KR101954819B1 - A 1d tightly coupled dipole array antenna - Google Patents

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KR101954819B1
KR101954819B1 KR1020180039020A KR20180039020A KR101954819B1 KR 101954819 B1 KR101954819 B1 KR 101954819B1 KR 1020180039020 A KR1020180039020 A KR 1020180039020A KR 20180039020 A KR20180039020 A KR 20180039020A KR 101954819 B1 KR101954819 B1 KR 101954819B1
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남상욱
이학준
김성중
김용준
이학주
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서울대학교산학협력단
재단법인 파동에너지 극한제어 연구단
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Abstract

The present invention relates to a one-dimensional strongly coupled dipole array antenna, comprising: a substrate; a plurality of horizontal polarization dipole antennas arranged on the substrate in a first axis direction; a plurality of vertical polarization dipole antennas arranged in the first axis direction and disposed between the plurality of horizontal polarization dipoles; and first and second impedance barrier elements meeting a PEC boundary condition for the plurality of horizontal polarization dipole antennas and a PMC boundary condition for the plurality of vertical polarization dipole antennas.

Description

1차원 강한 결합 다이폴 배열 안테나{A 1D TIGHTLY COUPLED DIPOLE ARRAY ANTENNA}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a 1-dimensional tightly coupled dipole array antenna,

본 발명은 강한 결합 다이폴 배열(TCDA) 안테나에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 1차원(1D) 안테나 배열을 갖는 강한 결합 다이폴 배열 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to a strong coupled dipole array (TCDA) antenna, and more particularly to a strong coupled dipole array antenna having a one-dimensional (1D) antenna array.

다목적 레이더, 전자 전, 5G 통신 등과 같은 다양한 무선 통신 분야에서 낮은 높이를 가지면서 넓은 대역, 넓은 조향 능력을 가지는 배열 안테나에 대한 요구가 점점 증가하고 있다. 이러한 배열 안테나는 넓은 대역에서 높은 G/T (gain to noise temperature ratio)를 가져야 하고, 저비용으로 구현이 가능해야 한다. 이러한 이슈를 해결하기 위하여 다양한 방식의 배열 안테나가 연구되어왔다.There is a growing demand for array antennas having a low height and a wide bandwidth and a wide steering capability in various wireless communication fields such as multipurpose radar, electronic transmission, and 5G communication. These array antennas must have a high gain / noise ratio (G / T) in a wide band and should be implemented at low cost. Various array antennas have been studied to solve these problems.

기존에 널리 알려진 배열 안테나로는, 광 대역 구현이 가능한 비발디((Vivaldi) 안테나 또는 TSA(Tapered Slot Array) 안테나 등이 있다. 하지만, 비발디 안테나 또는 TSA 안테나는 높이가 높고, 스캔 시 큰 교차 편파 방사(cross-polarization radiation)를 갖는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하기 위해 강한 결합 배열 안테나(TCDA)가 제안되었다. A Vivaldi antenna or a TSA (Tapered Slot Array) antenna capable of implementing a wide band is known as a commonly known array antenna. However, a Vivaldi antenna or a TSA antenna has a high height and a large cross- (TCDA) has been proposed to overcome this disadvantage.

강한 결합 배열 안테나(TCDA)는 낮은 높이의 광 대역 배열 안테나를 설계하는 방법 중 하나로, 개별 소자의 간격을 줄여 형성된 소자 간 커플링을 저주파 대역 매칭 특성 향상에 이용하는 방식이다. TCDA is a method of designing a low-bandwidth wide-band array antenna, which uses a coupling between elements formed by reducing the spacing of individual elements to improve low-frequency band matching characteristics.

가령, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 강한 결합 배열 안테나(TCDA)는 수직 편파 안테나와 수평 편파 안테나를 십자가 형태로 배치하여 이중 편파 특성을 구현할 수 있다. 또한, 종래의 강한 결합 배열 안테나(TCDA)는 개별 안테나들의 2차원(2D) 배열을 통해 강한 상호 결합(coupled capacitance)을 유도하여 광 대역 특성을 구현할 수 있다.For example, as shown in FIG. 1, in a conventional strong coupling array antenna (TCDA), a vertical polarization antenna and a horizontal polarization antenna are arranged in a cross shape to realize a dual polarization characteristic. In addition, the conventional strong coupling array antenna (TCDA) can induce strong coupling capacitance through a two-dimensional (2D) arrangement of individual antennas to realize a wide band characteristic.

그런데, 종래의 강한 결합 배열 안테나(TCDA)는 기본적으로 2D로만 구현이 가능하다. 따라서, 이러한 TCDA 안테나로 기지국 안테나 등과 같은 1차원 광 대역 배열 안테나를 구현하기 어려운 문제가 있다. 또한, TCDA 안테나는 2차원 배열을 위해 많은 개수의 안테나를 필요로 하기 때문에, 안테나 제작이 복잡하고 비용이 증가하는 문제가 있다.However, the conventional strong coupling array antenna (TCDA) can basically be implemented in 2D only. Therefore, it is difficult to implement a one-dimensional wide band array antenna such as a base station antenna with the TCDA antenna. In addition, since a TCDA antenna requires a large number of antennas for a two-dimensional array, there is a problem that the manufacture of the antenna is complicated and the cost increases.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은, 1차원 안테나 배열을 기반으로 광 대역 특성 및 이중 편파 특성을 구현할 수 있는 강한 결합 다이폴 배열 안테나를 제공함에 있다.The present invention is directed to solving the above-mentioned problems and other problems. Another object of the present invention is to provide a strong combined dipole array antenna capable of realizing a wide band characteristic and a dual polarization characteristic based on a one-dimensional antenna array.

또 다른 목적은, 1차원으로 배열된 수직 편파 다이폴 안테나들을 위한 PMC(Perfect Magnetic Conductor) 경계 조건을 만족하는 페라이트 소자를 구비하는 강한 결합 다이폴 배열 안테나를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a strong coupled dipole array antenna having a ferrite element satisfying PMC (Perfect Magnetic Conductor) boundary conditions for vertically polarized dipole antennas arranged in one dimension.

또 다른 목적은, 1차원으로 배열된 수평 편파 다이폴 안테나들을 위한 PEC(Perfect Electric Conductor) 경계 조건을 만족하는 컨덕터 소자를 구비하는 강한 결합 다이폴 배열 안테나를 제공함에 있다.Another object is to provide a strong coupled dipole array antenna having a conductor element satisfying a PEC (Perfect Electric Conductor) boundary condition for one-dimensionally arranged horizontally polarized dipole antennas.

또 다른 목적은, 1차원으로 배열된 수직 편파 다이폴 안테나들을 위한 PMC 경계 조건을 만족하는 페라이트 소자와, 상기 수직 편파 다이폴 안테나들 사이에 배치된 수평 편파 다이폴 안테나들을 위한 PEC 경계 조건을 만족하는 컨덕터 소자를 구비하는 강한 결합 다이폴 배열 안테나를 제공함에 있다.Yet another object of the present invention is to provide a method and a device for detecting a PEC boundary condition for a vertically polarized dipole antenna arranged in a one dimension and a conductor element satisfying a PEC boundary condition for horizontally polarized dipole antennas disposed between the vertically polarized dipole antennas And a plurality of antennas.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 기판; 상기 기판 상에 제1 축 방향으로 배열되는 복수의 수평 편파 다이폴 안테나들; 상기 제1 축 방향으로 배열되고, 상기 복수의 수평 편파 다이폴 안테나들 사이에 배치되는 복수의 수직 편파 다이폴 안테나들; 및 상기 복수의 수평 편파 다이폴 안테나들을 위한 PEC 경계 조건과, 상기 복수의 수직 편파 다이폴 안테나들의 PMC 경계 조건을 만족하는 제1 및 제2 임피던스 장벽 소자를 포함하는 1차원 강한 결합 다이폴 배열 안테나를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma display panel comprising: a substrate; A plurality of horizontal polarization dipole antennas arranged on the substrate in a first axis direction; A plurality of vertical polarization dipole antennas arranged in the first axis direction and disposed between the plurality of horizontal polarization dipoles; And a first and a second impedance barrier element satisfying a PEC boundary condition for the plurality of horizontal polarization dipole antennas and a PMC boundary condition of the plurality of vertical polarization dipole antennas, .

좀 더 바람직하게는, 상기 제1 및 제2 임피던스 장벽 소자는, 복수의 수평 편파 다이폴 안테나들을 위한 PEC 경계 조건을 만족하는 컨덕터 소자와, 복수의 수직 편파 다이폴 안테나들의 PMC 경계 조건을 만족하는 페라이트 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the first and second impedance barrier elements comprise a conductor element that satisfies a PEC boundary condition for a plurality of horizontal polarization dipoles, a ferrite element that satisfies a PMC boundary condition of a plurality of vertical polarization dipoles, And a control unit.

좀 더 바람직하게는, 상기 컨덕터 소자는, 유전체 시트와, 상기 유전체 시트의 적어도 일 면에 형성되는 복수의 컨덕터 슬릿들을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 유전체 시트는 페라이트 소자와 동일한 모양 및 크기로 형성되는 것을 특징으로 한다. More preferably, the conductor element comprises a dielectric sheet and a plurality of conductor slits formed on at least one side of the dielectric sheet. And the dielectric sheet is formed in the same shape and size as the ferrite element.

