KR101901101B1

KR101901101B1 - 인쇄형 다이폴 안테나 및 이를 이용한 전자기기

Info

Publication number: KR101901101B1
Application number: KR1020180076575A
Authority: KR
Inventors: 양종원; 서승희; 장동혁
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2018-07-02
Filing date: 2018-07-02
Publication date: 2018-09-20

Abstract

본 발명은 인쇄형 다이폴 안테나 및 이를 이용한 전자기기에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 인쇄형 다이폴 안테나 및 이를 이용한 전자기기는, 서로 적층되는 한 쌍의 유전체기판; 상기 한 쌍의 유전체기판 각각의 일면에 RF 신호를 자유 공간으로 방사시키는 다이폴 안테나 형태로 형성되는 한 쌍의 복사소자; 상기 한 쌍의 유전체기판 각각의 타면 사이에 삽입되어 상기 한 쌍의 복사소자에 커플링 급전을 통해 상기 RF 신호를 인가하기 위한 급전라인; 및 상기 한 쌍의 유전체기판 각각의 일면에 형성하되, 상기 한 쌍의 복사소자의 전계 진행 방향 상에 미리 정해진 거리 만큼 이격 배치되는 한 쌍의 기생소자;를 포함한다.

Description

인쇄형 다이폴 안테나 및 이를 이용한 전자기기{PRINT TYPE DIPOLE ANTENNA AND ELECTRIC DEVICE USING THE SAME}

본 발명은 인쇄형 다이폴 안테나 및 이를 이용한 전자기기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운용 고주파대역에서 넓은 빔폭과 높은 지향성을 모두 만족할 수 있는 인쇄형 다이폴 안테나를 구현함으로써 능동위상배열 안테나(레이다) 등의 전자기기에 적용 가능한 구조를 제공하기 위한, 인쇄형 다이폴 안테나 및 이를 이용한 전자기기에 관한 것이다.

일반적으로, 안테나(antenna)는 레이다 및 무선 통신에서 소정 공간 영역으로 전파를 방사하거나 방사된 전파를 수신하는 매개체가 되는 요소이다. 즉, 안테나는 신호 송신 라인으로부터 입력된 전기적 신호를 전파 에너지로 변환하여 공간에 전파 빔으로 복사하거나, 외부에 존재하는 전파 에너지를 반파장 공조에 의하여 수신하고 이를 전력으로 변환하여 신호 수신 라인으로 출력한다.

이러한 안테나는 실시 형태와 적용 스펙 등에 따라 다양한 제품군을 이루고 있는데, 그 중 다이폴 안테나(dipole antenna)는 안테나 중 가장 기본적인 구조를 가지며, 개방된 형태의 도선에 교류가 인가될 때 전기력선이 축을 중심으로 대칭이 되도록 분포시키는 안테나 형태를 의미한다.

이러한 다이폴 안테나는 레이다 및 위성통신이나 셀룰러 폰 등의 기지국 송수신 신호에 주로 이용되며, 무선 기술이 비약적으로 발전함에 따라 다양한 형태로 발전되고 있다.

다이폴 안테나는 구조가 간단하여 슬림화와 소형화에 대한 요구를 만족시키기 위해, 능동위상배열 안테나(Active Phased Array Antenna, APAA), 휴대용 전자장치 등에 사용될 수 있다.

먼저, 능동위상배열 안테나는 안테나에 급전되는 크기와 위상을 반도체 타입의 TRM(Transit/Receive Module)을 이용하여 제어함으로써 다양한 복사패턴을 형성할 수 있는 배열 안테나로서, 빠른 전자적 빔조향, 다중빔 형성, 실시간 적응빔 형성 등의 다양한 빔조향을 수행하기 위해 다수 개의 안테나로 구성된다.

그런데, 능동위상배열 안테나는 시스템의 제한된 공간에서 다수 개의 안테나를 구성하려는 경우에 필연적으로 안테나의 소형화가 필요하게 된다.

