 몸체를 관통하여 형성되며 제2 급전 케이블의 제2 심선이 삽입되어 접합된다. 상기 제2 발룬 홀은 상기 제2 심선 홀과 마주보는 쪽에 상기 기판 몸체를 관통하여 형성되며 제2 발룬 케이블이 삽입되어 접합된다. 상기 제2 급전 선로는 상기 기판 몸체의 상부면에 형성되며, 상기 제2 심선 홀과 제2 발룬 홀을 연결한다. 상기 제2 접지 패턴은 상기 기판 몸체의 하부면에 형성되며, 상기 제2 심선 홀의 둘레에 형성되며, 제2 급전 케이블 연결 단자가 접합되어 접지된다. 상기 제1 급전 케이블 연결 단자는 양쪽이 개방된 관형으로 상기 제1 급전 케이블이 삽입되어 상기 제1 급전 케이블의 제1 접지선이 접합되고, 하부는 상기 제1 접지 패턴에 접합되며, 상기 제1 급전 선로가 인출되는 방향으로 상기 제1 급전 선로에서 이격되게 홈이 형성된다. 그리고 상기 제2 급전 케이블 연결 단자는 양쪽이 개방된 관형으로 상기 제2 급전 케이블이 삽입되어 상기 제2 급전 케이블의 제2 접지선이 접합되고, 하부는 상기 제2 접지 패턴에 접합된다. 이때 상기 방사 패턴은 상기 제1 접지 패턴, 상기 제1 발룬 홀, 상기 제2 접지 패턴 및 상기 제2 발룬 홀에 각각 연결되어 폐곡선을 이루도록 독립적으로 상기 기판 몸체의 상부면에 형성된다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판에 있어서, 상기 제1 및 제2 급전 케이블 연결 단자는 하부에 복수의 접속 핀이 형성될 수 있다. 이때 상기 제1 및 제2 접지 패턴에는 상기 복수의 접속 핀에 대응되게 상기 기판 몸체를 관통하여 접속 홀이 형성되어 있다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판에 있어서, 상기 제1 급전 케이블 연결 단자의 홈은 상기 제1 급전 선로와 이웃하는 두 개의 접속 핀 사이에 형성되며, 상기 두 개의 접속 핀은 상기 제1 급전 선로에서 이격되어 있다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판에 있어서, 상기 제1 급전 케이블 연결 단자는 상기 제1 급전 선로와 이웃하는 두 개의 접속 핀 사이에 제1 홈이 형성되고, 상기 제1 홈의 반대쪽에 제2 홈이 형성되어 있다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판에 있어서, 상기 제1 급전 케이블 연결 단자는 단자 몸체와 복수의 접속 핀을 포함한다. 상기 단자 몸체는 양쪽이 개방되는 관형으로 상단에 상기 제1 급전 케이블의 제1 접지선이 걸리는 걸림턱이 형성되어 있고, 하부에 제1 급전 선로가 인출되는 방향으로 제1 급전 선로에서 이격되게 홈이 형성된다. 그리고 상기 복수의 접속 핀은 상기 단자 몸체의 하부에 형성되며, 상기 제1 접지 패턴에 형성되는 복수의 제1 접속 홀에 삽입되어 접합된다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판에 있어서, 상기 제1 급전 선로 및 제2 급전 선로는 상기 기판 몸체를 사이에 두고 서로 직교하게 형성된다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판에 있어서, 상기 방사 패턴은 상기 기판 몸체의 상부면에 상기 제1 심선 홀을 둘러싸는 형태로 형성되며, 상기 제1 급전 케이블 연결 단자가 접합되어 (-) 전류가 인가되는 제1-1 접지 패턴을 포함한다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판에 있어서, 상기 방사 패턴은 상기 기판 몸체의 상부면에 형성되며, 상기 제2 심선 홀의 둘레에 형성되며, 상기 제2 급전 선로가 인출된 방향으로 개방되어 있으며, 상기 제2 급전 케이블 연결 단자가 접합되어 (-) 전류가 인가되는 제2-1 접지 패턴을 포함한다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판에 있어서, 상기 방사 패턴은 상기 기판 몸체의 상부면에 형성된 상기 제1-1 접지 패턴, 상기 제1 발룬 홀, 상기 제2-1 접지 패턴 및 상기 제2 발룬 홀에 각각 연결되어 폐곡선을 이루도록 독립적으로 상기 기판 몸체의 상부면에 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판에 있어서, 상기 방사 패턴은 제1 내지 제4 방사 패턴을 포함한다. 상기 제1 방사 패턴은 상기 기판 몸체의 상부면의 제1-1 접지 패턴에서 분기되어 폐곡선을 형성한다. 상기 제2 방사 패턴은 상기 기판 몸체의 상부면의 제1 발룬 홀에서 분기되어 폐곡선을 형성하며, 상기 제1 방사 패턴과 마주보게 형성된다. 상기 제3 방사 패턴은 상기 기판 몸체의 상부면의 제2-1 접지 패턴에서 분기되어 폐곡선을 형성하며, 상기 제1 및 제2 방사 패턴과 이웃하게 형성된다. 그리고 상기 제4 방사 패턴은 상기 기판 몸체의 상부면의 제2 발룬 홀에서 분기되어 폐곡선을 형성하며, 상기 제3 방사 패턴과 마주보게 형성되며, 상기 제1 및 제2 방사 패턴과 이웃하게 형성된다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판에 있어서, 상기 기판 몸체는 사각판이며, 상기 제1 내지 제4 방사 패턴은 상기 기판 몸체의 중심에 대해서 각각 사각으로 형성되는 다이폴 안테나를 포함한다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판에 있어서, 상기 제1 내지 제4 방사 패턴은 각각은 급전 서로 패턴과 다이폴 안테나를 포함한다. 상기 급선 선로 패턴은 상기 제1-1 접지 패턴, 상기 제1 발룬 홀, 상기 제2-1 접지 패턴 및 상기 제2 발룬 홀에서 각각 분기된 한 쌍의 수직 선로와, 상기 한 쌍의 수직 선로에서 내측으로 분기된 분기 선로를 갖는다. 그리고 상기 다이폴 안테나는 상기 한 쌍의 수직 선로의 양단을 연결하여 폐곡선을 형성하며, 상기 분기 선로가 연결된다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판에 있어서, 상기 다이폴 안테나는 상기 한 쌍의 수직 선로에 대응되게 한 쌍의 수직 패턴으로 형성되어 상기 한 쌍의 수직 선로의 양단에 연결될 수 있다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판에 있어서, 상기 다이폴 안테나는 상기 한 쌍의 수직 패턴이 교차하는 지점에 형성되며, 상기 기판 몸체의 모서리 부분에 형성되는 사각 패턴을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판에 있어서, 이중 편파 다이폴 안테나의 CPR(cross polarization ratio; 교차편파비) 모양이 주파수 별로 동일하는 변할 수 있다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판에 있어서, 상기 기판 몸체의 상부면에 형성된 제1 심선 홀과 상기 제1 발룬 홀은 상기 제2 급전 선로를 사이에 두고 이격되어 있다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판에 있어서, 상기 기판 몸체의 하부면에 형성된 제2 심선 홀과 상기 제2 발룬 홀은 상기 제1 급전 선로를 사이에 두고 이격되어 있다.

본 발명은 또한, 제1 급전 케이블, 제1 발룬 케이블, 제2 급전 케이블, 제2 발룬 케이블 및 전술된 인쇄회로기판을 포함한다. 상기 제1 급전 케이블은 제1 급전 신호를 인가한다. 상기 제1 발룬 케이블은 상기 제1 급전 케이블과 마주보게 위치하며 발룬 기능을 한다. 상기 제2 급전 케이블은 제2 급전 신호를 인가한다. 상기 제2 발룬 케이블은 상기 제2 급전 케이블과 마주보게 위치하며 발룬 기능을 한다. 그리고 상기 인쇄회로기판은 하부면에 상기 제1 급전 케이블, 상기 제2 급전 케이블, 상기 제1 발룬 케이블 및 상기 제2 발룬 케이블이 삽입되어 접합되며, 상부면에 복수의 다이폴 안테나를 구비하여 상기 제1 급전 신호를 제1 편파로 복사하고, 상기 제2 급전 신호에 따라 상기 제1 편파에 수직한 제2 편파를 복수하는 방사 패턴을 구비한다.

본 발명에 따른 이중 편파 다이폴 안테나에 있어서, 상기 제1 심선 홀, 상기 제2 심선 홀, 상기 제1 발룬 홀, 상기 제2 발룬 홀을 통하여 상기 인쇄회로기판의 상부면으로 돌출된 상기 제1 심선, 상기 제2 심선, 상기 제1 발룬 케이블 및 상기 제2 발룬 케이블 부분이 상기 인쇄회로기판의 상부면에서 납땜된다.