좀 더 바람직하게는, 상기 복수의 컨덕터 슬릿들은, 수직 및 수평 편파 다이폴 안테나들을 바라보는 유전체 시트의 평면 상에 형성되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 복수의 컨덕터 슬릿들은, 유전체 시트 상에 수직 방향으로 형성되고, 상기 유전체 시트 상에서 일정한 간격으로 배치되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 복수의 컨덕터 슬릿들은, 도전성 금속 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.More preferably, the plurality of conductor slits are formed on a plane of the dielectric sheet facing the vertical and horizontal polarization dipole antennas. Further, the plurality of conductor slits are formed in a vertical direction on the dielectric sheet, and are arranged at regular intervals on the dielectric sheet. The plurality of conductor slits may be formed of a conductive metal.

좀 더 바람직하게는, 상기 제1 임피던스 장벽 소자는, 수직 및 수평 편파 다이폴 안테나들의 일 측 방향에 배치되고, 상기 제2 임피던스 장벽 소자는, 상기 제1 임피던스 장벽 소자와 마주보는 위치에 해당하는 수직 및 수평 편파 다이폴 안테나들의 타 측 방향에 배치되는 것을 특징으로 한다.More preferably, the first impedance barrier element is disposed in one direction of the vertical and horizontal polarized wave dipole antennas, and the second impedance barrier element is perpendicular to the first impedance barrier element at a position facing the first impedance barrier element. And the horizontal polarization dipole antennas.

좀 더 바람직하게는, 상기 수직 및 수평 편파 다이폴 안테나들 각각은, PCB 기판, 상기 PCB 기판의 전면에 형성되는 제1 방사 패턴, 상기 PCB 기판의 배면에 형성되는 제2 방사 패턴, 상기 제1 방사 패턴에 연결되는 제1 급전 라인 및 상기 제2 방사 패턴에 연결되는 제2 급전 라인을 포함하는 것을 특징으로 한다. More preferably, each of the vertical and horizontal polarized wave dipole antennas includes a PCB substrate, a first radiation pattern formed on a front surface of the PCB substrate, a second radiation pattern formed on a back surface of the PCB substrate, A first feeding line connected to the pattern, and a second feeding line connected to the second radiation pattern.

좀 더 바람직하게는, 상기 1차원 강한 결합 다이폴 배열 안테나는 임피던스 정합을 위한 슈퍼스트레이트(superstrate) 및 스페이서(spacer) 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. More preferably, the one-dimensional strong coupled dipole array antenna further comprises at least one of a superstrate and a spacer for impedance matching.

본 발명의 실시 예들에 따른 1차원 강한 결합 다이폴 배열(TCDA) 안테나의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The effects of the one-dimensional strong coupling dipole array (TCDA) antenna according to the embodiments of the present invention are as follows.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 1차원 배열을 갖는 강한 결합 다이폴 배열 안테나로 구현함으로써, 팬 빔 패턴을 필요로 하는 기지국 안테나에 적용할 수 있고, 배열 안테나에서 요구되는 안테나의 개수를 줄일 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, the antenna can be applied to a base station antenna requiring a fan beam pattern by implementing a strong coupling dipole array antenna having a one-dimensional array, and the number of antennas required in the array antenna can be reduced There is an advantage that it can be.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 수직 편파 다이폴 안테나를 위한 PMC 경계 조건을 만족하는 페라이트 소자를 상기 수직 편파 다이폴 안테나의 인접 영역에 배치함으로써, 광 대역 특성 및 수직 편파 특성을 갖는 1차원 강한 결합 다이폴 배열(1D TCDA) 안테나를 구현할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, by arranging the ferrite element satisfying the PMC boundary condition for the vertical polarization dipole antenna in the adjacent region of the vertical polarization dipole antenna, one-dimensional strong An advantage of being able to implement a combined dipole array (1D TCDA) antenna.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 수평 편파 다이폴 안테나를 위한 PEC 경계 조건을 만족하는 컨덕터 소자를 상기 수평 편파 다이폴 안테나의 인접 영역에 배치함으로써, 광 대역 특성 및 수평 편파 특성을 갖는 1차원 강한 결합 다이폴 배열(1D TCDA) 안테나를 구현할 수 있다는 장점이 있다.Further, according to at least one embodiment of the present invention, a conductor element satisfying a PEC boundary condition for a horizontal polarization dipole antenna is disposed in an adjacent region of the horizontal polarization dipole antenna, whereby a 1 < st > Dimensional combined dipole array (1D TCDA) antenna.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 수직 편파 다이폴 안테나를 위한 PMC 경계 조건과 수평 편파 다이폴 안테나를 위한 PEC 경계 조건을 만족하는 임피던스 장벽 소자를 상기 수직 및 수평 편파 다이폴 안테나들의 인접 영역에 배치함으로써, 광 대역 특성 및 이중 편파 특성을 갖는 1차원 강한 결합 다이폴 배열(1D TCDA) 안테나를 구현할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one embodiment of the present invention, an impedance barrier element satisfying the PMC boundary condition for the vertical polarization dipole antenna and the PEC boundary condition for the horizontal polarization dipole antenna is provided in the adjacent region of the vertical and horizontal polarization dipole antennas Dimensional (1D TCDA) antenna having a wide-band characteristic and a dual polarization characteristic can be realized.

다만, 본 발명의 실시 예들에 따른 1차원 강한 결합 다이폴 배열(TCDA) 안테나가 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects that can be achieved by a one-dimensional strong coupled dipole array (TCDA) antenna according to embodiments of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned are described below. It will be understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains.

도 1은 종래 기술에 따른 2차원 강한 결합 다이폴 배열(2D TCDA) 안테나를 나타내는 도면;
도 2a는 2D TCDA 안테나를 구성하는 수직 편파 다이폴 안테나의 경계 조건을 설명하기 위해 참조되는 도면;
도 2b는 2D TCDA 안테나를 구성하는 수평 편파 다이폴 안테나의 경계 조건을 설명하기 위해 참조되는 도면;
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 1D TCDA 안테나에 필요한 경계 조건을 설명하기 위해 참조되는 도면;
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 1D TCDA 안테나에 필요한 경계 조건을 설명하기 위해 참조되는 도면;
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 1D TCDA 안테나에 필요한 경계 조건을 설명하기 위해 참조되는 도면;
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 1D TCDA 안테나의 구성을 나타내는 도면;
도 7은 수직 편파 다이폴 안테나의 일 구성을 예시하는 도면;
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 1D TCDA 안테나의 구성을 나타내는 도면;
도 9는 수평 편파 다이폴 안테나의 일 구성을 예시하는 도면;
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨덕터 소자의 구성을 나타내는 도면;
도 11은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 1D TCDA 안테나의 구성을 나타내는 도면;
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 임피던스 장벽 소자의 구성을 나타내는 도면;
도 13은 컨덕터 슬릿의 너비(ws)에 따른 1D TCDA 안테나의 VSWR 및 HPBW 변화를 나타내는 도면;
도 14는 컨턱터 슬릿과 기판 사이의 거리(gs)에 따른 1D TCDA 안테나의 VSWR 및 HPBW 변화를 나타내는 도면;
도 15는 임피던스 장벽 소자의 높이(ha)에 따른 1D TCDA 안테나의 VSWR 및 HPBW 변화를 나타내는 도면;
도 16은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 1D TCDA 안테나의 3D 방사 패턴을 나타내는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a diagram showing a two-dimensional strong coupled dipole array (2D TCDA) antenna according to the prior art;
2A is a diagram referred to explain a boundary condition of a vertically polarized dipole antenna constituting a 2D TCDA antenna;
FIG. 2B is a diagram referred to explain a boundary condition of a horizontally polarized dipole antenna constituting a 2D TCDA antenna; FIG.
3 is a diagram referred to explain boundary conditions required for a 1D TCDA antenna according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a diagram for describing boundary conditions necessary for a 1D TCDA antenna according to a second embodiment of the present invention; FIG.
5 is a diagram referred to explain boundary conditions required for a 1D TCDA antenna according to a third embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a 1D TCDA antenna according to a first embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 7 is a diagram illustrating one configuration of a vertically polarized dipole antenna; Fig.
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a 1D TCDA antenna according to a second embodiment of the present invention; FIG.
9 is a diagram illustrating a configuration of a horizontally polarized dipole antenna;
10 is a view illustrating a configuration of a conductor device according to an embodiment of the present invention;
11 is a diagram illustrating a configuration of a 1D TCDA antenna according to a third embodiment of the present invention;
12 is a diagram illustrating a configuration of an impedance barrier element according to an embodiment of the present invention;
13 is a diagram illustrating VSWR and HPBW variations of a 1D TCDA antenna according to the width (w s ) of a conductor slit;
Figure 14 is a view showing a VSWR and a change in the HPBW 1D TCDA antenna according to the distance (s g) between the container teokteo slit and the substrate;
15 is a diagram illustrating VSWR and HPBW changes of a 1D TCDA antenna according to the height h a of an impedance barrier element;
16 illustrates a 3D radiation pattern of a 1D TCDA antenna according to a third embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to designate identical or similar elements, and redundant description thereof will be omitted. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be obscured. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , ≪ / RTI > equivalents, and alternatives.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에서, "포함한다" 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.In this specification, the singular forms "a," "an," and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. Also, in this specification, the terms "comprising" or "having ", and the like, specify that the presence of stated features, integers, But do not preclude the presence or addition of other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

