KR102333839B1 - Beamforming Apparatus With Meta-Contact Lens Transmitarray for Antenna Gain Enhancement - Google Patents

Beamforming Apparatus With Meta-Contact Lens Transmitarray for Antenna Gain Enhancement Download PDF

Info

Publication number
KR102333839B1
KR102333839B1 KR1020200039175A KR20200039175A KR102333839B1 KR 102333839 B1 KR102333839 B1 KR 102333839B1 KR 1020200039175 A KR1020200039175 A KR 1020200039175A KR 20200039175 A KR20200039175 A KR 20200039175A KR 102333839 B1 KR102333839 B1 KR 102333839B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antenna
substrate
array
meta
patch
Prior art date
Application number
KR1020200039175A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20210121831A (en
Inventor
강승택
이창형
박희준
Original Assignee
인천대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인천대학교 산학협력단 filed Critical 인천대학교 산학협력단
Priority to KR1020200039175A priority Critical patent/KR102333839B1/en
Publication of KR20210121831A publication Critical patent/KR20210121831A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102333839B1 publication Critical patent/KR102333839B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

안테나 이득 향상용 콘택트 렌즈 트랜스밋어레이를 구비한 빔포밍 장치는 단일 패치 안테나의 상부에 전자파 렌즈 역할을 하는 메타 재질의 트랜스밋어레이(Transmitarray)를 접촉 부착하며, 그 위에 평평한 레이돔(Radome)과 같은 커버부재를 접촉 형성하여서도 임피던스 정합과 안테나 이득을 향상시키는 효과가 있다.A beamforming device with a contact lens transmitter array for antenna gain improvement attaches a meta-material Transmitarray that acts as an electromagnetic wave lens to the upper part of a single patch antenna, and on it, such as a flat radome Even when the cover member is formed in contact, impedance matching and antenna gain are improved.

Description

안테나 이득 향상용 메타 콘택트 렌즈 트랜스밋어레이를 구비한 빔포밍 장치{Beamforming Apparatus With Meta-Contact Lens Transmitarray for Antenna Gain Enhancement}Beamforming Apparatus With Meta-Contact Lens Transmitarray for Antenna Gain Enhancement

본 발명은 빔포밍 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 패치 안테나의 상부에 전자파 렌즈 역할을 하는 메타 재질의 트랜스밋어레이(Transmitarray)를 부착하며, 그 위에 곡면이 아닌 평평한 레이돔(Radome)과 같은 커버부재들로 인해 정합 특성 및 안테나 이득이 열화 현상을 막고, 임피던스 정합과 안테나 이득을 향상시키는 안테나 빔 향상용 메타 콘택트 렌즈 트랜스밋어레이를 구비한 빔포밍 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a beamforming device, and more particularly, to attach a meta-material Transmitarray serving as an electromagnetic wave lens to the upper portion of a patch antenna, and a cover such as a flat radome rather than a curved surface thereon It relates to a beamforming apparatus having a meta-contact lens transmitter array for improving an antenna beam that prevents deterioration of matching characteristics and antenna gain due to members, and improves impedance matching and antenna gain.

무선 통신 기술은 상용화된 이동통신망 접속뿐만 아니라 와이파이(Wi-Fi) 기술로 대표되는 근거리 무선통신(Wireless Local Area Network), 블루투스(Bluthooth), 근접무선통신(Near Field Communication, NFC) 등 다양한 방식으로 구현된다. 이동통신 서비스는 음성 통화 서비스로부터 시작되어 초고속, 대용량 서비스(예를 들면, 고화질 동영상 스트리밍 서비스)로 점차 진화하고 있다.Wireless communication technology can be used in various ways such as wireless local area network, Bluetooth, and near field communication (NFC) represented by Wi-Fi technology as well as commercialized mobile communication network access. is implemented A mobile communication service is gradually evolving from a voice call service to a high-speed, high-capacity service (eg, a high-definition video streaming service).

