KR102023108B1 - Directional patch array antenna for reducing coupling - Google Patents

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KR102023108B1
KR102023108B1 KR1020180123063A KR20180123063A KR102023108B1 KR 102023108 B1 KR102023108 B1 KR 102023108B1 KR 1020180123063 A KR1020180123063 A KR 1020180123063A KR 20180123063 A KR20180123063 A KR 20180123063A KR 102023108 B1 KR102023108 B1 KR 102023108B1
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박천영
한재남
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스카이크로스 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a directional patch array antenna with reduced coupling and, more specifically, to a directional patch array antenna with reduced coupling, capable of supporting controlling a beam pattern in accordance with signal intensity of each of multiple patch antenna emitters by supporting power feed by a feeding unit to the multiple patch antenna emitters formed on a dielectric substance. The directional patch array antenna with reduced coupling also can reduce coupling generated between the multiple patch antenna emitter and can improve performance of an antenna. According to an embodiment of the present invention, the directional patch array antenna with reduced coupling comprises the multiple patch antenna emitters. So, the directional patch array antenna with reduced coupling supports arrangement of the antenna to install the antenna in a small wireless device while saving space occupied by the antenna. Also, the directional patch array antenna with reduced coupling can improve an isolation property between the multiple patch antenna emitters by supporting an induced electric current, generated between the multiple patch antenna emitters adjacent, to be offset in a connection line connecting the multiple patch antenna emitters. Moreover, the directional patch array antenna with reduced coupling can improve antenna performance and directivity by improving efficiency and antenna gain in accordance with a beam pattern generated by the multiple patch antenna emitters.

Description

커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나{Directional patch array antenna for reducing coupling}Directional patch array antenna for reducing coupling

본 발명은 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 유전체 상에 구성되는 복수의 패치 안테나 방사체에 급전부를 통한 급전이 이루어지도록 지원하여 복수의 패치 안테나 방사체 각각의 신호 세기에 따라 빔 패턴이 조절되도록 지원하는 동시에 복수의 패치 안테나 방사체 상호간 발생하는 커플링을 감소시켜 안테나 성능을 높일 수 있도록 구성되는 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to a directional patch array antenna with reduced coupling. More particularly, the present invention relates to a plurality of patch antenna radiators configured on a dielectric to support feeding through a feed unit to provide signal strength of each of the plurality of patch antenna radiators. Accordingly, the present invention relates to a directional patch array antenna having a reduced coupling configured to increase the antenna performance by supporting a beam pattern to be adjusted and reducing coupling occurring between a plurality of patch antenna radiators.

패치 안테나는 유전체 판의 한 면을 접지판으로 하고 다른 면은 패치 모양의 선로로 회로를 구성하는 마이크로스트립 안테나의 일종으로서, 인쇄기판으로 제작하기 때문에 제작이 쉽고, 대량 생산에 적합하며 높이가 낮고 견고하다는 등의 여러 가지 특징이 있다.Patch antenna is a kind of microstrip antenna that consists of one side of the dielectric plate as a ground plate and the other side is a patch-shaped line. It is easy to manufacture because it is made of printed board, suitable for mass production, and low in height. There are many features such as robustness.

이러한 패치 안테나는 같은 기판 위에 다른 마이크로 집적 회로(IC) 소자들과 쉽게 결합할 수 있을 뿐 아니라 휴대폰과 같은 소형 기기에서 안테나가 차지하는 공간을 절약할 수 있어 점차 소형화되는 무선 기기의 안테나 구성에 이점을 가진다.These patch antennas can be easily combined with other micro integrated circuit (IC) devices on the same substrate, and can also save space in antennas in small devices such as mobile phones, which is beneficial for the construction of increasingly smaller wireless devices. Have

최근 5G 기반의 차세대 이동통신 시스템에서는 음성신호 뿐 아니라 영상 및 기타 데이터를 높은 신뢰도로 송수신하는 것이 필요하며, 특히 고정 위치에서의 신호 수신 뿐만 아니라 고속 이동 중인 상태에서 속도에 적응적으로 대처하여 최적의 빔패턴을 계속적으로 제공함으로써 목표물의 방향으로는 최대의 이득을 제공하고 여타의 방향으로는 상대적으로 훨씬 작은 이득을 주어 간섭을 억제함으로써 데이터 용량 증대 및 신뢰도 향상이 요구된다.In recent 5G-based mobile communication systems, it is necessary to transmit and receive not only audio signals but also video and other data with high reliability. The continuous provision of the beam pattern provides maximum gain in the direction of the target and relatively much smaller gain in the other direction, thereby suppressing interference, thereby increasing data capacity and reliability.

이를 지원하기 위해, 최근 지향성 안테나가 각광받고 있으며, 이러한 지향성 안테나는 특정 방향으로 안테나의 빔패턴을 조정하여 간섭과 잡음을 억제함으로써, 통신시스템에서의 용량 증대와 신뢰도 향상을 동시에 달성할 수 있다.In order to support this, a directional antenna has recently been in the spotlight, and such a directional antenna can adjust the beam pattern of the antenna in a specific direction to suppress interference and noise, thereby simultaneously increasing capacity and reliability in a communication system.

그러나, 이러한 지향성 안테나는 최근 대용량 데이터의 수신 및 신뢰도 증가의 요구에 따라 복수의 안테나 소자를 배치하여 빔 패턴에 따른 안테나 이득을 증가시키고자 하나, 인접한 안테나 소자 사이에 커플링이 발생하여 충분한 안테나 성능을 기대하기 어려운 문제가 발생한다.However, such a directional antenna attempts to increase antenna gain according to a beam pattern by arranging a plurality of antenna elements in accordance with recent demands for receiving large data and increasing reliability, but sufficient antenna performance is achieved by coupling between adjacent antenna elements. The problem arises that is difficult to expect.