본 발명은 1차원 안테나 배열을 기반으로 광 대역 특성 및 이중 편파 특성을 구현할 수 있는 강한 결합 다이폴 배열 안테나를 제안한다. 또한, 본 발명은 1차원으로 배열된 수직 편파 다이폴 안테나들을 위한 PMC 경계 조건을 만족하는 페라이트 소자를 구비하는 강한 결합 다이폴 배열 안테나를 제안한다. 또한, 본 발명은 1차원으로 배열된 수평 편파 다이폴 안테나들을 위한 PEC 경계 조건을 만족하는 컨덕터 소자를 구비하는 강한 결합 다이폴 배열 안테나를 제안한다. 또한, 본 발명은 1차원으로 배열된 수직 편파 다이폴 안테나들을 위한 PMC 경계 조건을 만족하는 페라이트 소자와, 상기 수직 편파 다이폴 안테나들 사이에 배치된 수평 편파 다이폴 안테나들을 위한 PEC 경계 조건을 만족하는 컨덕터 소자를 구비하는 강한 결합 다이폴 배열 안테나를 제안한다. The present invention proposes a strongly coupled dipole array antenna capable of realizing a wide band characteristic and a dual polarization characteristic based on a one-dimensional antenna array. Also, the present invention proposes a strongly coupled dipole array antenna having a ferrite element satisfying a PMC boundary condition for one-dimensionally arranged vertical polarization dipole antennas. In addition, the present invention proposes a strongly coupled dipole array antenna having a conductor element satisfying a PEC boundary condition for one-dimensionally arranged horizontally polarized dipole antennas. In addition, the present invention provides a method of controlling a vertical polarization dipole antenna comprising: a ferrite element that satisfies a PMC boundary condition for vertically polarized dipole antennas arranged in one dimension; a conductor element that satisfies a PEC boundary condition for horizontally polarized dipole antennas disposed between the vertically polarized dipole antennas; The antenna of the present invention includes a plurality of antennas.

이하에서는, 본 발명의 다양한 실시 예들에 대하여, 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2a는 2D TCDA 안테나를 구성하는 수직 편파 다이폴 안테나의 경계 조건을 설명하기 위해 참조되는 도면이고, 도 2b는 2D TCDA 안테나를 구성하는 수평 편파 다이폴 안테나의 경계 조건을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.2A is a diagram for explaining a boundary condition of a vertical polarization dipole antenna constituting a 2D TCDA antenna, and FIG. 2B is a diagram referred to explain a boundary condition of a horizontal polarization dipole antenna constituting a 2D TCDA antenna.

도 2a를 참조하면, TCDA 안테나(10)는 기판(15) 상에 2차원(즉, 가로 방향 및 세로 방향)으로 배열되는 복수의 수직 편파 다이폴 안테나들(11)을 포함한다. 상기 TCDA 안테나(10)는 수직 편파 다이폴 안테나들(11)의 2D 배열을 통해 강한 상호 결합을 유도하여 광 대역 특성을 구현할 수 있다.2A, a TCDA antenna 10 includes a plurality of vertically polarized dipole antennas 11 arranged on a substrate 15 in a two-dimensional (i.e., transverse and longitudinal) direction. The TCDA antenna 10 can induce a strong mutual coupling through the 2D arrangement of the vertical polarization dipoles 11 to realize a wide band characteristic.

이러한 TCDA 안테나(10)를 구성하는 단위 셀(즉, 개별 안테나)을 기준으로 경계 조건(boundary condition)을 살펴보면, 수직 편파 다이폴 안테나(11)의 방향과 수평한 방향으로는 PMC(Perfect Magnetic Conductor, 12) 경계 조건이 형성되고, 상기 수직 편파 다이폴 안테나(11)의 방향과 수직한 방향으로는 PEC(Perfect Electric Conductor, 13) 경계 조건이 형성된다. 즉, PMC(12)와 PEC(13)로 이루어진 가상의 도파관(virtual waveguide)이 단위 셀의 주변 영역에 형성될 수 있다. 이러한 경계 조건을 유지하면 강한 상호 결합 배열 안테나의 특성을 그대로 보존할 수 있기 때문에, 수직 편파 다이폴 안테나들이 1차원으로 배열되는 TCDA 안테나의 구현이 가능하다.A boundary condition based on a unit cell (i.e., an individual antenna) constituting the TCDA antenna 10 is PMC (Perfect Magnetic Conductor) in a direction parallel to the direction of the vertical polarization dipole antenna 11, 12) boundary condition is formed, and a PEC (Perfect Electric Conductor) boundary condition is formed in a direction perpendicular to the direction of the vertical polarization dipole antenna 11. That is, a virtual waveguide composed of the PMC 12 and the PEC 13 can be formed in the peripheral region of the unit cell. By maintaining these boundary conditions, it is possible to preserve the characteristics of a strong interconnection array antenna, and thus it is possible to implement a TCDA antenna in which the vertically polarized dipole antennas are arranged in one dimension.

한편, 도 2b를 참조하면, TCDA 안테나(20)는 기판(25) 상에 2차원(즉, 가로 방향 및 세로 방향)으로 배열되는 복수의 수평 편파 다이폴 안테나들(21)을 포함한다. 마찬가지로, 상기 TCDA 안테나(20)는 수평 편파 다이폴 안테나들(21)의 2D 배열을 통해 강한 상호 결합을 유도하여 광 대역 특성을 구현할 수 있다.2B, the TCDA antenna 20 includes a plurality of horizontally polarized dipole antennas 21 arranged on a substrate 25 in two dimensions (i.e., in a horizontal direction and a vertical direction). Similarly, the TCDA antenna 20 can induce a strong mutual coupling through the 2D arrangement of the horizontal polarization dipole antennas 21 to realize the wide band characteristic.

이러한 TCDA 안테나(20)를 구성하는 단위 셀(즉, 개별 안테나)을 기준으로 경계 조건을 살펴보면, 수평 편파 다이폴 안테나(21)의 방향과 수평한 방향으로는 PMC(22) 경계 조건이 형성되고, 상기 수평 편파 다이폴 안테나(21)의 방향과 수직한 방향으로는 PEC(23) 경계 조건이 형성된다. 즉, PMC(22)와 PEC(23)로 이루어진 가상의 도파관이 단위 셀의 주변 영역에 형성될 수 있다. 이러한 경계 조건을 유지하면 강한 상호 결합 배열 안테나의 특성을 그대로 보존할 수 있기 때문에, 수평 편파 다이폴 안테나들이 1차원으로 배열되는 TCDA 안테나의 구현이 가능하다.A boundary condition of the PMC 22 is formed in a horizontal direction with respect to the direction of the horizontal polarization dipole antenna 21 in the boundary condition based on the unit cell (i.e., individual antenna) constituting the TCDA antenna 20, A boundary condition of the PEC 23 is formed in a direction perpendicular to the direction of the horizontal polarization dipole antenna 21. That is, a virtual waveguide composed of the PMC 22 and the PEC 23 can be formed in the peripheral region of the unit cell. By maintaining these boundary conditions, TCDA antennas with one-dimensional array of horizontal polarization dipole antennas can be realized because the characteristics of strong mutual coupling array antenna can be preserved.

도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 1D TCDA 안테나에 필요한 경계 조건을 설명하기 위해 참조되는 도면이다. FIG. 3 is a diagram referred to explain a boundary condition required for a 1D TCDA antenna according to the first embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 TCDA 안테나(300)는 기판(310) 상에 X축 방향으로(즉, 1차원으로) 배열되는 복수의 수직 편파 다이폴 안테나들(320)을 포함한다.3, the TCDA antenna 300 according to the first embodiment of the present invention includes a plurality of vertically polarized dipole antennas 320 arranged on the substrate 310 in the X-axis direction (i.e., one-dimensionally) .

이러한 TCDA 안테나(300)를 구성하는 단위 셀(즉, 개별 안테나)을 기준으로 경계 조건을 살펴보면, 수직 편파 다이폴 안테나(320)의 방향과 수직한 방향으로는 PEC(330)가 형성되지만, 수직 편파 다이폴 안테나(320)의 방향과 수평한 방향으로는 아무것도 형성되지 않는다. 즉, 안테나 방향과 수직한 방향으로는 배열 안테나에 의해 자동으로 PEC 경계조건을 만족하지만, 안테나 방향과 수평한 방향으로는 배열 안테나가 존재하지 않기 때문에 PMC 경계 조건을 만족하지 못한다. 따라서, 1D TCDA 안테나(300)에서 상술한 2D TCDA 안테나의 성능을 그대로 보존하기 위해서는, 수직 편파 다이폴 안테나(320)의 방향과 수평한 방향으로 해당 안테나(320)를 위한 PMC 경계 조건이 형성될 필요가 있다.The PEC 330 is formed in a direction perpendicular to the direction of the vertically polarized dipole antenna 320. The PEC 330 is formed in a direction perpendicular to the direction of the vertical polarization dipole antenna 320. However, Nothing is formed in a direction parallel to the direction of the dipole antenna 320. [ That is, the PEC boundary condition is automatically satisfied by the array antenna in the direction perpendicular to the antenna direction, but the PMC boundary condition is not satisfied because there is no array antenna in the direction parallel to the antenna direction. Therefore, in order to preserve the performance of the 2D TCDA antenna in the 1D TCDA antenna 300, it is necessary to form a PMC boundary condition for the antenna 320 in a direction parallel to the direction of the vertical polarization dipole antenna 320 .