본 발명에 따른 이중 편파 다이폴 안테나에 있어서, 상기 제1 급전 케이블 연결 단자에 삽입되는 상기 제1 급전 케이블의 일단부는, 상기 제1 접지선과, 상기 제1 접지선 밖으로 돌출된 제1 절연체와, 상기 제1 절연체에서 돌출되어 상기 제1 심선 홀에 삽입되는 제1 심선을 포함하며, 상기 제1 접지선과 상기 제1 심선 사이에 상기 제1 절연체가 노출되어 있다.

본 발명에 따른 이중 편파 다이폴 안테나에 있어서, 상기 제1 급전 케이블 연결 단자에 삽입되는 상기 제1 급전 케이블의 일단부의 상기 제1 절연체가 상기 제1 급전 케이블 연결 단자 사이에 노출된 상기 기판 몸체의 하부면에 접촉할 수 있다.

본 발명에 따른 이중 편파 다이폴 안테나에 있어서, 상기 제1 급전 케이블 연결 단자는 단자 몸체와 복수의 접속 핀을 포함한다. 상기 단자 몸체는 양쪽이 개방되는 관형으로 상단에 상기 제1 급전 케이블의 제1 접지선이 걸리는 걸림턱이 형성되어 있고, 하부에 제1 급전 선로가 인출되는 방향으로 제1 급전 선로에서 이격되게 홈이 형성된다. 그리고 상기 복수의 접속 핀은 상기 단자 몸체의 하부에 형성되며, 상기 제1 접지 패턴에 형성된 복수의 제1 접속 홀에 삽입되어 접합된다.

그리고 본 발명에 따른 이중 편파 다이폴 안테나는, 상기 인쇄회로기판의 하부에 위치하며, 삽입되는 상기 제1 급전 케이블, 상기 제2 급전 케이블, 상기 제1 발룬 케이블 및 상기 제2 발룬 케이블을 지지하며, 상기 제1 및 제2 접지선이 접합되는 전기 전도성을 갖는 지지판을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 이중 편파 다이폴 안테나는 급전 케이블용 연결 단자를 이용함으로써, 급전 구조를 단순화할 수 있다. 즉 급전 케이블용 연결 단자를 사용함으로써, 급전 케이블이 접합되는 인쇄회로기판의 하부면에 급전 케이블의 심선과 접지선의 연결에 필요한 급전용 배선 패턴을 단순화할 수 있다. 이로 인해 제1 급전 케이블의 심선이 삽입되는 제1 심선 홀에 대응되는 제1 발룬 홀을 인쇄회로기판의 일면에 형성된 제1 급전 선로로 직접 연결하고, 제2 급전 케이블의 심선이 삽입되는 제2 심선 홀에서 대응되는 제1 발룬 홀을 인쇄회로기판의 타면에 형성된 제2 급전 선로로 직접 연결할 수 있다. 제1 급전 선로와 제2 급전 선로는 서로 교차하지만, 인쇄회로기판의 기판 몸체에 서로 분리할 수 있다.

따라서 종래와 같이 비아 홀을 이용하여 급전 구조를 구현할 때 필요했던 우회로를 제거할 수 있기 때문에, 급전 구조의 회로 배선을 단순화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나를 보여주는 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 이중 편파 다이폴 안테나를 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 1의 인쇄회로기판의 하부면을 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 1의 인쇄회로기판의 상부면을 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 1의 급전 케이블 연결 단자를 보여주는 사시도이다.
도 7은 제1 급전 케이블 연결 단자를 매개로 제1 급전 케이블을 인쇄회로기판의 하부면에 접합하는 상태를 보여주는 사시도이다.
도 8은 제1 급전 케이블이 제1 급전 케이블 연결 단자를 매개로 인쇄회로기판에 접합된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 9는 도 8의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 제1 급전 홀에 제1 급전 신호가 인가된 경우의 이중 편파 다이폴 안테나의 동작을 나타내는 평면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 제2 급전 홀에 제2 급전 신호가 인가된 경우의 이중 편파 다이폴 안테나의 동작을 나타내는 평면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나를 보여주는 도면이다.
도 13은 비교예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 +45도의 제1 편파의 패턴 데이터를 보여주는 그래프이다.
도 14는 비교예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 ??45도의 제2 편파의 패턴 데이터를 보여주는 그래프이다.
도 15는 비교예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 에스-파라미터 데이터를 보여주는 그래프이다.
도 16은 비교예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 게인을 보여주는 그래프이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 +45도의 제1 편파의 패턴 데이터를 보여주는 그래프이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 ??45도의 제2 편파의 패턴 데이터를 보여주는 그래프이다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 에스-파라미터 데이터를 보여주는 그래프이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 게인을 보여주는 그래프이다.
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나를 보여주는 평면도이다.
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 +45도의 제1 편파의 패턴 데이터를 보여주는 그래프이다.
도 23은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 ??45도의 제2 편파의 패턴 데이터를 보여주는 그래프이다.
도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 에스-파라미터 데이터를 보여주는 그래프이다.
도 25는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 게인을 보여주는 그래프이다.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나를 보여주는 분해 사시도이다. 도 2 및 도 3은 도 1의 이중 편파 다이폴 안테나를 보여주는 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나(100)는 급전부(10)와, 제1 및 제2 급전 케이블 연결 단자(70,80)가 접합된 인쇄회로기판(20)을 포함한다.

급전부(10)는 인쇄회로기판(20)에 형성되는 방사 패턴(40)에 급전 신호를 인가하여 이중 편파가 방사될 수 있도록 한다. 여기서 급전부(10)는 제1 급전 케이블(11), 제1 발룬 케이블(15), 제 2 급전 케이블(13) 및 제2 발룬 케이블(17)을 포함하며, 복수의 급전 케이블(11,13) 및 복수의 발룬 케이블(15,17)을 지지하는 지지판(19)을 더 포함한다.

그리고 인쇄회로기판(20)은 급전부(10)로부터 급전 신호를 인가 받아 이중 편파를 형성하는 방사 패턴(40)을 포함하는 회로 배선 패턴(21)이 형성되어 있다. 회로 배선 패턴(21)은 인쇄회로기판(20)의 상부면(31)에 형성되어 이중 편파를 형성하는 방사 패턴(40)과, 하부면(33)을 통하여 급전부(10)로부터 급전 신호를 전달받아 상부면(31)의 방사 패턴(40)으로 급전 신호를 전달하는 급전용 배선 패턴(50)을 포함한다. 방사 패턴(40)은 인쇄회로기판(20)의 상부면(31)에 독립적으로 형성된 제1 내지 제4 방사 패턴(40a,40b,40c,40d)을 포함한다.

여기서 인쇄회로기판(20)의 하부면(33)에 형성된 급전용 배선 패턴(50)에는 제1 및 제2 급전 케이블(11,13)과, 제1 및 제2 발룬 케이블(15,17)이 접합되어 전기적으로 연결된다. 이때 제1 및 제2 급전 케이블(11,13)은 제1 및 제2 급전 케이블 연결 단자(70,80)를 매개로 급전용 배선 패턴(50)에 접합됨으로써, 제1 및 제2 급전 케이블(11,13)의 제1 및 제2 접지선(11c,13c)은 제1 및 제2 급전 케이블 연결 단자(70,80)에 접합된다. 또한 제1 급전 케이블 연결 단자(70)는 제1 급전 케이블(11)의 제1 심선(11a)과 제1 발룬 케이블(15)을 연결하며 인쇄회로기판(20)의 하부면(33)에 형성되는 급전용 배선 패턴(50)이 통과할 수 있는 홈(79)이 형성되어 있기 때문에, 접합된 제1 급전 케이블(11)의 제1 접지선(11c)에 대해서 제1 급전 케이블(11)의 제1 심선(11a)은 제1 급전 케이블 연결 단자(70)의 홈(79)을 통과하는 인쇄회로기판(20)의 하부면(33)에 형성된 급전용 배선 패턴(50)을 통하여 제1 발룬 케이블(15)에 직접 연결된다. 그리고 접합된 제2 급전 케이블(13)의 제2 접지선(13c)에 대해서 제2 급전 케이블(13)의 제2 심선(13a)은 인쇄회로기판(20)의 상부면(31)에 형성된 급전용 배선 패턴(50)을 통하여 제2 발룬 케이블(80)에 직접 연결된다.