특히, 도 1에 도시된 바와 같이 무선 기기의 소형화에 따른 상술한 패치(patch) 형태의 복수의 안테나 소자(11, 12)를 이용하여 지향성 안테나(1)로 구성하고자 하나 유전체(10) 상에 형성되는 이러한 패치 형태의 안테나 소자(11, 12)는 일반적인 선로보다 면적이 넓어 인접한 안테나 소자 사이의 커플링에 따른 신호 간섭이 더욱 심해지므로, 도 2에 도시된 바와 같이 안테나 최대 이득(peak gain) 및 효율(efficiency)이 저하되고, 이로 인해 도 3에 도시된 바와 같이 빔 패턴(beam pattern)의 지향성이 낮아져 안테나 성능이 저하되는 문제가 있다.In particular, as shown in FIG. 1, a plurality of antenna elements 11 and 12 in the form of patches according to the miniaturization of a wireless device are used to configure the directional antenna 1 on the dielectric 10. Since the patch-shaped antenna elements 11 and 12 are formed to have a larger area than normal lines, signal interference due to coupling between adjacent antenna elements becomes more severe, so that the antenna peak gain as shown in FIG. And efficiency (efficiency) is lowered, and as a result, there is a problem that the antenna performance is lowered because the directivity of the beam pattern (beam pattern) is lowered as shown in FIG.

한국등록특허 제10-1413986호Korean Patent Registration No. 10-1413986

본 발명은 패치 형태의 안테나 방사체를 어레이 형태로 배열하여 안테나 방사체의 방사에 따른 빔패턴의 안테나 이득을 높이는 동시에 안테나 방사체 사이의 커플링을 최소화하여 안테나 이득을 보장하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to arrange the antenna radiator in the form of a patch to increase the antenna gain of the beam pattern according to the radiation of the antenna radiator and to minimize the coupling between the antenna radiators to ensure the antenna gain.

본 발명의 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나는 유전체 상에 상호 인접하여 형성되는 복수의 패치 안테나 방사체와, 상기 복수의 패치 안테나 방사체로 단일 포트에 대응되는 급전 전류를 제공하는 급전부 및 상기 복수의 패치 안테나 방사체 사이에 유기되는 전류가 상쇄되도록 상기 복수의 패치 안테나 방사체를 전기적으로 연결하여 커플링을 감소시키는 연결선로를 포함할 수 있다.The directional patch array antenna with reduced coupling according to an embodiment of the present invention includes a plurality of patch antenna radiators formed adjacent to each other on a dielectric, and a plurality of patch antenna radiators provide a feeding current corresponding to a single port. It may include a connecting line for reducing the coupling by electrically connecting the plurality of patch antenna radiators so that the current induced between all and the plurality of patch antenna radiators are canceled.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 급전부 및 연결 선로는 상기 유전체에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.As an example related to the present invention, the feeder and the connection line may be formed in the dielectric.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 복수의 패치 안테나 방사체는 대역 특성에 따라 서로 상이한 크기를 가지도록 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.As an example related to the present invention, the plurality of patch antenna radiators may be configured to have different sizes according to band characteristics.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 급전부는 상기 복수의 패치 안테나 방사체 각각의 급전 전류량을 조절하여 상기 복수의 패치 안테나 방사체에 의해 생성되는 빔 패턴의 방향을 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.As an example related to the present invention, the feeder may adjust a direction of a beam pattern generated by the plurality of patch antenna radiators by adjusting a feed current amount of each of the plurality of patch antenna radiators.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 복수의 안테나는 어레이 형태로 상기 유전체 상에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.As an example related to the present invention, the plurality of antennas may be disposed on the dielectric in an array form.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 연결선로는 적어도 일부 영역이 분기되어 접지되는 쇼트 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.As an example related to the present invention, the connection line may further include a short region in which at least some regions are branched and grounded.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 커플링 감소에 따라 상기 복수의 패치 안테나 방사체의 이득과 효율이 개선되는 것을 특징으로 할 수 있다.As an example related to the present invention, the gain and the efficiency of the plurality of patch antenna radiators may be improved by reducing the coupling.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 복수의 패치 안테나 방사체들 간을 상호 연결하는 연결선로는 상기 패치 안테나 방사체들과 각각 연결되는 복수의 브렌치를 가진 단일 도체인 것을 특징으로 할 수 있다.As an example related to the present invention, the connecting line interconnecting the plurality of patch antenna radiators may be a single conductor having a plurality of branches respectively connected to the patch antenna radiators.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 복수의 패치 안테나 방사체 각각에 형성되어 상기 복수의 패치 안테나 방사체에 의해 형성되는 빔 패턴을 조절하는 복수의 슬릿을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.As an example related to the present disclosure, the apparatus may further include a plurality of slits formed on each of the plurality of patch antenna radiators to adjust beam patterns formed by the plurality of patch antenna radiators.

본 발명의 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나는 복수의 패치 안테나 방사체를 포함하여 구성됨으로써 소형 무선 기기에 안테나가 차지하는 공간을 절약하면서 배치되도록 지원할 수 있을 뿐만 이나라 인접한 복수의 패치 안테나 방사체 사이에 발생되는 유기 전류가 상기 복수의 패치 안테나 방사체 사이를 연결하는 연결 선로에서 상쇄되도록 지원하여 복수의 패치 안테나 방사체 사이의 격리도 특성을 높임과 동시에 복수의 패치 안테나 방사체 의해 생성되는 빔 패턴에 따른 안테나 이득 및 효율을 개선하여 안테나 성능 및 지향성을 높일 수 있는 효과가 있다.The directional patch array antenna with reduced coupling according to an embodiment of the present invention is configured to include a plurality of patch antenna radiators to support a small wireless device to be disposed while saving the space occupied by a plurality of adjacent patch antennas By supporting the induced current generated between the radiators to be canceled in the connection line connecting the plurality of patch antenna radiators to improve the isolation characteristics between the plurality of patch antenna radiators and at the same time to the beam pattern generated by the plurality of patch antenna radiators Accordingly, the antenna gain and efficiency can be improved to increase antenna performance and directivity.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나는 복수의 패치 안테나 방사체 사이의 높은 격리도 특성에 따른 빔 패턴 조절이 용이하므로, 높은 안테나 이득을 보장하여 대용량 데이터를 높은 신뢰도로 용이하게 수신할 수 있는 효과가 있다.In addition, the directional patch array antenna with reduced coupling according to the embodiment of the present invention is easy to adjust the beam pattern according to the high isolation characteristics between the plurality of patch antenna radiators, ensuring a high antenna gain high reliability of large data It can be easily received by the effect.

