KR101888399B1 - 고이득 전방향성 안테나 - Google Patents

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KR101888399B1
KR101888399B1 KR1020170061019A KR20170061019A KR101888399B1 KR 101888399 B1 KR101888399 B1 KR 101888399B1 KR 1020170061019 A KR1020170061019 A KR 1020170061019A KR 20170061019 A KR20170061019 A KR 20170061019A KR 101888399 B1 KR101888399 B1 KR 101888399B1
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지봉수
김준희
배진화
이승호
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주식회사 에이스테크놀로지
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Abstract

본 발명은 고이득 전방향성 안테나에 관한 것으로, 본 발명에 따른 고이득 전방향성 안테나는, 상부면은 유전체층으로 형성되고 하부면에는 복수의 금속패턴을 형성하는 상부기판과; 상기 상부기판과 일정한 간격을 갖고 대응되게 형성되며 급전신호를 인가하는 급전커넥터가 관통하는 쓰루홀과 접지면으로 형성되는 하부기판; 및 상기 상부기판과 상기 하부기판 사이에 원뿔의 꼭지점측이 하부방향으로 배치되게 역방향 수직구조로 형성되는 원뿔형상의 모노폴 방사소자; 를 구비할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 안테나 소형화를 만족할 수 있고, 고이득의 안테나 특성은 물론 전방향성 방사패턴 특성으로 인하여 통신 가능 범위가 비교적 넓으면서 밀리미터파 대역에서 동작 가능한 고이득 전방향성 안테나를 제공하는 효과가 있다.

Description

고이득 전방향성 안테나{The Antenna with High Gain and Omni-Directional characteristics}
본 발명은 고이득 전방향성 안테나에 관한 것으로서, 안테나의 소형화를 만족할 수 있고, 높은 이득의 안테나 특성을 갖을 수 있으며, 통신 가능 범위가 넓은 전방향성 방사패턴을 갖고 밀리미터파 대역에서 동작 가능한 고이득 전방향성 안테나에 관한 것이다.
최근 통신기술이 발달함에 따라 무선신호를 송수신하는 무선통신기기의 소형화, 경량화 및 고성능화가 급속도로 이루어지고 있다.
특히, 대부분의 통신 단말기에 적용되는 이동통신기술은 GSM방식, CDMA방식, WCDMA방식 등 기존의 2세대 및 3세대 통신방식에서 4세대 LTE 통신방식을 거쳐 5세대 통신방식으로 빠르게 진화하고 있으며, 동시에 블루투스(Bluetooth), GPS(Global Positioning System), WIFI(Wireless Fidelity) 등 다양한 무선통신기술이이 집적화 되고 있다.
한편, 통신 단말기에서 5세대 통신방식을 지원하기 위해서는 다양한 형태의 배열 안테나를 설계하고, 또한 설계된 안테나를 이용하여 빔-포밍(Beam-Forming) 기술을 구현하는 등 많은 노력이 시도되고 있으며, 아울러, 종래의 전방향성 안테나가 차량에 적용되는 경우에, 차량이 고속으로 이동할 경우에 차량에 장착된 안테나의 빔 트랙킹(Beam tracking) 기술의 한계와 구현 가능할 수 있는 안테나의 빔 포밍 각도 등의 한계로 인하여, 배열 안테나의 적용만으로는 원활한 통신 범위를 구현하기에는 현실적으로 많은 어려움이 있는 실정이다.
따라서, 한 개의 단일 안테나에 의하여 고이득 및 전방향성 방사패턴 특성을 갖도록 함으로써 보다 넓은 범위로 통신을 가능하게 할 수 있는 안테나 설계 기술이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
그러나, 종래 기술에 따른 전방향성 안테나는, 차량에 장착되는 경우에 차량의 지붕을 구성하는 매우 큰 금속 차체 상부면 상에 장착할 경우에, 안테나 위치를 금속 차체에서 일정간격 이상으로 위치시켜 장착되도록 일정 높이로 이격시킨 간격을 필요로 하며, 결과적으로 차량이나 단말기 내부에 안테나를 장착하게 되면 안테나가 많은 공간을 차지하게 된다는 문제점이 발생하게 된다.
또한, 단일의 안테나 구조체에 의하여 전방향성 방사패턴을 유지하면서 동시에 안테나의 이득을 향상시키기 위해서는 안테나 설계에 많은 시간과 노력이 증가하는 문제점이 있었다.
따라서, 한 개의 단일의 안테나에 의하여 소형이면서 모든 공진주파수 대역에서 안테나 특성이 높은 효율을 가질 수 있으며, 전방향성 방사패턴을 형성하여 빔-포밍 등의 부가적인 기술을 적용하지 않더라도 넓은 범위의 통신이 가능한 전방향성 방사패턴을 갖는 안테나에 관한 기술이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
대한민국등록실용신안공보 20-0258136호 2001년 12월24일 (등록공고일)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 본 발명은, 안테나 소형화를 만족할 수 있고 고이득의 안테나 특성을 갖을 수 있음과 동시에 통신 가능 범위가 넓은 전방향성 방사패턴을 갖는 밀리미터파 대역에서 동작하는 고이득 전방향성 안테나를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 고이득 전방향성 안테나는, 상부면은 유전체층으로 형성되고 하부면에는 복수의 금속패턴을 형성하는 상부기판과; 상기 상부기판과 일정한 간격을 갖고 대응되게 형성되며 급전신호를 인가하는 급전커넥터가 관통하는 쓰루홀과 접지면으로 형성되는 하부기판; 및 상기 상부기판과 상기 하부기판 사이에 원뿔의 꼭지점측이 하부방향으로 배치되게 역방향 수직구조로 형성되는 원뿔형상의 모노폴 방사소자; 를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 고이득 전방향성 안테나는, 상부면은 유전체층으로 형성되고, 하부면에는 중심부에 다각형의 방사패턴과 상기 방사패턴의 다각형 형상의 둘레를 따라 일정한 간격으로 이격되어 형성되는 기생패턴과, 상기 기생패턴의 둘레를 따라 일정한 간격으로 이격되어 형성되는 접지패턴을 구비하는 상부기판; 상기 상부기판과 일정한 간격을 갖고 대응되게 형성되며 급전신호를 인가하는 급전커넥터가 관통하는 쓰루홀과 접지면으로 형성되는 하부기판; 및 상기 상부기판과 상기 하부기판 사이에 상기 다각형의 방사패턴과 대응되는 동일한 형상 및 크기로 형성되는 상부단면과 상기 상부단면의 반대측 꼭지점측은 다각뿔로 형성되며 꼭지점측이 하부방향으로 배치되게 역방향 수직구조로 형성되는 다각뿔 형상의 모노폴 방사소자; 를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 고이득 전방향성 안테나는, 상부측은 원형상의 단면으로 형성되며 하부측의 꼭지점측은 단면으로 형성되는 원뿔형상의 모노폴 방사소자와, 상부면은 유전체층으로 형성되고 하부면에는 상기 원뿔형상의 모노폴 방사소자의 상부측 원형상의 단면과 대응되는 형상 및 크기로 형성되는 원형의 방사패턴과, 상기 방사패턴의 원주 둘레를 따라 일정한 간격으로 이격되어 형성되는 링 형상의 기생패턴 및 상기 기생패턴의 외곽 원주 둘레를 따라 일정한 간격으로 이격되어 형성되는 링 형상의 접지패턴을 구비하는 상부기판으로 형성되는 상부 고이득 전방향성 안테나와; 급전커넥터로부터 급전신호가 인가되는 급전기판과; 및 상기 급전기판을 중심으로 급전기판의 상부면은 상기 상부 고이득 전방향성 안테나의 원뿔형상의 모노폴 방사소자의 꼭지점측 단면부가 접촉되도록 역방향 수직구조로 배치되고, 상기 상부 고이득 전방향성 안테나와 동일한 형상으로 형성되어 상기 급전기판의 하부면에 상기 상부 고이득 전방향성 안테나와 반대방향으로 대칭되게 배치되는 하부 고이득 전방향성 안테나; 를 구비할 수 있다.
상기 하부기판을 관통하여 급전신호가 인가되는 급전커넥터는, 상기 원뿔형상의 모노폴 방사소자와 연결되고, 원뿔형상의 모노폴 방사소자로부터 상기 상부기판의 하부면에 형성되는 복수의 금속패턴 중 어느 한 패턴으로 급전신호가 인가되는 것을 특징으로 한다.