도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 1D TCDA 안테나에 필요한 경계 조건을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.4 is a diagram referred to explain a boundary condition required for a 1D TCDA antenna according to a second embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 TCDA 안테나(400)는 기판(410) 상에 X축으로 (즉, 1차원으로) 배열되는 복수의 수평 편파 다이폴 안테나들(420)을 포함한다.Referring to FIG. 4, a TCDA antenna 400 according to a second embodiment of the present invention includes a plurality of horizontal polarization dipole antennas 420 arranged on the substrate 410 in the X-axis (i.e., one dimension) .

이러한 TCDA 안테나(400)를 구성하는 단위 셀(즉, 개별 안테나)을 기준으로 경계 조건을 살펴보면, 수평 편파 다이폴 안테나(420)의 방향과 수평한 방향으로는 PMC(430)가 형성되지만, 수평 편파 다이폴 안테나(420)의 방향과 수직한 방향으로는 아무것도 형성되지 않는다. 즉, 안테나 방향과 수평한 방향으로는 배열 안테나에 의해 자동으로 PMC 경계조건이 만족하지만, 안테나 방향과 수직한 방향으로는 배열 안테나가 존재하지 않기 때문에 PEC 경계 조건을 만족하지 못한다. 따라서, 1D TCDA 안테나(400)에서 상술한 2D TCDA 안테나의 성능을 그대로 보존하기 위해서는, 수평 편파 다이폴 안테나(420)의 방향과 수직한 방향으로 해당 안테나(420)를 위한 PEC 경계 조건이 형성될 필요가 있다.The PMC 430 is formed in a horizontal direction with respect to the direction of the horizontal polarization dipole antenna 420. The PMC 430 is formed in a direction perpendicular to the direction of the horizontal polarization dipole antenna 420. However, Nothing is formed in a direction perpendicular to the direction of the dipole antenna 420. [ That is, the PMC boundary condition is automatically satisfied by the array antenna in the direction parallel to the antenna direction, but the PEC boundary condition is not satisfied because the array antenna does not exist in the direction perpendicular to the antenna direction. Therefore, in order to maintain the performance of the 2D TCDA antenna as it is in the 1D TCDA antenna 400, it is necessary to form a PEC boundary condition for the antenna 420 in a direction perpendicular to the direction of the horizontal polarization dipole antenna 420 .

도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 1D TCDA 안테나에 필요한 경계 조건을 설명하기 위해 참조되는 도면이다. FIG. 5 is a diagram referred to explain a boundary condition required for a 1D TCDA antenna according to a third embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 TCDA 안테나(500)는 기판(510) 상에 X축으로(즉, 1차원으로) 배열되는 복수의 수직 편파 다이폴 안테나들(520)과, 상기 수직 편파 다이폴 안테나들(520) 사이에 배치되는 복수의 수평 편파 다이폴 안테나들(530)을 포함한다.5, the TCDA antenna 500 according to the third embodiment of the present invention includes a plurality of vertically polarized dipole antennas 520 arranged on the substrate 510 in the X-axis (i.e., one-dimensionally) And a plurality of horizontal polarization dipole antennas 530 disposed between the vertically polarized dipole antennas 520.

이러한 TCDA 안테나(500)를 구성하는 단위 셀(즉, 개별 안테나)을 기준으로 경계 조건을 살펴보면, 수직 편파 다이폴 안테나(520)의 방향과 수직한 방향으로는 PEC(540)가 형성되지만, 수직 편파 다이폴 안테나(520)의 방향과 수평한 방향으로는 아무것도 형성되지 않는다. 또한, 수평 편파 다이폴 안테나(530)의 방향과 수평한 방향으로는 PMC(550)가 형성되지만, 수평 편파 다이폴 안테나(530)의 방향과 수직한 방향으로는 아무것도 형성되지 않는다.The PEC 540 is formed in a direction perpendicular to the direction of the vertical polarization dipole antenna 520. However, the PEC 540 is formed in a direction perpendicular to the direction of the vertical polarization dipole antenna 520, Nothing is formed in a direction parallel to the direction of the dipole antenna 520. [ In addition, the PMC 550 is formed in a direction parallel to the direction of the horizontal polarization dipole antenna 530, but nothing is formed in a direction perpendicular to the direction of the horizontal polarization dipole antenna 530.

따라서, 1D TCDA 안테나(500)에서 상술한 2D TCDA 안테나의 성능을 그대로 보존하기 위해서는, 수직 편파 다이폴 안테나(520)의 방향과 수평한 방향으로 해당 안테나(520)를 위한 PMC 경계 조건이 형성될 필요가 있고, 수평 편파 다이폴 안테나(530)의 방향과 수직한 방향으로 해당 안테나(530)를 위한 PEC 경계 조건이 형성될 필요가 있다.Therefore, in order to preserve the performance of the 2D TCDA antenna as it is in the 1D TCDA antenna 500, it is necessary to form a PMC boundary condition for the antenna 520 in a direction parallel to the direction of the vertical polarization dipole antenna 520 And a PEC boundary condition for the antenna 530 in a direction perpendicular to the direction of the horizontal polarization dipole antenna 530 needs to be formed.

도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 1D TCDA 안테나의 구성을 나타내는 도면이다.FIG. 6 is a view showing a configuration of a 1D TCDA antenna according to a first embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 1D TCDA 안테나(600)는 기판(610), 상기 기판(610) 상에 X축 방향으로 배열되는 복수의 수직 편파 다이폴 안테나들(620)과, 상기 수직 편파 다이폴 안테나(620)의 방향과 수평한 방향으로 해당 안테나(620)의 양쪽에 배치되는 제1 및 제2 페라이트 소자(630, 640)를 포함할 수 있다.6, a 1D TCDA antenna 600 according to the first embodiment of the present invention includes a substrate 610, a plurality of vertically polarized dipole antennas 620 arranged in the X-axis direction on the substrate 610, And first and second ferrite elements 630 and 640 disposed on both sides of the antenna 620 in a direction parallel to the direction of the vertical polarization dipole antenna 620.

기판(610)은 복수의 수직 편파 다이폴 안테나들(620)과 제1 및 제2 페라이트 소자(630, 640)를 지지하는 역할을 수행한다. 상기 기판(610)은 알루미늄 플레이트(aluminum plate) 또는 구리 플레이트(copper plate) 등으로 구성될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.The substrate 610 serves to support the plurality of vertical polarization dipole antennas 620 and the first and second ferrite elements 630 and 640. The substrate 610 may be an aluminum plate, a copper plate, or the like, but is not limited thereto.

수직 편파 다이폴 안테나(620)는 수직 편파(Vertical Polarization) 특성을 갖는 전파를 방사한다. 상기 수직 편파 다이폴 안테나(620)는 미리 결정된 모양을 갖는 방사 패턴과, 상기 방사 패턴으로 전원을 공급하는 급전 라인으로 구성될 수 있다. 가령, 도 7에 도시된 바와 같이, 수직 편파 다이폴 안테나(620)는 PCB 기판(621)과, 상기 PCB 기판(621)의 전면에 형성되는 제1 방사 패턴(622), 상기 PCB 기판(621)의 배면에 형성되는 제2 방사 패턴(623), 상기 제1 방사 패턴(622)에 연결되는 제1 급전 라인(624)과, 상기 제2 방사 패턴(623)에 연결되는 제2 급전 라인(625)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 급전 라인(624)은 (+) 전원부와 연결될 수 있고, 제2 급전 라인(625)은 (-) 전원부 또는 접지(ground)와 연결될 수 있다.The vertical polarization dipole antenna 620 emits radio waves having a vertical polarization characteristic. The vertical polarization dipole antenna 620 may include a radiation pattern having a predetermined shape and a feed line for supplying power in the radiation pattern. 7, the vertical polarization dipole antenna 620 includes a PCB substrate 621, a first radiation pattern 622 formed on the front surface of the PCB substrate 621, a first radiation pattern 622 formed on the PCB substrate 621, A first feeding line 624 connected to the first radiation pattern 622 and a second feeding line 625 connected to the second radiation pattern 623, ). Here, the first feeding line 624 may be connected to the positive power source, and the second feeding line 625 may be connected to the negative power source or the ground.

수직 편파 다이폴 안테나(620)의 일 측 방향에는 제1 페라이트 소자(ferrite element, 630)가 배치되고, 상기 수직 편파 다이폴 안테나(620)의 타 측 방향에는 제2 페라이트 소자(640)가 배치된다. 즉, 상기 제1 및 제2 페라이트 소자(630, 640)는 수직 편파 다이폴 안테나(620)의 PMC 경계 조건을 만족하도록 배치된다.A first ferrite element 630 is disposed on one side of the vertical polarization dipole antenna 620 and a second ferrite element 640 is disposed on the other side of the vertical polarization dipole antenna 620. That is, the first and second ferrite elements 630 and 640 are arranged to satisfy the PMC boundary condition of the vertical polarization dipole antenna 620.

제1 및 제2 페라이트 소자(630, 640)는 산화철(Fe2O3)을 주성분으로 만들어진 투자률이 높은 강자성체이다. 상기 제1 및 제2 페라이트 소자(630, 640)는 사각형 모양의 평평한 판(plate) 또는 시트(sheet) 등으로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 페라이트 소자는 페라이트 플레이트 또는 페라이트 시트 등으로 지칭될 수 있다.The first and second ferrite elements 630 and 640 are ferromagnetic materials having high investment rate and made mainly of iron oxide (Fe 2 O 3 ). The first and second ferrite elements 630 and 640 may be formed as a square flat plate or a sheet. Accordingly, the ferrite element may be referred to as a ferrite plate, a ferrite sheet, or the like.

