KR102019274B1 - Butler matrix anthena and manufacturing method thereof - Google Patents

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캄란 카탁 무하마드
한다정
이창형
박희준
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Abstract

본 발명은 제1 기판 하부에 제1 서브 버틀러 매트릭스(BUTLER MATRIX) 급전 선로를 형성하는 단계; 상기 제1 기판의 상부에 제1 접지를 형성하는 단계; 상기 제1 접지 상부에 제2 기판을 형성하는 단계; 상기 제2 기판 상부에 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로를 형성하는 단계; 및 비아홀(VIA HOLE)을 이용하여 상기 제1 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로와 상기 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로를 전기적으로 결합시켜 하나의 버틀러 매트릭스 급전 선로를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 버틀러 매트릭스 안테나 제조 방법으로서,
종래 버틀러 매트릭스 안테나와 비교하여, 방사 패턴 및 이득(GAIN) 측면에서 전기적으로 거의 동일한 성능을 가지는데 반하여, 약0.6배에 해당하는 기판 면적만을 차지하므로 안테나 크기를 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.The present invention includes forming a first sub-butler matrix feed line under a first substrate; Forming a first ground on top of the first substrate; Forming a second substrate on the first ground; Forming a second sub-butler matrix feed line on the second substrate; And electrically coupling the first sub-butler matrix feed line and the second sub-butler matrix feed line using a via hole (VIA HOLE) to form a butler matrix feed line. As an antenna manufacturing method,
Compared with the conventional Butler matrix antenna, while having almost the same electrical performance in terms of radiation pattern and gain (GAIN), it occupies only about 0.6 times the substrate area, thereby reducing the antenna size significantly.

Description

버틀러 매트릭스 안테나 및 그 제조 방법{BUTLER MATRIX ANTHENA AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}BUTLER MATRIX ANTHENA AND MANUFACTURING METHOD THEREOF

본 발명은 버틀러 매트릭스(BUTLER MATRIX) 안테나 및 그 제조 방법 에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 비아 홀(VIA HOLE)을 이용하여 버틀러 매트릭스 급전 선로가 차지하는 기판의 크기를 소형화하여 구현한 버틀러 매트릭스 안테나 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a butler matrix antenna and a method of manufacturing the same, and more particularly to a butler matrix antenna implemented by miniaturizing a substrate occupied by a butler matrix feed line using a via hole (VIA HOLE). It relates to a manufacturing method.

스마트 안테나는 안테나로부터 방사되거나 수신되는 전자파를 특정한 방향으로 집중시키고 전자파 방사 방향을 환경에 따라 조절함으로써 다중 경로 간섭과 동일 주파수 채널 간섭영향을 효과적으로 감소시켜 무선 네트워크의 수용 용량을 확장 할 수 있는 가장 효과적인 기술 중 하나이다. Smart antennas are the most effective way to expand the capacity of a wireless network by concentrating the electromagnetic radiation emitted or received from the antenna in a specific direction and adjusting the electromagnetic radiation direction according to the environment, effectively reducing the effects of multipath interference and co-channel interference. Is one of the techniques.

스마트 안테나 시스템에서 안테나는 배열 형태의 안테나를 사용하는데, 빔 절환 시스템은 안테나 배열에 의해 형성되는 다수의 고정된 안테나 빔을 절환 하여 해당 빔 방향에 분포된 기기 간의 통신 품질을 향상 시킨다. In the smart antenna system, the antenna uses an array-type antenna, and the beam switching system switches a plurality of fixed antenna beams formed by the antenna array to improve communication quality between devices distributed in the corresponding beam direction.

고정된 다중 빔을 형성하는 방식 중에 하나인 버틀러 매트릭스는 다른 기술에 비해 구현이 비교적 용이하고, 필요한 요소들이 적다는 장점이 있다. Butler matrix, which is one of the methods of forming a fixed multiple beam, has the advantage of being relatively easy to implement and fewer elements than other technologies.

