KR102042843B1 - 3-D ｍｅａｎｄｅｒｅｄ 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나 - Google Patents

3-D ｍｅａｎｄｅｒｅｄ 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나 Download PDF

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장소현
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Abstract

본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나는 기판; 상기 기판상에 형성되어 원형편파를 형성하기 위한 육각형 유전체 공진기; 상기 기판상에 형성되어 추가적인 공진을 생성시키는 비대칭형 C 형상 금속 선로; 및 동축 커넥터에서 입력되는 신호를 상기 유전체 공진기로 급전하는 3-D meandered 프로부;를 포함하여 이중대역 및 광대역 원형편파 특성과 높은 이득을 가짐으로써 다양한 무선통신 시스템에서 유용하게 활용될 수 있는 효과가 있다.

Description

3-D ｍｅａｎｄｅｒｅｄ 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나{DUAL-BAND DIELECTRIC RESONATOR CIRCULAR POLARIZED ANTENNAS HAVING 3-D MEANDERED PROBE}
본 발명은 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 육각형의 유전체, 접지면, 비대칭형의 C 형상 금속 선로, 급전을 위한 3-D meandered 프로부 및 4층의 RF-35 기판으로 구성되어 이중대역 및 광대역 원형편파 특성과 높은 이득을 가짐으로써 다양한 무선통신 시스템에서 유용하게 활용될 수 있는 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나에 관한 것이다.
현대 무선 통신 시스템은 높은 효율과 광대역 특성을 갖는 RF-프런트 엔드를 필요로 한다. 하지만 일반적으로 사용되는 마이크로스트립 패치 안테나의 경우 금속으로 인한 손실이 존재하며, 협대역 특성을 갖는다.
이에 반해, 유전체 공진기 안테나의 경우, 금속으로 인한 손실이 거의 없으며 높은 효율과 패치 안테나에 비하여 넓은 대역폭을 갖는다.
무선통신 환경에서는 공간상의 전파장애 및 편파왜곡이 나타나기 때문에 원형편파를 발생시키는 안테나가 현대 무선통신 시스템에 많이 적용되고 있다. 마이크로스트립 안테나를 통해 원형편파를 구현하게 되면 협대역이라는 단점이 존재하며, 따라서 광대역 특성을 갖는 유전체 공진기 안테나에 대한 연구가 필요한 실정이다.
미국 등록특허 US 7834815 B2 (2010.11.16)
본 발명은 상술한 필요에 따라 육각형의 유전체, 접지면, 비대칭형의 C 형상 금속 선로, 급전을 위한 3-D meandered 프로부 및 4층의 RF-35 기판으로 구성되어 이중대역 및 광대역 원형편파 특성과 높은 이득을 가짐으로써 다양한 무선통신 시스템에서 유용하게 활용될 수 있는 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나는 기판; 상기 기판상에 형성되어 원형편파를 형성하기 위한 육각형 유전체 공진기; 상기 기판상에 형성되어 추가적인 공진을 생성시키는 비대칭형 C 형상 금속 선로; 및 동축 커넥터에서 입력되는 신호를 상기 유전체 공진기로 급전하는 3-D meandered 프로부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나의 기판은 제1 레이어, 제2 레이어, 제3 레이어, 및 제 4레이어가 적층된 4층 구조로 비유전율 ε=3.5, 손실 탄젠트 tanδ= 0.0018 물성을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나의 육각형 유전체 공진기는 a×b×d의 크기를 갖는 비유전율 ε=10, 손실 탄젠트 tanδ = 0.002의 유전체 공진기로 상기 기판 위에서 -x 축으로 m1의 거리만큼 떨어진 곳에 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나의 비대칭형 C 형상 금속 선로는 상기 육각형 유전체 공진기의 모서리 부분에서 -x방향으로 dx, y방향으로 dy만큼 떨어진 곳에 위치하고, w5의 두께와, L5만큼의 길이차로 인한 비대칭 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나의 3-D meandered 프로부는 가로방향으로 형성된 3개의 상부, 중앙부, 하부 마이크로스트립 급전선로, 세로방향으로 형성된 3개의 제1, 제2, 제3 금속 비아와 금속 슬래브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나는 상기 제2 레이어 저부에 형성된 상기 하부 마이크로스트립 급속선로의 두께와 길이는 각각 w1, L1이며 임피던스 정합을 위해 L2의 길이와 w2의 두께를 갖는 튜닝 스터브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나의 하부 마이크로스트립 급전선로는 상기 제1 금속 비아를 통해 상기 제4 레이어의 저부에 위치한 w4 두께와 L4길이의 상부 마이크로스트립 급전선로와 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나의 상기 상부 마이크로스트립 급전선로는 상기 제2 금속 비아를 통해 제3 레이어에 위치한 w3 두께와 L3길이의 중앙부 마이크로스트립 급전선로와 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나의 상기 중앙부 마이크로스트립 급전선로는 상기 제3 금속 비아를 통해 상기 금속 슬래브와 연결되어 육각형 유전체 공진기의 급전부를 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나는 이중대역 및 광대역 원형편파 특성과 높은 이득을 가짐으로써 다양한 무선통신 시스템에서 유용하게 활용될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나의 투시 사시도 이다.