제1 및 제2 페라이트 소자(630, 640)의 높이(ha)와 두께(wf)는 1D TCDA 안테나(600)의 동작 주파수 및 안테나 성능 요구 사항 등에 따라 변경될 수 있다. 상기 제1 및 제2 페라이트 소자(630, 640)의 높이(ha)는 수직 편파 다이폴 안테나(620)의 높이와 동일하거나 혹은 그 보다 높게 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 페라이트 소자(630)와 수직 편파 다이폴 안테나(620) 간의 이격 거리는 상기 제2 페라이트 소자(640)와 수직 편파 다이폴 안테나(620) 간의 이격 거리와 동일하게 배치될 수 있다. The height h a and the thickness w f of the first and second ferrite elements 630 and 640 may be changed according to the operation frequency of the 1D TCDA antenna 600 and antenna performance requirements. The height h a of the first and second ferrite elements 630 and 640 may be equal to or higher than the height of the vertical polarization dipole antenna 620. The distance between the first ferrite element 630 and the vertical polarization dipole antenna 620 may be the same as the distance between the second ferrite element 640 and the vertical polarization dipole antenna 620.

제1 및 제2 페라이트 소자(630, 640)는 하이 웨이브 임피던스(high wave impedance)를 제공하기 때문에, 상기 페라이트 소자들(630, 640)은 수직 편파 다이폴 안테나(620)를 위한 PMC로 동작한다. 따라서, 본 발명에 따른 1D TCDA 안테나(600)는 수직 편파 다이폴 안테나(620)의 양쪽에 제1 및 제2 페라이트 소자(630, 640)를 배치함으로써, 2D TCDA 안테나의 성능을 그대로 보존할 수 있다.Because the first and second ferrite elements 630 and 640 provide a high wave impedance, the ferrite elements 630 and 640 operate as a PMC for the vertically polarized dipole antenna 620. Therefore, the 1D TCDA antenna 600 according to the present invention can maintain the performance of the 2D TCDA antenna as it is by arranging the first and second ferrite elements 630 and 640 on both sides of the vertical polarization dipole antenna 620 .

한편, 도면에 도시되고 있지 않지만, 상기 1D TCDA 안테나(600)는 임피던스 정합을 위한 슈퍼스트레이트(superstrate)와 스페이서(spacer) 등을 추가로 포함할 수 있다. 상기 슈퍼스트레이트는 미리 결정된 유전율(dielectric constant) 및 유전 손실 탄젠트(dielectric loss tangent)를 갖는 폴리테트라 플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE)으로 구성될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.Although not shown in the figure, the 1D TCDA antenna 600 may further include a superstrate and a spacer for impedance matching. The superstrate may be composed of and is not necessarily limited to polytetrafluoroethylene (PTFE) having a predetermined dielectric constant and dielectric loss tangent.

도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 1D TCDA 안테나의 구성을 나타내는 도면이다.FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a 1D TCDA antenna according to a second embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 1D TCDA 안테나(800)는 기판(810), 상기 기판(810) 상에 X축 방향으로 배열되는 복수의 수평 편파 다이폴 안테나들(820)과, 상기 수평 편파 다이폴 안테나(820)의 방향에 수직한 방향으로 해당 안테나(820)의 양쪽에 배치되는 제1 및 제2 컨덕터 소자(830, 840)를 포함할 수 있다. 8, a 1D TCDA antenna 800 according to a second embodiment of the present invention includes a substrate 810, a plurality of horizontal polarization dipole antennas 820 arranged in the X-axis direction on the substrate 810, And first and second conductor elements 830 and 840 disposed on both sides of the antenna 820 in a direction perpendicular to the direction of the horizontal polarization dipole antenna 820. [

기판(810)은 복수의 수평 편파 다이폴 안테나들(820)과 제1 및 제2 컨덕터 소자(830, 840)를 지지하는 역할을 수행한다. 상기 기판(810)은 알루미늄 플레이트(aluminum plate) 또는 구리 플레이트(copper plate) 등으로 구성될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.The substrate 810 serves to support the plurality of horizontal polarization dipole antennas 820 and the first and second conductor elements 830 and 840. The substrate 810 may be formed of an aluminum plate, a copper plate, or the like, but is not limited thereto.

수평 편파 다이폴 안테나(820)는 수평 편파(Horizontal Polarization) 특성을 갖는 전파를 방사한다. 상기 수평 편파 다이폴 안테나(820)는 미리 결정된 모양을 갖는 방사 패턴과, 상기 방사 패턴으로 전원을 공급하는 급전 라인으로 구성될 수 있다. 가령, 도 9에 도시된 바와 같이, 수평 편파 다이폴 안테나(820)는 PCB 기판(821)과, 상기 PCB 기판(821)의 전면에 형성되는 제1 방사 패턴(822), 상기 PCB 기판(821)의 배면에 형성되는 제2 방사 패턴(823), 상기 제1 방사 패턴(822)에 연결되는 제1 급전 라인(824)과, 상기 제2 방사 패턴(823)에 연결되는 제2 급전 라인(825)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 급전 라인(824)은 (+) 전원부와 연결될 수 있고, 제2 급전 라인(825)은 (-) 전원부 또는 접지(ground)와 연결될 수 있다.The horizontal polarization dipole antenna 820 emits radio waves having a horizontal polarization characteristic. The horizontal polarization dipole antenna 820 may include a radiation pattern having a predetermined shape and a feed line for supplying power in the radiation pattern. 9, the horizontal polarization dipole antenna 820 includes a PCB substrate 821, a first radiation pattern 822 formed on the front surface of the PCB substrate 821, a first radiation pattern 822 formed on the PCB substrate 821, A first feeding line 824 connected to the first radiation pattern 822 and a second feeding line 825 connected to the second radiation pattern 823, ). Here, the first feed line 824 may be connected to the positive power source, and the second feed line 825 may be connected to the negative power source or the ground.

수평 편파 다이폴 안테나(820)의 일 측 방향에는 제1 컨덕터 소자(conductor element, 830)가 배치되고, 상기 수평 편파 다이폴 안테나(820)의 타 측 방향에는 제2 컨덕터 소자(840)가 배치된다. 즉, 상기 제1 및 제2 컨덕터 소자(830, 840)는 수평 편파 다이폴 안테나(820)의 PEC 경계 조건을 만족하도록 배치된다.A first conductor element 830 is disposed on one side of the horizontal polarization dipole antenna 820 and a second conductor element 840 is disposed on the other side of the horizontal polarization dipole antenna 820. That is, the first and second conductor devices 830 and 840 are arranged to satisfy the PEC boundary condition of the horizontal polarization dipole antenna 820.

제1 및 제2 컨덕터 소자(830, 840)는 유전체와, 상기 유전체 상에 형성되는 복수의 컨덕터 슬릿들(conductor slits)로 구성된다. 가령, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 컨덕터 소자(830, 840)는 사각형 모양을 갖는 유전체 시트(831, 841)와 상기 유전체 시트(831, 841) 상에 수직 방향(즉, 세로 방향)으로 배열되는 복수의 컨덕터 슬릿들(832, 842)을 포함할 수 있다.The first and second conductor elements 830 and 840 are comprised of a dielectric and a plurality of conductor slits formed on the dielectric. 10, the first and second conductor elements 830 and 840 have dielectric sheets 831 and 841 having a rectangular shape and dielectric sheets 831 and 841 formed on the dielectric sheets 831 and 841 in the vertical direction And a plurality of conductor slits 832 and 842 arranged in a vertical direction).

유전체 시트(831, 841)는 미리 결정된 유전율 및 유전 손실 탄젠트를 갖는 유전체(dielectric substance)로 형성될 수 있다. 좀 더 바람직하게는, 유전체 시트(831, 841)는 낮은 유전율을 갖는 유전체로 형성될 수 있다. 상기 유전체 시트(831, 841)의 높이(ha)는 수평 편파 다이폴 안테나(820)의 높이와 동일하거나 혹은 그 보다 높게 형성될 수 있다. The dielectric sheets 831 and 841 may be formed of a dielectric substance having predetermined dielectric constant and dielectric loss tangent. More preferably, the dielectric sheets 831 and 841 may be formed of a dielectric material having a low dielectric constant. The height h a of the dielectric sheets 831 and 841 may be equal to or higher than the height of the horizontal polarization dipole antenna 820.

복수의 컨덕터 슬릿들(832, 842)은 유전체 시트(831, 841)의 양 면 중 적어도 하나에 형성될 수 있다. 좀 더 바람직하게는, 상기 복수의 컨덕터 슬릿들(832, 842)은 수평 편파 다이폴 안테나(820)를 바라보는 유전체 시트(831, 841)의 평면 상에 형성될 수 있다. A plurality of conductor slits 832, 842 may be formed on at least one of both surfaces of the dielectric sheets 831, 841. More preferably, the plurality of conductor slits 832, 842 may be formed on the plane of the dielectric sheets 831, 841 facing the horizontally polarized dipole antenna 820.