그런데, 버틀러 매트릭스 안테나의 경우에는, 버틀러 매트릭스 안테나가 차지하는 공간이 큰 문제점이 있어, 버틀러 매트릭스 안테나를 협소한 공간에 적용하거나, 소형화된 기기에 적용하기에 부적합한 문제점이 있다.However, in the case of the butler matrix antenna, the space occupied by the butler matrix antenna is large, and thus, there is a problem in that the butler matrix antenna is not suitable to be applied to a narrow space or to a miniaturized device.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 또 다른 목적은 종래 버틀러 매트릭스 안테나와 동일한 전기적 특성을 가지면서 소형화된 구조의 버틀러 매트릭스 안테나 및 그 제조 방법을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to solve the above and other problems. Still another object of the present invention is to provide a butler matrix antenna having a smaller structure while having the same electrical characteristics as a conventional butler matrix antenna, and a method of manufacturing the same.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면 제1 기판 하부에 제1 서브 버틀러 매트릭스(BUTLER MATRIX) 급전 선로를 형성하는 단계; 상기 제1 기판의 상부에 제1 접지를 형성하는 단계; 상기 제1 접지 상부에 제2 기판을 형성하는 단계; 상기 제2 기판 상부에 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로를 형성하는 단계; 및 비아홀(VIA HOLE)을 이용하여 상기 제1 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로와 상기 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로를 전기적으로 결합시켜 하나의 버틀러 매트릭스 급전 선로를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 버틀러 매트릭스 안테나 제조 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention to achieve the above or another object, forming a first sub-butler matrix feed line (BUTLER MATRIX) feed line under the first substrate; Forming a first ground on top of the first substrate; Forming a second substrate on the first ground; Forming a second sub-butler matrix feed line on the second substrate; And electrically coupling the first sub-butler matrix feed line and the second sub-butler matrix feed line using a via hole (VIA HOLE) to form a butler matrix feed line. Provided is an antenna manufacturing method.

또한, 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 제1 기판 하부에 형성된 제1 서브 버틀러 매트릭스(BUTLER MATRIX) 급전 선로; 상기 제1 기판의 상부에 형성된 제1 접지; 상기 제1 접지 상부에 형성된 제2 기판; 상기 제2 기판 상부에 형성된 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로; 및 상기 제1 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로와 상기 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로를 전기적으로 결합시켜 하나의 버틀러 매트릭스 급전 선로를 형성하는 비아홀(VIA HOLE)을 포함하는 것을 특징으로 하는 버틀러 매트릭스 안테나 시스템을 제공한다.In addition, according to another aspect of the invention, the first sub-Butler matrix (BUTLER MATRIX) feed line formed under the first substrate; A first ground formed on the first substrate; A second substrate formed on the first ground; A second sub-butler matrix feed line formed on the second substrate; And a via hole (VIA HOLE) electrically coupling the first sub-butler matrix feed line and the second sub-butler matrix feed line to form a single butler matrix feed line. do.

본 발명에 따른 버틀러 매트릭스 안테나는 종래 버틀러 매트릭스 안테나와 비교하여, 방사 패턴 및 이득(GAIN) 측면에서 전기적으로 거의 동일한 성능을 가지는데 반하여, 약 0.6배에 해당하는 기판 면적만을 차지하므로 안테나 크기를 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.Butler matrix antenna according to the present invention has substantially the same performance in terms of radiation pattern and gain (GAIN), compared to the conventional butler matrix antenna, but occupies only about 0.6 times the substrate area, the antenna size is remarkable There is an effect that can be reduced.

도 1은 종래 5.9GHz 버틀러 매트릭스 안테나의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 5.9GHz 버틀러 매트릭스 안테나의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 5.9GHz 버틀러 매트릭스 안테나의 구조를 설명하기 위하여 상부가 보이도록 분해하여 도시한 사시도 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 5.9GHz 버틀러 매트릭스 안테나의 구조를 설명하기 위하여 하부가 보이도록 분해하여 도시한 사시도 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 제1 서브 버틀러 매트릭스(BUTLER MATRIX) 급전 선로와 제2 서브 버틀러 매트릭스(BUTLER MATRIX) 급전 선로를 전기적으로 결합하는 비아 홀(VIA HOLE) 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 의한 28GHz 버틀러 매트릭스 안테나의 구조를 설명하기 위하여 상부가 보이도록 분해하여 도시한 사시도 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 의한 28GHz 버틀러 매트릭스 안테나의 구조를 설명하기 위하여 하부가 보이도록 분해하여 도시한 사시도 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 의한 버틀러 매트릭스 안테나가 차량에 적용된 모습을 도시한 도면이다.
도 9는 종래 기술에 의해 구현된 버틀러 매트릭스 안테나의 실제 모습을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명에 의해 구현된 버틀러 매트릭스 안테나의 실제 모습을 도시한 도면이다.
도 11은 종래 5.9GHz 버틀러 매트릭스 안테나의 방사 패턴을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 의한 5.9GHz 버틀러 매트릭스 안테나의 방사 패턴을 도시한 도면이다.1 is a view showing the structure of a conventional 5.9GHz Butler matrix antenna.
2 is a diagram illustrating the structure of a 5.9 GHz Butler matrix antenna according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating an upper portion of the 5.9 GHz butler matrix antenna according to an embodiment of the present invention.
4 is an exploded perspective view illustrating a lower portion of the 5.9 GHz butler matrix antenna according to one embodiment of the present invention to illustrate the structure thereof.
FIG. 5 is a view illustrating a via hole structure in which a first sub-butler matrix feeding line and a second sub-butler matrix feeding line are electrically coupled according to an embodiment of the present invention. to be.
FIG. 6 is an exploded perspective view illustrating an upper portion of the 28 GHz butler matrix antenna according to another embodiment of the present invention to illustrate the structure of the 28 GHz butler matrix antenna. FIG.
FIG. 7 is an exploded perspective view illustrating a lower portion of the 28 GHz butler matrix antenna according to another embodiment of the present invention to illustrate the structure of the 28 GHz butler matrix antenna. FIG.
8 is a view showing a state in which the butler matrix antenna is applied to a vehicle according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing the actual appearance of the Butler matrix antenna implemented by the prior art.
10 is a view showing the actual appearance of the Butler matrix antenna implemented by the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating a radiation pattern of a conventional 5.9 GHz Butler matrix antenna.
12 illustrates a radiation pattern of a 5.9 GHz Butler matrix antenna according to an 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. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 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 disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are given or used in consideration of ease of specification, and do not have distinct meanings or roles from each other. In addition, in describing the embodiments disclosed herein, when it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the embodiments disclosed herein, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are intended to facilitate understanding of the embodiments disclosed herein, but are not limited to the technical spirit disclosed herein by the accompanying drawings, all changes included in the spirit and scope of the present invention. It should be understood to include equivalents and substitutes.