도 2는 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나의 평면도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나의 단면도 이다.
도 4는 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나 모델과 상이한 구조의 안테나 모델의 평면도 이다.
도 5는 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나 모델과 상이한 구조의 안테나 모델의 특성비교 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나의 원형편파 특성을 확인하기 위한 시간 t에 따른 전계분포 시뮬레이션 결과도 이다.
도 7은 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나의 방사 효율을 시뮬레이션 한 결과도 이다.
도 8은 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나의 실제 앞면과 뒷면 사진 이다.
도 9은 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나의 반사계수 시뮬레이션 및 측정결과도 이다.
도 10는 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나의 축비특성 및 좌원형편파 이득에 대한 브로드사이드 방향(θ=0°)에서의 시뮬레이션 및 측정결과도 이다.
도 11은 2.36 GHz, 3.18 GHz, 3.46 GHz에서 시뮬레이션 및 측정한 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나의 방사패턴 결과도 이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급될 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.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나의 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나는 육각형 유전체 공진기(100), 접지면(200), 비대칭형 C 형상 금속 선로(300), 급전을 위한 3-D meandered 프로부(400) 및 기판(500)을 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이 상기 육각형 유전체 공진기(100)는 원형편파를 형성하기 위해 a×b×d의 크기를 갖는 육각형의 유전체 공진기(비유전율 ε=10, 손실 탄젠트 tanδ = 0.002)가 적용되어 상기 기판(500) 위에서 -x 축으로 m1의 거리만큼 떨어진 곳에 위치한다.
상기 비대칭형 C 형상 금속 선로(300)는 상기 육각형 유전체 공진기(100)의 모서리 부분에서 -x방향으로 dx, y방향으로 dy만큼 떨어진 곳에 위치하고, w5의 두께와, L5만큼의 길이 차이로 인한 비대칭 형상을 갖는다.
도 3에 도시된 바와 같이 상기 3-D meandered 프로부(400)는 가로방향으로 형성된 3개의 상부, 중앙부, 하부 마이크로스트립 급전선로(410, 420, 430), 세로방향으로 형성된 3개의 제1, 제2, 제3 금속 비아(440, 450, 460)와 금속 슬래브(470)를 포함한다.
상기 기판(500)은 제1 레이어(510), 제2 레이어(520), 제3 레이어(530), 및 제4 레이어(540)가 적층된 4층 구조로 비유전율 ε=3.5, 손실 탄젠트 tanδ = 0.0018 물성을 가진다.
특히, 상기 3-D meandered 프로부(400)는 상기 기판(500)의 내외부로 3개의 마이크로스트립 급전선로(410, 420, 430), 3개의 금속 비아(440, 450, 460) 또는 금속 슬래브(470)가 적절하게 배치되어 형성되게 된다.