이와 같이 본 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나(100)는 제1 및 제2 급전 케이블 연결 단자(70,80)를 사용함으로써, 급전 구조를 형성하는 회로 배선을 단순화할 수 있다. 즉 제1 급전 케이블 연결 단자(70)를 사용함으로써, 제1 급전 케이블(11)을 접지시키는 급전용 배선 패턴 부분과, 제1 급전 케이블(11)의 제1 심선(11a)과 제1 발룬 케이블(15)을 우회 홀을 사용하지 않더라도 급전용 배선 패턴 부분을 통하여 직접 연결할 수 있기 때문에, 급전 구조를 형성하는 회로 배선을 단순화할 수 있다.

이와 같은 본 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나(100)에 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

급전부(10)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 이중 편파를 형성할 수 있도록 인쇄회로기판(20)에 제1 및 제2 급전 신호를 인가하는 부분으로서, 제1 급전 케이블(11), 제1 발룬 케이블(15), 제 2 급전 케이블(13), 제2 발룬 케이블(17) 및 지지판(19)을 포함한다.

제1 급전 케이블(11)은 제1 급전 신호를 인쇄회로기판(20)의 방사 패턴(40)으로 인가한다. 제2 급전 케이블(13)은 제2 급전 신호를 인쇄회로기판(20)의 방사 패턴(40)으로 인가한다. 제1 및 제2 급전 케이블(11,13)로는 심선(11a,13a)과, 심선(11a,13a)을 둘러싸는 절연체(11b,13b), 절연체(11b,13b)를 둘러싸는 접지선(11c,13c) 및 접지선(11c,13c)을 둘러싸는 외부피복(11d,13d)을 포함하는 동축 케이블이 사용될 수 있다. 이때 인쇄회로기판(20)의 하부면(33)에 접합되는 제1 및 제2 급전 케이블(11,13)의 일단부에는 접지선(11c,13c)이 외부로 노출되어 있고, 노출된 접지선(11c,13c)에 대해서 돌출되어 절연체(11b,13b)가 노출되어 있고, 절연체(11b,13b) 밖으로 심선(11a,13a)이 돌출되어 있다.

제1 발룬 케이블(15)은 제1 급전 케이블(11)과 마주보게 위치하며 발룬 기능을 수행한다. 제2 발룬 케이블(17)은 제2 급전 케이블(13)과 마주보게 위치하며 발룬 기능을 수행한다. 이때 제1 및 제2 발룬 케이블(15,17)로는 구리 소재의 막대가 사용될 수 있다.

이러한 제1 및 제2 급전 케이블(11,13)과, 제1 및 제2 발룬 케이블(15,17)은 지지판(19)을 매개로 서로 전기적으로 연결되면서 고정된다. 지지판(19)은 전기 전도성을 가지며, 인쇄회로기판(20)의 하부에 위치하고, 삽입되는 제1 및 제2 급전 케이블(11,13), 제1 및 제2 발룬 케이블(15,17)을 지지하며, 제1 및 제2 접지선(11c,13c)이 접합된다. 이때 지지판(19)으로는 전기 전도성이 양호한 구리 소재의 판이 사용될 수 있다.

제1 심선 홀(51), 제2 심선 홀(61), 제1 발룬 홀(53), 제2 발룬 홀(63)을 통하여 인쇄회로기판(20)의 상부면(31)으로 돌출된 제1 심선(11a), 제2 심선(13a), 제1 발룬 케이블(15) 및 제2 발룬 케이블(17) 부분이 인쇄회로기판(20)의 상부면(31)에서 납땜되어 접합된다.

인쇄회로기판(20)은, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 기판 몸체(30), 기판 몸체(30)에 형성된 회로 배선 패턴(21), 제1 및 제2 급전 케이블 연결 단자(70,80)를 포함한다. 여기서 도 4는 도 1의 인쇄회로기판(20)의 하부면(33)을 보여주는 평면도이다. 도 5는 도 1의 인쇄회로기판(20)의 상부면(31)을 보여주는 평면도이다. 그리고 도 6은 도 1의 제1 급전 케이블 연결 단자(70)를 보여주는 사시도이다.

기판 몸체(30)는 상부면(31)과, 상부면(31)에 반대되는 하부면(33)을 가지며, 절연성 소재로 제조될 수 있다. 기판 몸체(30)의 소재로는 플라스틱, 에폭시, FR4, 테프론, 플렉서블 필름, 세라믹 등이 사용될 수 있다. 이러한 기판 몸체(30)는 원판 형태로 제조된 예를 개시하였지만, 삼각, 사각, 오각, 육각 등과 같은 다각형, 또는 타원 등의 다양한 형태로 제조될 수 있다.

회로 배선 패턴(21)은 기판 몸체(30)의 상부면(31)에 형성된 방사 패턴(40)과, 기판 몸체(30)에 형성된 급전용 배선 패턴(50)을 포함한다. 회로 배선 패턴(21)의 소재로는 구리, 알루미늄 소재 등과 같이 금속 소재가 사용될 수 있다.

방사 패턴(40)은 기판 몸체(30)의 상부면(31)에 형성되어 이중 편파를 형성한다. 즉 방사 패턴(40)은 제1 급전 신호를 인가 받아 제1 편파로 복사하고, 제2 급전 신호를 인가 받아 제1 편파에 수직한 제2 편파를 복사한다.

급전용 배선 패턴(21)은 기판 몸체(30)의 중심 부분에 형성되며, 제1 심선 홀(51), 제1 발룬 홀(53), 제1 급전 선로(55), 제1 접지 패턴(57), 제2 심선 홀(61), 제2 발룬 홀(63), 제2 급전 선로(65) 및 제2 접지 패턴(67)을 포함한다. 여기서 제1 심선 홀(51), 제1 발룬 홀(53), 제2 심선 홀(61) 및 제2 발룬 홀(63)은 비아 홀로 형성되며, 기판 몸체(30)의 상부면(31)과 하부면(33)에 각각 링 형태의 패턴 부분을 포함한다.

제1 심선 홀(51)은 기판 몸체(30)를 관통하여 형성되며 제1 급전 케이블(11)의 제1 심선(11a)이 삽입되어 접합된다. 제1 발룬 홀(15)은 제1 심선 홀(11)과 마주보는 쪽에 기판 몸체(30)를 관통하여 형성되며, 제1 발룬 케이블(15)이 삽입되어 접합된다. 제1 급전 선로(55)는 기판 몸체(30)의 하부면(33)에 형성되며, 제1 심선 홀(51)과 제1 발룬 홀(53)을 연결한다. 제1 접지 패턴(57)은 기판 몸체(30)의 하부면(33)에 형성되며, 제1 심선 홀(51)의 둘레에 형성되고, 제1 급전 선로(55)가 인출된 방향으로 개방되어 있으며, 제1 급전 케이블 연결 단자(70)가 접합되어 접지된다. 여기서 도면부호 57a는 제1 접지 패턴(57)에 형성된 개방부를 나타낸다.

제2 심선 홀(61)은 기판 몸체(30)를 관통하여 형성되며 제2 급전 케이블(63)의 제2 심선(13a)이 삽입되어 접합된다. 제2 발룬 홀(63)은 제2 심선 홀(61)과 마주보는 쪽에 기판 몸체(30)를 관통하여 형성되며 제2 발룬 케이블(15)이 삽입되어 접합된다. 제2 급전 선로(65)는 기판 몸체(30)의 상부면(31)에 형성되며, 제2 심선 홀(61)과 제2 발룬 홀(63)을 연결한다. 그리고 제2 접지 패턴(65)은 기판 몸체(30)의 하부면(33)에 형성되며, 제2 심선 홀(61)의 둘레에 형성되고, 제2 급전 케이블 연결 단자(80)가 접합되어 접지된다.

이와 같이 제1 심선 홀(51), 제1 발룬 홀(53), 제2 심선 홀(61) 및 제2 발룬 홀(63)은 기판 몸체(30)의 중심 부분에서 정사각의 꼭지점 상에 배치될 수 있고, 제1 심선 홀(51)과 제1 발룬 홀(53), 제2 심선 홀(61) 및 제2 발룬 홀(63)은 서로 마주 보게 대각선 상에 배치될 수 있다. 이로 인해 제1 급전 선로(55)와 제2 급전 선로(65)는 기판 몸체(30)를 사이에 두고 서로 직교하게 하부면(33)과 상부면(31)에 형성된다.

이때 기판 몸체(30)의 하부면(33)을 통하여 제1 심선 홀(51)과 제1 발룬 홀(53)을 직접 제1 급전 선로(55)로 연결할 수 있도록, 기판 몸체(30)의 하부면(33)에 제1 심선 홀(51)은 원형으로 형성되고, 제1 접지 패턴(57)은 제1 급전 선로(55)가 인출되는 방향 쪽이 개방된 원형 고리 형태로 형성된다. 또한 기판 몸체(30)의 하부면(33)에 제2 심선 홀(61)은 원형으로 형성되고, 제2 접지 패턴(67)은 제2 심선 홀(61)을 둘러싸는 원형 고리 형태로 형성될 수 있다. 제1 급전 선로(57)를 사이에 두고 기판 몸체(30)의 하부면(33)에 형성된 제2 심선 홀(61)과 제2 발룬 홀(63)이 서로 이격되어 있다.