도 1은 기존 지향성 안테나의 구성 예시도.
도 2는 기존 지향성 안테나의 안테나 최대 이득 및 효율을 나타낸 그래프.
도 3은 기존 지향성 안테나의 빔 패턴에 대한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나의 구성도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나의 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나의 구성도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나의 안테나 최대 이득 및 효율을 나타낸 그래프.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나의 빔 패턴에 대한 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나와 기존 지향성 안테나 사이의 안테나 효율의 비교 관련 그래프.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나와 기존 지향성 안테나 사이의 안테나 최대 이득의 비교 관련 그래프.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나의 안테나 동작시 전류 분포 관련 도면.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나의 실시예를 나타낸 도면.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나의 빔 패턴에 대한 도면.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나의 안테나 최대 이득 및 효율을 나타낸 그래프.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나와 기존 지향성 안테나 사이의 안테나 효율의 비교 관련 그래프.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나와 기존 지향성 안테나 사이의 안테나 최대 이득의 비교 관련 그래프.
도 17은 기존 안테나 및 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나의 안테나 동작시 전류 분포 관련 도면.
도 18 및 도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나의 다양한 구성 실시예를 나타낸 도면.1 is an exemplary configuration of a conventional directional antenna.
Figure 2 is a graph showing the antenna maximum gain and efficiency of the conventional directional antenna.
3 is a diagram of a beam pattern of a conventional directional antenna.
4 is a block diagram of a directional patch array antenna with reduced coupling according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view of a directional patch array antenna with reduced coupling in accordance with an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram of a directional patch array antenna with reduced coupling according to another embodiment of the present invention.
7 is a graph showing antenna maximum gain and efficiency of a directional patch array antenna with reduced coupling according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram of a beam pattern of a directional patch array antenna with reduced coupling in accordance with an embodiment of the present invention.
9 is a graph of a comparison of antenna efficiency between a directional patch array antenna with reduced coupling and a conventional directional antenna according to an embodiment of the present invention.
10 is a graph of a comparison of antenna maximum gains between a directional patch array antenna with reduced coupling and a conventional directional antenna in accordance with an embodiment of the present invention.
11 is a diagram illustrating current distribution during antenna operation of a directional patch array antenna with reduced coupling according to an embodiment of the present invention.
12 illustrates an embodiment of a directional patch array antenna with reduced coupling in accordance with another embodiment of the present invention.
13 is a diagram of a beam pattern of a directional patch array antenna with reduced coupling in accordance with another embodiment of the present invention.
14 is a graph showing antenna maximum gain and efficiency of a directional patch array antenna with reduced coupling according to another embodiment of the present invention.
15 is a graph of a comparison of antenna efficiency between a directional patch array antenna with reduced coupling and a conventional directional antenna according to another embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a graph of comparison of antenna maximum gain between a directional patch array antenna with reduced coupling and a conventional directional antenna in accordance with another embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 17 is a diagram illustrating current distribution during antenna operation of a conventional antenna and a directional patch array antenna with reduced coupling according to another embodiment of the present invention. FIG.
18 and 19 illustrate various configuration embodiments of a directional patch array antenna with reduced coupling according to another embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 상세 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나(100)의 구성도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나(100)의 사시도이다.4 is a configuration diagram of a directional patch array antenna 100 with reduced coupling according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram of a directional patch array antenna 100 with reduced coupling according to an embodiment of the present invention. Perspective view.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나(100)는 유전체(150) 상에 상호 인접하여 형성되는 복수의 패치 안테나(patch antenna) 방사체(110, 120)와, 상기 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120)로 단일 포트(port)에 대응되는 급전 전류를 제공하는 급전부(140) 및 상기 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120) 사이에 유기되는 전류가 상쇄되도록 상기 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120)를 전기적으로 연결하여 커플링(coupling)을 감소시키는 연결선로(130)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown, the directional patch array antenna 100 with reduced coupling according to an embodiment of the present invention includes a plurality of patch antenna radiators 110 and 120 formed adjacent to each other on the dielectric 150. And a current induced between the power supply unit 140 and the plurality of patch antenna radiators 110 and 120 that provide a feed current corresponding to a single port to the plurality of patch antenna radiators 110 and 120. The plurality of patch antenna radiators 110 and 120 may be electrically connected to offset the coupling line 130 to reduce coupling.

이때, 상기 급전부(140)는 상기 단일 포트를 통해 급전 전류를 제공받아 상기 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120) 각각으로 상기 급전 전류를 제공하며, 상기 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120) 각각에 제공되는 전류량을 조절할 수 있다.In this case, the feeder 140 receives the feed current through the single port to provide the feed current to each of the plurality of patch antenna radiators 110 and 120, and the plurality of patch antenna radiators 110 and 120. The amount of current provided to each can be adjusted.

또한, 상기 급전부(140)는 상기 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120) 중 어느 하나에 제공되는 전류량을 다른 하나에 제공되는 전류량과 상이하게 제공할 수 있다.In addition, the power supply unit 140 may provide the amount of current provided to any one of the plurality of patch antenna radiators 110 and 120 differently from the amount of current provided to the other.

또한, 상기 급전부(140)는 상기 유전체(150)에 형성되거나 상기 유전체(150)와 별도 구성될 수 있다.In addition, the feeder 140 may be formed in the dielectric 150 or may be configured separately from the dielectric 150.

이를 통해, 상기 급전부(140)는 상기 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120)를 통해 형성되는 빔 패턴(beam pattern)의 방향을 조절할 수 있으며, 특정 방향으로 안테나 이득 및 효율을 개선시킬 수 있다.Through this, the feeder 140 may adjust the direction of the beam pattern formed through the plurality of patch antenna radiators 110 and 120, and may improve antenna gain and efficiency in a specific direction. .