복수의 컨덕터 슬릿들(832, 842)은 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 등과 같은 도전성 금속 재질로 형성될 수 있다. 각 컨덕터 슬릿(832, 842)의 길이는 서로 동일하게 형성될 수 있다. 또한, 상기 컨덕터 슬릿들(832, 842) 간의 간격(ds)은 일정하게 형성될 수 있다.The plurality of conductor slits 832 and 842 may be formed of a conductive metal such as copper (Cu) or aluminum (Al). The lengths of the respective conductor slits 832 and 842 may be equal to each other. Also, the spacing d s between the conductor slits 832 and 842 may be constant.

복수의 컨덕터 슬릿들(832, 842)은 유전체 시트(831, 841)의 상단에서 하단까지 계속 연장되지 않고, 상기 하단으로부터 일정 거리(gs)만큼 이격된 지점까지만 연장될 수 있다. 즉, 각 컨덕터 슬릿(832, 842)은 기판(810)의 상면으로부터 일정 거리(gs)만큼 이격된 지점까지 연장될 수 있다.A plurality of conductors slit (832, 842) can be continued without being extended from the top of the dielectric sheet (831, 841) to the lower edge, extending up to and spaced by a predetermined distance (g s) from the lower end point. In other words, each conductor slits (832, 842) may be extended up to a point spaced a predetermined distance (g s) from the upper surface of the substrate 810.

유전체 시트(831, 841)의 높이(ha), 각 컨덕터 슬릿(832, 842) 간의 간격(ds), 각 컨덕터 슬릿(832, 842)의 너비(ws), 각 컨턱터 슬릿(832, 842)과 기판(810) 사이의 거리(gs)는 1D TCDA 안테나(800)의 동작 주파수 및 안테나 성능 요구 사항 등에 따라 변경될 수 있다.The height h a of the dielectric sheets 831 and 841, the spacing d s between each conductor slit 832 and 842, the width w s of each conductor slit 832 and 842, , 842), the distance (s g) between the substrate 810 may be changed depending on the operation frequency information, and the antenna performance of the antenna 1D TCDA 800 requirements.

복수의 컨덕터 슬릿들(832, 842)은 수평 편파 다이폴 안테나(820)의 전기장(electric field)에 평행하게 배치되어 있기 때문에, 상기 컨덕터 슬릿들(832, 842)은 수평 편파 다이폴 안테나(820)를 위한 PEC로 동작한다. 따라서, 본 발명에 따른 1D TCDA 안테나(800)는 수평 편파 다이폴 안테나(820)의 양쪽에 제1 및 제2 컨덕터 소자(830, 840)를 배치함으로써, 2D TCDA 안테나의 성능을 그대로 보존할 수 있다.Since the plurality of conductor slits 832 and 842 are arranged parallel to the electric field of the horizontally polarized dipole antenna 820, the conductor slits 832 and 842 are connected to the horizontally polarized dipole antenna 820 It works as a PEC. Therefore, the 1D TCDA antenna 800 according to the present invention can maintain the performance of the 2D TCDA antenna by arranging the first and second conductor elements 830 and 840 on both sides of the horizontal polarization dipole antenna 820 .

한편, 도면에 도시되고 있지 않지만, 상기 1D TCDA 안테나(800)는 임피던스 정합을 위한 슈퍼스트레이트(superstrate)와 스페이서(spacer) 등을 추가로 포함할 수 있다. Although not shown in the drawing, the 1D TCDA antenna 800 may further include a superstrate and a spacer for impedance matching.

도 11은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 1D TCDA 안테나의 구성을 나타내는 도면이다. FIG. 11 is a view showing a configuration of a 1D TCDA antenna according to a third embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 1D TCDA 안테나(1100)는 기판(1110), 상기 기판(1110) 상에 X축 방향으로 배열되는 복수의 수직 편파 다이폴 안테나들(1120)과, 상기 수직 편파 다이폴 안테나들(1120)과 십자 형태로 배치되는 복수의 수평 편파 다이폴 안테나(1130)들과, 상기 수직 및 수평 편파 다이폴 안테나들(1120, 1130)의 양쪽에 배치되는 제1 및 제2 임피던스 장벽 소자(1140, 1150)를 포함할 수 있다.11, a 1D TCDA antenna 1100 according to a third embodiment of the present invention includes a substrate 1110, a plurality of vertically polarized dipole antennas 1120 arranged in the X-axis direction on the substrate 1110, A plurality of horizontal polarization dipoles 1130 arranged in a cross shape with the vertical polarization dipoles 1120 and first and second horizontal polarization dipoles 1130 arranged on both sides of the vertical and horizontal polarization dipoles 1120, And a second impedance barrier element 1140, 1150.

기판(1110)은 복수의 수직 편파 다이폴 안테나들(1120), 복수의 수평 편파 다이폴 안테나들(1130), 제1 및 제2 임피던스 장벽 소자(1140, 1150)를 지지하는 역할을 수행한다. 상기 기판(1110)은 알루미늄 플레이트 또는 구리 플레이트 등으로 구성될 수 있으며 반드시 이에 제한되지는 않는다.The substrate 1110 serves to support a plurality of vertically polarized dipole antennas 1120, a plurality of horizontally polarized dipole antennas 1130, and first and second impedance barrier elements 1140 and 1150. The substrate 1110 may be formed of an aluminum plate, a copper plate, or the like, but is not limited thereto.

복수의 수평 편파 다이폴 안테나들(1130)은 기판 상에서 X축 방향으로 배열되고, 복수의 수직 편파 다이폴 안테나들(1120) 역시 X축 방향으로 배열된다. 이때, 복수의 수직 편파 다이폴 안테나들(1120)은 복수의 수평 편파 다이폴 안테나들(1130) 사이에 배치된다.A plurality of horizontal polarization dipole antennas 1130 are arranged in the X axis direction on the substrate, and a plurality of vertical polarization dipoles 1120 are also arranged in the X axis direction. At this time, a plurality of vertically polarized dipole antennas 1120 are disposed between the plurality of horizontally polarized dipole antennas 1130.

수직 편파 다이폴 안테나(1120)는 수직 편파 특성을 갖는 전파를 방사하고, 수평 편파 다이폴 안테나(1130)는 수평 편파 특성을 갖는 전파를 방사한다. 상기 수직 및 수평 편파 다이폴 안테나들(1120, 1130)은 미리 결정된 모양을 갖는 방사 패턴과, 상기 방사 패턴으로 전원을 공급하는 급전 라인으로 구성될 수 있다. 한편, 이하 본 실시 예에서는, 설명의 편의상, 십자 형태로 배치된 수직 편파 다이폴 안테나(1120)와 수평 편파 다이폴 안테나(1130)를 단위 셀 또는 단위 셀 안테나로 지칭하도록 한다.The vertical polarization dipole antenna 1120 emits radio waves having vertical polarization characteristics, and the horizontal polarization dipole antenna 1130 emits radio waves having horizontal polarization characteristics. The vertical and horizontal polarization dipole antennas 1120 and 1130 may include a radiation pattern having a predetermined shape and a feed line for supplying power in the radiation pattern. In the present embodiment, the vertical polarization dipole antenna 1120 and the horizontal polarization dipole antenna 1130 arranged in a cross shape are referred to as a unit cell or a unit cell antenna for convenience of explanation.

1D TCDA 안테나(1100)를 구성하는 단위 셀(1120, 1130)의 일 측 방향에는 제1 임피던스 장벽 소자(impedance surface wall element, 1140)가 배치되고, 상기 제1 임피던스 장벽 소자(1140)와 마주보는 위치에 해당하는 단위 셀(1120, 1130)의 타 측 방향에는 제2 임피던스 장벽 소자(1150)가 배치된다. 즉, 상기 제1 및 제2 임피던스 장벽 소자(1140, 1150)는 수직 편파 다이폴 안테나(1120)의 PMC 경계 조건과 수평 편파 다이폴 안테나(1130)의 PEC 경계 조건을 모두 만족하도록 배치된다.A first impedance barrier wall element 1140 is disposed in one direction of the unit cells 1120 and 1130 constituting the 1D TCDA antenna 1100 and the first impedance barrier wall element 1140 The second impedance barrier element 1150 is disposed on the other side of the unit cells 1120 and 1130 corresponding to the position. That is, the first and second impedance barrier elements 1140 and 1150 are disposed so as to satisfy both the PMC boundary condition of the vertical polarization dipole antenna 1120 and the PEC boundary condition of the horizontal polarization dipole antenna 1130.

제1 및 제2 임피던스 장벽 소자(1140, 1150)는 페라이트 소자와 컨덕터 소자로 구성될 수 있다. 상기 페라이트 소자 및 컨덕터 소자는, 상술한 도 6의 페라이트 소자와 상술한 도 8의 컨덕터 소자와 동일 또는 유사하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다. The first and second impedance barrier elements 1140 and 1150 may be comprised of a ferrite element and a conductor element. The ferrite element and the conductor element are the same as or similar to the above-described ferrite element of FIG. 6 and the conductor element of FIG. 8 described above, and thus a detailed description thereof will be omitted.

예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 임피던스 장벽 소자(1140, 1150)는 사각형 모양을 갖는 페라이트 소자(1141, 1151)와, 상기 페라이트 소자 상에 배치되는 유전체 시트(1142, 1152)와, 상기 유전체 시트 상에 배치되는 복수의 컨덕터 슬릿들(1143, 1153)을 포함할 수 있다.For example, as shown in FIG. 12, the first and second impedance barrier elements 1140 and 1150 include ferrite elements 1141 and 1151 having a rectangular shape, dielectric sheets 1142 and 1143 disposed on the ferrite elements, 1152, and a plurality of conductor slits 1143, 1153 disposed on the dielectric sheet.