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 ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "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 application, the terms "comprises" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

도 1은 종래 5.9GHz 버틀러 매트릭스 안테나의 구조를 도시한 도면이다.1 is a view showing the structure of a conventional 5.9GHz Butler matrix antenna.

도 1을 참고하면, 종래 마이크로스트립 선로(MICROSTRIP LINE)인 버틀러 매트릭스 안테나를 개시하고 있는데, 마이크로스트립 선로가 차지하는 기판의 면적이 가로가 80.12mm, 세로가 77.52mm 이다. Referring to FIG. 1, a butler matrix antenna, which is a conventional microstrip line, is disclosed. An area of a substrate occupied by the microstrip line is 80.12 mm in width and 77.52 mm in length.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 5.9GHz 버틀러 매트릭스 안테나의 구조를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating the structure of a 5.9 GHz Butler matrix antenna according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 마이크로 스트립 선로인 버틀러 매트릭스 안테나를 개시하고 있는데, 마이크로스트립 선로가 차지하는 기판의 면적이 가로가 80mm, 세로가 47.82mm 이다.Referring to FIG. 2, a butler matrix antenna, which is a microstrip line according to the present invention, has an area of 80 mm in width and 47.82 mm in length.

본 발명에 따른 버틀러 매트릭스 안테나 기판 면적은 종래 발명에 의한 버틀러 매트릭스 안테나 기판 면적의 약 0.6배에 불과하다. 이는 본 발명에 따라, 마이크로스트립 선로에서 버틀러 매트릭스의 구조를 변형 하였고, 방사체 급전방식을 마이크로스트립 급전 방식이 아니라 개구 결합 급전 방식을 채택함으로써 안테나 기판의 면적을 대폭 줄일 수 있다. 이하, 본 발명에 따른 버틀러 매트릭스 안테나 구조 및 제조 방법에 대하여 보다 자세하게 설명한다.The butler matrix antenna substrate area according to the present invention is only about 0.6 times the area of the butler matrix antenna substrate according to the conventional invention. According to the present invention, the structure of the butler matrix in the microstrip line is modified, and the area of the antenna substrate can be greatly reduced by adopting the opening coupling feeding method instead of the microstrip feeding method. Hereinafter, a butler matrix antenna structure and a manufacturing method according to the present invention will be described in more detail.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 5.9GHz 버틀러 매트릭스 안테나의 구조를 설명하기 위하여 상부가 보이도록 분해하여 도시한 사시도 도면이다.FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating an upper portion of the 5.9 GHz butler matrix antenna according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 5.9GHz 버틀러 매트릭스 안테나의 구조를 설명하기 위하여 하부가 보이도록 분해하여 도시한 사시도 도면이다.4 is an exploded perspective view illustrating a lower portion of the 5.9 GHz butler matrix antenna according to one embodiment of the present invention to illustrate the structure thereof.

도 3 및 도 4를 참고하여 본 발명의 일 실시 예에 의한 5.9GHz 버틀러 매트릭스 마이크로스트립 라인 안테나의 제조 방법을 보다 자세하게 설명한다.3 and 4 will be described in detail a method of manufacturing a 5.9GHz Butler matrix microstrip line antenna according to an embodiment of the present invention.