상부기판의 하부면에 형성되는 복수의 금속패턴은, 상기 급전커넥터로부터의 급전신호를 인가받는 상기 원뿔형상의 모노폴 방사소자의 상부단면과 대응되는 형상 및 크기로 형성되는 원형의 방사패턴과, 상기 방사패턴의 원주 둘레를 따라 일정한 간격으로 이격되어 형성되는 링 형상의 기생패턴 및 상기 기생패턴의 외곽 원주 둘레를 따라 일정한 간격으로 이격되어 형성되는 링 형상의 접지패턴을 구비할 수 있다.
상기 상부기판의 하부면 중심부에 형성되는 원형의 방사패턴과 상기 상부기판의 하부면 최외각에 형성되는 접지패턴 사이에 방사패턴의 원주 둘레를 따라 일정 간격으로 이격되어 형성되는 링형상의 기생패턴을 적어도 하나 이상 구비할 수 있다.
상기 상부기판과 상기 하부기판을 서로 수직으로 고정시키며 상기 상부기판에 형성된 접지패턴과 상기 하부기판에 형성되는 접지면에 상하 양측 끝단이 기판을 각각 관통한 상태로 연결 고정되는 복수개의 단락핀을 더 구비할 수 있다.
상기 상부기판의 유전체층과 상기 상부기판의 하부면에 형성되는 원형의 방사패턴의 중심부를 관통하는 체결홀을 형성하고, 상기 원형의 방사패턴과 접촉되는 원뿔형상의 모노폴 방사소자의 중심부에 체결홀을 형성하여, 상기 상부기판과 상기 원뿔형상의 모노폴 방사소자가 체결수단에 의하여 견고하게 고정 결합할 수 있다.
상기 하부기판의 상부면은 유전체층으로 형성되고 상기 하부기판의 하부면은 금속박막의 접지면으로 형성되며, 상기 하부기판의 상부면 중심부로부터 상기 하부면의 접지면을 관통하는 쓰루홀을 형성하여 상기 하부기판의 하부측 방향에서 급전신호를 인가하는 급전커넥터의 중심도체가 상기 쓰루홀을 관통하여 상기 하부기판의 상부면에 안착되는 상기 원뿔형상의 모노폴 방사소자의 꼭지점측 단부 중심부에 전기적으로 접촉되어 급전신호가 인가되는 것을 특징으로 한다.
상기 급전커넥터로부터 급전신호가 인가되는 원뿔형상의 모노폴 방사소자에 의하여 제 1 공진주파수가 발생되고, 상기 원뿔형상의 모노폴 방사소자로부터 전기적으로 접촉되어 급전신호가 인가되는 방사패턴과 상기 원형의 방사패턴의 원주 둘레를 따라 형성되는 기생패턴 간에 전자기적인 신호가 상호 커플링 결합되고, 상기 기생패턴과 접지패턴 사이의 이격부위를 통한 전자기적인 결합에 의하여 상기 접지패턴에 유도되는 전류와 상기 단락핀에 집중되는 전류에 의하여 제 2 공진주파수가 발생되는 것을 특징으로 한다.
상기 원형의 방사패턴과 상기 접지패턴 사이에 형성되는 링 형상의 기생패턴 상호간에 일정간격 이격되어 형성되는 이격부위에서 발생하는 커플링으로 인하여 다중대역에서의 임피던스가 정합되는 것을 특징으로 한다.
상기 원형의 방사패턴과 상기 접지패턴 사이에 형성되는 링 형상의 기생패턴 상호간에 일정간격 이격되어 형성되는 이격부위의 간격과, 상기 원형의 방사패턴과 상기 접지패턴 사이에 형성되는 기생패턴의 개수를 조절하여 인덕턴스 및 캐패시턴스의 양이 변화되어 임피던스가 최적으로 정합되는 것을 특징으로 한다.
상부면은 상부 고이득 전방향성 안테나가 배치되고, 하부면은 하부 고이득 전방향성 안테나가 배치되는 급전기판은, 기판의 상부면 중심부에는 급전패턴을 형성하고 상기 급전패턴과 연결되어 급전커넥터 급전신호를 인가하는 급전선로를 구비하며, 기판의 하부면 중심부에는 상기 상부면의 급전패턴과 대응되는 동일한 형상으로 형성되는 급전패턴을 구비하며, 상기 상부면에 형성되는 급전패턴과 상기 하부면에 형성되는 급전패턴은 중심부를 관통하는 비아홀을 형성하여 전기적으로 연결되며, 상기 급전선로 및 급전패턴과 이격거리인 갭을 두고 형성되는 접지면을 구비할 수 있다.
상기 상부 고이득 전방향성 안테나 및 상기 하부 고이득 전방향성 안테나 각각은, 상기 급전기판의 상부면에 형성되는 급전패턴과 상기 상부 고이득 전방향성 안테나의 원뿔형상의 모노폴 방사소자의 하부 꼭지점측의 단면이 접촉되어 연결되고, 상기 급전기판의 하부면에 형성되는 급전패턴과 상기 하부 고이득 전방향성 안테나의 원뿔형상의 모노폴 방사소자의 하부 꼭지점측의 단면이 접촉되어 연결되고, 상기 상부 급전패턴과 하부급전은 비아홀에 의하여 연결되어 상기 상부 고이득 전방향성 안테나 및 상기 하부 고이득 전방향성 안테나 각각으로 상기 급전기판에 형성된 급전선로에 의하여 급전신호가 인가되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 안테나 소형화를 만족할 수 있고, 고이득의 안테나 특성은 물론 전방향성 방사패턴 특성으로 인하여 통신 가능 범위가 비교적 넓으면서 밀리미터파 대역에서 동작 가능한 고이득 전방향성 안테나를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 원뿔형상의 전도체를 모노폴 방사소자 및 급전 수단으로 동시에 사용함으로써 한정된 공간 내에서 안테나의 크기를 줄일 수 있어서 소형화가 가능하면서도 안테나 이득을 향상시킬 수 고이득 전방향성 안테나를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고이득 전방향성 안테나의 전체 구성을 나타내는 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 고이득 전방향성 안테나를 상부에서 바라다 본 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 고이득 전방향성 안테나의 입체 분해도이다.
도 4는 도 1에 도시된 원뿔형상의 모노폴 방사소자를 나타낸 것이다.
도 5는 도 1에 도시된 고이득 전방향성 안테나를 구성하는 하부기판을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5의 하부기판의 상부면 및 하부면을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 하부기판과 원뿔형 모노폴 방사소자와의 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다,
도 8a 내지 도 8e는 본 발명에 따른 고이득 전방향성 안테나 안테나에서 다양한 모양으로 형성되는 방사패턴을 나타낸 사시도이다.
도 9a 내지 도 9e는 본 발명에 따른 고이득 전방향성 안테나 안테나에서 다양한 모양으로 형성되는 기생패턴을 나타낸 사시도이다.
도 10a 내지 도 10e는 본 발명에 따른 고이득 전방향성 안테나 안테나에서 다양한 모양으로 형성되는 접지패턴을 나타낸 사시도이다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명에 따른 고이득 전방향성 안테나 안테나에서 다양한 형성되는 모노폴 방사소자를 나타낸 사시도이다.
도 12는 본 발명에 따른 고이득 전방향성 안테나의 구체적인 제 2 실시예로서, 고이득 전방향성 안테나 중에서 방사패턴, 기생패턴, 접지패턴의 둘레의 모양이 타원형이며, 모노폴 방사소자의 형상이 타원뿔형인 실시예를 나타낸 것이다.
도 13은 본 발명에 따른 고이득 전방향성 안테나의 또 다른 실시예로서, 고이득 전방향성 안테나 중에서 방사패턴, 기생패턴, 접지패턴의 모양이 삼각형상을 이루며, 모노폴 방사소자의 형상이 삼각뿔형인 실시예를 나타낸 것이다.
도 14는 본 발명에 따른 고이득 전방향성 안테나의 또 다른 실시예로서, 고이득 전방향성 안테나 중에서 방사패턴, 기생패턴, 접지패턴의 모양이 사각형상을 이루며, 모노폴 방사소자의 형상이 사각뿔형인 실시예를 나타낸 것이다.
도 15는 본 발명에 따른 고이득 전방향성 안테나의 또 다른 실시예로서, 고이득 전방향성 안테나 중에서 방사패턴, 기생패턴, 접지패턴의 모양이 육각형상을 이루며, 모노폴 방사소자의 형상이 육각뿔형인 실시예를 나타낸 것이다.
도 16은 본 발명에 따른 고이득 전방향성 안테나의 제 3 실시예로서, 고이득 전방향성 안테나가 하나의 피딩부에 상하로 체결되어 형성된 배열 형상을 나타낸 측면도이다.
도 17은 도 16에 따른 고이득 전방향성 안테나에 급전되는 급전기판을 나타낸 것이다.