이때, 도시된 바와 같이 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120)는 상기 유전체(150) 상에 상호 인접하여 어레이(array) 형태로 형성될 수 있으며, 이에 따라 상호 인접한 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120) 상호간 커플링에 의해 어느 하나의 패치 안테나 방사체에서 인접한 다른 패치 안테나 방사체로 전류가 유기되어 안테나 성능이 저하되는 문제가 발생한다.In this case, as shown in the drawing, the plurality of patch antenna radiators 110 and 120 may be formed in an array form adjacent to each other on the dielectric 150. Accordingly, the plurality of patch antenna radiators 110 and adjacent to each other may be formed. 120) A problem arises in that the current is induced from one patch antenna radiator to another adjacent patch antenna radiator by mutual coupling, thereby degrading antenna performance.

이를 해결하기 위해, 상술한 바와 같이, 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나(100)는 상기 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120) 상호 간을 전기적으로 연결하는 연결선로(130)가 구성되며, 상기 연결 선로(130)는 유전체(150) 상에 형성될 수 있다.In order to solve this problem, as described above, the directional patch array antenna 100 having reduced coupling includes a connection line 130 electrically connecting the plurality of patch antenna radiators 110 and 120 to each other. The connection line 130 may be formed on the dielectric 150.

이를 통해, 상기 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120) 중 어느 하나(110)에서 다른 패치 안테나 방사체(120)로 유기되는 전류가 상기 연결선로(130)를 통해 흐르게 되며, 상기 다른 패치 안테나 방사체(120)에서 유기되는 전류 역시 상기 연결 선로(130)를 통해 흐르게 되어, 어느 하나의 패치 안테나 방사체(110)로부터 다른 패치 안테나 방사체(120)로 흐르는 전류가 상기 다른 패치 안테나 방사체(120)로부터 유기된 전류와 역방향을 가지므로 상기 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120) 각각으로부터 유기되는 전류가 상기 연결선로(130)에서 상호 상쇄되어 상기 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120) 사이의 격리도를 증가시킬(높일) 수 있다.Through this, a current induced from one of the plurality of patch antenna radiators 110 and 120 to another patch antenna radiator 120 flows through the connection line 130, and the other patch antenna radiator ( The current induced in the 120 also flows through the connection line 130 so that the current flowing from one patch antenna radiator 110 to another patch antenna radiator 120 is induced from the other patch antenna radiator 120. Since it has a reverse direction to the current, currents induced from each of the plurality of patch antenna radiators 110 and 120 cancel each other in the connection line 130 to increase the isolation between the plurality of patch antenna radiators 110 and 120. Can be (high)

즉, 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120) 각각에서 발생되는 유기 전류가 상기 연결선로(130)에서 상쇄되어 상기 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120) 각각에서 다른 패치 안테나 방사체의 유기전류에 의한 신호 간섭이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 상기 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120) 각각의 격리도 특성을 높일 수 있다.That is, the induced current generated in each of the plurality of patch antenna radiators 110 and 120 is canceled by the connection line 130 and is caused by the induced current of another patch antenna radiator in each of the plurality of patch antenna radiators 110 and 120. Signal interference may be prevented from occurring, and accordingly, isolation characteristics of each of the plurality of patch antenna radiators 110 and 120 may be improved.

이와 같은 격리도 특성의 상승에 따라 상기 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120)로 구성된 안테나의 이득 및 효율을 개선할 수 있으며, 이로 인해 상기 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120)에 의해 생성되는 빔 패턴의 지향성 및 안테나 성능을 높일 수 있다.As the isolation characteristic is increased, gain and efficiency of the antenna composed of the plurality of patch antenna radiators 110 and 120 may be improved, thereby generating the plurality of patch antenna radiators 110 and 120. The beam pattern directivity and antenna performance can be improved.

또한, 상기 패치형으로 구성된 패치 안테나 방사체의 면적이 넓은 경우에도 상기 연결선로(130)를 통해 커플링을 감소시켜 대역 특성에 최적화된 안테나 성능을 기대할 수 있다.In addition, even when the patch antenna radiator configured to have a large area has a large coupling area, the coupling can be reduced through the connection line 130, and thus antenna performance optimized for band characteristics can be expected.

상술한 구성에서, 상기 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120)는 대역 특성에 따라 서로 상이한 크기를 가지도록 구성될 수 있다.In the above-described configuration, the plurality of patch antenna radiators 110 and 120 may be configured to have different sizes according to band characteristics.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 상기 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나(100)에 구성되는 상기 연결선로(130)는 적어도 일부 영역이 분기되어 접지되는 쇼트(short) 영역(131)이 더 형성될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 6, the connection line 130 of the directional patch array antenna 100 having the reduced coupling according to the embodiment of the present invention has a short (at least part of which is branched and grounded). short) region 131 may be further formed.

이에 따라, 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120) 각각으로부터 상기 연결선로(130)로 유기되는 전류가 상기 연결선로(130)에서 접지 상태의 상기 쇼트 영역(131)으로 흘러 소멸되도록 함으로써, 상기 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120) 사이의 격리도 특성을 높일 수 있다.Accordingly, the current induced in each of the plurality of patch antenna radiators 110 and 120 to the connection line 130 flows and disappears from the connection line 130 to the short region 131 in a ground state. The isolation characteristics between the patch antenna radiators 110 and 120 may be improved.