제1 기판(320) 하부에 제1 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로(310)를 형성하고, 상기 제1 기판(320)의 상부에 제1 접지(330)를 형성하되, 제1 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로(310)의 비아 홀(VIA HOLE)이 형성되는 부위(311 내지 314)에 대응되는 부분에는 제1 접지(330)가 형성되지 않도록 하여 제1 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로(310)가 상기 제1 접지(330)와 접촉하지 않도록 한다. A first sub-butler matrix feed line 310 is formed below the first substrate 320, and a first ground 330 is formed on the first substrate 320, but the first sub-butler matrix feed line ( The first sub-butler matrix feed line 310 is connected to the first ground (ie, the first ground 330 is not formed in a portion corresponding to the portions 311 to 314 in which the via hole VIA HOLE is formed). 330).

그 후, 상기 제1 접지(330) 상부에 제2 기판(340)을 형성하고, 상기 제2 기판(340) 상부에 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로(350)를 형성하되, 상기 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로(350)의 비아 홀(VIA HOLE)이 형성되는 부위(351 내지 354)가 상기 제1 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로(310)의 비아 홀(VIA HOLE)이 형성되는 부위(311 내지 314)에 대응되는 부분에 형성되도록 한다. Thereafter, a second substrate 340 is formed on the first ground 330, and a second sub-butler matrix feed line 350 is formed on the second substrate 340. The portions 351 to 354 in which the via holes VIA HOLE of the matrix feed line 350 are formed are the portions 311 to 314 in which the via holes VIA HOLE of the first sub-butler matrix feed line 310 are formed. To be formed in the portion corresponding to.

그리고, 비아홀을 이용하여 상기 제1 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로(310)(311 내지 314)와 상기 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로(350)(351 내지 354)를 전기적으로 결합하여 하나의 완성된 버틀러 매트릭스 급전 선로를 형성할 수 있다.The first butler matrix feed line 310 (311 to 314) and the second sub-butler matrix feed line 350 (351 to 354) are electrically coupled to each other by using a via hole. A feed line can be formed.

또한, 상기 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로(350) 상부에 방사 조립체(360 내지 390)를 형성할 수 있다.In addition, the radiation assemblies 360 to 390 may be formed on the second sub-butler matrix feed line 350.

상기 방사 조립체(360 내지 390)는 개구 결합 급전방식의 방사체일 수 있는데, 상기 개구 결합 급전 방식 방사체 형성방법을 보다 자세하게 설명하면, 상기 제 2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로 상부에 제3 기판(360)을 형성하고, 상기 제3 기판(360) 상부에 개구를 포함하는 제2 접지(370)를 형성하며, 상기 제2 접지(370) 상부에 제4 기판(380)을 형성한 후, 상기 제4 기판(380) 상부에 방사체(390)를 형성하여 방사 조립체(360 내지 390)를 형성할 수 있다.The radiating assemblies 360 to 390 may be an opening coupled feeding radiator. In detail, the radiating assembly feeding radiator may include a third substrate 360 on the second sub-butler matrix feeding line. A second ground 370 including an opening on the third substrate 360, an fourth substrate 380 on the second ground 370, and then the fourth substrate. The radiator 390 may be formed on the upper portion 380 to form the radiating assemblies 360 to 390.

본 발명에 의한 또 다른 일 실시 예에 따른 5.9GHz 버틀러 매트릭스 마이크로스트립 라인 안테나의 제조 방법을 설명하면, 하나의 기판에 상기 하나의 완성된 버틀러 매트릭스 급전 선로를 형성한 후, 상기 하나의 완성된 버틀러 매트릭스 급전 선로를 포함하는 기판을 절단하여, 제1 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로(310)를 포함하는 제1 기판(320)과 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로(350)를 포함하는 제2 기판(340)으로 나누어 상기 제1 기판(320) 및 제2 기판(340)에서 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로가 형성되지 않은 부위에 제1 접지(330)를 형성하여 결합할 수 있다. 상기 결합 과정에 있어서, 제1 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로(310) 및 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로(350)의 비아 홀(VIA HOLE)이 형성되는 부분이 각각 대응되도록(311 내지 314, 351 내지 354) 상기 제1 기판(320) 및 제2 기판(340)을 결합하되, 상기 비아 홀(VIA HOLE)이 형성되는 부분에 대응되는 제1 접지(330)부분을 비아 홀(VIA HOLE)과 전기적으로 접하지 않도록 제거할 수 있다. 상기 제1 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로(310)의 비아 홀(VIA HOLE) 형성 부위(311 내지 314)는 각각 상기 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로(350)의 비아 홀(VIA HOLE) 형성 부위(351 내지 354)와 1대1 대응하여 결합할 수 있다.Referring to the manufacturing method of the 5.9GHz Butler matrix microstrip line antenna according to another embodiment of the present invention, after forming the one completed butler matrix feed line on one substrate, the one butler The second substrate 340 including the first substrate 320 including the first sub-butler matrix feed line 310 and the second sub-butler matrix feed line 350 by cutting the substrate including the matrix feed line. The first ground 330 may be formed at a portion of the first substrate 320 and the second substrate 340 where the sub-butler matrix feed line is not formed. In the joining process, portions in which the via holes VIA HOLE of the first sub-Butler matrix feed line 310 and the second sub-Butler matrix feed line 350 are formed correspond to each other (311 to 314, 351 to 354). ) The first substrate 320 and the second substrate 340 are coupled to each other, and a portion of the first ground 330 corresponding to a portion where the via hole VIA HOLE is formed is electrically connected to the via hole VIA HOLE. Can be removed so as not to touch. Via hole (VIA HOLE) forming portions 311 to 314 of the first sub-butler matrix feeding line 310 are respectively formed via hole (VIA HOLE) forming portions 351 to of the second sub-butler matrix feeding line 350. 354) and one-to-one correspondence.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 제1 서브 버틀러 매트릭스(BUTLER MATRIX) 급전 선로와 제2 서브 버틀러 매트릭스(BUTLER MATRIX) 급전 선로를 전기적으로 결합하는 비아 홀(VIA HOLE) 구조를 도시한 도면이다.FIG. 5 is a view illustrating a via hole structure in which a first sub-butler matrix feeding line and a second sub-butler matrix feeding line are electrically coupled according to an embodiment of the present invention. to be.