도 18a는 도 16에 따른 고이득 전방향성 안테나의 상부기판의 상부면측에서 바라다 본 평면도를 나타낸 것이다.
도 18b는 도 16에 따른 고이득 전방향성 안테나에서 상부기판의 하부면에서 바라다본 평면도을 나타낸 것이다.
도 19a는 상부 고이득 전방향성 안테나와 결합되는 급전기판을 나타낸 것이다.
도 19b는 하부 고이득 전방향성 안테나와 결합되는 급전기판을 나타낸 것이다.
도 20은 본 발명의 제 1실시예에 따른 도 1 내지 도 7에 도시된 고이득 전방향성 안테나의 반사손실 특성을 나타내는 도면이다.
도 21a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 1 내지 도 7에 도시된 고이득 전방향성 안테나의 방사패턴을 나타낸 것이다.
도 21b는 종래기술인 패치안테나의 안테나 방사 패턴을 나타낸 것이다,
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 갖는 것으로 해석될 수 없다.
본 발명에 따른 고이득 전방향성 안테나는 주파수 대역이 26.5GHz ~ 29.5GHz의 3GHz의 대역폭을 갖는 밀리미터파 대역에서 동작 가능한 안테나이며, 부가적인 기술이나 장치를 사용하지 않더라도 고이득의 안테나 특성은 물론 전방향성 방사패턴 특성으로 인하여 통신 가능 범위가 비교적 넓은 안테나를 제공할 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 고이득 전방향성 안테나는 제 1 주파수대역과 제 2 주파수 대역에서 동작하는 다중대역 안테나이며, 밀리미터파 대역인 26.5GHz ~ 29.5GHz 내에서 동작 가능한 안테나이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고이득 전방향성 안테나의 전체 구성을 나타내는 정면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고이득 전방향성 안테나는, 상부기판(100), 하부기판(200), 원뿔형상의 모노폴 방사소자(300)(상부에서 보았을 때‘역 원뿔형상’이며, 하부측을 기준으로는 원뿔형상임, 이하에서는 원뿔형상으로 지칭함) 및 급전커넥터(400)를 구비하며, 상부기판(100)과 하부기판(200)의 접지면을 상호 연결하는 단락핀(500)을 더 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 상부기판(100)은 금속 박막층으로 형성되는 복수의 금속패턴을 구비하는 하부면(101)과 유전체층으로 형성되는 상부면(102)으로 이루어지는 유전체 기판으로 형성되며, 상기 하부기판(200) 역시도 금속박막층으로 형성되는 접지면을 구비하는 하부면(201)과 유전체층으로 형성되는 상부면(202)으로 이루어지는 유전체 기판으로 형성된다.
따라서, 급전신호가 급전커넥터(400)를 통하여 인가되고, 상기 급전커넥터(400)는, 원뿔형상의 모노폴 방사소자(300)와 연결되고, 원뿔형상의 모노폴 방사소자(300)로부터 상기 상부기판(100)의 하부면(101)에 형성된 금속의 박막층에 급전신호가 인가된다.
이때, 상기 상부기판(100)은 중심부에 상부면(202)으로부터 하부면(201)을 관통하는 체결홀을 구비하여 상기 상부기판(100)과 상기 원뿔형상의 모노폴 방사소자(300)가 체결수단 등에 의하여 견고하게 체결된다.
도 2는 도 1에 도시된 고이득 전방향성 안테나를 상부에서 바라다 본 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 고이득 전방향성 안테나의 입체 분해도이며, 도 4는 도 1에 도시된 원뿔형상의 모노폴 방사소자를 나타낸 것이다.
도 2 내지 도 4을 참조하여 본 발명에 따른 고이득 전방향성 안테나를 구체적으로 설명하면 다음과 같다,
도시된 바와 같이, 상기 상부기판(100)의 상부면(102)은 금속박막이 모두 식각되어 유전체층으로 형성되며 중심부에 체결홀(140)을 형성한다. 상기 하부기판(200)의 상부면(202) 역시도 금속박막이 모두 식각되어 유전체층으로 형성되며 중심부에 쓰루홀(210)을 형성한다.
상기 상부기판(100)의 하부면(101)은 금속박막으로 형성되는 복수의 원형패턴을 구비하며, 상기 하부기판(200)의 하부면(201)에는 쓰루홀(210)이 형성되며, 금속박막으로 형성되는 접지면(220)을 형성한다.
보다 상세하게는, 상부기판(100)의 하부면(101) 중심부에는 금속박막으로 형성되는 원형의 방사패턴(110)을 구비할 수 있으며, 상기 원형의 방사패턴(110)은 상기 원뿔형상의 모노폴 방사소자(300)의 원뿔 꼭지점측과는 반대 위치에 형성된 원형의 상부단면과 대응되는 형상 및 크기로 형성되며, 상기 모노폴 방사소자(300)의 원형의 상부단면이 상기 방사패턴(110)에 전기적으로 연결되도록 접촉하여 배치될 수 있다.
또한, 상기 상부기판(100)의 하부면(101)에는 상기 원형의 방사패턴(110)의 원주둘레를 따라 일정간격으로 이격되어 금속 박막의 링 형상 기생패턴(120)이 형성되며, 상기 링 형상의 기생패턴(120)의 원주둘레를 따라 일정간격으로 이격되어 금속박막의 링 형상 접지패턴(130)이 형성될 수 있다.
게다가, 상기 상부기판(100)은, 상기 원형의 방사패턴(110) 중심부에 상기 원뿔형상의 모노폴 방사소자(300) 일측 끝단면 중심부에 형성된 체결홀(301)과 나사 결합하기 위하여 상부면(102) 중심부로부터 하부면(101) 중심부에 구비되는 상기 원형의 방사패턴(110)의 중심부를 관통하여 형성되는 체결홀(140)을 구비할 수 있고, 상기 체결홀(140)을 통하여 상기 모노폴 방사소자(300)에 형성된 체결홀(301)과 체결수단에 의하여 고정 결합된다.
한편, 상기 하부기판(200)은 상기 상부기판(100)과 일정간격 이격되어 대응되도록 배치된다. 즉, 상기 하부기판(200)은 상기 상부기판(100)의 하부 수직방향으로 일정간격 이격되게 형성되고, 상기 하부기판(200)과 상기 상부기판(100) 사이에 상기 원뿔형상의 모노폴 방사소자(300)가 배치된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 원뿔형 모노폴 방사소자(300)는 상부면 중심부에 체결홀(301)이 형성되고 꼭지점측인 하부에는 단면부로 형성되는 끝단부에 체결홀(302)을 형성한다.
따라서, 상기 원뿔형 모노폴 방사소자(300)의 체결홀(301)을 통하여 상기 상부기판에 형성된 체결홀(140)과 체결수단에 의하여 체결되어 고정 결합되며, 상기 원뿔형상의 모노폴 방사소자(300)를 통하여 상부기판(100)의 하부면(101)상의 원형의 방사패턴(110)으로 급전신호를 인가하기 위하여 상기 하부기판(200)의 하부면(201)상에는 쓰루홀(210)을 형성하며, 상기 쓰루홀(210)을 통하여 급전커넥터(400)의 중심도체가 상기 원뿔형 모노폴 방사소자(300)의 끝단부에 형성된 체결홀(302)과 전기적으로 연결되어 급전신호가 인가된다.
도 5는 도 1에 도시된 고이득 전방향성 안테나를 구성하는 하부기판을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 5의 하부기판의 상부면 및 하부면을 구체적으로 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 하부기판과 원뿔형 모노폴 방사소자와의 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다,
상기 하부기판(200)의 하부면(201)은, 급전커넥터(400)의 중심도체가 관통되도록 쓰루홀(210)을 형성하며, 상기 하부기판(200)의 상부면(202)은 유전체층로 이루어지며 중심부에는 상기 원뿔형상의 모노폴 방사소자(300) 원뿔 꼭지점측의 끝단면이 안착되고, 상기 끝단면에 형성된 체결홀(302)에 쓰루홀(210)을 통하여 관통한 급전커넥터(400)의 중심도체가 삽입되어 전기적으로 연결되며, 상기 급전커넥터(400)의 외부도체는 상기 하부기판(200)의 하부면(201)에 형성된 접지면(220)과 전기적으로 연결된다.
따라서, 상기 원뿔형 모노폴 방사소자(300)의 끝단 상부면에 형성된 체결홀(301)과 상기 상부기판에 형성된 체결홀(140)을 통하여 체결수단에 의하여 고정 결합 체결되고, 상기 원뿔형상의 모노폴 방사소자(300) 원뿔 꼭지점측의 끝단면에 형성된 체결홀(302)에 하부기판의 쓰루홀(210)을 관통한 급전커넥터(400)의 중심도체가 삽입되어 전기적으로 연결된다.