기판 몸체(30)의 상부면(31)을 통하여 제2 심선 홀(61)과 제2 발룬 홀(63)을 직접 제2 급전 선로(65)로 연결할 수 있도록, 기판 몸체(30)의 상부면(31)에 제2 심선 홀(61)은 원형으로 형성되고, 제2-1 접지 패턴(69)은 제2 급전 선로(65)가 인출되는 방향 쪽이 개방된 원형 고리 형태로 형성된다. 기판 몸체(30)의 상부면(31)에 제1 심선 홀(61)은 원형으로 형성되고, 제1-1 접지 패턴(59)은 제1 심선 홀(51)을 둘러싸는 원형 고리 형태로 형성될 수 있다. 제2 급전 선로(65)를 사이에 두고 기판 몸체(30)의 상부면(31)에 형성된 제1 심선 홀(51)과 제1 발룬 홀(53)이 서로 이격되어 있다. 여기서 도면부호 69a는 제2-1 접지 패턴(69)에 형성된 개방부를 나타낸다.

방사 패턴(40)은 제1 접지 패턴(57), 제1 발룬 홀(53), 제2 접지 패턴(67) 및 제2 발룬 홀(63)에 각각 연결되어 독립적으로 폐곡선을 이루도록 기판 몸체(30)의 상부면(31)에 형성된다. 방사 패턴(40)은 기판 몸체(30)의 상부면(31)에 제1 심선 홀(51)을 둘러싸는 형태로 형성되며, 제1 급전 케이블 연결 단자(70)가 접합되어 (-) 전류가 인가되는 제1-1 접지 패턴(59)을 포함한다. 방사 패턴(40)은 또한 기판 몸체(30)의 상부면(31)에 형성되며, 제2 심선 홀(61)의 둘레에 형성되며, 제2 급전 선로(65)가 인출된 방향으로 개방되어 있으며, 제2 급전 케이블 연결 단자(80)가 접합되어 (-) 전류가 인가되는 제2-1 접지 패턴(69)을 포함한다. 방사 패턴(40)은 기판 몸체(30)의 상부면(31)에 형성된 제1 발룬 홀(53), 제2 발룬 홀(63), 제1-1 접지 패턴(59) 및 제2-1 접지 패턴(69)에 각각 연결되어 폐곡선을 이루도록 독립적으로 기판 몸체(30)의 상부면(31)에 형성된다.

이러한 방사 패턴(40)은 제1 방사 패턴(40a), 제2 방사 패턴(40b), 제3 방사 패턴(40c) 및 제4 방사 패턴(40d)을 포함할 수 있다. 제1 방사 패턴(40a)은 기판 몸체(30)의 상부면(31)의 제1-1 접지 패턴(59)에서 분기되어 폐곡선을 형성한다. 제2 방사 패턴(40b)는 기판 몸체(30)의 상부면(31)의 제1 발룬 홀(53)에서 분기되어 폐곡선을 형성하며, 제1 방사 패턴(40a)과 마주보게 형성된다. 제3 방사 패턴(40c)은 기판 몸체(30)의 상부면(31)의 제2-1 접지 패턴(69)에서 분기되어 폐곡선을 형성하며, 제1 및 제2 방사 패턴(40a,40b)과 이웃하게 형성된다. 그리고 제4 방사 패턴(40d)은 기판 몸체(30)의 상부면(31)의 제2 발룬 홀(63)에서 분기되어 폐곡선을 형성하며, 제3 방사 패턴(40c)과 마주보게 형성되며, 제1 및 제2 방사 패턴(40a,40b)와 이웃하게 형성된다.

이때 기판 몸체(30)가 사각이기 때문에, 제1 내지 제4 방사 패턴(40a,40b,40c,40d)은 기판 몸체(30)의 중심에 대해서 각각 사각으로 형성되는 다이폴 안테나(47)를 포함할 수 있다.

이러한 제1 내지 제4 방사 패턴(40a,40b,40c,40d)은 각각, 급전 선로 패턴(41)과 다이폴 안테나(47)를 포함한다. 급전 선로 패턴(41)은 제1 발룬 홀(53), 제2 발룬 홀(63), 제2-1 접지 패턴(69) 및 제1-1 접지 패턴(59)에서 각각 분기된 한 쌍의 수직 선로(43)와, 한 쌍의 수직 선로(43)에서 내측으로 분기된 분기 선로(45)를 갖는다. 그리고 다이폴 안테나(47)는 한 쌍의 수직 선로(43)의 양단을 연결하여 폐곡선을 형성하며, 분기 선로(45)가 연결된다. 이러한 다이폴 안테나(47)는 한 쌍의 수직 선로(43)에 대응되게 한 쌍의 수직 패턴(46,48)으로 형성되어 한 쌍의 수직 선로(43)의 양단에 연결될 수 있다.

제1 내지 제4 방사 패턴(40a,40b,40c,40d)은 이중 편파를 형성할 수 있도록, 기판 몸체(30)의 중심 부분에서 서로 대칭되게 형성된다. 제1 내지 제4 방향 패턴(40a,40b,40c,40d)은 기판 몸체(30)의 중심에 대해서 기판 몸체(30)의 상부면(31)을 4등분하는 영역에 각각 형성된다.

제1 및 제2 급전 케이블 연결 단자(70,80)에 대해서 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 7은 제1 급전 케이블 연결 단자(70)를 매개로 제1 급전 케이블(11)을 인쇄회로기판(30)의 하부면(33)에 접합하는 상태를 보여주는 사시도이다. 도 8은 제1 급전 케이블(11)이 제1 급전 케이블 연결 단자(70)를 매개로 인쇄회로기판(30)에 접합된 상태를 보여주는 사시도이다. 그리고 도 9는 도 8의 단면도이다.

제1 및 제2 급전 케이블 연결 단자(70,80)는 각각 단자 몸체(71)와 복수의 접속 핀(77)을 포함하며, 전기 전도성을 갖는 금속 소재로 제조될 수 있다. 단자 몸체(71)는 양쪽이 개방되는 관형으로 상단부에 제1 급전 케이블(11)의 제1 접지선(11c)이 걸리는 걸림턱(75)이 형성되어 있다. 단자 몸체(71)는 하부에 제1 급전 선로(55)가 인출되는 방향으로 제1 급전 선로(55)에서 이격되게 홈(79)이 형성되어 있다. 그리고 복수의 접속 핀(77)은 단자 몸체(71)의 하부에 형성되며, 제1 접지 패턴(57)에 형성된 복수의 제1 접속 홀(58)에 삽입되어 접합된다.

이때 제1 및 제2 급전 케이블 연결 단자(70,80)가 설치되는 제1 및 제2 접지 패턴(57,67)에는 복수의 접속 핀(77)에 대응되게 기판 몸체(30)를 관통하여 접속 홀(59,69)이 형성되어 있다.

제1 및 제2 급전 케이블 연결 단자(70,80)는 복수의 접속 핀(77) 사이의 단자 몸체(71)의 하부가 접지 패턴(57,67)에 접촉된 상태에서 납땜된다. 이때 제1 급전 케이블 연결 단자(70)의 홈(79)은 제1 급전 선로(55)와 이웃하는 두 개의 제1 접속 핀(77a) 사이에 형성될 수 있으며, 두 개의 제1 접속 핀(77a)은 제1 급전 선로(55)에서 이격되어 있다. 제1 급전 케이블 연결 단자(70)는 제1 급전 선로(55)와 이웃하는 두 개의 제1 접속 핀(77a) 사이에 제1 홈(79a)이 형성되고, 제1 홈(79a)의 반대쪽에 제2 홈(79b)이 형성되어 있다. 제2 홈(79b)의 양쪽에 두 개의 제2 접속 핀(77b)이 형성될 수 있다. 제1 및 제2 접속 핀(77a,77b) 사이의 하부가 접지 패턴(57,67)에 접촉된 상태에서 납땜된다. 즉 제1 급전 케이블 연결 단자(70)는 적어도 제1 홈(79a)을 형성하는 두 개의 제1 접속 핀(77a)과, 제2 홈(79b)을 형성하는 제2 접속 핀(77b)을 포함할 수 있다.