상기 상부 마이크로스트립 급전선로(410), 중앙부 마이크로스트립 급전선로(420) 및 하부 마이크로스트립 급전선로(430)는 각각 제4 레이어(540), 제3 레이어(530), 제2 레이어(520) 저부에 가로방향으로 형성된다.
한편, 상기 접지면(200)은 제1 레이어(510) 저부에 가로방향으로 형성된다.
또한, 상기 제1 금속비아(440)는 일단이 상기 상부 마이크로스트립 급전선로(410)의 일단과 접촉하고, 타단이 상기 하부 마이크로스트립 급속선로(430)의 일단에 접촉하여 상기 상부 마이크로스트립 급전선로(410)와 상기 하부 마이크로스트립 급속선로(430)를 연결한다.
한편, 상기 하부 마이크로스트립 급속선로(430)의 나머지 일단은 신호를 공급하는 동축 커넥터(Coaxial Connector)와 접촉하여 신호공급 포인트(Feeding Point)를 형성한다.
상기 제2 금속비아(450)는 일단이 상기 상부 마이크로스트립 급전선로(410)의 나머지 일단과 접촉하고, 타단이 상기 중앙부 마이크로스트립 급속선로(420)에 접촉하여 상기 상부 마이크로스트립 급전선로(410)와 상기 중앙부 마이크로스트립 급속선로(420)를 연결한다.
상기 제3 금속비아(460)는 일단이 상기 중앙부 마이크로스트립 급전선로(420)의 나머지 일단과 접촉하고, 타단이 상기 기판(500) 외부에서 상기 육각형 유전체 공진기(100)의 일측면에 연결된 상기 금속 슬래브(470)에 접촉하여 상기 중앙부 마이크로스트립 급전선로(420)와 상기 금속 슬래브(470)를 연결한다.
상기 제2 레이어(520) 저부에 형성된 상기 하부 마이크로스트립 급속선로(430)의 두께와 길이는 각각 w1, L1이며 임피던스 정합을 위해 L2의 길이와 w2의 두께를 갖는 튜닝 스터브(431)를 포함한다.
상기 제2 레이어(520)의 저부에 적용된 하부 마이크로스트립 급전선로(430)는 상기 제1 금속 비아(440)를 통해 상기 제4 레이어(540)의 저부에 위치한 w4 두께와 L4길이의 상부 마이크로스트립 급전선로(410)와 연결되며, 상기 제4 레이어(540)의 상부 마이크로스트립 급전선로(410)는 상기 제2 금속 비아(450)를 통해 제3 레이어(530)에 위치한 w3 두께와 L3길이의 중앙부 마이크로스트립 급전선로(420)와 연결된다.
또한, 상기 제3 레이어(530)의 저부에 형성된 상기 중앙부 마이크로스트립 급전선로(420)는 제3 금속 비아(460)를 통해 상기 금속 슬래브(470)와 연결되어 육각형 유전체 공진기(100)의 급전부를 형성한다.
상술한 3-D meandered 프로부(400) 급전과 비대칭형 C 형상 금속선로(300)에 의하여 이중대역과 광대역 원형편파 특성이 확보 가능하다.
한편, 상술한 파라미터 값은 아래의 표에 기재된 바와 같다.
Parameters Value(mm) Parameters Values(mm)
a 31.4 L1 12.1
b 33.1 L2 3.1
d 25 L3 17.7
g 3.60 L4 10.2
h 1.52 L5 3.5
m1 5.22 L6 11.5
w 3 L7 24
d1 12 w1 1.7
dv 1.2 w2 1
dx 5.78 w3 2.4
dy 2.3 w4 3.2
gx 100 w5 3
gy 104 - -
본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나의 이중대역 원형편파 특성 및 대역폭 향상을 확인하기 위하여, 도 4에 도시된 바와 같이 3가지 모델에 대한 특성을 시뮬레이션하여 비교분석 하였다.
Design-A는 육각형 유전체 공진기만을 적용한 모델이고, Design-B는 Design-A에서 3-D meandered 프로부(400)를 이용한 급전이 추가된 모델이며, Design-C는 Design-B에서 비대칭형 C형상 급전선로(300)가 추가된 본 발명에 따른 모델이다.