이 경우에는 다수 개의 안테나들이 제한된 공간에서 상호 인접되어 발생되는 간섭 현상으로 인해 능동반사 손실이 발생할 수 밖에 없다. 그 결과, 인접 안테나 간의 간섭은 노이즈를 증가시켜 안테나 성능 저하를 발생시키게 된다.

또한, 이 경우에는 운용 고주파 대역 내에서 넓은 빔폭과 높은 지향성을 모두 만족시키기 어렵다.

마찬가지로, 휴대용 전자장치는 휴대성을 높이기 위해 슬림화 및 소형화가 사용자로부터 요구되어, 무선 통신을 수행하기 위한 부품 및 안테나를 실장하기 위한 공간이 축소되었다. 그 결과, 휴대용 전자장치는 안테나 상호 간에 발생하는 간섭에 의한 노이즈가 증가되어 무선 성능이 저하되는 한계가 있다.

따라서, 다이폴 안테나는 인접 소자간에 발생하는 간섭과 반사손실을 최소화시킬 뿐만 아니라, 넓은 빔폭과 높은 지향성을 가질 수 있는 구조가 제안될 필요성이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0653184호 (2006.11.27 등록)

본 발명의 목적은 운용 고주파대역에서 넓은 빔폭과 높은 지향성을 모두 만족할 수 있는 인쇄형 다이폴 안테나를 구현함으로써 능동위상배열 안테나(레이다) 등의 전자기기에 적용 가능한 구조를 제공하기 위한, 인쇄형 다이폴 안테나 및 이를 이용한 전자기기를 제공하는데 있다.

본 발명의 실시예에 따른 인쇄형 다이폴 안테나는, 서로 적층되는 한 쌍의 유전체기판; 상기 한 쌍의 유전체기판 각각의 일면에 RF 신호를 자유 공간으로 방사시키는 다이폴 안테나 형태로 형성되는 한 쌍의 복사소자; 상기 한 쌍의 유전체기판 각각의 타면 사이에 삽입되어 상기 한 쌍의 복사소자에 커플링 급전을 통해 상기 RF 신호를 인가하기 위한 급전라인; 및 상기 한 쌍의 유전체기판 각각의 일면에 형성하되, 상기 한 쌍의 복사소자의 전계 진행 방향 상에 미리 정해진 거리 만큼 이격 배치되는 한 쌍의 기생소자;를 포함하고, 상기 한 쌍의 복사소자 각각의 전계 진행 방향의 반대측을 둘러싸는 선로 형태로 형성되는 한 쌍의 차단벽;을 더 포함할 수 있다.

삭제

상기 급전라인은, 일측 방향에 대해 직각으로 2회 굴곡된 형태의 'ㄷ'자 형 구조로서, 상기 한 쌍의 복사소자의 폭에 맞춰 굴곡 형태가 형성되는 것일 수 있다.

상기 한 쌍의 복사소자는, 상기 전계 진행 방향에 형성된 메인 패턴에서 서로 다른 방향으로 분기된 좌/우측 대칭 패턴으로 구성되는 것일 수 있다.

상기 좌/우측 대칭 패턴은, 상기 메인 패턴의 직각 방향에 대해 소정의 제1 각도를 갖도록 굴곡되는 것일 수 있다.

상기 한 쌍의 기생소자는, 상기 전계 진행 방향의 직각 방향에 대해 소정의 제2 각도를 갖도록 굴곡되고, 상기 제1 각도와 상기 제2 각도는, 서로 상이한 것일 수 있다.

상기 한 쌍의 기생소자의 길이는, 상기 한 쌍의 복사소자의 길이보다 작고, 상기 한 쌍의 기생소자의 폭은, 상기 한 쌍의 복사소자의 폭보다 좁은 것일 수 있다.

실시예에 따르면, 상기 한 쌍의 유전체기판의 길이와 동일한 길이로 형성되는 그라운드기판;을 더 포함할 수 있다.