이와 같이 제1 급전 케이블 연결 단자(70)에 제1 홈(79a)과 제2 홈(79b)을 형성한 이유는 다음과 같다. 실제 인쇄회로기판(20)의 제조에 있어서 제1 급전 케이블 연결 단자(70)에서 필요한 것은 제1 홈(79a)이다. 하지만 제1 급전 케이블 연결 단자에 제1 홈만 형성된 경우, 제1 급전 케이블 연결 단자를 기판 몸체의 제1 접속 홀에 삽입하여 설치하는 과정에서 제1 홈이 형성된 부분이 제1 급전 선로가 형성된 방향의 반대 방향에 위치하여 삽입되는 문제가 발생될 수 있다. 따라서 제1 홈만 형성되어 있는 경우, 작업자가 일일이 제1 홈의 형성 방향을 확인하여 제1 급전 케이블 연결 단자를 기판 몸체를 설치해야 하기 때문에, 작업성과 더불어 생산성이 떨어질 수 있다. 하지만 본 실시예에 따른 제1 급전 케이블 연결 단자(70)는 제1 홈(79a)과 대칭되는 위치에 제2 홈(79b)이 형성되어 있기 때문에, 작업자는 별도의 제1 홈(79a)의 위치를 확인하지 않고 제1 급전 케이블 연결 단자(70)를 기판 몸체(30)에 삽입하여 설치하는 작업을 원활하게 수행할 수 있는 것이다. 즉 제2 홈(79b)이 제1 급전 선로(55)가 있는 곳에 위치하더라도 제1 급전케이블 연결 단자(70)를 제1 급전 선로(55)에서 이격시킬 수 있다.

한편 제1 접지 패턴(57)은 원형 고리 형태로 형성되기 때문에, 복수의 접속 핀(77)을 원형 고리가 형성하는 원주 상에서 동일 거리에 위치하게 형성할 경우, 제1 또는 제2 홈(79a,79b)이 제1 급전 선로(55)를 향하게 기판 몸체(30)에 설치할 때 작업자가 확인을 해야 한다. 따라서 작업자가 별도의 제1 홈(79a)을 위치를 확인하지 않더라도 제1 홈(79a) 또는 제2 홈(79b)이 제1 급전 선로(55)를 향하도록 복수의 접속 핀(77)을 형성하는 것이 바람직하다. 예컨대 접속 핀(77)이 4개인 경우, 제1 홈(79a)과 제2 홈(79b)에 각각 두 개씩 제1 및 제2 접속 핀(77a,77b)이 배치되고, 두 개의 제1 및 제2 접속 핀(77a,77b)은 제1 심선 홀(51)의 중심에 대해서 서로 마주보며 대칭되게 형성되고, 두 개의 제1 접속 핀(77a) 사이의 각은, 이웃하는 제1 및 제2 접속 핀(77a,77b) 사이의 각보다는 작은 각을 갖도록 형성할 수 있다.

제1 급전 케이블 연결 단자(70)에 삽입되는 제1 급전 케이블(11)의 일단부는 제1 접지선(11c)과 제1 심선(11a) 사이에 제1 절연체(11b)가 일정 길이로 노출되어 있다. 제1 절연체(11b)의 노출된 길이는 제1 급전 케이블 연결 단자(70)의 걸림턱(75)에서 제1 및 제 2 접속 핀(77a,77b) 사이의 하부면의 길이에 대응될 수 있다. 이로 인해 제1 급전 케이블 연결 단자(70)에 삽입되는 제1 급전 케이블(11)의 일단부에 위치하는 제1 절연체(11b)가 제1 급전 케이블 연결 단자(70) 사이에 노출된 기판 몸체(30)의 하부면(33)에 접촉시켜 설치할 수 있다.

그리고 제2 급전 케이블 연결 단자(80)는 제1 및 제2 홈(77a,77b)이 필요하지 않지만, 제1 및 제2 홈(77a,77b)이 있어도 무관하기 때문에, 제1 급전 케이블 연결 단자(70)와 동일한 구조를 가질 수 있다. 즉 제2 급전 케이블 연결 단자(80)로서 제1 급전 케이블 연결 단자(70)를 사용할 수 있다.

이와 같은 제1 및 제2 급전 케이블 연결 단자(70,80)를 매개로 인쇄회로기판(20)에 제1 및 제2 급전 케이블(11,13)을 접합하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저 기판 몸체(30)의 하부면(33)에는 제1 급전 케이블 연결 단자(70)가 접합되어 있다. 즉 제1 급전 케이블 연결 단자(70)의 복수의 접속 핀(77)에 제1 접지 패턴(57)의 복수의 접속 홀(58)에 삽입시켜 기판 몸체(30)의 상부면(31)에 탑재한 상태에서, 납땜하여 접합한다. 이때 한 쌍의 제1 접속 핀(77a) 사이에 제1 급전 선로(55)가 위치할 수 있도록 제1 급전 케이블 연결 단자(70)를 기판 몸체(30)의 하부면(33)에 삽입하여 납땜으로 접합한다. 이때 제1 및 제2 접속 핀(77a,77b) 사이의 단자 몸체(71)의 하부가 제1 접지 패턴(57)의 상부에 탑재된다.

다음으로 제1 급전 케이블 연결 단자(70) 안으로 제1 급전 케이블(11)을 일단부를 삽입한다. 즉 제1 급전 케이블 연결 단자 (70) 안에 노출된 제1 심선 홀(51)로 제1 급전 케이블(11)의 제1 심선(11a)을 삽입하여 기판 몸체(30)의 상부면(31)으로 제1 심선(11a)을 돌출시킨다. 제1 급전 케이블(11)의 제1 절연체(11b)가 기판 몸체(30)의 하부면(33)에 근접하거나 접촉할 수 있도록 제1 급전 케이블(11)을 삽입한다. 이때 제1 급전 케이블(11)의 제1 접지선(11c)은 제1 급전 케이블 연결 단자(70)의 걸림턱(75)에 걸려 고정된다.

다음으로 걸림턱(75)에 걸린 제1 급전 케이블(11)의 제1 접지선(11c)과 제1 급전 케이블 연결 단자(70)를 납땜하여 접합한다.

그리고 기판 몸체(30)의 상부면(31)으로 돌출된 제1 급전 케이블(11)의 제1 심선(11a)을 기판 몸체(30)의 상부면(31)에 노출된 제1 심선 홀(51)에 납땜으로 접합한다.

또한 동일한 방식으로 제2 급전 케이블(13)을 제2 급전 케이블 연결 단자(80)에 접합한다.

이와 같이 제1 및 제2 급전 케이블 연결 단자(70,80)를 사용함으로써, 제1 및 제2 급전 케이블(11,13)의 서로 근접하게 설치되는 데도 불구하고, 제1 및 제2 급전 케이블(11,13)을 기판 몸체(30)의 하부면(33)에 같이 납땜하여 접합할 수 있다. 또한 제1 급전 케이블 연결 단자(70)에 형성된 홈(79)을 통하여 제1 급전 케이블(11)의 제1 접지선(11c)이 접합되는 제1 접지 패턴(57)과 제1 급전 선로(55)를 전기적으로 분리할 수 있다. 이로 인해 본 실시예에 따른 급전용 배선 패턴(50)은 종래의 비아 홀을 이용하여 급전 구조를 구현할 때 필요했던 우회 홀을 제거할 수 있기 때문에, 급전 구조의 회로 배선을 단순화할 수 있다.

한편 제1 급전 케이블 연결 단자(70)에 제1 및 제2 홈(79a,79b)을 형성하기 위해서, 두 개의 제1 접속 핀(77a)과 두 개의 제2 접속 핀(77b)을 형성하는 예를 개시하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 단자 몸체에 두 개의 접속 핀 만을 형성하고, 양쪽에 마주보게 제1 및 제2 홈을 형성할 수도 있다. 또는 세 개의 접속 핀을 형성하고, 양쪽에 마주보게 제1 및 제2 홈을 형성할 수도 있다. 또는 제1 급전 선로가 형성된 쪽의 반대쪽에 복수의 접속 핀을 향하고, 복수의 접속 핀이 형성된 쪽의 반대쪽에만 제1 홈을 형성할 수도 있다. 즉 제1 급전 케이블 연결 단자의 제1 홈이 제1 급전 선로가 형성된 쪽을 향하게 다양한 배열 형태로 복수의 접속 핀을 형성할 수 있다.

또한 본 실시예에서는 제1 급전 케이블 연결 단자(70)는 복수의 접속 핀(77)을 구비하는 예를 개시하였지만, 제1 홈이 제1 급전 선로가 형성된 쪽을 향하게 하면서, 제1 급전 케이블 연결 단자를 제1 접지 패턴에 탑재할 수 있다면 하나의 접속 핀을 구비하여도 무관하다. 예컨대 이 경우 접속 핀은 단면이 원형이 아닌 방향성을 갖는 다른 형태, 예컨대 삼각형, 사각형 등의 형태를 가질 수 있다.