도 5는 이러한 설계 과정에 따른 모델간의 특성을 비교해 놓은 그래프이다.
도 5에서 Design-A는 10.39%(2.19-2.43 GHz), 1.81%(3.83-3.9 GHz)의 -10 dB 이하의 반사계수 특성을 가지며, 2.4 GHz에서 축비대역폭이 3을 초과하여 타원편파 특성을 갖는다.
3-D meandered 프로부를 이용한 급전이 추가된 Design-B의 경우 52.36%(2.03-3.47 GHz), 3.39%(3.77-3.9 GHz)의 -10 dB 이하 반사계수 대역폭을 가지며, 8.99%(2.23-2.44 GHz), 3.12%(3.16-3.26 GHz), 2.88%(3.77-3.88 GHz)의 3 dB 이하 축비 대역폭을 갖는다.
따라서, 이를 통해 상기 3-D meandered 프로부(400)를 이용한 급전을 통해 광대역 특성과 추가적인 원형편파 대역이 형성되었음을 알 수 있다. 더 넓은 -10 dB 이하 반사계수 대역폭과 3 dB 이하 축비 특성을 형성하기 위하여 Design-C에서는 상기 비대칭형 C 형상 금속선로(300)를 도입하여 추가적인 공진을 생성하였으며, 이를 통해 61.2%(2.03-3.82 GHz)의 -10 dB이하 반사계수 대역폭과, 8.99%(2.23-2.44 GHz), 15.47%(3.16-3.69 GHz)의 3 dB 이하의 축비 대역폭이 형성되었다.
따라서, 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나에 해당하는 Design-C의 형상이 이중대역 원형편파 특성 및 대역폭이 향상됨을 알 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나의 원형편파 특성을 확인하기 위한 시간 t에 따른 전계분포 시뮬레이션 결과이다.
이중대역에서 원형편파 특성이 구현되었기 때문에 2.32 GHz 대역과 3.2 GHz 대역 각각에서의 전계분포를 확인하였다.
도 6(a)는 2.32 GHz에서의 시간 t에 따른 전계분포도이며, 시간 t가 0에서 T/4로 변함에 따라서 전계분포가 시계방향으로 변하고 있음을 확인할 수 있는데, 이는 2.32 GHz대역에서 좌원형편파 특성이 확보되었음을 의미한다.
도 6(b)는 3.2 GHz에서의 시간 t에 따른 전계분포도이며, 시간 t가 0에서 T/4로 변함에 따라서 전계분포가 시계방향으로 변하고 있음을 확인할 수 있다.
따라서, 3.2 GHz대역에서도 좌원형편파 특성이 확보되었음을 알 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나의 방사 효율을 시뮬레이션한 결과이며, 브로드사이드 방향(θ=0°)에서의 결과이다. 시뮬레이션 한 방사효율은 2개의 원형편파 대역 내에서 모두 96% 이상을 갖는다.
도 8은 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나의 실제 앞면과 뒷면 사진이다. 동축 커넥터를 이용하여 상기 3-D meandered 프로부(400)에 급전하였으며, 테플론 나사를 이용하여 4개의 레이러를 적층하여 상기 기판(500)을 형성하였다.
도 9는 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나의 반사계수 시뮬레이션 및 측정결과이다. 시뮬레이션 된 반사계수 대역폭은 61.2%(2.03-3.82 GHz), 측정된 반사계수 대역폭은 56.43%로 두 개의 결과가 잘 일치함을 알 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나의 축비특성 및 좌원형편파 이득에 대한 브로드사이드 방향(θ=0°)에서의 시뮬레이션 및 측정결과이다.
도 10에 도시된 바와 같이 시뮬레이션된 축비특성은 8.47%(2.26-2.46 GHz), 15.47%(3.16-3.69 GHz)이며 측정된 축비특성은 7.56%(2.29-2.47 GHz), 16.47%(3.12-3.68%)로 두 결과가 잘 일치함을 확인할 수 있다.