이러한 무선 통신 기술을 구현하는 전자장치는 단말 장치를 일례로 들 수 있는데, 단말 장치에 형성된 패치 안테나의 상부에 일정 두께의 핸드폰 커버를 결합하는데, 이로 인하여 안테나의 임피던스 정합이 깨지고, 안테나 성능이 저하되는 문제점이 있다.An electronic device implementing such a wireless communication technology may be a terminal device as an example. A mobile phone cover of a certain thickness is coupled to an upper portion of a patch antenna formed in the terminal device, thereby breaking the impedance matching of the antenna and reducing the antenna performance There is a problem that

단말 장치들의 커버는 특히, 현재 대두되고 있는 5G 밀리미터파에서 안테나의 임피던스 정합을 방해하고, 안테나 성능을 열화시키며, 방사 패턴이 일그러지는 문제점이 발생한다.In particular, the cover of the terminal devices interferes with the impedance matching of the antenna in 5G millimeter wave, which is currently emerging, deteriorates the antenna performance, and the radiation pattern is distorted.

한국 등록특허번호 제10-1983552호Korean Patent No. 10-1983552

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 단일 패치와 배열 안테나의 근접함은 물론 접촉하면서 상부에 전자파 렌즈 역할을 하는 메타 재질의 트랜스밋어레이(Transmitarray)를 부착하며, 그 위에 평평한 레이돔(Radome)과 같은 커버부재들로 인해 정합 특성 및 안테나 이득이 열화 현상을 막고, 임피던스 정합과 안테나 이득을 향상시키는 안테나 빔 향상용 메타 콘택트 렌즈 트랜스밋어레이를 구비한 빔포밍 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve this problem, the present invention attaches a meta-material Transmitarray that acts as an electromagnetic wave lens on the upper part while in contact with the proximity of a single patch and an array antenna, and a flat radome thereon An object of the present invention is to provide a beamforming apparatus having a meta-contact lens transmitter array for improving an antenna beam that prevents deterioration of matching characteristics and antenna gain due to cover members such as and improves impedance matching and antenna gain.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 안테나 이득 향상용 메타 콘택트 렌즈 트랜스밋어레이를 구비한 빔포밍 장치는,A beamforming apparatus having a meta-contact lens transmitter array for improving antenna gain according to a feature of the present invention for achieving the above object,

제1 기판과 상기 제1 기판의 위에 형성되어 전자기파 신호를 방사하는 방사 패치로 이루어진 단일 패치 안테나;a single patch antenna comprising a first substrate and a radiation patch formed on the first substrate and radiating an electromagnetic wave signal;

상기 방사 패치의 위에 형성되어 제1 비유전율을 가진 일정 두께의 제2 기판;a second substrate having a predetermined thickness formed on the radiation patch and having a first dielectric constant;

상기 제2 기판의 위에 상기 방사 패치와 직접 접촉 형성되어 상기 단일 패치 안테나로부터 입사된 전자기파를 변환하여 상기 단일 패치 안테나의 동작 가능한 주파수 대역에서 임피던스 정합을 수행하며, 십자가 형태의 금속 패턴을 일정한 간격으로 복수개가 행과 열로 배열되어 있는 상기 방사 패치와 접촉하는 메타 콘택트 렌즈형 트랜스밋어레이; 및It is formed on the second substrate in direct contact with the radiation patch to convert electromagnetic waves incident from the single patch antenna to perform impedance matching in an operable frequency band of the single patch antenna, and a cross-shaped metal pattern is formed at regular intervals a meta-contact lens-type transmitter array in contact with the radiating patches, a plurality of which are arranged in rows and columns; and

상기 트랜스밋어레이의 위에 떨어져 있지 않고, 직접 접촉 형성되어 제2 비유전율을 가진 일정 두께의 커버부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.It is not separated from the top of the transmitter array, and is formed in direct contact with a cover member having a predetermined thickness having a second relative permittivity.