한편, 상술한 구성에서, 상기 유전체(150)는 무선 기기를 구성하는 기판 상에 구성될 수 있으며, 상기 기판에 구성된 상기 단일 포트를 통해 상기 급전부(140)로 제공되는 전류를 상기 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120)로 인가하여 본 발명의 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나(100)가 안테나로서 동작할 수 있다.On the other hand, in the above-described configuration, the dielectric 150 may be configured on a substrate constituting a wireless device, the current supplied to the power supply unit 140 through the single port configured in the substrate to the plurality of patches When applied to the antenna radiators 110 and 120, the directional patch array antenna 100 with reduced coupling according to an embodiment of the present invention may operate as an antenna.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나는 복수의 패치 안테나 방사체를 포함하여 구성됨으로써 소형 무선 기기에 안테나가 차지하는 공간을 절약하면서 배치되도록 지원할 수 있을 뿐만 이나라 인접한 복수의 패치 안테나 방사체 사이에 발생되는 유기 전류가 상기 복수의 패치 안테나 방사체 사이를 연결하는 연결 선로에서 상쇄되도록 지원하여 복수의 패치 안테나 방사체 사이의 격리도 특성을 높임과 동시에 복수의 패치 안테나 방사체 의해 생성되는 빔 패턴에 따른 안테나 이득 및 효율을 개선하여 안테나 성능 및 지향성을 높일 수 있다.As described above, the directional patch array antenna with reduced coupling according to the embodiment of the present invention may be configured to include a plurality of patch antenna radiators to support the arrangement in a small wireless device while saving the space occupied by the antenna. The induced current generated between a plurality of adjacent patch antenna radiators is canceled by a connecting line connecting the plurality of patch antenna radiators to increase the isolation characteristics between the plurality of patch antenna radiators and simultaneously by the plurality of patch antenna radiators. Antenna performance and directivity can be improved by improving antenna gain and efficiency according to the generated beam pattern.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나는 복수의 패치 안테나 방사체 사이의 높은 격리도 특성에 따른 빔 패턴 조절이 용이하므로, 높은 안테나 이득을 보장하여 대용량 데이터를 높은 신뢰도로 용이하게 수신할 수 있다.In addition, the directional patch array antenna with reduced coupling according to the embodiment of the present invention is easy to adjust the beam pattern according to the high isolation characteristics between the plurality of patch antenna radiators, ensuring a high antenna gain high reliability of large data Can be easily received.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나의 안테나 최대 이득 및 효율을 나타낸 도면으로서, 도 7(a)에 도시된 본 발명의 안테나 최대 이득 및 도 7(b)에 도시된 본 발명의 안테나 효율이 도 2에 도시된 복수의 패치 안테나 소자 기반의 기존 지향성 안테나에 따른 안테나 최대 이득 및 효율보다 상승한 것을 알 수 있다.FIG. 7 is a view showing antenna maximum gain and efficiency of a directional patch array antenna with reduced coupling according to an embodiment of the present invention, and the antenna maximum gain of the present invention shown in FIG. 7 (a) and FIG. 7 (b). It can be seen that the antenna efficiency of the present invention shown in FIG. 2 is higher than the antenna maximum gain and efficiency according to the conventional directional antenna based on the plurality of patch antenna elements shown in FIG. 2.

또한, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나의 빔 패턴을 나타낸 것으로서, 도 3에 따른 패치 안테나 소자 기반의 기존 지향성 안테나의 빔 패턴보다 지향성이 더욱 높아진 것을 알 수 있다.In addition, FIG. 8 illustrates a beam pattern of a directional patch array antenna with reduced coupling according to an embodiment of the present invention, and the directivity is higher than that of the conventional directional antenna based on the patch antenna element according to FIG. 3. Can be.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나(iMAT)와 기존 지향성 안테나(conventional)의 안테나 효율(Efficiency)을 비교한 것으로서, 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 안테나(iMAT)의 안테나 효율이 더 높은 것을 알 수 있다.9 is a comparison of antenna efficiency of a directional patch array antenna (iMAT) with reduced coupling according to an embodiment of the present invention and a conventional directional antenna (conventional), as shown in the antenna according to the present invention ( It can be seen that the antenna efficiency of iMAT) is higher.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나(iMAT)와 기존 안테나(conventional)의 안테나 최대 이득(peak gain)을 비교한 것으로서, 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 안테나의 최대 이득이 더욱 높은 것을 알 수 있다.FIG. 10 is a comparison of antenna peak gains of an directional patch array antenna (iMAT) with reduced coupling according to an embodiment of the present invention and a conventional antenna. As shown in FIG. It can be seen that the maximum gain of is even higher.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나(100)의 안테나 동작시 전류 분포를 나타낸 도면이다.FIG. 11 is a diagram illustrating a current distribution during antenna operation of the directional patch array antenna 100 with reduced coupling according to an embodiment of the present invention.

우선, 도 11(a)는 상기 쇼트 영역(131)이 없는 연결선로(130)가 포함된 본 발명에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나(100)의 전류 분포 관련 도면으로서, 도시된 바와 같이 연결선로(130)에서 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120) 중 어느 하나에서 발생되는 유기 전류와 복수의 패치 안테나 방사체 중 다른 하나에서 발생되는 유기 전류가 상호 역방향을 가지므로, 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120) 각각에서 발생된 유기 전류가 상기 연결선로(130)에서 상호 상쇄되는 것을 알 수 있으며, 이를 통해 각 패치 안테나 방사체가 높은 격리도 특성을 가지면서 전파 방사가 이루어지는 것을 알 수 있다.First, FIG. 11 (a) is a diagram illustrating a current distribution of a directional patch array antenna 100 having reduced coupling according to the present invention including a connection line 130 without the short region 131. As shown in FIG. As described above, since the induced current generated in any one of the plurality of patch antenna radiators 110 and 120 and the induced current generated in the other one of the plurality of patch antenna radiators have a reverse direction, the plurality of patch antennas are connected to the connection line 130. It can be seen that the organic currents generated in each of the radiators 110 and 120 are mutually canceled in the connection line 130. Through this, it can be seen that each patch antenna radiator emits radio waves while having high isolation characteristics. .