낮은 주파수 대역과 높은 주파수대역 모두 좌원형편파 특성을 보였기 때문에 이득은 좌원형편파 이득을 확인하였으며, 낮은 주파수 대역과 높은 주파수 대역에서의 측정된 최대이득은 각각 5.6 dBic, 7.84 dBic로 높은 이득특성을 보인다.
도 11은 2.36 GHz, 3.18 GHz, 3.46 GHz에서 시뮬레이션 및 측정한 본 발명에 따른 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나의 방사패턴 결과이다.
도 11에 도시된 바와 같이 xz-, yz- 평면에서의 방사패턴을 나타내며, 제안된 안테나는 +z 방향으로의 지향성을 보인다. 또한 세 개의 주파수대역 모두에서 +z방향으로 좌원형편파가 형성됨을 알 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 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.
100 : 유전체 공진기
200 : 접지면
300 : 비대칭형 C 형상 금속 선로
400 : 3-D meandered 프로부
410 : 상부 마이크로스트립 급전선로
420 : 중앙부 마이크로스트립 급전선로
430 : 하부 마이크로스트립 급전선로
440 : 제1 금속 비아
450 : 제2 금속 비아
460 : 제3 금속 비아
470 : 금속 슬래브
500 : 기판
510 : 제1 레이어
520 : 제2 레이어
530 : 제3 레이어
540 : 제4 레이어

Claims (9)

  1. 복수의 레이어가 적층된 기판;
    상기 기판상에 형성되어 원형편파를 형성하기 위한 육각형 유전체 공진기;
    상기 기판상에 형성되어 추가적인 공진을 생성시키는 비대칭형 C 형상 금속 선로; 및
    동축 커넥터에서 입력되는 신호를 상기 유전체 공진기로 급전하는 3-D meandered 프로부;를 포함하는 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기판은
    제1 레이어, 제2 레이어, 제3 레이어, 및 제 4레이어가 적층된 4층 구조로 비유전율 ε=3.5, 손실 탄젠트 tanδ = 0.0018 물성을 가지는 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 육각형 유전체 공진기는
    a×b×d의 크기를 갖는 비유전율 ε=10, 손실 탄젠트 tanδ= 0.002의 유전체 공진기로 상기 기판 위의 상기 3-D meandered 프로부(400)에서 -x 축으로 m1의 거리만큼 떨어진 곳에 위치하는 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나.
    a : 육각형 변 중, 어느 한 변의 두 배에 해당하는 길이, b : 육각형 변 중, 다른 어느 한 변의 두 배에 해당하는 길이, d : 유전체 공진기의 높이
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 비대칭형 C 형상 금속 선로는
    상기 육각형 유전체 공진기의 모서리 부분에서 -x방향으로 dx, y방향으로 dy만큼 떨어진 곳에 위치하고, w5의 두께와, L5만큼의 길이차로 인한 비대칭 형상을 갖는 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 3-D meandered 프로부는
    가로방향으로 형성된 3개의 상부, 중앙부, 하부 마이크로스트립 급전선로, 세로방향으로 형성된 3개의 제1, 제2, 제3 금속 비아와 금속 슬래브를 포함하는 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제2 레이어 저부에 형성된 상기 하부 마이크로스트립 급속선로의 두께와 길이는 각각 w1, L1이며 임피던스 정합을 위해 L2의 길이와 w2의 두께를 갖는 튜닝 스터브를 포함하는 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 하부 마이크로스트립 급전선로는
    상기 제1 금속 비아를 통해 상기 제4 레이어의 저부에 위치한 w4 두께와 L4길이의 상부 마이크로스트립 급전선로와 연결되는 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 상부 마이크로스트립 급전선로는
    상기 제2 금속 비아를 통해 제3 레이어에 위치한 w3 두께와 L3길이의 중앙부 마이크로스트립 급전선로와 연결되는 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 중앙부 마이크로스트립 급전선로는
    상기 제3 금속 비아를 통해 상기 금속 슬래브와 연결되어 육각형 유전체 공진기의 급전부를 형성하는 3-D meandered 프로부가 구비된 이중대역 유전체 공진기 원형편파 안테나.
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