결과적으로는, 상기 원뿔형상의 모노폴 방사소자(300)는, 상기 상부기판(100)과 상기 하부기판(200) 사이에 원뿔의 꼭지점측이 하부방향으로 배치되게 역방향 수직구조로 형성되어 상기 하부기판(200)의 하부면(201)에 형성된 쓰루홀(210)을 관통한 급전커넥터(400)로부터 인가되는 급전신호를 상기 상부기판(100)의 하부면(101)에 형성된 원형의 방사패턴(110)에 전달할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 고이득 전방향성 안테나를 구성하는 상부기판(100)의 하부면에는, 원형의 방사패턴(110)으로부터 일정 간격으로 이격되어 방사패턴(110)의 둘레를 따라 감싸는 링(또는 고리)형상의 기생패턴(120)을 상기 방사패턴(110)과 접지패턴(130) 사이의 부위에 적어도 하나 이상 구비할 수 있다.
또한, 도 3 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고이득 전방향성 안테나는, 상기 상부기판(100)과 상기 하부기판(200)을 서로 수직으로 고정시키는 복수개의 단락핀(500)을 더 구비할 수 있다.
여기서, 상기 단락핀(500)은, 상기 상부기판(100)의 하부면(101) 상에 형성된 접지패턴(120)과 상기 하부기판(200)의 하부면(201) 상에 형성되는 접지면(220) 각각에는 관통홀(미도시)이 구비되어 접지패턴(120)과 접지면(220) 상호간에, 상기 단락핀(500)의 상하 양측 끝단이 기판을 각각 관통한 상태로 연결 고정될 수 있도 록 복수 개를 구비하여 배치될 수 있다.
따라서, 상기 단락핀(500)에 의하여 상부기판(100)과 하부기판(200) 및 모노폴 방사소자(300)가 견고하게 고정될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고이득 전방향성 안테나는, 상기 하부기판(200)의 쓰루홀(210)을 관통한 급전커넥터(400)로부터 급전신호가 인가되면, 상기 급전커넥터(400)의 중심도체와 전기적으로 연결되는 원뿔형상의 모노폴 방사소자(300)에 의하여 제 1 주파수대역의 공진을 형성함과 동시에, 상기 상부기판(100)에 형성된 방사패턴(110)에 급전신호가 인가되고, 상기 원형의 방사패턴(110)과 상기 원형의 방사패턴(110)의 둘레를 따라 일정간격 이격되어 형성되는 링 형상의 기생패턴(120) 사이에 전자기적인 신호가 상호 커플링 결합되고, 상기 기생패턴(120)과 일정간격으로 이격되어 형성되는 접지패턴(130) 사이에도 상기 기생패턴(120)과 접지패턴(130) 사이에 형성되는 이격부위(150)를 통하여 전자기적인 결합이 발생함으로써 상기 접지패턴(130)에 유도되는 전류와 상기 단락핀(500)에 집중되는 전류에 의하여 제 2 주파수대역의 공진이 형성되어 이중 대역을 갖는 안테나로 동작된다.
여기서, 상기 원형의 방사패턴(110)과 상기 접지패턴(130) 사이에 형성되는 링형상의 기생패턴(120) 상호간에 서로 일정간격 이격되어 형성되는 링 형상의 이격부위(150)에서 발생하는 결합(커플링)으로 인하여 다중대역에서의 임피던스 정합이 되며, 임피던스 정합을 위한 이격부위(150)의 간격과, 상기 원형의 방사패턴(110)과 상기 접지패턴(130) 사이에 형성되는 기생패턴(120)의 개수를 조절하면 인덕턴스 및 캐패시턴스의 양이 변화되어 정합 임피던스를 최적화할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고이득 전방향성 안테나는, 상기 상부기판(100)의 하부면(101)에 형성되는 상기 원형의 방사패턴(110)과 상기 기생패턴(120) 사이의 이격부위(150) 및 상기 링형상의 기생패턴(120)과 상기 접지패턴(130) 사이의 이격부위(150)의 간격과, 상기 원형의 방사패턴(110)과 상기 접지패턴(130) 사이에 형성되는 기생패턴(120)의 개수에 따른 인덕턴스 및 캐패시턴스의 성분에 의하여 이중 대역인 제 1 주파수대역 및 제 2 주파수대역에서의 임피던스 정합이 이루어질 수 있다.
본 발명의 제 1실시예에 따른 고이득 전방향성 안테나는, 상기 원뿔형 모노폴 방사소자(300)에 의해 형성되는 제 1 주파수대역이 상기 기생패턴(120)에 의한 전자기 결합으로 제 2 주파수 대역과 정합됨과 동시에, 원뿔형 모노폴 방사소자만으로 동작되는 경우에 비하여 보다 더 높은 이득을 가지며, 또한 패치안테나만으로 동작되는 경우에 비하여 보다 넓은 통신 가능 범위를 커버하는 전방향성 방사패턴을 갖는다.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명에 따른 고이득 전방향성 안테나 안테나에서, 다양한 모양으로 형성되는 방사패턴을 나타낸 사시도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상부기판(100)의 하부면(101)상에 형성되는 방사패턴(110)의 모양이 원형의 패턴으로 형성되는 경우에는 도 8a와 같은 형상이며, 도 8b 내지 도 8e에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다른 실시예는 방사패턴에 대한 모양은 원형으로 특별히 한정되지 않으며, 따라서, 상부기판의 하부면상에 형성되는 방사패턴은 타원형의 방사패턴(1110), 삼각형의 방사패턴(2110), 사각형의 방사패턴(3110), 육각형의 방사패턴(4110) 등 다양한 폐도형(Closed figure)으로 변형이 가능함은 물론이다.
도 9a 내지 도 9e는 본 발명에 따른 고이득 전방향성 안테나 안테나에서, 다양한 모양으로 형성되는 기생패턴을 나타낸 사시도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상부기판(100)의 하부면(101)상에 형성되는 기생패턴(120)에 대한 둘레의 모양이 원형의 패턴으로 형성되는 경우에는 도 9a와 같은 형상이며, 도 9b 내지 도 9e에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다른 실시예는 기생패턴에 대한 둘레의 모양이 원형의 링 형상으로 특별히 한정되지 않으며, 상부기판의 하부면상에 형성되는 기생패턴은, 타원형의 기생패턴(1120), 삼각형의 기생패턴(2120), 사각형의 기생패턴(3120), 육각형 의 기생패턴(4120)등 다양한 폐도형(Closed figure)으로 변형이 가능함은 물론이다.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명에 따른 고이득 전방향성 안테나 안테나에서, 다양한 모양으로 형성되는 접지패턴을 나타낸 사시도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상부기판(100)의 하부면(101)상에 형성되는 접지패턴(130)에 대한 둘레의 모양이 원형의 링 형상의 패턴으로 형성되는 경우에는 도 10a와 같은 형상이며, 도 10b 내지 도 10e에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다른 실시예는 접지패턴에 대한 둘레의 모양이 원형의 링 형상의 패턴으로 특별히 한정되지 않으며, 상부기판의 하부면상에 형성되는 접지패턴은, 타원 링 형상의 접지패턴(1130), 삼각형의 고리형 접지패턴(1130), 사각형의 고리형 접지패턴(1130), 육각형의 고리형 접지패턴(1130) 등 다양한 폐도형(Closed figure)으로 변형이 가능함은 물론이다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명에 따른 고이득 전방향성 안테나 안테나에서, 다양한 형성되는 모노폴 방사소자를 나타낸 사시도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상부기판(100)과 하부기판(200) 사이에 형성되는 모노폴 방사소자(300)는 원뿔형으로 형성되는 경우에는 도 11a와 같은 형상이며, 도 11b 내지 도 11e에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제 2 실시예는 상부기판과 하부기판 사이에 형성되는 모노폴 방사소자가 원뿔형상으로 특별히 한정되지 않으며, 상부기판(100)과 하부기판(200) 사이에 형성되는 모노폴 방사소자는, 타원뿔형의 모노폴 방사소자(1300) 및 삼각뿔형의 모노폴 방사소자(2300), 사각뿔형의 모노폴 방사소자(3300), 육각뿔형의 모노폴 방사소자(4300) 등, 밑면이 다각형의 모양의 뿔형으로 변형이 가능함은 물론이다.