또한, 도 11(b)는 상기 쇼트 영역(131)이 형성된 연결 선로(130)가 포함된 본 발명에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나(100)의 전류 분포 관련 도면으로서, 도시된 바와 같이 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120) 각각에서 발생되는 유기 전류가 상기 연결선로(130)를 통해 접지 상태의 상기 쇼트 영역(131)으로 흘러 소멸되는 것을 알 수 있으며, 이를 통해 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120) 각각이 높은 격리도 특성을 가지면서 전파 방사가 이루어지는 것을 알 수 있다.FIG. 11B is a diagram showing a current distribution of the directional patch array antenna 100 with reduced coupling according to the present invention including the connection line 130 having the short region 131. As described above, it can be seen that the organic current generated in each of the plurality of patch antenna radiators 110 and 120 flows to the short region 131 in the ground state through the connection line 130 and is extinguished. It can be seen that each of the radiators 110 and 120 has radio frequency radiation while having high isolation characteristics.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나(100)는 연결 선로(130)를 통해 복수의 패치 안테나 방사체(110, 120) 상호간 커플링을 감소시킬 수 있으며, 이를 통해 패치 안테나 방사체의 높은 격리도 특성을 보장하여 안테나 성능을 높일 수 있다.As described above, the directional patch array antenna 100 with reduced coupling according to the present invention can reduce the coupling between the plurality of patch antenna radiators 110 and 120 through the connection line 130, thereby High isolation performance of patch antenna radiators can be ensured to increase antenna performance.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나(100)의 구성 실시예를 도시한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 상기 유전체(150) 상에 복수의 패치 안테나 방사체(101, 102, 103, 104)가 어레이 형태로 구성(또는 배치 또는 형성)될 수 있으며, 상기 복수의 패치 안테나 방사체들(101, 102, 103, 104) 간을 상호 연결하는 연결선로(130)는 상기 패치 안테나 방사체들과 각각 연결되는 복수의 브렌치(branch, 또는 가지)를 가진 단일 도체로 구성될 수 있다.FIG. 12 illustrates a configuration embodiment of the directional patch array antenna 100 with reduced coupling according to another embodiment of the present invention. As shown, a plurality of patch antenna radiators on the dielectric 150 are shown. (101, 102, 103, 104) can be configured (or arranged or formed) in the form of an array, the connecting line 130 for interconnecting the plurality of patch antenna radiators (101, 102, 103, 104) May be composed of a single conductor having a plurality of branches (or branches) respectively connected to the patch antenna radiators.

이에 따라, 각 브렌치를 통해 복수의 패치 안테나 방사체(101, 102, 103, 104) 각각에서 발생하는 유기 전류가 상기 연결선로(130)로 흘러 상기 연결 선로(130) 내에서 상호 상쇄되도록 유도할 수 있다.Accordingly, the organic current generated in each of the plurality of patch antenna radiators 101, 102, 103, and 104 through each branch flows to the connection line 130 to induce mutual cancellation in the connection line 130. have.

또한, 상기 연결선로(130)는 적어도 일부 영역이 분기되어 접지되는 쇼트(short) 영역이 더 형성될 수 있다.In addition, the connection line 130 may further include a short region in which at least some regions are branched and grounded.

이때, 상기 쇼트 영역은 상기 연결 선로(130)의 중앙에 형성될 수 있다.In this case, the short region may be formed in the center of the connection line 130.

이에 따라, 복수의 패치 안테나 방사체(101, 102, 103, 104) 각각으로부터 상기 연결선로(130)로 유기되는 전류가 상기 연결선로(130)에서 접지 상태의 상기 쇼트 영역으로 흘러 소멸되도록 함으로써, 상기 복수의 패치 안테나 방사체(101, 102, 103, 104) 사이의 격리도 특성을 높일 수 있다.Accordingly, the current induced in each of the plurality of patch antenna radiators 101, 102, 103, and 104 to the connection line 130 flows and disappears from the connection line 130 to the short region in the ground state. The isolation characteristic between the plurality of patch antenna radiators 101, 102, 103, 104 can be improved.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나의 빔 패턴을 나타낸 것으로서, 도 3에 따른 패치 안테나 소자 기반의 기존 지향성 안테나의 빔 패턴보다 지향성이 더욱 높아진 것을 알 수 있다.FIG. 13 shows a beam pattern of a directional patch array antenna with reduced coupling according to another embodiment of the present invention, and it can be seen that the directivity is higher than that of the conventional directional antenna based on the patch antenna element according to FIG. 3. have.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나의 안테나 최대 이득 및 효율을 나타낸 도면으로서, 도 14(a)에 도시된 본 발명의 안테나 최대 이득 및 도 14(b)에 도시된 본 발명의 안테나 효율이 도 2에 도시된 복수의 패치 안테나 소자 기반의 기존 지향성 안테나에 따른 안테나 최대 이득 및 효율보다 상승한 것을 알 수 있다.FIG. 14 is a view showing antenna maximum gain and efficiency of a directional patch array antenna with reduced coupling according to another embodiment of the present invention. FIG. 14 (a) shows the antenna maximum gain and FIG. 14 (b). It can be seen that the antenna efficiency of the present invention shown in FIG. 2 is higher than the antenna maximum gain and efficiency according to the conventional directional antenna based on the plurality of patch antenna elements shown in FIG. 2.

도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나(iMAT)와 기존 지향성 안테나(conventional)의 안테나 효율(Efficiency)을 비교한 것으로서, 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 안테나(iMAT)의 안테나 효율이 더 높은 것을 알 수 있다.FIG. 15 compares antenna efficiency of a directional patch array antenna (iMAT) with reduced coupling according to another embodiment of the present invention and a conventional directional antenna (conventional), as shown in FIG. It can be seen that the antenna efficiency of (iMAT) is higher.

도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나(iMAT)와 기존 안테나(conventional)의 안테나 최대 이득(peak gain)을 비교한 것으로서, 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 안테나의 최대 이득이 더욱 높은 것을 알 수 있다.FIG. 16 is a comparison of antenna peak gains of an directional patch array antenna (iMAT) with reduced coupling according to another embodiment of the present invention and a conventional antenna. As shown in FIG. It can be seen that the maximum gain of the antenna is higher.