도 5를 참고하면, 각 비아 홀(VIA HOLE)(501 내지 504)의 일 말단은 제1 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로(310)의 비아 홀(VIA HOLE)이 형성되는 부위(311 내지 314)와 전기적으로 결합되어 형성되어 있다. 그리고, 상기 각 비아 홀(VIA HOLE)(501 내지 504)의 타 말단은 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로(350)의 비아 홀(VIA HOLE)이 형성되는 부위(351 내지 354)와 전기적으로 연결될 수 있다.Referring to FIG. 5, one end of each via hole VIA HOLE 501 to 504 may be electrically connected to a portion 311 to 314 where the via hole VIA HOLE of the first sub-butler matrix feed line 310 is formed. It is formed by combining. The other end of each of the via holes VIA HOLE 501 to 504 may be electrically connected to the portions 351 to 354 in which the via holes VIA HOLE of the second sub-butler matrix feed line 350 are formed. have.

도 5에는 비아 홀(VIA HOLE)(501 내지 504)을 상세히 설명하기 위하여, 상기 제1 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로(310) 및 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로(350) 사이에 형성되어있는 제1 기판(320), 제1 접지(330) 및 제2 기판(340)은 생략되어 도시되어 있다.In FIG. 5, a first substrate formed between the first sub-butler matrix feed line 310 and the second sub-butler matrix feed line 350 in order to describe the via holes VIA HOLE 501 to 504 in detail. 320, the first ground 330 and the second substrate 340 are omitted.

도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 의한 28GHz 버틀러 매트릭스 안테나의 구조를 설명하기 위하여 상부가 보이도록 분해하여 도시한 사시도 도면이다.FIG. 6 is an exploded perspective view illustrating an upper portion of the 28 GHz butler matrix antenna according to another embodiment of the present invention to illustrate the structure of the 28 GHz butler matrix antenna. FIG.

도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 의한 28GHz 버틀러 매트릭스 안테나의 구조를 설명하기 위하여 하부가 보이도록 분해하여 도시한 사시도 도면이다.FIG. 7 is an exploded perspective view illustrating a lower portion of the 28 GHz butler matrix antenna according to another embodiment of the present invention to illustrate the structure of the 28 GHz butler matrix antenna. FIG.

도 6 내지 도 7을 참고하면, 본 발명에 의한 버틀러 매트릭스 안테나는 28GHz 대역의 안테나에도 적용될 수 있다. 상기 28GHz 버틀러 매트릭스 안테나의 제조 방법은 상기 도 2 내지 도 5에서 설명한 5.9GHz 버틀러 매트릭스 안테나의 제조 방법과 동일할 수 있다.6 to 7, the butler matrix antenna according to the present invention may be applied to an antenna of the 28 GHz band. The method of manufacturing the 28 GHz butler matrix antenna may be the same as the method of manufacturing the 5.9 GHz butler matrix antenna described with reference to FIGS. 2 to 5.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 의한 버틀러 매트릭스 안테나가 차량에 적용된 모습을 도시한 도면이다.8 is a view showing a state in which the butler matrix antenna is applied to a vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 버틀러 매트릭스 안테나가 차량의 상부 측면에 장착되어 차량 외부로 신호를 송수신하는 모습을 도시 한다. 따라서, 본 발명에 의한 버틀러 매트릭스 안테나는 차량 외부의 각종 통신 기기 또는 타 차량에 장착된 안테나와 신호를 송수신할 수 있다.Referring to FIG. 8, a butler matrix antenna according to an embodiment of the present invention is mounted on an upper side of a vehicle to transmit and receive a signal to the outside of the vehicle. Accordingly, the Butler matrix antenna according to the present invention can transmit and receive signals to and from antennas mounted on various communication devices or other vehicles outside the vehicle.