도 12는 본 발명에 따른 고이득 전방향성 안테나의 구체적인 다른 실시예로서, 도 8b, 도9b, 도 10b 및 도 11b에 도시된 고이득 전방향성 안테나 중에서 방사패턴, 기생패턴, 접지패턴의 둘레의 모양이 타원형이며, 모노폴 방사소자의 형상이 타원뿔형(일명‘타원상원뿔형’)의 실시예를 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이, 상부기판(1100)은 하부면(1101)과 상부면(1102)으로 구성되며, 상기 상부기판(1100)의 하부면(1101)에는 타원형의 방사패턴(1100), 기생패턴(1120) 및 접지패턴(1130)이 형성되며, 중심부의 체결홀(1140) 및 기생패턴(1120)과 접지패턴(1130) 사이에는 타원 링 형상의 이격부위(1150)가 형성된다.
또한, 상부기판(1100)의 하부면(1101)에 형성되는 상기 타원의 방사패턴(1100)과 면접촉되어 전기적으로 연결되는 타원뿔형의 모노폴 방사소자(1300)가 배치되며, 상기 모노폴 방사소자(1300)의 끝단면에 형성된 체결홀(1302)과 하부기판(1200)에 형성된 쓰루홀(1210)을 관통한 급전커넥터(1400)의 중심도체가 전기적으로 연결되어 급전신호가 인가된다.
아울러, 상부기판(1100) 하부면(1101)의 접지패턴(1130)과 하부기판(1200) 하부면(1201)의 접지면(1220)은 단락핀(1500)에 의하여 상호 고정 연결된다.
이와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 고이득 전방향성 안테나는, 상기 하부기판(1200)을 관통한 급전커넥터(1400)로부터 급전신호가 인가되고, 급전커넥터와(1400)의 중심도체와 상기 타원뿔형상의 모노폴 방사소자(1300)가 전기적으로 연결되어 제 1 주파수대역의 공진을 형성함과 동시에, 상기 타원뿔형상의 모노폴 방사소자(1300)에 의하여 상기 상부기판(1100)에 형성된 방사패턴(1110)로 급전신호가 인가되고, 상기 타원형의 방사패턴(1110)과 상기 타원형의 방사패턴(1110)의 둘레를 따라 일정간격 이격되어 형성되는 타원 링 형상의 기생패턴(1120) 사이에 전자기적인 신호가 상호 커플링 결합되고, 상기 기생패턴(1120)과 일정간격으로 이격되어 형성되는 접지패턴(1130) 사이에도 상기 기생패턴(1120)과 접지패턴(1130) 사이에 형성되는 이격부위(1150)를 통하여 전자기적인 결합이 발생함으로써 상기 타원형의 방사패턴(1110)으로부터 상기 접지패턴(1130)에 유도되는 전류와 상기 단락핀(1500)에 집중되는 전류에 의하여 제 2 주파수대역의 공진이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 타원형의 방사패턴(1110)과 상기 접지패턴(1130) 사이에 형성되는 타원 링 형상의 기생패턴(1120) 상호간에 서로 일정간격 이격되어 형성되는 타원 링 형상의 이격부위(1150)에서 발생하는 결합(커플링)으로 인하여 다중대역에서의 임피던스 정합이 되며, 임피던스 정합을 위한 이격부위(1150)의 간격과, 상기 타원형의 방사패턴(1110)과 상기 접지패턴(1130) 사이에 형성되는 기생패턴(1120)의 개수를 조절하면 인덕턴스 및 캐패시턴스의 양이 변화되어 정합 임피던스를 최적화할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 고이득 전방향성 안테나는, 상기 상부기판(1100)의 하부면(1101)에 형성되는 상기 타원형의 방사패턴(1110)과 상기 기생패턴(1120) 사이의 이격부위(1150) 및 상기 타원링 형상의 기생패턴(1110)과 상기 접지패턴(1120) 사이의 이격부위(1150)의 간격과, 상기 타원형의 방사패턴(1110)과 상기 접지패턴(1130) 사이에 형성되는 기생패턴(1120)의 개수에 따른 인덕턴스 및 캐패시턴스의 성분에 의하여 제1 주파수대역 및 제2 주파수대역에서의 임피던스 정합이 이루어질 수 있다.
도 13은 본 발명에 따른 고이득 전방향성 안테나의 또 다른 실시예로서, 도 8c, 도9c, 도 10c 및 도 11c에 도시된 고이득 전방향성 안테나 중에서 방사패턴, 기생패턴, 접지패턴의 모양이 삼각형상을 이루며, 모노폴 방사소자의 형상이 삼각뿔형인 실시예를 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이, 상부기판(2100)은 하부면(2101)과 상부면(2102)으로 구성되며, 상기 상부기판(2100)의 하부면(2101)에는 삼각형상의 방사패턴(2100), 기생패턴(2120) 및 접지패턴(2130)이 형성되며, 중심부의 체결홀(2140) 및 기생패턴(2120)과 접지패턴(2130) 사이에는 삼각형상 고리형의 이격부위(2150)가 형성된다.
또한, 상부기판(2100)의 하부면(2101)에 형성되는 상기 삼각형상의 방사패턴(2100)과 면접촉되어 전기적으로 연결되는 삼각뿔형의 모노폴 방사소자(2300)가 배치되며, 상기 모노폴 방사소자(2300)의 끝단면에 형성된 체결홀(2302)과 하부기판(2200)에 형성된 쓰루홀(2210)을 관통한 급전커넥터(2400)의 중심도체가 전기적으로 연결되어 급전신호가 인가된다.
아울러, 상부기판(2100) 하부면(2101)의 접지패턴(2130)과 하부기판(2200) 하부면(2201)의 접지면(2220)은 단락핀(2500)에 의하여 상호 고정 연결되며, 안테나의 동작원리는 전술한 상기 제 1 및 제 2 실시예와 동일하다.
도 14는 본 발명에 따른 고이득 전방향성 안테나의 또 다른 실시예로서, 도 8d, 도9d, 도 10d 및 도 11d에 도시된 고이득 전방향성 안테나 중에서 방사패턴, 기생패턴, 접지패턴의 모양이 사각형상을 이루며, 모노폴 방사소자의 형상이 사각뿔형인 실시예를 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이, 상부기판(3100)은 하부면(3101)과 상부면(3102)으로 구성되며, 상기 상부기판(3100)의 하부면(3101)에는 사각형상의 방사패턴(3100), 기생패턴(3120) 및 접지패턴(3130)이 각각 형성되며, 중심부의 체결홀(3140) 및 기생패턴(3120)과 접지패턴(3130) 사이에는 사각형상 고리형의 이격부위(3150)가 형성된다.
또한, 상부기판(3100)의 하부면(3101)에 형성되는 상기 사각형상의 방사패턴(3100)과 면접촉되어 전기적으로 연결되는 사각뿔형의 모노폴 방사소자(3300)가 배치되며, 상기 모노폴 방사소자(3300)의 끝단면에 형성된 체결홀(3302)과 하부기판(3200)에 형성된 쓰루홀(3210)을 관통한 급전커넥터(3400)의 중심도체가 전기적으로 연결되어 급전신호가 인가된다.
아울러, 상부기판(3100) 하부면(3101)의 접지패턴(3130)과 하부기판(3200) 하부면(3201)의 접지면(3220)은 단락핀(3500)에 의하여 상호 고정 연결되며, 안테나의 동작원리는 전술한 상기 제 1 및 제 2 실시예와 동일하다.
도 15는 본 발명에 따른 고이득 전방향성 안테나의 또 다른 실시예로서, 도 8e, 도9e, 도 10e 및 도 11e에 도시된 고이득 전방향성 안테나 중에서 방사패턴, 기생패턴, 접지패턴의 모양이 육각형상을 이루며, 모노폴 방사소자의 형상이 육각뿔형인 실시예를 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이, 상부기판(4100)은 하부면(4101)과 상부면(4102)으로 구성되며, 상기 하부면(4101)에는 육각형상의 방사패턴(4100), 기생패턴(4120) 및 접지패턴(4130)이 각각 형성되며, 중심부의 체결홀(4140) 및 기생패턴(4120)과 접지패턴(4130) 사이에는 사각형상 고리형의 이격부위(4150)가 배치된다.
또한, 상부기판(4100)의 하부면(4101)에 형성되는 상기 육각형상의 방사패턴(4100)과 면접촉되어 전기적으로 연결되는 육각뿔형의 모노폴 방사소자(4300)가 배치되며, 상기 모노폴 방사소자(4300)의 끝단면에 형성된 체결홀(4302)과 하부기판(4200)에 형성된 쓰루홀(4210)을 관통한 급전커넥터(4400)의 중심도체가 전기적으로 연결되어 급전신호가 인가된다.