이와 같은 본 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나(100)의 동작을, 도 10 및 도 11을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나(100)의 제1 급전 홀(51)에 제1 급전 신호가 인가된 경우의 이중 편파 다이폴 안테나(100)의 동작을 나타내는 평면도이다. 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나(100)의 제2 급전 홀(61)에 제2 급전 신호가 인가된 경우의 이중 편파 다이폴 안테나(100)의 동작을 나타내는 평면도이다.

먼저 제1 급전 홀(51)에 제1 급전 신호가 인가되는 경우를 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제1 급전 케이블(11)을 통하여 제1 급전 신호가 인쇄회로기판(20)으로 인가되면, 제1 급전 신호는 제1 급전 홀(51)에 인가된 후, 제1 급전 선로(55)를 통하여 제1 급전 홀(51)에서 제1 발룬 홀(53)로 전달된다. 제1 급전 신호는 인쇄회로기판(20)의 상부면(31)의 제1 및 제2 방사 패턴(40a,40b)으로 전달되어 하나의 단일 패턴을 갖는 제1 편파를 발생시킨다.

즉 제1 급전 신호에 따라 제1 급전 홀(51)에 (+) 전류가 인가되고, 제1 접지 패턴(57)에 (-) 전류가 인가되면, 인가된 전류에 의해 제1 및 제2 방사 패턴(40a,40b)의 다이폴 안테나(47)에 전류의 방향이 형성된다. 아울러 제1 및 제2 방사 패턴(40a,40b)에서 형성되는 전류의 방향에 의해 각 부분의 전계의 방향이 형성되고, 형성된 전계는 벡터적 합성에 의해 +45도의 제1 편파의 방향을 형성한다. 즉 제1 급전 홀(51)에서 제1 발룬 홀(53)로 전류가 인가되는 방향으로 제1 편파가 형성된다.

다음으로 제2 급전 홀(61)에 제2 급전 신호가 인가되는 경우를 도 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제2 급전 케이블(13)을 통하여 제2 급전 신호가 인쇄회로기판(20)으로 인가되면, 제2 급전 신호는 제2 급전 홀(61)에 인가된 후, 제2 급전 선로(65)를 통하여 제2 급전 홀(61)에서 제2 발룬 홀(63)로 전달된다. 제2 급전 신호는 제3 및 제4 방사 패턴(440c,40d)으로 전달되어 하나의 단일 패턴을 갖는 제2 편파를 발생시킨다.

즉 제2 급전 신호에 따라 제2 급전 홀(61)에 (+) 전류가 인가되고, 제2 접지 패턴(67)에 (-) 전류가 인가되면, 인가된 전류에 의해 제3 및 제4 방사 패턴(40c,40d)의 다이폴 안테나(47)에 전류의 방향이 형성된다. 아울러 제3 및 제4 방사 패턴(40c,40d)에서 형성되는 전류의 방향에 의해 각 부분의 전계의 방향이 형성되고, 형성된 전계는 벡터적 합성에 의해 -45도의 제2 편파의 방향을 형성한다. 즉 제2 급전 홀(61)에서 제2 발룬 홀(63)로 전류가 인가되는 방향으로 제2 편파가 형성된다. 이때 제2 급전 선로(65)는 제1 급전 선로(55)에 대해서 수직한 방향으로 형성되기 때문에, 제1 급전 신호의 인가에 따라 형성되는 제1 편파에 대해서 수직한 방향의 제2 편파를 형성한다.

이와 같이 본 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나(100)는 서로 연결되어 단일 패턴을 형성하는 제1 및 제2 방사 패턴(40a,40b), 또는 제3 및 제4 방사 패턴(40c,40d)에 이중으로 급전되는 신호에 의해서 +45도, -45도의 편파 방향이 형성되어 이중 편파를 형성한다.

특히 본 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나(100)의 방사 패턴(40)은 다이폴 안테나(47)에 연결되는 급전 선로 패턴(41)이 수직 선로(43)와, 수직 선로(43)에서 외측으로 분기된 분기 선로(45)를 구비하기 때문에, 다이폴 안테나(147)에 일체로 형성된 급전 선로 패턴(141)에 비해서, 도 12 내지 도 20에 도시된 바와 같이, CPR(cross polarization ratio; 교차편파비) 특성을 개선할 수 있다. 여기서 도 12는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나(100,200)를 보여주는 도면이다. 도 13은 비교예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 +45도의 제1 편파의 패턴 데이터를 보여주는 그래프이다. 도 14는 비교예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 ??45도의 제2 편파의 패턴 데이터를 보여주는 그래프이다. 도 15는 비교예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 에스-파라미터 데이터를 보여주는 그래프이다. 도 16은 비교예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 게인을 보여주는 그래프이다. 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 +45도의 제1 편파의 패턴 데이터를 보여주는 그래프이다. 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 ??45도의 제2 편파의 패턴 데이터를 보여주는 그래프이다. 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 에스-파라미터 데이터를 보여주는 그래프이다. 도 20은 본 발명의 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 게인을 보여주는 그래프이다.

즉 비교예의 이중 편파 다이폴 안테나(200)의 경우, 도 12의 (a)에 도시된 바와 같이, 급전 선로 패턴(141)이 일체로 형성되어 다이폴 안테나(147)에 연결된 구조를 갖는다.

반면에 본 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나(100)는, 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이, 급전 선로 패턴(41)이 수직 선로(43)와 분기 선로(45)를 갖는다. 이로 인해 수직 선로(43)와 분기 선로(45) 사이에 기판 몸체(30)의 상부면(31)이 노출되는 세모 형상의 슬롯(44)이 형성된다.

본 실시예와 비교예에 따른 안테나 패턴을 비교하면, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 일체로 형성된 급전 선로 패턴(141)을 갖는 비교예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나(200)의 경우 CPR의 모양이 주파수 별로 동일하게 변하지 않는 것을 확인할 수 있다.

반면에, 급전 선로 패턴(41)으로 수직 선로(43)와 분기 선로(45)를 갖는 본 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나(100)는, 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, CPR의 모양이 주파수 별로 동일하게 변하는 것을 확인할 수 있다.

또한 광대역(1.7~2.7GHz)에서의 비교예 및 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나(100,200)의 빔폭 편차를 비교하면, 도 16 및 도 20에 도시된 바와 같이, 비교예의 경우 빔폭 편차가 68~69도로 적고, 실시예의 경우 빔폭 편차가 72~78도로 증가한 것을 확인할 수 있다.

도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나(300)를 보여주는 평면도이다.

도 21을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나(300)는 본 발명의 실시예와 동일하게 제1 내지 제4 방사 패턴(40a,40b,40c,40d)을 포함하며, 제1 내지 제4 방사 패턴(40a,40b,40c,40d)의 한 쌍의 수직 패턴(46,48)의 교차하는 지점에 사각 패턴(49)이 형성된 구조를 가지며, 그 외 구조는 본 발명의 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나와 동일한 구조를 갖는다.

사각 패턴(49)은 각각 인쇄회로기판(20)의 네 개의 모서리 지점에 각각 형성될 수 있다.

이와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나(300)는 기본적으로 본 발명의 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나와 동일한 구조를 갖기 때문에, CPR 특성을 개선할 수 있다.

또한 제1 내지 제4 방사 패턴(40a,40b,40c,40d)은 한 쌍의 수직 패턴(46,48)의 교차하는 지점에 사각 패턴(49)을 더 구비하기 때문에, 멀티밴드 대역(1.3~2.7GHz)에서 빔폭 편차를 61~75도로 증가시킬 수 있다.

즉 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나 또한, 도 22 내지 도 25에 도시된 바와 같이, CPR 특성을 개선할 수 있다. 여기서 도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 +45도의 제1 편파의 패턴 데이터를 보여주는 그래프이다. 도 23은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 ??45도의 제2 편파의 패턴 데이터를 보여주는 그래프이다. 도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 에스-파라미터 데이터를 보여주는 그래프이다. 그리고 도 25는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나의 게인을 보여주는 그래프이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나(300)는, 급전 선로 패턴(41)으로 수직 선로(43)와 분기 선로(45)를 포함하고, 더하여 방사 패턴은 교차 패턴을 구비하기 때문에, 도 22 및 도 23에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예와 유사하게 CPR의 모양이 주파수 별로 동일하게 변하는 것을 확인할 수 있다.