본 발명의 특징에 따른 안테나 이득 향상용 메타 콘택트 렌즈 트랜스밋어레이를 구비한 빔포밍 장치는,A beamforming apparatus having a meta-contact lens transmitter array for improving antenna gain according to a feature of the present invention,

제1 기판과 상기 제1 기판의 위에 방사 패치와 직접 접촉 형성되어 전자기파 신호를 방사하는 방사 패치로 이루어진 단일 패치 안테나를 복수개로 이루어진 배열 안테나;an array antenna comprising a plurality of single patch antennas comprising a first substrate and a radiation patch formed in direct contact with a radiation patch on the first substrate and radiating an electromagnetic wave signal;

상기 방사 패치의 위에 형성되어 제1 비유전율을 가진 일정 두께의 제2 기판;a second substrate having a predetermined thickness formed on the radiation patch and having a first dielectric constant;

상기 제2 기판의 위에 상기 방사 패치와 직접 접촉 형성되어 상기 배열 안테나로부터 입사된 방사파를 변환하여 상기 단일 패치 안테나의 동작 가능한 주파수 대역에서 임피던스 정합을 수행하며, 십자가 형태의 금속 패턴을 일정한 간격으로 복수개가 행과 열로 배열되어 있는 상기 방사 패치와 접촉하는 메타 콘택트 렌즈형 트랜스밋어레이; 및The second substrate is formed in direct contact with the radiation patch to convert the radiation wave incident from the array antenna to perform impedance matching in an operable frequency band of the single patch antenna, and a cross-shaped metal pattern is formed at regular intervals. a meta-contact lens-type transmitter array in contact with the radiating patches, a plurality of which are arranged in rows and columns; and

상기 트랜스밋어레이의 위에 떨어져 있지 않고, 직접 접촉 형성되어 제2 비유전율을 가진 일정 두께의 커버부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.It is not separated from the top of the transmitter array, and is formed in direct contact with a cover member having a predetermined thickness having a second relative permittivity.

전술한 구성에 의하여, 본 발명은 단일 패치 및 배열 안테나의 상부에 접촉하여서도 전자파 렌즈 역할을 하는 메타 재질의 트랜스밋어레이(Transmitarray)를 부착하여 성능이 열화되는 밀리미터파(mm-wave)에서 임피던스 정합과 안테나 이득을 향상시키는 효과가 있다.According to the above-described configuration, the present invention attaches a meta-material Transmitarray that acts as an electromagnetic wave lens even in contact with the upper part of a single patch and array antenna, so that the performance deteriorates in the millimeter wave (mm-wave) impedance It has the effect of improving matching and antenna gain.

본 발명은 방사체에 직접 닿는 것뿐만 아니라 트랜스밋어레이와 핸드폰 커버 레이돔이 닿아도 빔포밍이 가능하여 전자제품의 얇은 평면형 구조에 적용할 수 있는 효과가 있다.The present invention has an effect that can be applied to the thin planar structure of electronic products because beamforming is possible even when the transmitter array and the cell phone cover radome as well as the direct contact with the radiator touch.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 빔 향상용 트랜스밋어레이(Transmitarray)를 구비한 안테나 장치를 위에서 본 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 빔 향상용 트랜스밋어레이(Transmitarray)를 구비한 안테나 장치의 구성을 나타낸 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 단일 안테나 사용시 안테나 이득 변화를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배열 안테나 방사체에 접촉하는 빔 향상용 트랜스밋어레이(Transmitarray)를 구비한 안테나 장치를 위에서 본 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 안테나 빔 향상용 트랜스밋어레이(Transmitarray)를 구비한 장치의 구성을 나타낸 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 배열 안테나 사용시 안테나 이득 변화를 나타낸 도면이다.1 is a view showing an antenna device having a transmit array for improving an antenna beam according to a first embodiment of the present invention as viewed from above.
2 is a side cross-sectional view showing the configuration of an antenna device having a transmitter array for improving an antenna beam according to a first embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an antenna gain change when a single antenna is used according to the first embodiment of the present invention.
4 is a view showing an antenna device having a transmitter array for beam enhancement in contact with an array antenna radiator according to a second embodiment of the present invention as viewed from above.
5 is a side cross-sectional view showing the configuration of an apparatus having a transmitter array for improving an antenna beam according to a second embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating an antenna gain change when an array antenna according to a second embodiment of the present invention is used.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 빔 향상용 트랜스밋어레이(Transmitarray)를 구비한 안테나 장치를 위에서 본 모습을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 빔 향상용 트랜스밋어레이(Transmitarray)를 구비한 안테나 장치의 구성을 나타낸 측단면도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 단일 안테나 사용시 안테나 이득 변화를 나타낸 도면이다.1 is a view showing an antenna device having a transmitter array for improving an antenna beam according to a first embodiment of the present invention, as viewed from above, and FIG. 2 is an antenna beam according to a first embodiment of the present invention. It is a cross-sectional side view showing the configuration of an antenna device having a transmission array for improvement, and FIG. 3 is a view showing an antenna gain change when a single antenna is used according to the first embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 기존에는 없던 메타 콘텐즈 렌즈형 트랜스밋어레이는 방사체에도 접촉하고, 핸드폰 커버에 접촉해도 빔포밍 기능을 수행한다.Referring to FIG. 2, the meta-contents lens-type transmitter array, which was not present in the prior art, also contacts the emitter and performs a beamforming function even when in contact with the cell phone cover.