아울러, 상부기판(4100) 하부면(4101)의 접지패턴(4130)과 하부기판(4200) 하부면(4201)의 접지면(4220)은 단락핀(4500)에 의하여 상호 고정 연결되며, 안테나의 동작원리는 전술한 상기 제 1 및 제 2 실시예와 동일하다.
도 16은 본 발명에 따른 고이득 전방향성 안테나의 제 1 실시예로서, 도 1 내지 도 7에 도시된 고이득 전방향성 안테나가 하나의 피딩부에 상하로 체결되어 형성된 배열 형상을 나타낸 측면도이다. 도 17은 도 16에 따른 고이득 전방향성 안테나에 급전되는 급전기판을 나타낸 것이며, 도 18a는 도 16에 따른 고이득 전방향성 안테나의 상부기판의 상부면측에서 바라다 본 평면도를 나타낸 것이며, 도 18b는 도 16에 따른 고이득 전방향성 안테나에서 상부기판의 하부면에서 바라다본 평면도을 나타낸 것이며, 도 19a는 상부 고이득 전방향성 안테나와 결합되는 급전기판을 나타낸 것이며, 도 19b는 하부 고이득 전방향성 안테나와 결합되는 급전기판을 나타낸 것이다. 이와 같이 하나의 급전기판을 중심으로 고이득 전방향성 안테나가 상하로 배열되어 배치되는 경우의 안테나 방사패턴은 상부와 하부로 전방향성을 나타내며 하나의 고이득 전방향성 안테나를 채용하는 경우에 비하여 보다 더 넓은 통신 범위를 구현할 수 있다.
도시된 바와 같이, 상부 고이득 전방향성 안테나(5001)와 하부 고이득 전방향성 안테나(5002)가 급전기판(5200)을 중심으로 하여 원뿔형 모노폴 방사소자(5300-1, 5300-2)가 꼭지점측을 상호 마주하며 배열 배치된다.
상부 및 하부 고이득 전방향성 안테나(5001, 5002) 각각은, 먼저 상부기판(5100-1, 5100-2)은 금속박막의 복수의 패턴들을 형성하는 하부면(5101-1, 5101-2)과 유전체층으로 이루어진 상부면(5102-1, 5101-2)으로 이루어지며, 상부기판(5100-1, 5100-2)의 하부면(5101-1, 5101-2) 상에는 원형상의 방사패턴(5110-1, 5110-2)과, 기생패턴(5120-1, 5120-2) 및 접지패턴(5130-1, 5130-2)이 각각 형성되며, 중심부의 체결홀(5140-1. 5140-2) 및 기생패턴(5120-1, 5120-2)과 접지패턴(5130-1, 5130-2) 사이에는 원형 링 형상의 이격부위(5150-1. 5150-2)가 배치된다.
또한, 상부 및 하부 고이득 전방향성 안테나(5001, 5002) 각각은, 상부기판(5100-1, 5100-2)의 하부면(5101-1. 5101-2)에 형성되는 상기 원형형상의 방사패턴(5110-1, 5110-2)과 면접촉되어 전기적으로 연결되는 원뿔형의 모노폴 방사소자(5300-1, 5300-2)가 배치되며, 상기 모노폴 방사소자(5300-1, 5300-2)의 끝단면(5302-1, 5302-2)은 공통의 급전기판(5200)에 접촉되어 급전커넥터(미도시)로부터 전기적으로 연결되는 급전선로(5400)에 의하여 전기적인 신호가 급전된다.
보다 상세하게는, 도 17, 도19a,및 도 19b에 도시된 바와 같이, 급전기판(5200)은 유전체기판의 상부면 및 하부면 중 어느 한 기판면상에 급전선로(5400)를 형성하고 이와 갭을 두고 분리된 나머지 영역들은 상부면 및 하부면에는 접지면(5201, 5202)을 형성한다.
아울러, 도 16 내지 도 19b에 도시된 바와 같이, 상부기판(5100-1, 5100-2)의 하부면(5101-1, 5101-2)상 형성된 접지패턴(5130-1, 5130-2)과 급전기판(5200)의 상부면 및 하부면에 형성되는 접지면(5201, 5202)이 단락핀(5500-1, 5500-2)에 의하여 상호 고정되어 연결된다.
즉, 상기 단락핀(5500-1, 5500-2)은, 상기 상부기판(5100-1, 5100-2)의 하부면(5101-1, 5101-2) 상에 형성된 접지패턴(5130-1, 5130-2)과 상기 급전기판(5200)의 접지면(5201, 5202)상 각각에는 관통홀(미도시)을 구비하여 상기 접지패턴(5130-1, 5130-2)과 접지면(5201, 5202) 상호간에는 상기 단락핀(5500-1, 5500-2)의 상하 양측 끝단이 기판을 각각 관통한 상태로 연결 고정될 수 있도록 복수 개를 구비하여 배치될 수 있다.
또한, 도 18a 및 도 18b에 도시된 바와 같이, 상부기판(5100-1, 5100-2)은 체결홀(5140-1, 5140-2)을 형성하여 상기 상부기판(5100-1, 5100-2)과 원뿔형 모노폴 방사소자(5300-1, 5300-2)의 일측 원형 단면부가 상호 체결수단에 의하여 견고하게 고정 체결되고, 상부측 및 하부측 각각의 원뿔형 모노폴 방사소자(5300-1, 5300-2)의 꼭지점측에는 끝단면(5302-1, 5302-2)이 형성된다.
상기 급전기판(5200)은 상부면에 급전커넥터(미도시)로부터 전기적으로 연결되는 급전선로(5400)를 형성하며, 상기 급전선로의 끝부분에는 급전패턴(5410-1)을 형성하며, 상기 급전기판(5200)의 하부면 역시도 상기 상부면에 형성된 급전패턴(5410-1)과 동일한 형상으로 급전패턴(5410-2)을 형성하며, 상기 급전기판(5200)의 상부면 및 하부면에 형성된 급전패턴(5410-1, 5410-2)의 중심부에는 비아홀(5420)을 형성하여 상호 전기적으로 연결된다.
즉, 상기 급전선로(5400)의 급전패턴(5410-1, 5410-2)에는 비아홀을 형성하여 전기적으로 연결되고, 상기 일측의 원뿔형 모노폴 방사소자(5300-1)와 타측의 원뿔형 모노폴 방사소자(5300-2)가 비아홀을 통하여 상호 전기적으로 연결된다.
따라서, 상기 급전기판(5200)의 상부면 급전패턴(5410-1)에는 상부 모노폴 방사소자(5300-1)의 꼭지점측 끝단면(5302-1)이 전기적으로 접촉되고, 상기 급전기판(5200)의 하부면 급전패턴(5410-2)에는 하부 모노폴 방사소자(5300-1)의 꼭지점측 끝단면(5302-2)이 전기적으로 접촉되고, 상부면의 급전패턴(5410-1)과 하부면의 급전패턴(5410-2)은 상호 비아홀(5420)에 의하여 전기적으로 연결된다.
따라서, 상부 고이득 전방향성 안테나(5001)의 전자기적인 동작원리는, 급전커넥터로부터 급전선로(5400)로 급전신호가 인가되면, 급전선로(5400)와 연결된 상부면 급전패턴(5410-1)을 통하여 이에 전기적으로 연결되는 상부 모노폴 방사소자(5300-1)로 인가되어 제 1 공진주파수가 형성되고, 또한 상기 상부 모노폴 방사소자(5300-1)와 접촉되어 전기적으로 연결되는 상부측 상부기판(5100-1)의 하부면(5101-1)에 형성되는 원형의 방사패턴(5110-1)에 급전신호가 인가되고, 상기 원형의 방사패턴(5110-1)과 상기 원형의 방사패턴(5110-1)의 둘레를 따라 일정간격 이격되어 형성되는 링 형상의 기생패턴(5120-1) 사이에 전자기적인 신호가 상호 커플링 결합되고, 상기 기생패턴(5120-1)과 일정간격으로 이격되어 형성되는 접지패턴(5130-1) 사이에도 상기 기생패턴(5120-1)과 접지패턴(5130-1) 사이에 형성되는 이격부위(5150-1)를 통하여 전자기적인 결합이 발생함으로써 상기 접지패턴(5130-1)에 유도되는 전류와 상기 단락핀(5500-1)에 집중되는 전류에 의하여 제 2 공진주파수가 형성되어 결과적으로 이중 대역의 안테나로 동작한다.