도 9는 종래 기술에 의해 구현된 버틀러 매트릭스 안테나의 실제 모습을 도시한 도면이다.9 is a view showing the actual appearance of the Butler matrix antenna implemented by the prior art.

도 9를 참고하면, 도 9 (A)는 종래 버틀러 매트릭스 급전 선로가 형성된 기판의 상부 면을 도시한 도면이고, 도 9 (B)는 종래 버틀러 매트릭스 접지면이 형성된 기판의 하부 면을 도시한 도면이다. 종래 버틀러 매트릭스 안테나는 마이크로스트립 라인을 이용한 급전 선로 및 마이크로스트립 급전 방식을 이용하고 있다. 따라서 버틀러 매트릭스 안테나 기판의 면적이 가로 80.12mm 이고, 세로 77.52mm로, 상당이 큰 면적을 차지한다.Referring to FIG. 9, FIG. 9A illustrates a top surface of a substrate on which a conventional butler matrix feed line is formed, and FIG. 9 (B) illustrates a bottom surface of a substrate on which a conventional butler matrix grounding surface is formed. to be. The conventional butler matrix antenna uses a feed line using a microstrip line and a microstrip feed method. Therefore, the area of the Butler matrix antenna substrate is 80.12 mm in width and 77.52 mm in length, which occupies a considerable area.

도 10은 본 발명에 의해 구현된 버틀러 매트릭스 안테나의 실제 모습을 도시한 도면이다. 도 10을 참고하면, 도 10 (A)는 본 발명에 의한 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로(350)가 형성된 기판의 상부 면을 도시한 도면이고, 도 10 (B)는 본 발명에 의한 제1 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로(310)가 형성된 기판의 하부 면을 도시한 도면이다. 본 발명에 의한 버틀러 매트릭스 안테나는 마이크로스트립 라인을 이용한 급전 선로를 이용하되, 상기 급전 선로는 도 2 내지 도 5에서 설명한 바와 같이, 제1 기판(320)에 형성된 제1 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로(310) 및 제2 기판(340)에 형성된 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로(350)로 나뉘어진 후, 상기 제1 기판(320) 및 제2 기판(340)이 접지면을 공유하며 포개어진 형태로 형성되어 있다. 그리고, 본 발명에 의해 구현된 버틀러 매트릭스 안테나의 방사체(390)에는 마이크로스트립 급전 방식이 아닌 개구 결합 급전 방식이 적용되여 안테나 기판에서 방사체(390)가 차지하는 면적이 현저하게 감소될 수 있다. 그에 따라, 본 발명에 의해 구현된 버틀러 매트릭스 안테나 기판의 면적은 가로 80.00mm, 세로 47.82mm 로써, 종래 버틀러 매트릭스 안테나에 비교하여 약 0.6에 해당하는 상당이 작은 면적을 차지하여, 소형화에 유리한 효과가 있다.10 is a view showing the actual appearance of the Butler matrix antenna implemented by the present invention. Referring to FIG. 10, FIG. 10A is a view illustrating an upper surface of a substrate on which a second sub-butler matrix feed line 350 is formed, and FIG. 10B is a first view according to the present invention. The lower surface of the substrate on which the sub-butler matrix feed line 310 is formed is shown. The butler matrix antenna according to the present invention uses a feed line using a microstrip line, but the feed line is the first sub-butler matrix feed line 310 formed on the first substrate 320 as described with reference to FIGS. 2 to 5. And the second sub-butler matrix feed line 350 formed on the second substrate 340, and then the first substrate 320 and the second substrate 340 are formed to overlap the ground plane. It is. In addition, the radiator 390 of the butler matrix antenna implemented by the present invention is applied to the opening coupled feeding method, not the microstrip feeding method, so that the area occupied by the radiator 390 in the antenna substrate can be significantly reduced. Accordingly, the area of the butler matrix antenna substrate implemented by the present invention is 80.00 mm in width and 47.82 mm in length, which occupies a substantially smaller area corresponding to about 0.6 compared to the conventional butler matrix antenna, which is advantageous in miniaturization. have.

도 11은 종래 5.9GHz 버틀러 매트릭스 안테나의 방사 패턴을 도시한 도면이다.FIG. 11 is a diagram illustrating a radiation pattern of a conventional 5.9 GHz Butler matrix antenna.