본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 빔 향상용 트랜스밋어레이(Transmitarray)를 구비한 안테나 장치(100)는 유전체로 이루어진 제1 기판(111)과, 제1 기판(111)의 위에 전자기파 신호를 방사하는 방사 패치(112)로 이루어진 단일 패치 안테나(110)를 형성하고, 방사 패치(112)의 위에 제1 비유전율을 가진 제2 기판(120)을 형성하고, 제2 기판(120)의 위에 단일 패치 안테나(110)의 빔 방향성을 향상시키는 메탈 재질의 트랜스밋어레이(Transmitarray)(130)를 형성한다.The antenna device 100 having a transmitter array for improving an antenna beam according to the first embodiment of the present invention includes a first substrate 111 made of a dielectric material, and an electromagnetic wave signal on the first substrate 111 . A single patch antenna 110 including a radiating patch 112 is formed, a second substrate 120 having a first relative permittivity is formed on the radiation patch 112 , and a second substrate 120 is formed on the second substrate 120 . A metal material for improving the beam directionality of the single patch antenna 110 is formed.

안테나 장치(100)는 안테나 이득 향상용 메타 콘택트 렌즈 트랜스밋어레이를 구비한 빔포밍 장치이다.The antenna device 100 is a beamforming device having a meta-contact lens transmitter array for improving antenna gain.

트랜스밋어레이(130)는 바로 위의 평평한 레이돔(Radome)과 같은 커버부재(140)와 직접 접촉한다.Transmit array 130 is in direct contact with the cover member 140, such as a flat radome (Radome) directly above.

트랜스밋어레이(130)는 단일 패치 안테나의 전자파 렌즈 역할을 하고, 단일 패치 안테나(110)로부터 수직 상방으로 이격되어 형성하고, 십자가 형태의 금속 패턴을 일정한 간격으로 복수개가 행과 열로 배열되어 있다.The transmitter array 130 serves as an electromagnetic wave lens of a single patch antenna, is formed vertically upwardly spaced apart from the single patch antenna 110, and a plurality of cross-shaped metal patterns are arranged in rows and columns at regular intervals.

각각의 트랜스밋어레이(130)는 수직 상방으로 이격된 단일 패치 안테나(110)를 일대일로 대응되도록 형성한다.Each of the transmit arrays 130 is formed to correspond to a single patch antenna 110 vertically upwardly spaced on a one-to-one basis.

트랜스밋어레이(130)는 단일 패치 안테나(110)로부터 입사된 방사파를 변환하도록 설계된다.The transmitter array 130 is designed to convert a radiation wave incident from a single patch antenna 110 .

특히, 트랜스밋어레이(130)는 단일 패치 안테나(110)로부터 입사된 방사파를 변환하여 단일 패치 안테나(110)의 동작 가능한 주파수 대역에서 임피던스 정합을 수행하며, 이에 따라 안테나 이득을 높이는 기능을 수행한다.In particular, the transmitter array 130 performs impedance matching in an operable frequency band of the single patch antenna 110 by converting a radiation wave incident from the single patch antenna 110 , thereby increasing the antenna gain. do.