여기서, 상기 원형의 방사패턴(5110-1)과 상기 접지패턴(5130-1) 사이에 형성되는 링형상의 기생패턴(5120-1) 상호간에 서로 일정간격 이격되어 형성되는 링 형상의 이격부위(5150-1)에서 발생하는 결합(커플링)으로 인하여 다중대역에서의 임피던스 정합이 되며, 임피던스 정합을 위한 이격부위(5150-1)의 간격과, 상기 원형의 방사패턴(5110-1)과 상기 접지패턴(5130-1) 사이에 형성되는 기생패턴(5120-1)의 개수를 조절하면 인덕턴스 및 캐패시턴스의 양이 변화되어 정합 임피던스를 최적화할 수 있다.
또한, 하부 고이득 전방향성 안테나(5002)의 전자기적인 동작원리는 상기 상부 고이득 전방향성 안테나(5001)의 동작원리와 동일하다.
다만, 상기 급전선로(5400)에 인가되는 급전신호는 중심부에 형성된 비아홀(5420)을 통하여 하부면에 형성된 급전패턴(5410-2)으로 인가되고, 이에 전기적으로 연결되는 하부 모노폴 방사소자(5300-2)로 인가되어 제 1 공진주파수가 형성되고, 아울러, 하부 고이득 전방향성 안테나에 의하여 발생되는 제 2 공진주파수 형성과정은 상기 상부 고이득 전방향성 안테나(5001)의 동작원리와 동일하게. 하부 모노폴 방사소자(5300-2)와 접촉되어 전기적으로 연결되는 하부측 상부기판(5100-2)의 하부면(5101-2)에 형성되는 원형의 방사패턴, 링형상의 기생패턴 및 접지패턴 사이에 전자기적인 커플링 결합이 발생하고, 접지패턴에 유도되는 전류와 상기 하부측 단락핀(5500-1)에 집중되는 전류에 의하여 제 2 공진주파수가 형성되어 결과적으로 이중 대역의 안테나로 동작한다.
이상과 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 상부 고이득 전방향성 안테나(5001)와 하부 고이득 전방향성 안테나(5002)가 급전기판(5200)을 중심으로 하여 원뿔형 모노폴 방사소자(5300-1, 5300-2)가 꼭지점측을 상호 마주하며 배열 배치되는 경우의 안테나 방사패턴은 상부방향과 하부방향으로 넓은 반전력 빔폭을 확보할 수 있기 때문에 전방향성을 나타내며 따라서 하나의 고이득 전방향성 안테나를 채용하는 경우에 비하여 보다 더 넓은 통신 범위를 구현할 수 있다.
도 20은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도 1 내지 도 7에 도시된 고이득 전방향성 안테나의 반사손실 특성을 나타내는 도면이다.
도 20에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 고이득 전방향성 안테나는, 밀리미터파 대역인 26.5GHz ~ 29.5GHz 의 동작 주파수대역에서 반사손실(return loss) 값이 -10dB 이하로서, 안테나로서 동작하기 위한 반사손실 특성을 양호하게 만족하는 것을 알 수 있다.
도 21a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 1 내지 도 7에 도시된 고이득 전방향성 안테나의 방사패턴을 나타낸 것이며, 도 21b는 종래기술인 패치안테나의 안테나 방사 패턴을 나타낸 것이다,
도 21a 및 도 21b에 도시된 바와 같이 종래기술인 패치안테나와 안테나 방사 특성을 비교하기 위한 도면으로서 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 고이득 전방향성 안테나는 기본적으로 동작 주파수가 밀리미터파 대역인 28GHz 대역에서 5.58dBi이며, 이는 종래의 원뿔형 모노폴 방사소자만으로 동작되는 경우에 비하여 보다 더 높은 안테나 이득을 제공할 수 있으며, 종래기술의 패치안테나인 경우는 반전력 빔폭(half power beamwidth)이 약 78.8도 인데 비하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고이득 전방향성 안테나의 경우는 반전력 빔폭(half power beamwidth)이 약 92.6도 이므로, 약 13도 넓은 반전력 빔폭(half power beamwidth)을 확보할 수 있음을 확인할 수 있으며, 이와 같은 결과는 종래의 패치안테나만으로 동작되는 경우에 비하여 보다 넓은 통신 가능 범위를 커버하는 전방향성 방사패턴을 얻을 수 있다.
상기와 같이, 이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 안테나 소형화를 만족할 수 있고, 고이득의 안테나 특성은 물론 전방향성 방사패턴 특성으로 인하여 통신 가능 범위가 비교적 넓으면서 밀리미터파 대역에서 동작 가능한 고이득 전방향성 안테나를 제공하는 효과가 있다.
또한, 안테나의 상부기판 및 하부기판에 각각 형성된 접지패턴과 접지면을 그라운드로 사용하여 안테나의 높이를 최소화 할 수 있을 뿐만 아니라, 심지어 매립구조도 가능하며 안테나의 성능 변화가 최소화된 고이득 전방향성 안테나를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 원뿔형상의 전도체를 모노폴 방사소자 및 급전 수단으로 동시에 사용함으로써 한정된 공간 내에서 안테나의 크기를 줄일 수 있어서 소형화가 가능하면서도 안테나 이득을 향상시킬 수 있는 고이득 전방향성 안테나를 제공하는 효과가 있다.
지금까지 본 발명에 대해서 상세히 설명하였으나, 그 과정에서 언급한 실시예는 예시적인 것일 뿐이며, 한정적인 것이 아님을 분명히 하고, 본 발명은 이하의 특허청구범위에 의하여 제공되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 범위내에서, 균등하게 대처할 수 있는 정도의 구성요소 변경은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.
100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100-1, 5100-2 : 상부기판
101, 1101, 2101, 3101, 4101, 5101-1, 5101-2 : 하부면
102, 1102, 2102, 3102, 4102, 5102-1, 5102-2 : 상부면
110, 1110, 2110, 3110, 4110, 5110-1, 5110-2 : 방사패턴
120, 1120, 2120, 3120, 4120, 5120-1, 5120-2 : 기생패턴
130, 1130, 2130, 3130, 4130, 5130-1, 5130-2 : 접지패턴
140, 1140, 2140, 3140, 4140, 5140-1, 5140-2 : 체결홀
150, 1150, 2150, 3150, 4150, 5150-1. 5150-2 : 이격부위
200, 1200, 2200, 3200, 4200 : 하부기판
201, 1201, 2201, 3201, 4201 : 하부면
202, 1202, 2202, 3202, 4202 : 상부면
210 : 쓰루홀
220, 1220, 2220, 3220, 4220, 5201, 5202 : 접지면
300, 1300, 2300, 3300, 4300, 5300-1, 5300-2 : 모노폴 방사소자
301, 1301, 2301, 3301, 4301 : 체결홀
302, 1302, 2302, 3302, 4302, 5302-1, 5302-2 : 끝단면
400, 1400, 2400, 3400, 4400 : 급전커넥터
500, 1500, 2500, 3500, 4500, 5500-1, 5500-2 : 단락핀
5001 : 상부 고이득 전방향성 안테나
5002 : 하부 고이득 전방향성 안테나
5200 : 급전기판 5400 : 급전선로
5410-1, 5410-2 : 급전패턴 5420 : 비아홀

Claims (14)

  1. 상부면은 유전체층으로 형성되고 하부면에는 복수의 금속패턴을 형성하는 상부기판과;
    상기 상부기판의 하부면에 형성되는 복수의 금속패턴은, 상기 상부기판의 하부면 중심부에 형성되는 원형의 방사패턴과 상기 방사패턴의 원주 둘레를 따라 일정한 간격으로 이격되어 형성되는 링 형상의 기생패턴 및 상기 기생패턴의 외곽 원주 둘레를 따라 일정한 간격으로 이격되어 형성되는 링 형상의 접지패턴으로 이루어지며, 상기 상부기판의 하부면 중심부에 형성되는 원형의 방사패턴과 상기 상부기판의 하부면 최외각에 형성되는 접지패턴 사이에 방사패턴의 원주 둘레를 따라 일정 간격으로 이격되어 형성되는 링형상의 기생패턴을 적어도 하나 이상 구비하며,
    상기 상부기판과 일정한 간격을 갖고 대응되게 형성되며 급전신호를 인가하는 급전커넥터가 관통하는 쓰루홀과 접지면으로 형성되는 하부기판; 및
    상기 상부기판과 상기 하부기판 사이에 원뿔의 꼭지점측이 하부방향으로 배치되게 역방향 수직구조로 형성되는 원뿔형상의 모노폴 방사소자; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 고이득 전방향성 안테나.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부기판과 상기 하부기판을 서로 수직으로 고정시키며 상기 상부기판에 형성된 접지패턴과 상기 하부기판에 형성되는 접지면에 상하 양측 끝단이 기판을 각각 관통한 상태로 연결 고정되는 복수개의 단락핀을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고이득 전방향성 안테나.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 상부기판의 유전체층과 상기 상부기판의 하부면에 형성되는 원형의 방사패턴의 중심부를 관통하는 체결홀을 형성하고, 상기 원형의 방사패턴과 접촉되는 원뿔형상의 모노폴 방사소자의 중심부에 체결홀을 형성하여, 상기 상부기판과 상기 원뿔형상의 모노폴 방사소자가 체결수단에 의하여 견고하게 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 고이득 전방향성 안테나.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 하부기판의 상부면은 유전체층으로 형성되고 상기 하부기판의 하부면은 금속박막의 접지면으로 형성되며, 상기 하부기판의 상부면 중심부로부터 상기 하부면의 접지면을 관통하는 쓰루홀을 형성하여 상기 하부기판의 하부측 방향에서 급전신호를 인가하는 급전커넥터의 중심도체가 상기 쓰루홀을 관통하여 상기 하부기판의 상부면에 안착되는 상기 원뿔형상의 모노폴 방사소자의 꼭지점측 단부 중심부에 전기적으로 접촉되어 급전신호가 인가되는 것을 특징으로 하는 고이득 전방향성 안테나.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 하부기판을 관통하여 급전신호가 인가되는 급전커넥터는, 상기 원뿔 형상의 모노폴 방사소자와 연결되고, 원뿔 형상의 모노폴 방사소자로부터 상기 상부기판의 하부면에 형성되는 방사패턴으로 급전신호가 인가되는 것을 특징으로 하는 고이득 전방향성 안테나.