그리고 멀티밴드 대역(1.3~2.7GHz)에서의 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 편파 다이폴 안테나(300)의 빔폭 편차는, 도 25에 도시된 바와 같이, 61~75도로 증가한 것을 확인할 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다. 한편 본 실시예에서는 이중 편파 다이폴 안테나에 급전 케이블 연결 단자를 이용하여 급전 케이블을 접합하고, 이에 따라 급전용 배선 패턴을 형성하는 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 급전 케이블 연결 단자는 인쇄회로기판을 이용하여 안테나를 구성할 때, 급전 케이블을 인쇄회로기판의 기판 몸체에 접합하는 부재로 사용될 수 있음은 물론이다. 이때 급전 케이블 연결 단자를 사용함으로써, 심선 홀과 발룬 홀을 급전 선로와, 심선 홀에서 발룬 홀 쪽으로 인출된 급전 선로를 제외한 심선 홀 둘레에 형성되어 급전 케이블 연결 단자가 접합되어 접지되는 접지 패턴을 급전 케이블이 설치되는 면에 함께 설치할 수 있다.

10 : 급전부 11 : 제1 급전 케이블
11a : 제1 심선 11b : 제1 절연체
11c : 제1 접지선 11d : 제1 외부피복
13 : 제2 급전 케이블 13a : 제2 심선
15 : 제1 발룬 케이블 17 : 제2 발룬 케이블
19 : 지지판 20 : 인쇄회로기판
21 : 회로 배선 패턴 30 : 기판 몸체
31 : 상부면 33 : 하부면
40 : 방사 패턴 40a : 제1 방사 패턴
40b : 제2 방사 패턴 40c : 제3 방사 패턴
40d : 제4 방사 패턴 41 : 급전 선로 패턴
43 : 수직 선로 45 : 분기 선로
47 : 수직 패턴 50 : 급전용 배선 패턴
51 : 제1 심선 홀 53 : 제1 발룬 홀
55 : 제1 급전 선로 57 : 제1 접지 패턴
57a : 개방부 58 : 제1 접속 홀
59 : 제1-1 접지 패턴 61 : 제2 심선 홀
63 : 제2 발룬 홀 65 : 제2 급전 선로
67 : 제2 접지 패턴 68 : 제2 접속 홀
69 : 제2-1 접지 패턴 69a : 개방부
70 : 제1 급전 케이블 연결 단자 71 : 단자 몸체
73 : 개방부 75 : 걸림턱
77 : 접속 핀 77a : 제1 접속 핀
77b : 제2 접속 핀 79 : 홈
79a : 제1 홈 79b : 제2 홈
80 : 제2 급전 케이블 연결 단자 100, 300 : 이중 편파 다이폴 안테나