도 12는 본 발명의 일 실시 예에 의한 5.9GHz 버틀러 매트릭스 안테나의 방사 패턴을 도시한 도면이다.12 illustrates a radiation pattern of a 5.9 GHz Butler matrix antenna according to an embodiment of the present invention.

도 11 및 도 12를 참고하면, 본 발명에 의한 버틀러 매트릭스 안테나의 방사 패턴은 종래 버틀러 매트릭스 안테나의 방사 패턴과 아주 유사한 값을 가진다. 그리고, 본 발명에 의한 버틀러 매트릭스 안테나의 이득(GAIN)은 10.55dBi로써, 종래 버틀러 매트릭스 안테나의 이득(GAIN)인 9.763dBi와 비교하여 1.08배 차이가 나므로 그 오차범위는 실험 설계 과정에 따른 허용범위 내의 오차범위라고 볼 수 있다.11 and 12, the radiation pattern of the butler matrix antenna according to the present invention has a value very similar to that of the conventional butler matrix antenna. In addition, the gain GAIN of the butler matrix antenna according to the present invention is 10.55 dBi, which is 1.08 times different from the gain of the conventional butler matrix antenna 9.763 dBi. It can be seen as an error range within.

본 발명에 따른 버틀러 매트릭스 안테나는 종래 버틀러 매트릭스 안테나와 비교하여, 방사 패턴 및 이득(GAIN) 측면에서 전기적으로 거의 동일한 성능을 가지는데 반하여, 약0.6배에 해당하는 기판 면적만을 차지하므로 안테나 크기를 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.Butler matrix antenna according to the present invention has substantially the same performance in terms of radiation pattern and gain (GAIN) compared to the conventional butler matrix antenna, but occupies only about 0.6 times the substrate area, so the antenna size is remarkable There is an effect that can be reduced.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. It is apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention.

본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The scope of the invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the invention are included in the scope of the invention.

310: 제1 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로
320: 제1 기판
330: 제1 접지
340: 제2 기판
350: 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로 310: first sub-butler matrix feed line
320: first substrate
330: first ground
340: second substrate
350: second sub-butler matrix feed line

Claims (7)