유전체 시트(1142, 1152)는 페라이트 소자(1141, 1151)와 동일한 모양 및 크기로 형성될 수 있다. 상기 유전체 시트(1142, 1152)는 접착제 또는 접착 시트(미도시) 등을 통해 페라이트 소자(1141, 1151)의 일 면에 부착될 수 있다.The dielectric sheets 1142 and 1152 may be formed in the same shape and size as the ferrite elements 1141 and 1151. The dielectric sheets 1142 and 1152 may be attached to one surface of the ferrite elements 1141 and 1151 through an adhesive or an adhesive sheet (not shown).

복수의 컨덕터 슬릿들(1143, 1153)은 수직 및 수평 편파 다이폴 안테나들(1120, 1130)을 바라보는 유전체 시트(1142, 1152)의 평면 상에 형성될 수 있다. A plurality of conductor slits 1143 and 1153 may be formed on the plane of the dielectric sheets 1142 and 1152 facing the vertical and horizontal polarized dipole antennas 1120 and 1130.

유전체 시트 상에 컨덕터 플레이트(conductor plate)가 아닌 컨덕터 슬릿을 배치하는 이유는 수직 편파 다이폴 안테나(1120)의 PMC 경계 조건에 영향을 주지 않기 위함이다. 그 원리는 수직 편파 다이폴 안테나(1120)의 자기장(magnetic field) 방향은 컨덕터 슬릿에 전류를 X축 방향으로 유기시키기 때문에 커플링이 발생하지 않지만, 수평 편파 다이폴 안테나(1130)의 자기장 방향은 컨덕터 슬릿에 Z축 방향으로 전류를 유기시키기 때문에 수평 편파 다이폴 안테나(1130)만 컨덕터 슬릿의 영향을 받는다.The reason for placing the conductor slit rather than the conductor plate on the dielectric sheet is to not affect the PMC boundary conditions of the vertically polarized dipole antenna 1120. The principle is that coupling does not occur because the magnetic field direction of the vertically polarized dipole antenna 1120 induces current in the X-axis direction in the conductor slit, but the direction of the magnetic field of the horizontally- Only the horizontal polarization dipole antenna 1130 is influenced by the conductor slit.

페라이트 소자(1141, 1151)의 높이(ha)와 두께(wf), 유전체 시트(1142, 1152)의 높이(ha), 컨덕터 슬릿(1143, 1153) 간의 간격(ds), 컨덕터 슬릿(1143, 1153)의 너비(ws), 컨턱터 슬릿(1143, 1153)과 기판(1110) 사이의 거리(gs)는 1D TCDA 안테나(1100)의 동작 주파수 및 안테나 성능 요구 사항 등에 따라 변경될 수 있다.Distance between the ferrite element (1141, 1151), the height (h a) and the thickness (w f), the dielectric sheet height (h a), the conductor slit (1143, 1153) of (1142, 1152) of (d s), the conductor slits the distance between the width (w s), Kern teokteo slit (1143, 1153) and the substrate 1110 of (1143, 1153) (g s) is changed according to the locations operating frequency, and antenna performance requirements of 1D TCDA antenna 1100 .

제1 및 제2 임피던스 장벽 소자(1140, 1150)의 페라이트 소자들(1141, 1151)은 하이 웨이브 임피던스를 제공하기 때문에, 페라이트 소자들(1141, 1151)은 수직 편파 다이폴 안테나(1120)를 위한 PMC로 동작한다. 또한, 제1 및 제2 임피던스 장벽 소자(1140, 1150)의 컨덕터 슬릿들(1143, 1153)은 수평 편파 다이폴 안테나(1130)의 전기장에 수직하게 배치되어 있기 때문에, 컨덕터 슬릿들(1143, 1153)은 수평 편파 다이폴 안테나(1130)를 위한 PEC로 동작한다. Since the ferrite elements 1141 and 1151 of the first and second impedance barrier elements 1140 and 1150 provide a high wave impedance, the ferrite elements 1141 and 1151 are connected to the PMC for the vertically polarized dipole antenna 1120 . The conductor slits 1143 and 1153 of the first and second impedance barrier elements 1140 and 1150 are arranged perpendicular to the electric field of the horizontally polarized dipole antenna 1130, Lt; RTI ID = 0.0 > 1130 < / RTI >

즉, 수직 편파 다이폴 안테나(1120)에 의해 형성되는 자기장은 컨덕터 슬릿들(1143, 1153)에 평행하게 전류를 유기하므로 커플링이 거의 없기 때문에 페라이트 소자들(1141, 1151)만 유효하게 보입니다. 이에 반해, 수평 편파 다이폴 안테나(1130)에 의해 형성되는 자기장은 컨덕터 슬릿들(1143, 1153)에 수직하게 전류를 유기하므로 컨덕터 슬릿들(1143, 1153)만이 유효하게 보입니다. 따라서, 본 발명에 따른 1D TCDA 안테나(1100)는 단위 셀(1120, 1130)의 양쪽에 제1 및 제2 임피던스 장벽 소자(1140, 1150)를 배치함으로써, 2D TCDA 안테나의 성능을 그대로 보존할 수 있다.That is, since the magnetic field formed by the vertically polarized dipole antenna 1120 induces a current in parallel to the conductor slits 1143 and 1153, there is almost no coupling, so only the ferrite elements 1141 and 1151 are effectively seen. In contrast, only the conductor slits 1143 and 1153 are effective because the magnetic field formed by the horizontally polarized dipole antenna 1130 induces currents perpendicular to the conductor slits 1143 and 1153. Therefore, the 1D TCDA antenna 1100 according to the present invention can arrange the first and second impedance barrier elements 1140 and 1150 on both sides of the unit cells 1120 and 1130 to preserve the performance of the 2D TCDA antenna have.

한편, 도면에 도시되고 있지 않지만, 상기 1D TCDA 안테나(1100)는 임피던스 정합을 위한 슈퍼스트레이트(superstrate)와 스페이서(spacer) 등을 추가로 포함할 수 있다. Although not shown in the drawing, the 1D TCDA antenna 1100 may further include a superstrate and a spacer for impedance matching.

도 13 내지 도 15는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 1D TCDA 안테나의 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio) 및 HPBW(Half Power Beam Width) 변화를 나타내는 도면이다. 좀 더 구체적으로, 도 13은 컨덕터 슬릿의 너비(ws)에 따른 1D TCDA 안테나의 VSWR 및 HPBW 변화를 나타내는 도면이고, 도 14는 컨턱터 슬릿과 기판 사이의 거리(gs)에 따른 1D TCDA 안테나의 VSWR 및 HPBW 변화를 나타내는 도면이며, 도 15는 임피던스 장벽 소자의 높이(ha)에 따른 1D TCDA 안테나의 VSWR 및 HPBW 변화를 나타내는 도면이다.FIGS. 13 to 15 are diagrams showing changes in VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) and HPBW (Half Power Beam Width) of a 1D TCDA antenna according to the third embodiment of the present invention. And more specifically, the figure 13 is shown the VSWR and the HPBW change of 1D TCDA antenna according to the width of the conductor slits (w s), 14 is a 1D TCDA according to the distance (g s) between the container teokteo slit and the substrate FIG. 15 is a graph showing changes in VSWR and HPBW of a 1D TCDA antenna according to a height h a of an impedance barrier element. FIG.

도 13에 도시된 바와 같이, 수직 편파(Vertical Polarization, VP)의 경우, 컨덕터 슬릿의 너비(ws)가 증가할수록 고주파 대역에서 임피던스 매칭이 나빠지는 것을 확인할 수 있고, 수평 편파(Horizontal Polarization, HP)의 경우, 컨덕터 슬릿의 너비(ws)가 증가할수록 반사 손실(return loss)이 향상되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 컨덕터 슬릿의 너비(ws)가 증가할수록, 수직 편파(VP) 및 수평 편파(HP)의 반 전력 빔폭(HPBW)은 증가하는 것을 확인할 수 있다.13, the case of vertical polarization (Vertical Polarization, VP), the more the width of the conductor slits (w s) increase, and confirmed that the impedance matching is poor in the high frequency band, horizontal polarization (Horizontal Polarization, HP ), It can be seen that the return loss is improved as the width (w s ) of the conductor slit is increased. Also, it can be seen that as the width (w s ) of the conductor slit increases, the half-power beam width HPBW of the vertically polarized wave VP and the horizontal polarized wave HP increases.

한편, 도 14에 도시된 바와 같이, 컨덕터 슬릿과 기판 사이의 거리(gs)가 감소할수록 수평 편파(HP)의 대역폭이 감소하게 되고, 컨덕터 슬릿과 기판 사이의 거리(gs)가 증가할수록 수평 편파(HP)의 입력 매칭(input matching)에 부정적인 영향을 미치는 것을 확인할 수 있다. 또한, 컨덕터 슬릿과 기판 사이의 거리(gs)가 증가할수록, 수평 편파(HP)의 반 전력 빔폭(HPBW)은 저주파 대역에서 감소하는 것을 확인할 수 있다. 하지만, 수직 편파(VP)의 VSWR 및 HPBW은 컨덕터 슬릿과 기판 사이의 거리(gs)에 무관함을 확인할 수 있다. On the other hand, as shown in Figure 14, as the distance (g s) between conductors slit and the substrate decreases, thereby reducing the bandwidth of the horizontal polarization (HP), the more the distance (g s) between conductors slit and the substrate increases It can be confirmed that the input matching of the horizontal polarization (HP) is adversely affected. Also, as the distance (g s ) between the conductor slit and the substrate increases, the half power beam width (HPBW) of the horizontal polarization (HP) decreases in the low frequency band. However, it can be seen that the VSWR and HPBW of the vertically polarized (VP) are independent of the distance (g s ) between the conductor slit and the substrate.