도 17은 기존 안테나의 안테나 동작시 전류 분포 및 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나(100)의 안테나 동작시 전류 분포를 나타낸 도면이다.FIG. 17 is a diagram illustrating a current distribution during antenna operation of an existing antenna and a current distribution during antenna operation of a directional patch array antenna 100 having reduced coupling according to another embodiment of the present invention.

우선, 도 17(a)에는 연결선로가 없는 기존 패치 형태의 안테나 방사체를 포함하는 기존 안테나의 안테나 동작시 전류 분포 관련 도면으로서, 도시된 바와 같이 안테나 방사체 사이에 신호 간섭이 발생하여 안테나 이득 및 효율이 저하되는 것을 알 수 있다.First, FIG. 17 (a) is a diagram showing current distribution during an antenna operation of an existing antenna including an antenna radiator in a conventional patch form without a connection line. As shown in FIG. It turns out that this falls.

이에 반해, 도 17(b)에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나의 안테나 동작시 전류 분포를 참고하면, 도시된 바와 같이 복수의 패치 안테나 방사체(101, 102, 103, 104) 각각에서 발생되는 유기 전류가 상기 연결선로(130)에서 상호 상쇄되는 것을 알 수 있으며, 이를 통해 각 패치 안테나 방사체(101, 102, 103, 104)가 높은 격리도 특성을 가지면서 높은 이득과 효율로 전파 방사가 이루어지는 것을 알 수 있다.On the other hand, referring to the current distribution during the operation of the antenna of the directional patch array antenna with reduced coupling according to another embodiment of the present invention shown in Figure 17 (b), as shown in the plurality of patch antenna radiators 101, It can be seen that the induced currents generated in each of the 102, 103, and 104 are mutually canceled in the connection line 130, whereby each of the patch antenna radiators 101, 102, 103, and 104 has high isolation characteristics. It can be seen that radio waves are radiated with high gain and efficiency.

도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나(100)의 다양한 구성 실시예를 도시한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 상기 유전체(150) 상에 복수의 패치 안테나 방사체(101, 102, 103, 104)가 어레이 형태로 구성(또는 배치 또는 형성)될 수 있으며, 상기 복수의 패치 안테나 방사체들(101, 102, 103, 104) 간을 상호 연결하는 연결선로(130)는 상기 패치 안테나 방사체들과 각각 연결되는 복수의 브렌치(branch, 또는 가지)를 가진 단일 도체로 구성될 수 있다.FIG. 18 illustrates various configuration embodiments of a directional patch array antenna 100 having reduced coupling according to another embodiment of the present invention. As shown, a plurality of patch antennas on the dielectric 150 are shown. The radiators 101, 102, 103, 104 may be configured (or arranged or formed) in an array form, and the connecting line 130 interconnecting the plurality of patch antenna radiators 101, 102, 103, 104. ) May be composed of a single conductor having a plurality of branches (or branches) each connected to the patch antenna radiators.

이때, 상기 연결 선로(130)는 도 18(a)와 도 18(b)에 도시된 바와 같이 다양한 형태를 가지도록 구성될 수 있다.In this case, the connection line 130 may be configured to have a variety of shapes as shown in Figs. 18 (a) and 18 (b).

이때, 도 18(a)와 도 18(b)에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나는 상술한 도 12에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 특성과 동일한 특성을 가질 수 있다.At this time, the directional patch array antenna with reduced coupling according to another embodiment of the present invention shown in Figures 18 (a) and 18 (b) according to another embodiment of the present invention shown in FIG. It may have the same characteristics as the antenna characteristics.

한편, 도 19에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나(100)는 상기 복수의 패치 안테나 방사체(101, 102, 103, 104) 각각에는 상기 복수의 패치 안테나 방사체(101, 102, 103, 104)에 의해 형성(또는 생성)되는 상기 빔 패턴(beam pattern)의 방향을 조절하기 위한 복수의 슬릿(slit)(161, 162)을 포함하는 슬릿부(160)가 구성될 수 있다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 19, the directional patch array antenna 100 having reduced coupling according to another embodiment of the present invention may include the plurality of patch antenna radiators 101, 102, 103, 104. Slit portion including a plurality of slits (161, 162) for adjusting the direction of the beam pattern (or generated) formed by the patch antenna radiator (101, 102, 103, 104) 160 may be configured.

이때, 상기 복수의 슬릿(161, 162)은 2개로 구성되어 상호 직각 배치된 형태로 구성될 수 있으며, 직각 배치된 두개의 슬릿들(161, 162)을 각 패치 방사체 안테나(101, 102, 103, 104)마다 구성하여 수평축 및 수직축과 각각 대응되는 수직 급전점 및 수평 급전점을 구성할 수도 있다.In this case, the plurality of slits 161 and 162 may be configured in a form in which two slits 161 and 162 are disposed at right angles to each other, and the patch radiator antennas 101, 102, and 103 are disposed at right angles. It is also possible to configure a vertical feed point and a horizontal feed point corresponding to the horizontal axis and the vertical axis, respectively.

이에 따라, 상기 슬릿들(161, 162) 중 어느 하나(162)는 상기 빔 패턴의 수직 방향을 조절하고, 상기 슬릿들(161, 162) 중 다른 하나(161)는 상기 빔 패턴의 수평 방향을 조절할 수 있다.Accordingly, one of the slits 161 and 162 adjusts the vertical direction of the beam pattern, and the other one of the slits 161 and 162 adjusts the horizontal direction of the beam pattern. I can regulate it.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나(100)는 각 패치 안테나 방사체의 상부에 이격 배치되는 부스트 패턴(boost pattern)이 더 구성될 수 있다.In addition, the directional patch array antenna 100 with reduced coupling according to another embodiment of the present invention may be further configured with a boost pattern spaced apart on each patch antenna radiator.