상기 한 쌍의 차단벽은, 상기 그라운드기판에 비아홀을 통해 연결되는 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자기기에 있어서, 다수 개의 인쇄형 다이폴 안테나로 구성되는 안테나 장치; 및 상기 안테나 장치와 연결되어, 송수신모듈과 RF신호를 전달하는 인터페이스부;를 포함하되, 상기 인쇄형 다이폴 안테나는, 서로 적층되는 한 쌍의 유전체기판; 상기 한 쌍의 유전체기판 각각의 일면에 RF 신호를 자유 공간으로 방사시키는 다이폴 안테나 형태로 형성되는 한 쌍의 복사소자; 상기 한 쌍의 유전체기판 각각의 타면 사이에 삽입되어 상기 한 쌍의 복사소자에 커플링 급전을 통해 상기 RF 신호를 인가하기 위한 급전라인; 및 상기 한 쌍의 유전체기판 각각의 일면에 형성하되, 상기 한 쌍의 복사소자의 전계 진행 방향 상에 미리 정해진 거리 만큼 이격 배치되는 한 쌍의 기생소자;를 포함할 수 있다.

상기 안테나 장치는, 다수 개의 인쇄형 다이폴 안테나 각각이 커넥터를 포함하는 급전부를 이용하여 반사판에 밀착되어 배열되는 것일 수 있다.

본 발명은 운용 고주파대역에서 넓은 빔폭과 높은 지향성을 모두 만족할 수 있는 인쇄형 다이폴 안테나를 구현함으로써 능동위상배열 안테나(레이다) 등의 전자기기에 적용 가능한 구조를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 제한된 공간에 대한 안테나 구조의 소형화가 가능하므로 인접 안테나 간 간섭과 능동반사손실을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명은 국방용 휴대 전자장치에 활용하여 무선 성능의 손실을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄형 다이폴 안테나를 나타낸 사시도,
도 2는 상기 도 1의 인쇄형 다이폴 안테나의 A-A' 단면도,
도 3은 상기 도 1의 인쇄형 다이폴 안테나의 평면도,
도 4는 상기 도 1의 인쇄형 다이폴 안테나 다수 개를 정렬하여 구성한 안테나 장치를 나타낸 도면,
도 5a는 상기 도 1의 인쇄형 다이폴 안테나의 안테나 이득 및 빔폭을 나타낸 도면,
도 5b는 상기 도 1의 인쇄형 다이폴 안테나의 복사패턴을 3차원으로 나타낸 도면,
도 6은 상기 도 4의 전자기기의 안테나 장치에서 능동반사손실 시뮬레이션값을 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 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 위한 용어로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 본 발명은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부"는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄형 다이폴 안테나를 나타낸 사시도이고, 도 2는 상기 도 1의 인쇄형 다이폴 안테나의 A-A' 단면도이며, 도 3은 상기 도 1의 인쇄형 다이폴 안테나의 평면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 인쇄형 다이폴 안테나(100)는, 크기와 위상 조절을 통해 빔조향을 수행하는 능동위상배열 레이다에 적용이 가능하다. 여기서, 인쇄형 다이폴 안테나(100)는 고주파 대역에서 동작한다.

즉, 인쇄형 다이폴 안테나(100)는 능동위상배열 레이다의 제한된 공간에 다수 개가 구성될 때 소형화가 가능하고, 개별 안테나가 상호 인접되어 간섭으로 인한 능동반사 손실을 줄여 안테나 성능저하를 방지한다.

특히, 인쇄형 다이폴 안테나(100)는 자계면(H-plane) 방향으로 빔폭(빔패턴)이 넓고 전계면(E-plane) 방향으로는 전류 분포에 의해 어느 정도의 지향성을 가질 수 있기 때문에, 운용 고주파대역에서 넓은 빔폭과 높은 지향성을 모두 만족할 수 있다.

이를 위해, 인쇄형 다이폴 안테나(100)는 유전체와 금속의 다층 구조로서, 제1 유전체기판(11)과 제2 유전체기판(12) 각각의 일면에 금속 재질의 복사소자(radiator)와 기생소자(parastic element), 차단벽(decoupling block)이 형성되고, 제1 유전체기판(11)과 제2 유전체기판(12) 각각의 타면에 금속 재질인 급전라인(feeder)이 삽입되어 적층된다.