또한, 트랜스밋어레이(130)는 단일 패치 안테나(110)로부터 입사된 방사파를 변환하여 밀리미터파(mm-wave)에서 임피던스 정합을 수행하며, 이에 따라 안테나 이득을 높이는 기능을 수행한다. 본 장치를 제외한 모든 트랜스밋어레이들은 방사 패치(112)로부터 멀리 떨어져 있어 실용성이 전혀 없는 단점이 있는데, 이를 극복한 것이다.In addition, the transmitter array 130 converts a radiation wave incident from the single patch antenna 110 to perform impedance matching in a millimeter wave (mm-wave), thereby increasing the antenna gain. All of the transmitter arrays except this device are far away from the radiation patch 112, so there is a disadvantage that there is no practicality at all, and this has been overcome.

제2 기판(120)은 비유전율이 3 내지 4이고, 두께가 200㎛를 가진다.The second substrate 120 has a dielectric constant of 3 to 4 and a thickness of 200 μm.

커버부재(140)는 비유전율이 6 내지 8이고, 두께가 500㎛를 가진다.The cover member 140 has a dielectric constant of 6 to 8 and a thickness of 500 μm.

도 3에 도시된 바와 같이, 점선은 높은 비유전율의 커버부재(140)로 인하여 빔 형성이 안되는 상태인 단일 패치 안테나(110)의 안테나 이득을 나타내고, 실선은 트랜스밋어레이(130)를 적용하여 단일 패치 안테나(110)에서 방사되는 방사파를 임피던스 정합하며, 이에 따라 안테나의 지향성과 이득을 향상시킨다.As shown in FIG. 3 , the dotted line represents the antenna gain of the single patch antenna 110 in a state in which beam formation is not possible due to the cover member 140 having a high relative permittivity, and the solid line is the transmitter array 130 by applying the A radiation wave radiated from the single patch antenna 110 is impedance-matched, thereby improving directivity and gain of the antenna.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배열 안테나 방사체에 접촉하는 빔 향상용 트랜스밋어레이(Transmitarray)를 구비한 안테나 장치를 위에서 본 모습을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 안테나 빔 향상용 트랜스밋어레이(Transmitarray)를 구비한 장치의 구성을 나타낸 측단면도이며, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 배열 안테나 사용시 안테나 이득 변화를 나타낸 도면이다.4 is a view showing an antenna device having a transmitter array for beam enhancement in contact with an array antenna radiator according to a second embodiment of the present invention, viewed from above, and FIG. 5 is a second embodiment of the present invention. It is a cross-sectional side view showing the configuration of a device having a transmitter array for improving an antenna beam according to an example, and FIG. 6 is a view showing an antenna gain change when an array antenna according to a second embodiment of the present invention is used.

도 5를 참조하면, 기존에는 없던 메타 콘텐즈 렌즈형 트랜스밋어레이는 방사체에도 접촉하고, 핸드폰 커버에 접촉해도 빔포밍 기능을 수행한다.Referring to FIG. 5, the meta-contents lens-type transmitter array, which was not present in the prior art, also contacts the emitter and performs a beamforming function even when in contact with the cell phone cover.

본 발명의 제2 실시예에 따른 안테나 빔 향상용 트랜스밋어레이(Transmitarray)를 구비한 안테나 장치(100)는 FR-4 소재로 제조된 절연물질로 이루어진 제1 기판(152)과, 제1 기판(152)의 위에 전자기파 신호를 방사하는 방사 패치(153)로 이루어진 단일 패치 안테나(151)를 4개로 이루어진 배열 안테나(150)를 형성하고, 방사 패치(153)의 위에 제1 비유전율을 가진 제2 기판(160)을 형성하고, 제2 기판(160)의 위에 1 by 4 배열 안테나(150)의 빔 방향성을 향상시키는 메탈 재질의 트랜스밋어레이(Transmitarray)(170)를 형성하며, 트랜스밋어레이(170)의 위에 레이돔(Radome)과 같은 커버부재(180)를 형성한다.An antenna device 100 having a transmitter array for improving an antenna beam according to a second embodiment of the present invention includes a first substrate 152 made of an insulating material made of FR-4 material, and the first substrate A single patch antenna 151 consisting of a radiation patch 153 emitting an electromagnetic wave signal is formed on the 152, and an array antenna 150 consisting of four is formed, and on the radiation patch 153, a first having a first relative permittivity A second substrate 160 is formed, and a transmission array 170 made of a metal material for improving the beam directionality of the 1 by 4 array antenna 150 is formed on the second substrate 160, and the transmit array A cover member 180 such as a radome is formed on the 170 .