또한, 도 15에 도시된 바와 같이, 임피던스 장벽 소자의 높이(ha)가 증가함에 따라, 수평 편파(HP)의 입력 매칭은 저주파에서 고주파까지 가능하게 되고, 수직 편파(VP)의 입력 매칭은 약간 향상되는 것을 확인할 수 있다. 수평 편파(HP)의 경우, 임피던스 장벽 소자의 높이(ha)가 증가함에 따라 최대 반 전력 빔폭(Maximum HPBW)을 갖는 주파수가 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 또한, 임피던스 장벽 소자의 높이(ha)가 증가함에 따라 수직 편파(VP)의 반 전력 빔폭(HPBW)이 고주파 대역에서 약간 증가하는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 15, as the height h a of the impedance barrier element increases, the input matching of the horizontal polarization HP becomes possible from low to high frequency, and the input matching of the vertical polarization VP It can be confirmed that the performance is slightly improved. In the case of the horizontal polarization HP, it can be seen that the frequency with the maximum half power beam width (Maximum HPBW) decreases as the height h a of the impedance barrier element increases. In addition, it can be seen that the half power beam width HPBW of the vertical polarization VP increases slightly in the high frequency band as the height h a of the impedance barrier element increases.

상술한 시뮬레이션 결과 및/또는 측정 결과들에 기초하여, 최적의 성능을 갖는 TCDA 안테나를 구현하기 위한 컨덕터 슬릿의 너비(ws), 컨덕터 슬릿과 기판 사이의 거리(gs), 임피던스 장벽 소자의 높이(ha) 등을 결정할 수 있다.Based on the simulation results and / or measurement results described above, the width (w s ) of the conductor slit, the distance (g s ) between the conductor slit and the substrate to implement a TCDA antenna with optimal performance, The height (h a ) and the like can be determined.

도 16은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 1D TCDA 안테나의 3D 방사 패턴을 나타내는 도면이다. 도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 1D TCDA 안테나는 약 30도의 스캔 각도(scan angle)를 갖는 팬 빔 패턴(fan beam pattern)을 구현할 수 있다.16 is a view showing a 3D radiation pattern of a 1D TCDA antenna according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 16, the 1D TCDA antenna according to the present invention can realize a fan beam pattern having a scan angle of about 30 degrees.

기존의 2D TCDA 안테나는 펜슬 빔 패턴(pensile beam pattern)을 갖는 반면, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 1D TCDA 안테나는 팬 빔 패턴을 갖게 된다. 따라서, 1D TCDA 안테나는 팬 빔 패턴을 요구하는 기지국 안테나와 같은 애플리케이션에 응용 가능하다.A conventional 2D TCDA antenna has a pensile beam pattern while a 1D TCDA antenna according to various embodiments of the present invention has a fan beam pattern. Thus, 1D TCDA antennas are applicable to applications such as base station antennas that require a fan beam pattern.

이상에서 본 발명의 다양한 실시 예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Of the right.

1100: 1D TCDA 안테나 1110: 기판
1120: 수직 편파 다이폴 안테나 1130: 수평 편파 다이폴 안테나
1140: 제1 임피던스 장벽 소자 1150: 제2 임피던스 장벽 소자1100: 1D TCDA antenna 1110: substrate
1120: Vertically polarized wave dipole antenna 1130: Horizontal polarized wave dipole antenna
1140: First Impedance Barrier Element 1150: Second Impedance Barrier Element < RTI ID = 0.0 >

Claims (10)

기판;
상기 기판 상에 제1 축 방향으로 배열되는 복수의 수평 편파 다이폴 안테나들;
상기 제1 축 방향으로 배열되고, 상기 복수의 수평 편파 다이폴 안테나들 사이에 배치되는 복수의 수직 편파 다이폴 안테나들; 및
상기 복수의 수평 편파 다이폴 안테나들을 위한 PEC(Perfect Electric Conductor) 경계 조건과, 상기 복수의 수직 편파 다이폴 안테나들의 PMC(Perfect Magnetic Conductor) 경계 조건을 만족하는 제1 및 제2 임피던스 장벽 소자를 포함하는 1차원 강한 결합 다이폴 배열 안테나.Board;
A plurality of horizontal polarization dipole antennas arranged on the substrate in a first axis direction;
A plurality of vertical polarization dipole antennas arranged in the first axis direction and disposed between the plurality of horizontal polarization dipoles; And
A PEC (Perfect Electric Conductor) boundary condition for the plurality of horizontal polarization dipole antennas, and a first and a second impedance barrier element satisfying a PMC (Perfect Magnetic Conductor) boundary condition of the plurality of vertical polarization dipoles Dimensional strong coupled dipole array antenna. 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 임피던스 장벽 소자는, 상기 복수의 수평 편파 다이폴 안테나들을 위한 PEC 경계 조건을 만족하는 컨덕터 소자와, 상기 복수의 수직 편파 다이폴 안테나들의 PMC 경계 조건을 만족하는 페라이트 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 1차원 강한 결합 다이폴 배열 안테나.The method according to claim 1,
Wherein the first and second impedance barrier elements comprise a conductor element satisfying a PEC boundary condition for the plurality of horizontal polarization dipole antennas and a ferrite element satisfying a PMC boundary condition of the plurality of vertical polarization dipole antennas Characterized by a one-dimensional strongly coupled dipole array antenna. 제2항에 있어서,
상기 컨덕터 소자는, 유전체 시트와, 상기 유전체 시트의 적어도 일 면에 형성되는 복수의 컨덕터 슬릿들을 포함하는 것을 특징으로 하는 1차원 강한 결합 다이폴 배열 안테나.3. The method of claim 2,
Wherein the conductor element comprises a dielectric sheet and a plurality of conductor slits formed on at least one side of the dielectric sheet. 제3항에 있어서,
상기 복수의 컨덕터 슬릿들은, 상기 수직 및 수평 편파 다이폴 안테나들을 바라보는 유전체 시트의 평면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 1차원 강한 결합 다이폴 배열 안테나.The method of claim 3,
Wherein the plurality of conductor slits are formed on a plane of the dielectric sheet facing the vertical and horizontal polarization dipole antennas. 제3항에 있어서,
상기 복수의 컨덕터 슬릿들은, 상기 유전체 시트 상에 수직 방향으로 형성되고, 상기 유전체 시트 상에서 일정한 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 1차원 강한 결합 다이폴 배열 안테나.The method of claim 3,
Wherein the plurality of conductor slits are formed in a vertical direction on the dielectric sheet and are arranged at regular intervals on the dielectric sheet. 제3항에 있어서,
상기 복수의 컨덕터 슬릿들은, 도전성 금속 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 1차원 강한 결합 다이폴 배열 안테나.The method of claim 3,
Wherein the plurality of conductor slits are formed of a conductive metal material. 제3항에 있어서,
상기 유전체 시트는 상기 페라이트 소자와 동일한 모양 및 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 1차원 강한 결합 다이폴 배열 안테나.The method of claim 3,
Wherein the dielectric sheet is formed in the same shape and size as the ferrite element. 제1항에 있어서,
상기 제1 임피던스 장벽 소자는, 상기 수직 및 수평 편파 다이폴 안테나들의 일 측 방향에 배치되고,
상기 제2 임피던스 장벽 소자는, 상기 제1 임피던스 장벽 소자와 마주보는 위치에 해당하는 상기 수직 및 수평 편파 다이폴 안테나들의 타 측 방향에 배치되는 것을 특징으로 하는 1차원 강한 결합 다이폴 배열 안테나.The method according to claim 1,
Wherein the first impedance barrier element is disposed in one direction of the vertical and horizontal polarization dipole antennas,
Wherein the second impedance barrier element is disposed on the other side of the vertical and horizontal polarization dipole antennas facing the first impedance barrier element. 제1항에 있어서,
임피던스 정합을 위한 슈퍼스트레이트(superstrate) 및 스페이서(spacer) 중 적어도 하나를 더 포함하는 1차원 강한 결합 다이폴 배열 안테나.The method according to claim 1,
Dimensional strong coupling dipole array antenna further comprising at least one of a superstrate and a spacer for impedance matching. 제1항에 있어서,
상기 수직 및 수평 편파 다이폴 안테나들 각각은, PCB 기판, 상기 PCB 기판의 전면에 형성되는 제1 방사 패턴, 상기 PCB 기판의 배면에 형성되는 제2 방사 패턴, 상기 제1 방사 패턴에 연결되는 제1 급전 라인 및 상기 제2 방사 패턴에 연결되는 제2 급전 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 1차원 강한 결합 다이폴 배열 안테나.The method according to claim 1,
Each of the vertical and horizontal polarization dipole antennas includes a PCB substrate, a first radiation pattern formed on a front surface of the PCB substrate, a second radiation pattern formed on a rear surface of the PCB substrate, And a second feed line connected to the first radiation pattern and the second radiation pattern.
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