먼저, 제1 유전체기판(11)은 일면에 제1 복사소자(31), 제1 기생소자(41), 제1 차단벽(51)이 형성되고, 제2 유전체기판(12)은 일면에 제2 복사소자(32), 제2 기생소자(42), 제2 차단벽(52)이 형성된다. 여기서, 제1 복사소자(31)와 제2 복사소자(32), 제1 기생소자(41)와 제2 기생소자(42), 제1 차단벽(51)과 제2 차단벽(52)은 서로 대칭 구조로 배치된다.

또한, 제1 유전체기판(11)과 제2 유전체기판(12) 각각은 서로 마주보는 타면 사이에 급전라인(20)이 삽입되어 적층된다.

여기서, 제1 유전체기판(11) 및 제2 유전체기판(12)은 PCB(Printed Circuit Board) 또는 FPCB(Flexible PCB) 등일 수 있다.

다음, 급전라인(20)은 제1 유전체기판(11)의 일면에 형성되어 있는 제1 복사소자(31)와 제2 유전체기판(12)의 일면에 형성되어 있는 제2 복사소자(32)에 커플링(coupling) 급전을 통해 RF(Radio Frequency) 신호를 인가한다.

그리고, 급전라인(20)은 일측 방향에 대해 직각으로 2회 굴곡된 형태의 'ㄷ'자형 구조를 가질 수 있다. 이러한 급전라인(20)은 고주파대역의 정합구조를 통한 매칭 특성을 개선할 수 있다.

또한, 급전라인(20)은 외부 전원에 연결되는 커넥터(22)가 구비된 급전부(21)에 전기적으로 연결된다. 급전부(21)는 그라운드기판(60)의 일면에 형성된다.

도 3을 참조하면, 급전라인(20)은 제1 복사소자(31) 또는 제2 복사소자(32)의 폭(T)에 맞춰 굴곡 형태를 형성한다.

도 3에서는 설명의 편의상 급전라인(20)을 제1 복사소자(31) 상에 배치되는 것으로 도시하였으나, 실제로 급전라인(20)은 도 2와 같이 배치된다. 즉, 도 3에서 급전라인(20)은 제1 유전체기판(11)의 하부면에 형성된다면, 제1 복사소자(31)는 제1 유전체기판(11)의 상부면에 형성된다. 또한, 도 3에 도시되어 있지 않지만, 급전라인(20)은 제2 유전체기판(12)의 상부면에 형성된다면, 제2 복사소자(32)는 제2 유전체기판(12)의 하부면에 형성된다.

다음, 제1 복사소자(31)는 급전라인(20)을 통해 인가된 RF 신호를 자유 공간으로 방사시키는 다이폴 안테나 형태로 제1 유전체기판(11)상에 형성된다. 즉, 제1 복사소자(31)는 전계 진행 방향에 형성된 메인 패턴(31a)에서 서로 다른 방향으로 분기된 좌/우측 대칭 패턴(31b, 31c)으로 이루어진다.

그런데, 좌/우측 대칭 패턴(31b, 31c)은 메인 패턴(31a)의 직각 방향에 대해 소정의 각도(θ1)를 갖도록 굴곡된다. 이는 제1 복사소자(31)의 길이(L1)을 줄일 수 있기 때문에 인쇄형 다이폴 안테나(100)의 전체 크기를 소형화시키고 빔 폭을 향상시키는 요인이 될 수 있다.

그리고, 제2 복사소자(32)는 제1 복사소자(31)와 동일한 구조이므로, 제1 복사소자(31)에 대한 설명으로 대신하기로 한다.

한편, 제1 기생소자(41)는 제1 복사소자(31)의 전계 진행 방향상에 미리 정해진 거리 만큼 이격되어 제1 유전체기판(11)상에 배치된다.