Claims

상부면과 하부면을 갖는 절연성의 기판 몸체;
상기 기판 몸체의 상부면에 형성되어 이중 편파를 형성하는 방사 패턴;
상기 기판 몸체의 중심 부분에 형성된 급전용 배선 패턴으로,
상기 기판 몸체를 관통하여 형성되며 제1 급전 케이블의 제1 심선이 삽입되어 접합되는 제1 심선 홀,
상기 제1 심선 홀과 마주보는 쪽에 상기 기판 몸체를 관통하여 형성되며 제1 발룬 케이블이 삽입되어 접합되는 제1 발룬 홀,
상기 기판 몸체의 하부면에 형성되며, 상기 제1 심선 홀과 제1 발룬 홀을 연결하는 제1 급전 선로,
상기 기판 몸체의 하부면에 형성되며, 상기 제1 심선 홀의 둘레에 형성되며, 상기 제1 급전 선로가 인출된 방향으로 개방되어 있으며, 제1 급전 케이블 연결 단자가 접합되어 접지되는 제1 접지 패턴,
상기 기판 몸체를 관통하여 형성되며 제2 급전 케이블의 제2 심선이 삽입되어 접합되는 제2 심선 홀,
상기 제2 심선 홀과 마주보는 쪽에 상기 기판 몸체를 관통하여 형성되며 제2 발룬 케이블이 삽입되어 접합되는 제2 발룬 홀,
상기 기판 몸체의 상부면에 형성되며, 상기 제2 심선 홀과 제2 발룬 홀을 연결하는 제2 급전 선로, 및
상기 기판 몸체의 하부면에 형성되며, 상기 제2 심선 홀의 둘레에 형성되며, 제2 급전 케이블 연결 단자가 접합되어 접지되는 제2 접지 패턴을 구비하는 상기 급전용 배선 패턴;
양쪽이 개방된 관형으로 상기 제1 급전 케이블이 삽입되어 상기 제1 급전 케이블의 제1 접지선이 접합되고, 하부는 상기 제1 접지 패턴에 접합되며, 상기 제1 급전 선로가 인출되는 방향으로 상기 제1 급전 선로에서 이격되게 홈이 형성된 제1 급전 케이블 연결 단자;
양쪽이 개방된 관형으로 상기 제2 급전 케이블이 삽입되어 상기 제2 급전 케이블의 제2 접지선이 접합되고, 하부는 상기 제2 접지 패턴에 접합되는 제2 급전 케이블 연결 단자;를 포함하며,
상기 방사 패턴은
상기 제1 접지 패턴, 상기 제1 발룬 홀, 상기 제2 접지 패턴 및 상기 제2 발룬 홀에 각각 연결되어 독립적으로 폐곡선을 이루도록 상기 기판 몸체의 상부면에 형성되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 이중 편파 다이폴 안테나용 인쇄회로기판.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 급전 케이블 연결 단자는 하부에 복수의 접속 핀이 형성되어 있고,
상기 제1 및 제2 접지 패턴에는 상기 복수의 접속 핀에 대응되게 상기 기판 몸체를 관통하여 접속 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 편파 다이폴 안테나용 인쇄회로기판.
제2항에 있어서,
상기 제1 급전 케이블 연결 단자의 홈은 상기 제1 급전 선로와 이웃하는 두 개의 접속 핀 사이에 형성되며, 상기 두 개의 접속 핀은 상기 제1 급전 선로에서 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 편파 다이폴 안테나용 인쇄회로기판.
제2항에 있어서, 상기 제1 급전 케이블 연결 단자는,
상기 제1 급전 선로와 이웃하는 두 개의 접속 핀 사이에 제1 홈이 형성되고, 상기 제1 홈의 반대쪽에 제2 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 편파 다이폴 안테나용 인쇄회로기판.
제1항에 있어서, 상기 제1 급전 케이블 연결 단자는,
양쪽이 개방되는 관형으로 상단에 상기 제1 급전 케이블의 제1 접지선이 걸리는 걸림턱이 형성되어 있고, 하부에 제1 급전 선로가 인출되는 방향으로 제1 급전 선로에서 이격되게 홈이 형성된 단자 몸체;
상기 단자 몸체의 하부에 형성되며, 상기 제1 접지 패턴에 형성되는 복수의 제1 접속 홀에 삽입되어 접합되는 복수의 접속 핀;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 편파 다이폴 안테나용 인쇄회로기판.
제1항에 있어서,
상기 제1 급전 선로 및 제2 급전 선로는 상기 기판 몸체를 사이에 두고 서로 직교하게 형성된 것을 특징으로 하는 이중 편파 다이폴 안테나용 인쇄회로기판.
제1항에 있어서, 상기 방사 패턴은
상기 기판 몸체의 상부면에 상기 제1 심선 홀을 둘러싸는 형태로 형성되며, 상기 제1 급전 케이블 연결 단자가 접합되어 (-) 전류가 인가되는 제1-1 접지 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 편파 다이폴 안테나용 인쇄회로기판.
제7항에 있어서, 상기 방사 패턴은,
상기 기판 몸체의 상부면에 형성되며, 상기 제2 심선 홀의 둘레에 형성되며, 상기 제2 급전 선로가 인출된 방향으로 개방되어 있으며, 상기 제2 급전 케이블 연결 단자가 접합되어 (-) 전류가 인가되는 제2-1 접지 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 편파 다이폴 안테나용 인쇄회로기판.
제8항에 있어서, 상기 방사 패턴은,
상기 기판 몸체의 상부면에 형성된 상기 제1-1 접지 패턴, 상기 제1 발룬 홀, 상기 제2-1 접지 패턴 및 상기 제2 발룬 홀에 각각 연결되어 폐곡선을 이루도록 독립적으로 상기 기판 몸체의 상부면에 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 편파 다이폴 안테나용 인쇄회로기판.
제9항에 있어서, 상기 방사 패턴은,
상기 기판 몸체의 상부면의 제1-1 접지 패턴에서 분기되어 폐곡선을 형성하는 제1 방사 패턴;
상기 기판 몸체의 상부면의 제1 발룬 홀에서 분기되어 폐곡선을 형성하며, 상기 제1 방사 패턴과 마주보게 형성되는 제2 방사 패턴;
상기 기판 몸체의 상부면의 제2-1 접지 패턴에서 분기되어 폐곡선을 형성하며, 상기 제1 및 제2 방사 패턴과 이웃하게 형성되는 제3 방사 패턴;
상기 기판 몸체의 상부면의 제2 발룬 홀에서 분기되어 폐곡선을 형성하며, 상기 제3 방사 패턴과 마주보게 형성되며, 상기 제1 및 제2 방사 패턴과 이웃하게 형성되는 제4 방사 패턴;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 편파 다이폴 안테나용 인쇄회로기판.
제10항에 있어서,
상기 기판 몸체는 사각판이며, 상기 제1 내지 제4 방사 패턴은 상기 기판 몸체의 중심에 대해서 각각 사각으로 형성되는 다이폴 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 편파 다이폴 안테나용 인쇄회로기판.
제11항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 방사 패턴은 각각,
상기 제1-1 접지 패턴, 상기 제1 발룬 홀, 상기 제2-1 접지 패턴 및 상기 제2 발룬 홀에서 각각 분기된 한 쌍의 수직 선로와, 상기 한 쌍의 수직 선로에서 내측으로 분기된 분기 선로를 갖는 급전 선로 패턴;
상기 한 쌍의 수직 선로의 양단을 연결하여 폐곡선을 형성하며, 상기 분기 선로가 연결되는 다이폴 안테나;
를 포함하는 특징으로 하는 이중 편파 다이폴 안테나용 인쇄회로기판.
제12항에 있어서, 상기 다이폴 안테나는,
상기 한 쌍의 수직 선로에 대응되게 한 쌍의 수직 패턴으로 형성되어 상기 한 쌍의 수직 선로의 양단에 연결되는 것을 특징으로 하는 이중 편파 다이폴 안테나용 인쇄회로기판.
제13항에 있어서, 상기 다이폴 안테나는,
상기 한 쌍의 수직 패턴이 교차하는 지점에 형성되며, 상기 기판 몸체의 모서리 부분에 형성되는 사각 패턴;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 편파 다이폴 안테나용 인쇄회로기판.
제13항 또는 제14항에 있어서,
이중 편파 다이폴 안테나의 CPR(cross polarization ratio; 교차편파비) 모양이 주파수 별로 동일하게 변하는 것을 특징으로 하는 이중 편파 다이폴 안테나용 인쇄회로기판.
제1항에 있어서,
상기 기판 몸체의 상부면에 형성된 제1 심선 홀과 상기 제1 발룬 홀은 상기 제2 급전 선로를 사이에 두고 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 편파 다이폴 안테나용 인쇄회로기판.
제1항에 있어서,
상기 기판 몸체의 하부면에 형성된 제2 심선 홀과 상기 제2 발룬 홀은 상기 제1 급전 선로를 사이에 두고 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 편파 다이폴 안테나용 인쇄회로기판.
제1 급전 신호를 인가하는 제1 급전 케이블;
상기 제1 급전 케이블과 마주보게 위치하며 발룬 기능을 하는 제1 발룬 케이블;
제2 급전 신호를 인가하는 제2 급전 케이블;
상기 제2 급전 케이블과 마주보게 위치하며 발룬 기능을 하는 제2 발룬 케이블;
하부면에 상기 제1 급전 케이블, 상기 제2 급전 케이블, 상기 제1 발룬 케이블 및 상기 제2 발룬 케이블이 삽입되어 접합되며, 상부면에 복수의 다이폴 안테나를 구비하여 상기 제1 급전 신호를 제1 편파로 복사하고, 상기 제2 급전 신호에 따라 상기 제1 편파에 수직한 제2 편파를 복수하는 방사 패턴을 구비하는 인쇄회로기판;을 포함하며,
상기 인쇄회로기판은,
상부면과 하부면을 갖는 절연성의 기판 몸체;
상기 기판 몸체의 상부면에 형성되어 이중 편파를 형성하는 방사 패턴;
상기 기판 몸체의 중심 부분에 형성된 급전용 배선 패턴으로,
상기 기판 몸체를 관통하여 형성되며 제1 급전 케이블의 제1 심선이 삽입되어 접합되는 제1 심선 홀,
상기 제1 심선 홀과 마주보는 쪽에 상기 기판 몸체를 관통하여 형성되며 제1 발룬 케이블이 삽입되어 접합되는 제1 발룬 홀,
상기 기판 몸체의 하부면에 형성되며, 상기 제1 심선 홀과 제1 발룬 홀을 연결하는 제1 급전 선로,
상기 기판 몸체의 하부면에 형성되며, 상기 제1 심선 홀의 둘레에 형성되며, 상기 제1 급전 선로가 인출된 방향으로 개방되어 있으며, 제1 급전 케이블 연결 단자가 접합되어 접지되는 제1 접지 패턴,
상기 기판 몸체를 관통하여 형성되며 제2 급전 케이블의 제2 심선이 삽입되어 접합되는 제2 심선 홀,
상기 제2 심선 홀과 마주보는 쪽에 상기 기판 몸체를 관통하여 형성되며 제2 발룬 케이블이 삽입되어 접합되는 제2 발룬 홀,
상기 기판 몸체의 상부면에 형성되며, 상기 제2 심선 홀과 제2 발룬 홀을 연결하는 제2 급전 선로, 및
상기 기판 몸체의 하부면에 형성되며, 상기 제2 심선 홀의 둘레에 형성되며, 제2 급전 케이블 연결 단자가 접합되어 접지되는 제2 접지 패턴을 구비하는 상기 급전용 배선 패턴;
양쪽이 개방된 관형으로 상기 제1 급전 케이블이 삽입되어 상기 제1 급전 케이블의 제1 접지선이 접합되고, 하부는 상기 제1 접지 패턴에 접합되며, 상기 제1 급전 선로가 인출되는 방향으로 상기 제1 급전 선로에서 이격되게 홈이 형성된 제1 급전 케이블 연결 단자;
양쪽이 개방된 관형으로 상기 제2 급전 케이블이 삽입되어 상기 제2 급전 케이블의 제2 접지선이 접합되고, 하부는 상기 제2 접지 패턴에 접합되는 제2 급전 케이블 연결 단자;를 포함하며,
상기 방사 패턴은
상기 제1 접지 패턴, 상기 제1 발룬 홀, 상기 제2 접지 패턴 및 상기 제2 발룬 홀에 각각 연결되어 폐곡선을 이루도록 독립적으로 상기 기판 몸체의 상부면에 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 편파 다이폴 안테나.
제18항에 있어서,
상기 제1 심선 홀, 상기 제2 심선 홀, 상기 제1 발룬 홀, 상기 제2 발룬 홀을 통하여 상기 인쇄회로기판의 상부면으로 돌출된 상기 제1 심선, 상기 제2 심선, 상기 제1 발룬 케이블 및 상기 제2 발룬 케이블 부분이 상기 인쇄회로기판의 상부면에서 납땜되는 것을 특징으로 하는 이중 편파 다이폴 안테나.
제18항에 있어서, 상기 제1 급전 케이블 연결 단자에 삽입되는 상기 제1 급전 케이블의 일단부는,
상기 제1 접지선과, 상기 제1 접지선 밖으로 돌출된 제1 절연체와, 상기 제1 절연체에서 돌출되어 상기 제1 심선 홀에 삽입되는 제1 심선을 포함하며, 상기 제1 접지선과 상기 제1 심선 사이에 상기 제1 절연체가 노출되는 것을 특징으로 하는 이중 편파 다이폴 안테나.
제20항에 있어서,
상기 제1 급전 케이블 연결 단자에 삽입되는 상기 제1 급전 케이블의 일단부의 상기 제1 절연체가 상기 제1 급전 케이블 연결 단자 사이에 노출된 상기 기판 몸체의 하부면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 이중 편파 다이폴 안테나.
제18항에 있어서, 상기 제1 급전 케이블 연결 단자는,
양쪽이 개방되는 관형으로 상단에 상기 제1 급전 케이블의 제1 접지선이 걸리는 걸림턱이 형성되어 있고, 하부에 제1 급전 선로가 인출되는 방향으로 제1 급전 선로에서 이격되게 홈이 형성된 단자 몸체;
상기 단자 몸체의 하부에 형성되며, 상기 제1 접지 패턴에 형성된 복수의 제1 접속 홀에 삽입되어 접합되는 복수의 접속 핀;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 편파 다이폴 안테나.
제18항에 있어서,
상기 인쇄회로기판의 하부에 위치하며, 삽입되는 상기 제1 급전 케이블, 상기 제2 급전 케이블, 상기 제1 발룬 케이블 및 상기 제2 발룬 케이블을 지지하며, 상기 제1 및 제2 접지선이 접합되는 전기 전도성을 갖는 지지판;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 편파 다이폴 안테나.