상술한 구성을 통해, 본 발명에 따른 안테나를 구성하는 복수의 패치 안테나 방사체의 수가 증가하더라도 복수의 패치 안테나 방사체 각각의 격리도 특성을 보장할 수 있으므로, 본 발명에 따른 안테나가 구성되는 무선 기기의 특성 또는 용도에 따라 패치 안테나 방사체의 수를 증가시켜 빔 패턴의 지향성을 더욱 높일 수 있어 높은 안테나 성능을 기대할 수 있는 동시에 무선 기기의 대용량 데이터 수신에 대한 신뢰도 및 기대 데이터 용량을 충족 시킬 수 있다.Through the above configuration, even if the number of the plurality of patch antenna radiators constituting the antenna according to the present invention can ensure the isolation characteristics of each of the plurality of patch antenna radiators, it is possible to ensure that the antenna of the wireless device By increasing the number of patch antenna radiators according to characteristics or applications, it is possible to further increase the directivity of the beam pattern, so that high antenna performance can be expected, and the reliability and expected data capacity of large data reception of a wireless device can be satisfied.

전술된 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description may be modified and modified by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100: 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나
101, 102, 103, 104, 110, 120: 패치 안테나 방사체
130: 연결선로 140: 급전부
150: 유전체100: directional patch array antenna with reduced coupling
101, 102, 103, 104, 110, 120: patch antenna radiator
130: connection line 140: feeder
150: dielectric

Claims (9)

유전체 상에 상호 인접하여 형성되는 2개 또는 4개의 패치 안테나 방사체;
상기 복수의 패치 안테나 방사체로 단일 포트에 대응되는 급전 전류를 제공하는 급전부; 및
상기 복수의 패치 안테나 방사체 사이에 유기되는 전류가 상쇄되도록 상기 복수의 패치 안테나 방사체들 모두를 한번에 전기적으로 연결하여 패치 안테나 방사체들 간에서 상호 유기되는 전류가 서로 상쇄되도록 함으로써 커플링을 감소시키는 연결선로를 포함하되,
상기 급전부는 상기 복수의 패치 안테나 방사체 각각의 급전 전류량을 조절하여 상기 복수의 패치 안테나 방사체에 의해 생성되는 빔 패턴의 방향을 조절하는 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나.
Two or four patch antenna radiators formed adjacent to each other on the dielectric;
A feeding unit configured to provide a feeding current corresponding to a single port to the plurality of patch antenna radiators; And
A connecting line for reducing coupling by electrically coupling all of the plurality of patch antenna radiators at a time so that currents induced between the plurality of patch antenna radiators cancel each other so that mutually induced currents between the patch antenna radiators cancel each other. Including,
And the feeding part adjusts a feeding current amount of each of the plurality of patch antenna radiators to adjust a direction of a beam pattern generated by the plurality of patch antenna radiators.
청구항 1에 있어서,
상기 급전부 및 연결 선로는 상기 유전체에 형성되는 것을 특징으로 하는 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나.
The method according to claim 1,
And said feed portion and connecting line are formed in said dielectric.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 패치 안테나 방사체는 대역 특성에 따라 서로 상이한 크기를 가지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나.
The method according to claim 1,
And the plurality of patch antenna radiators are configured to have different sizes according to band characteristics.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 복수의 패치 안테나 방사체는 어레이 형태로 상기 유전체 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나.
The method according to claim 1,
And said plurality of patch antenna radiators are disposed on said dielectric in the form of an array.
청구항 1에 있어서,
상기 연결선로는 적어도 일부 영역이 분기되어 접지되는 쇼트 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나.
The method according to claim 1,
And the connection line further comprises a short region in which at least some regions are branched and grounded.
청구항 1에 있어서,
상기 커플링 감소에 따라 상기 복수의 패치 안테나 방사체의 이득과 효율이 개선되는 것을 특징으로 하는 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나.
The method according to claim 1,
Coupling-reduced directional patch array antenna, characterized in that the gain and efficiency of the plurality of patch antenna radiators is improved as the coupling is reduced.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 패치 안테나 방사체들 간을 상호 연결하는 연결선로는 상기 패치 안테나 방사체들과 각각 연결되는 복수의 브렌치를 가진 단일 도체인 것을 특징으로 하는 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나.
The method according to claim 1,
And the connecting line interconnecting the plurality of patch antenna radiators is a single conductor having a plurality of branches each connected to the patch antenna radiators.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 패치 안테나 방사체 각각에 형성되어 상기 복수의 패치 안테나 방사체에 의해 형성되는 빔 패턴을 조절하는 복수의 슬릿을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커플링이 감소된 지향성 패치 어레이 안테나.The method according to claim 1,
And a plurality of slits formed on each of the plurality of patch antenna radiators to adjust a beam pattern formed by the plurality of patch antenna radiators.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021107167A1 (en) * 2019-11-26 2021-06-03 엘지전자 주식회사 Antenna system mounted in vehicle

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090047162A (en) * 2007-11-07 2009-05-12 전자부품연구원 Ultra wide-band antenna
KR20090057537A (en) * 2007-12-03 2009-06-08 블루웨이브텔(주) Broadband stack patch array antenna for wireless repeater with high isolation
KR20100064008A (en) * 2008-12-04 2010-06-14 (주)가람솔루션 Mimo/diversity internal antenna system
KR20120037763A (en) * 2010-10-12 2012-04-20 주식회사 이엠따블유 Multi band mimo antenna
KR101413986B1 (en) 2012-12-26 2014-07-04 전자부품연구원 Patch Antenna having a Patch Fed with Mulitiple Signal

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090047162A (en) * 2007-11-07 2009-05-12 전자부품연구원 Ultra wide-band antenna
KR20090057537A (en) * 2007-12-03 2009-06-08 블루웨이브텔(주) Broadband stack patch array antenna for wireless repeater with high isolation
KR20100064008A (en) * 2008-12-04 2010-06-14 (주)가람솔루션 Mimo/diversity internal antenna system
KR20120037763A (en) * 2010-10-12 2012-04-20 주식회사 이엠따블유 Multi band mimo antenna
KR101413986B1 (en) 2012-12-26 2014-07-04 전자부품연구원 Patch Antenna having a Patch Fed with Mulitiple Signal

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021107167A1 (en) * 2019-11-26 2021-06-03 엘지전자 주식회사 Antenna system mounted in vehicle

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