그런데, 제1 기생소자(41)는 제1 복사소자(31)와 같이 전계 진행 방향의 직각 방향에 대해 소정의 각도(θ2)를 갖도록 굴곡된다. 이는 제1 복사소자(31)로부터 방사된 빔의 광폭을 넓게 형성하기 위함이다.

여기서, 제1 기생소자(41)의 굴곡된 각도(θ2)는 좌/우측 대칭 패턴(31b, 31c)의 굴곡된 각도(θ1)와 서로 동일할 수도 있으나, 서로 상이한 것이 바람직하다. 이 경우, θ1은 θ2보다 크고, 30°이내에서 적용할 수 있다. θ1은 30°이상으로 넓어지면 반사손실 특성이 변하고 빔 조향이 틀어질 수 있다.

그리고, 제1 기생소자(41)의 길이(L2)는 제1 복사소자(31)의 길이(L1) 보다 작게 형성되고, 제1 기생소자(41)의 폭(W2)은 제1 복사소자(31)의 폭(W1) 보다 좁게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 제1 복사소자(31)의 이득을 높이기 위함이다.

그리고, 제2 기생소자(42)는 제1 기생소자(41)와 동일한 구조이므로, 제1 기생소자(41)에 대한 설명으로 대신하기로 한다.

다음, 제1 차단벽(51)은 인접 인쇄형 다이폴 안테나와 결합 또는 간섭을 억제하기 위한 구조물로서, 제1 유전체기판(11) 상에 형성된다. 이때, 제1 차단벽(51)은 제1 복사소자(31)의 전계 진행 방향의 반대측을 둘러싸는 선로 형태로 형성되며, 비아홀(미도시)을 통해 그라운드기판(60)과 연결된다.

그리고, 제2 차단벽(52)은 제1 차단벽(51)과 동일한 구조이므로, 제1 차단벽(51)에 대한 설명으로 대신하기로 한다.

한편, 그라운드기판(60)은 인쇄형 다이폴 안테나(100)의 그라운드 접지를 위해 연결된다. 이 경우, 그라운드기판(60)의 길이(B)는 제1 유전체기판(11) 또는 제2 유전체기판(12)의 길이(A)에 상응된다. 즉, 그라운드기판(60)의 길이(B)는 제1 유전체기판(11) 또는 제2 유전체기판(12)의 길이(A)와 동일할 수 있다.

이처럼, 그라운드기판(60)의 길이(B)는 급전부(21)를 조립하고 급전라인(20)의 정합을 위해 어느 정도의 길이가 필요하며, 그 길이가 짧아지면 반사손실의 특성이 나빠질 수 있다.

도 4는 상기 도 1의 인쇄형 다이폴 안테나 다수 개를 정렬하여 구성한 안테나 장치를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 안테나 장치(200)는 다수 개의 인쇄형 다이폴 안테나(100)가 반사판(210)에 밀착되어 배열된다. 이때, 인쇄형 다이폴 안테나(100)는 기구물을 이용하여 반사판(210)에 끼움 결합된다. 여기서, 안테나 장치(200)는 인쇄형 다이폴 안테나(100)의 17×17 배열 구조 또는 수백에서 수천개의 배열구조로 구성될 수 있으며, 사각배열 또는 삼각배열 구조로 제작될 수 있다.

이러한 안테나 장치(200)는 능동위상배열 레이다 등과 같은 전자기기에 적용될 수 있다. 이때, 전자기기는 안테나 장치(200)와 연결되어, 송수신모듈과 RF신호를 전달하는 인터페이스부(미도시)를 포함한다.

여기서, 인쇄형 다이폴 안테나(100)는 고주파 대역에서 넓은 빔폭과 높은 지향성을 가질 수 있고, 안테나 소형화가 가능하며, 인접 안테나간 간섭 최소화 및 능동반사손실에 대한 성능 개선이 가능하기 때문에, 반사판(210)에 밀착되어 배열되는데 필요한 안테나 설계 조건을 만족한다.