  6. 상부면은 유전체층으로 형성되고, 하부면에는 중심부에 다각형의 방사패턴과 상기 방사패턴의 다각형 형상의 둘레를 따라 일정한 간격으로 이격되어 형성되는 기생패턴과, 상기 기생패턴의 둘레를 따라 일정한 간격으로 이격되어 형성되는 접지패턴을 구비하는 상부기판;
    상기 상부기판의 하부면 중심부에 형성되는 방사패턴과 상기 상부기판의 하부면 최외각에 형성되는 접지패턴 사이에 방사패턴의 최외곽 둘레를 따라 일정 간격으로 이격되어 형성되는 기생패턴을 적어도 하나 이상 구비하며,
    상기 상부기판과 일정한 간격을 갖고 대응되게 형성되며 급전신호를 인가하는 급전커넥터가 관통하는 쓰루홀과 접지면으로 형성되는 하부기판; 및
    상기 상부기판과 상기 하부기판 사이에 상기 다각형의 방사패턴과 대응되는 동일한 형상 및 크기로 형성되는 상부단면과 상기 상부단면의 반대측 꼭지점측은 다각뿔로 형성되며 꼭지점측이 하부방향으로 배치되게 역방향 수직구조로 형성되는 다각뿔 형상의 모노폴 방사소자; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 고이득 전방향성 안테나.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 하부기판을 관통하여 급전신호가 인가되는 급전커넥터는, 상기 다각뿔 형상의 모노폴 방사소자와 연결되고, 다각뿔 형상의 모노폴 방사소자로부터 상기 상부기판의 하부면에 형성되는 방사패턴으로 급전신호가 인가되는 것을 특징으로 하는 고이득 전방향성 안테나.
  8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 상부기판과 상기 하부기판을 서로 수직으로 고정시키며 상기 상부기판에 형성된 접지패턴과 상기 하부기판에 형성되는 접지면에 상하 양측 끝단이 기판을 각각 관통한 상태로 연결 고정되는 복수개의 단락핀을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고이득 전방향성 안테나.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 상부기판의 상부면 유전체층과 상기 상부기판의 하부면에 형성되는 다각형의 방사패턴 중심부를 관통하는 체결홀을 형성하고, 상기 방사패턴과 접촉되는 다각뿔 형상의 모노폴 방사소자의 중심부에 체결홀을 형성하여, 상기 상부기판과 상기 다각뿔 형상의 모노폴 방사소자가 체결수단에 의하여 견고하게 고정 결합하는 것을 특징으로 하는 고이득 전방향성 안테나.
  10. 상부측은 원형상의 단면으로 형성되며 하부측의 꼭지점측은 단면으로 형성되는 원뿔형상의 모노폴 방사소자와, 상부면은 유전체층으로 형성되고 하부면에는 상기 원뿔형상의 모노폴 방사소자의 상부측 원형상의 단면과 대응되는 형상 및 크기로 형성되는 원형의 방사패턴과, 상기 방사패턴의 원주 둘레를 따라 일정한 간격으로 이격되어 형성되는 링 형상의 기생패턴 및 상기 기생패턴의 외곽 원주 둘레를 따라 일정한 간격으로 이격되어 형성되는 링 형상의 접지패턴을 구비하는 상부기판으로 형성되는 상부 고이득 전방향성 안테나와;
    급전커넥터로부터 급전신호가 인가되는 급전기판과;
    상기 급전기판을 중심으로 급전기판의 상부면은 상기 상부 고이득 전방향성 안테나의 원뿔형상의 모노폴 방사소자의 꼭지점측 단면부가 접촉되도록 역방향 수직구조로 배치되고, 상기 상부 고이득 전방향성 안테나와 동일한 형상으로 형성되어 상기 급전기판의 하부면에 상기 상부 고이득 전방향성 안테나와 반대방향으로 대칭되게 배치되는 하부 고이득 전방향성 안테나; 를 포함하며,
    상기 상부 및 하부 고이득 전방향성 안테나의 상부기판의 하부면 중심부에 형성되는 원형의 방사패턴과 상기 상부기판의 하부면 최외각에 형성되는 접지패턴 사이에 방사패턴의 원주 둘레를 따라 일정 간격으로 이격되어 형성되는 링형상의 기생패턴을 적어도 하나 이상 구비하는 것을 특징으로 하는 고이득 전방향성 안테나.
  11. 청구항 10에 있어서, 상부면은 상부 고이득 전방향성 안테나가 배치되고, 하부면은 하부 고이득 전방향성 안테나가 배치되는 급전기판은,
    급전기판의 상부면 중심부에는 급전패턴을 형성하고, 상기 급전패턴과 연결되어 급전커넥터로부터 인가되는 급전신호를 급전하는 급전선로를 구비하며, 기판의 하부면 중심부에는 상기 상부면의 급전패턴과 대응되는 동일한 형상으로 형성되는 급전패턴을 구비하며, 상기 상부면에 형성되는 급전패턴과 상기 하부면에 형성되는 급전패턴은 중심부를 관통하는 비아홀을 형성하여 전기적으로 연결되며, 상기 급전선로 및 급전패턴과 이격거리인 갭을 두고 형성되는 접지면을 구비하는 것을 특징으로 하는 고이득 전방향성 안테나.
  12. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 상부 고이득 전방향성 안테나 및 상기 하부 고이득 전방향성 안테나 각각의 상부기판에 형성된 접지패턴과 상기 급전기판에 형성되는 접지면에 상하 양측 끝단이 기판을 각각 관통한 상태로 상기 상부기판과 상기 급전기판을 서로 수직으로 고정되도록 연결하는 복수개의 단락핀을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고이득 전방향성 안테나.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 상부 고이득 전방향성 안테나 및 상기 하부 고이득 전방향성 안테나 각각에 형성되는 상부기판 상부면의 유전체층과 상부기판의 하부면에 형성되는 원형의 방사패턴의 중심부를 관통하는 체결홀을 형성하고, 상기 원형의 방사패턴과 접촉되는 원뿔형상의 모노폴 방사소자의 중심부에 체결홀을 형성하여, 상기 상부기판과 상기 원뿔형상의 모노폴 방사소자가 체결수단에 의하여 견고하게 고정 결합하하는 것을 특징으로 하는 고이득 전방향성 안테나.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 상부 고이득 전방향성 안테나 및 상기 하부 고이득 전방향성 안테나 각각은, 상기 급전기판의 상부면에 형성되는 급전패턴과 상기 상부 고이득 전방향성 안테나의 원뿔형상의 모노폴 방사소자의 하부 꼭지점측의 단면이 접촉되어 연결되고, 상기 급전기판의 하부면에 형성되는 급전패턴과 상기 하부 고이득 전방향성 안테나의 원뿔형상의 모노폴 방사소자의 하부 꼭지점측의 단면이 접촉되어 연결되고, 상기 급전기판의 상부면에 형성되는 급전패턴과 상기 급전기판의 하부면에 형성되는 급전패턴은 비아홀에 의하여 연결되어 상기 상부 고이득 전방향성 안테나 및 상기 하부 고이득 전방향성 안테나 각각으로 상기 급전기판에 형성된 급전선로에 의하여 급전신호가 인가되는 것을 특징으로 하는 고이득 전방향성 안테나.
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