완성된 버틀러 매트릭스 급전 선로를 절단하여 2개의 분리된 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로로 구분하되, 상기 2개의 분리된 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로 중에서 방사체가 형성되는 영역을 포함하는 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로를 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로라 하고, 그 외의 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로를 제1 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로라 할 때,
제1 기판의 하부에 형성된 상기 제1 서브 버틀러 매트릭스(BUTLER MATRIX) 급전 선로;
상기 제1 기판의 상부에 형성된 제1 접지(GROUND);
상기 제1 접지의 상부에 형성된 제2 기판;
상기 제2 기판의 상부에 형성된 상기 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로;
상기 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로의 상부에 형성된 방사 조립체; 및
상기 제1 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로의 절단 부위와 상기 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로의 절단 부위를 전기적으로 결합시켜 하나의 버틀러 매트릭스 급전 선로를 형성하는 복수의 비아홀(VIA HOLE)을 포함하고,
상기 제1 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로와 상기 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로는, 상기 완성된 버틀러 매트릭스 급전 선로가 일직선에 의해 접힌 형태로 절단됨으로써 형성되며,
상기 제1 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로는 상기 완성된 버틀러 매트릭스 급전 선로의 복수의 입력 포트를 포함하고,
상기 복수의 입력 포트와 상기 방사 조립체는 같은 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 버틀러 매트릭스 안테나 시스템.The completed butler matrix feed line is cut and divided into two separate sub-butler matrix feed lines, wherein the sub-butler matrix feed line including an area where a radiator is formed among the two separated sub-butler matrix feed lines When it is called butler matrix feed line and other sub-butler matrix feed line is 1st sub-butler matrix feed line,
A first sub-butler matrix feed line formed under the first substrate;
A first ground (GROUND) formed on the first substrate;
A second substrate formed on the first ground;
The second sub-butler matrix feed line formed on the second substrate;
A radiation assembly formed on the second sub-butler matrix feed line; And
A plurality of via holes (VIA HOLE) electrically connecting the cut portions of the first sub-butler matrix feed line and the cut portions of the second sub-butler matrix feed line to form one butler matrix feed line;
The first sub-butler matrix feed line and the second sub-butler matrix feed line are formed by cutting the completed butler matrix feed line in a folded form by a straight line,
The first sub-butler matrix feed line includes a plurality of input ports of the completed butler matrix feed line,
And said plurality of input ports and said radiating assembly are arranged in the same direction. 제1항에 있어서,
상기 방사 조립체는,
상기 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로의 상부에 형성된 제3 기판;
상기 제3 기판의 상부에 형성된 복수의 개구를 포함하는 제2 접지;
상기 제2 접지의 상부에 형성된 제4 기판; 및
상기 제4 기판의 상부에 형성된 복수의 방사체를 포함하는 것을 특징으로 하는 버틀러 매트릭스 안테나 시스템.The method of claim 1,
The spinning assembly,
A third substrate formed on the second sub-butler matrix feed line;
A second ground including a plurality of openings formed in an upper portion of the third substrate;
A fourth substrate formed on the second ground; And
Butler matrix antenna system, characterized in that it comprises a plurality of radiators formed on the fourth substrate. 제1항에 있어서,
상기 버틀러 매트릭스 급전 선로는 마이크로스트립 라인(MICROSTRIP LINE) 인 것을 특징으로 하는 버틀러 매트릭스 안테나 시스템.The method of claim 1,
The butler matrix feed line is a butler matrix antenna system, characterized in that the microstrip line (MICROSTRIP LINE). 완성된 버틀러 매트릭스 급전 선로를 절단하여 2개의 분리된 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로로 구분하되, 상기 2개의 분리된 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로 중에서 방사체가 형성되는 영역을 포함하는 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로를 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로라 하고, 그 외의 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로를 제1 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로라 할 때,
제1 기판의 일 면에 상기 제1 서브 버틀러 매트릭스(BUTLER MATRIX) 급전 선로가 형성되는 단계;
제2 기판의 일 면에 상기 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로가 형성되는 단계;
상기 제1 기판 및 제2 기판의 타 면이 제1 접지(GROUND)를 사이에 두고 서로 마주보는 형태로 결합되는 단계;
상기 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로의 상부에 방사 조립체가 형성되는 단계; 및
복수의 비아홀(VIA HOLE)에 의하여 상기 제1 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로의 절단 부위와 상기 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로의 절단 부위가 전기적으로 결합되어 완성된 버틀러 매트릭스 급전 선로가 형성되는 단계를 포함하고,
상기 제1 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로와 상기 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로는, 상기 완성된 버틀러 매트릭스 급전 선로가 일직선에 의해 접힌 형태로 절단됨으로써 형성되며,
상기 제1 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로는 상기 완성된 버틀러 매트릭스 급전 선로의 복수의 입력 포트를 포함하고,
상기 복수의 입력 포트와 상기 방사 조립체는 같은 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 버틀러 매트릭스 안테나 제조 방법.The completed butler matrix feed line is cut and divided into two separate sub-butler matrix feed lines, wherein the sub-butler matrix feed line including an area where a radiator is formed among the two separated sub-butler matrix feed lines When it is called butler matrix feed line and other sub-butler matrix feed line is 1st sub-butler matrix feed line,
Forming a first BUTLER MATRIX feed line on one surface of a first substrate;
Forming a second sub-butler matrix feed line on one surface of a second substrate;
Coupling the other surfaces of the first substrate and the second substrate to face each other with a first ground interposed therebetween;
Forming a spinning assembly on top of the second sub-butler matrix feed line; And
And a cut portion of the first sub-butler matrix feed line and a cut portion of the second sub-butler matrix feed line are electrically coupled by a plurality of via holes (VIA HOLE) to form a completed butler matrix feed line. ,
The first sub-butler matrix feed line and the second sub-butler matrix feed line are formed by cutting the completed butler matrix feed line in a folded form by a straight line,
The first sub-butler matrix feed line includes a plurality of input ports of the completed butler matrix feed line,
And said plurality of input ports and said radiating assembly are arranged in the same direction. 제4항에 있어서,
상기 방사 조립체는
상기 제2 서브 버틀러 매트릭스 급전 선로의 상부에 제3 기판이 형성되는 단계;
상기 제3 기판의 상부에 복수의 개구를 포함하는 제2 접지가 형성되는 단계;
상기 제2 접지의 상부에 제4 기판이 형성되는 단계; 및
상기 제4 기판의 상부에 복수의 방사체가 형성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 버틀러 매트릭스 안테나 제조 방법.The method of claim 4, wherein
The spinning assembly
Forming a third substrate on the second sub-butler matrix feed line;
Forming a second ground including a plurality of openings on the third substrate;
Forming a fourth substrate on the second ground; And
Butler matrix antenna manufacturing method comprising the step of forming a plurality of radiators on top of the fourth substrate. 제4항에 있어서,
상기 버틀러 매트릭스 급전 선로는 마이크로스트립 라인(MICROSTRIP LINE) 인 것을 특징으로 하는 버틀러 매트릭스 안테나 제조 방법.The method of claim 4, wherein
The butler matrix feed line is a micro strip line (MICROSTRIP LINE) characterized in that the butler matrix antenna manufacturing method. 삭제delete
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