도 5a는 상기 도 1의 인쇄형 다이폴 안테나의 안테나 이득 및 빔폭을 나타낸 도면이고, 도 5b는 상기 도 1의 인쇄형 다이폴 안테나의 복사패턴을 3차원으로 나타낸 도면이다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 인쇄형 다이폴 안테나(100)는 －50°∼＋50°의 범위에서 안테나 이득이 크게 나타나고, 일측 방향에 대해 전계 진행 방향이 형성되어 있다. 이를 통해, 인쇄형 다이폴 안테나(100)는 고주파대역에서 넓은 빔폭과 높은 지향성을 나타내는 것을 알 수 있다.

도 6은 상기 도 4의 전자기기의 안테나 장치에서 능동반사손실 시뮬레이션값을 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 전자기기의 안테나 장치(200)는 전계면(E-plane)에서 빔 조향 각도 θ(theta)가 0°∼70°일 때, 능동반사손실이 -10㏈ 이하의 우수한 특성을 나타낸다. 이때, ψ(phi)는 0°∼360°의 범위를 가지나, 도 6에서는 ψ(phi)＝90°일 때만 나타내었다.

비록 상기 설명이 다양한 실시예들에 적용되는 본 발명의 신규한 특징들에 초점을 맞추어 설명되었지만, 본 기술 분야에 숙달된 기술을 가진 사람은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 상기 설명된 장치 및 방법의 형태 및 세부 사항에서 다양한 삭제, 대체, 및 변경이 가능함을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기 설명에서보다는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된다. 특허청구범위의 균등 범위 안의 모든 변형은 본 발명의 범위에 포섭된다.

11 : 제1 유전체기판 12 : 제2 유전체기판
20 : 급전라인 21 : 급전부
22 : 커넥터 31 : 제1 복사소자
32 : 제2 복사소자 41 : 제1 기생소자
42 : 제2 기생소자 51 : 제1 차단벽
52 : 제2 차단벽 60 : 그라운드기판
100 : 인쇄형 다이폴 안테나 200 : 전자기기
210 : 반사판

Claims

서로 적층되는 한 쌍의 유전체기판;
상기 한 쌍의 유전체기판 각각의 일면에 RF 신호를 자유 공간으로 방사시키는 다이폴 안테나 형태로 형성되는 한 쌍의 복사소자;
상기 한 쌍의 유전체기판 각각의 타면 사이에 삽입되어 상기 한 쌍의 복사소자에 커플링 급전을 통해 상기 RF 신호를 인가하기 위한 급전라인; 및
상기 한 쌍의 유전체기판 각각의 일면에 형성하되, 상기 한 쌍의 복사소자의 전계 진행 방향 상에 미리 정해진 거리 만큼 이격 배치되는 한 쌍의 기생소자;를 포함하고,
상기 한 쌍의 복사소자 각각의 전계 진행 방향의 반대측을 둘러싸는 선로 형태로 형성되는 한 쌍의 차단벽;을 더 포함하는 인쇄형 다이폴 안테나.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 급전라인은,
일측 방향에 대해 직각으로 2회 굴곡된 형태의 'ㄷ'자 형 구조로서, 상기 한 쌍의 복사소자의 폭에 맞춰 굴곡 형태가 형성되는 것인 인쇄형 다이폴 안테나.
제 1 항에 있어서,
상기 한 쌍의 복사소자는,
상기 전계 진행 방향에 형성된 메인 패턴에서 서로 다른 방향으로 분기된 좌/우측 대칭 패턴으로 구성되는 것인 인쇄형 다이폴 안테나.
제 4 항에 있어서,
상기 좌/우측 대칭 패턴은,
상기 메인 패턴의 직각 방향에 대해 소정의 제1 각도를 갖도록 굴곡되는 것인 인쇄형 다이폴 안테나.
제 5 항에 있어서,
상기 한 쌍의 기생소자는,
상기 전계 진행 방향의 직각 방향에 대해 소정의 제2 각도를 갖도록 굴곡되고,
상기 제1 각도와 상기 제2 각도는, 서로 상이한 것인 인쇄형 다이폴 안테나.
제 1 항에 있어서,
상기 한 쌍의 기생소자의 길이는, 상기 한 쌍의 복사소자의 길이보다 작고,
상기 한 쌍의 기생소자의 폭은, 상기 한 쌍의 복사소자의 폭보다 좁은 것인 인쇄형 다이폴 안테나.
제 1 항에 있어서,
상기 한 쌍의 유전체기판의 길이와 동일한 길이로 형성되는 그라운드기판;
을 더 포함하는 인쇄형 다이폴 안테나.
제 8 항에 있어서,
상기 한 쌍의 차단벽은,
상기 그라운드기판에 비아홀을 통해 연결되는 것인 인쇄형 다이폴 안테나.
전자기기에 있어서,
다수 개의 인쇄형 다이폴 안테나로 구성되는 안테나 장치; 및
상기 안테나 장치와 연결되어, 송수신모듈과 RF신호를 전달하는 인터페이스부;를 포함하되,
상기 인쇄형 다이폴 안테나는,
서로 적층되는 한 쌍의 유전체기판;
상기 한 쌍의 유전체기판 각각의 일면에 RF 신호를 자유 공간으로 방사시키는 다이폴 안테나 형태로 형성되는 한 쌍의 복사소자;
상기 한 쌍의 유전체기판 각각의 타면 사이에 삽입되어 상기 한 쌍의 복사소자에 커플링 급전을 통해 상기 RF 신호를 인가하기 위한 급전라인; 및
상기 한 쌍의 유전체기판 각각의 일면에 형성하되, 상기 한 쌍의 복사소자의 전계 진행 방향 상에 미리 정해진 거리 만큼 이격 배치되는 한 쌍의 기생소자;
를 포함하는 전자기기.
제 10 항에 있어서,
상기 안테나 장치는,
다수 개의 인쇄형 다이폴 안테나 각각이 커넥터를 포함하는 급전부를 이용하여 반사판에 밀착되어 배열되는 것인 전자기기.
제 10 항에 있어서,
상기 한 쌍의 복사소자 각각의 전계 진행 방향의 반대측을 둘러싸는 선로 형태로 형성되는 한 쌍의 차단벽;
을 더 포함하는 전자기기.
제 10 항에 있어서,
상기 급전라인은,
일측 방향에 대해 직각으로 2회 굴곡된 형태의 'ㄷ'자 형 구조로서, 상기 한 쌍의 복사소자의 폭에 맞춰 굴곡 형태가 형성되는 것인 전자기기.
제 10 항에 있어서,
상기 한 쌍의 복사소자는,
상기 전계 진행 방향에 형성된 메인 패턴에서 서로 다른 방향으로 분기된 좌/우측 대칭 패턴으로 구성되는 것인 전자기기.
제 14 항에 있어서,
상기 좌/우측 대칭 패턴은,
상기 메인 패턴의 직각 방향에 대해 소정의 제1 각도를 갖도록 굴곡되는 것인 전자기기.
제 15 항에 있어서,
상기 한 쌍의 기생소자는,
상기 전계 진행 방향의 직각 방향에 대해 소정의 제2 각도를 갖도록 굴곡되고,
상기 제1 각도와 상기 제2 각도는, 서로 상이한 것인 전자기기.
제 10 항에 있어서,
상기 한 쌍의 기생소자의 길이는, 상기 한 쌍의 복사소자의 길이보다 작고,
상기 한 쌍의 기생소자의 폭은, 상기 한 쌍의 복사소자의 폭보다 좁은 것인 전자기기.
제 12 항에 있어서,
상기 한 쌍의 유전체기판의 길이와 동일한 길이로 형성되는 그라운드기판;
을 더 포함하는 전자기기.
제 18 항에 있어서,
상기 한 쌍의 차단벽은,
상기 그라운드기판에 비아홀을 통해 연결되는 것인 전자기기.