안테나 장치(100)는 안테나 이득 향상용 메타 콘택트 렌즈 트랜스밋어레이를 구비한 빔포밍 장치이다.The antenna device 100 is a beamforming device having a meta-contact lens transmitter array for improving antenna gain.

배열 안테나(150)는 4개의 패치 안테나(151)를 특정 방향으로 배열하여 지향성을 향상시킨 안테나이다.The array antenna 150 is an antenna in which the directivity is improved by arranging four patch antennas 151 in a specific direction.

트랜스밋어레이(170)는 전자파 콘택트 렌즈의 단위 셀 역할을 하고, 복수의 배열 안테나(150)로부터 수직 상방으로 이격되어 형성하고, 십자가 형태의 단위 셀 금속 패턴을 일정한 간격으로 복수개가 행과 열로 배열되어 있다.The transmitter array 170 serves as a unit cell of the electromagnetic contact lens, is formed to be vertically spaced apart from the plurality of array antennas 150, and a plurality of cross-shaped unit cell metal patterns are arranged in rows and columns at regular intervals. has been

각각의 트랜스밋어레이(170)는 배열 안테나(150)로부터 입사된 방사파를 변환하도록 설계된다.Each transmit array 170 is designed to convert a radiation wave incident from the array antenna 150 .

특히, 트랜스밋어레이(170)는 배열 안테나(150)로부터 입사된 방사파를 변환하여 각각의 단일 패치 안테나(151)의 동작 가능한 주파수 대역에서와 같이 배열 구조로서도 임피던스 정합이 일어나도록 하며, 이에 따라 안테나 이득을 높이는 기능을 수행한다.In particular, the transmitter array 170 converts the radiation wave incident from the array antenna 150 so that impedance matching occurs as an array structure as in an operable frequency band of each single patch antenna 151 , and accordingly It performs the function of increasing the antenna gain.

또한, 트랜스밋어레이(170)는 배열 안테나(150)로부터 입사된 방사파를 변환하여 밀리미터파에서 임피던스 정합을 수행하며, 이에 따라 안테나 이득을 높이는 기능을 수행한다.In addition, the transmitter array 170 converts the radiation wave incident from the array antenna 150 to perform impedance matching in the millimeter wave, thereby increasing the antenna gain.

제2 기판(160)은 비유전율이 3 내지 4이고, 두께가 200㎛를 가진다.The second substrate 160 has a dielectric constant of 3 to 4 and a thickness of 200 μm.

커버부재(180)는 비유전율이 6 내지 8이고, 두께가 500㎛를 가진다.The cover member 180 has a dielectric constant of 6 to 8 and a thickness of 500 μm.

도 6에 도시된 바와 같이, 점선은 높은 비유전율이면서 안테나와 가까이 위치한 커버부재(180)로 인하여 빔 형성이 안되는 상태인 배열 안테나(150)의 안테나 이득을 나타내고, 실선은 트랜스밋어레이(170)를 적용하여 배열 안테나(150)에서 방사되는 방사파를 임피던스 정합하며, 이에 따라 안테나의 지향성과 이득을 향상시킨다.As shown in FIG. 6 , the dotted line represents the antenna gain of the array antenna 150 in a state in which beam formation is not possible due to the cover member 180 positioned close to the antenna while having a high relative permittivity, and the solid line is the transmitter array 170 . is applied to impedance-match the radiation wave radiated from the array antenna 150, thereby improving the directivity and gain of the antenna.

본 발명은 트랜스밋어레이(130, 170)를 이용하여 전자제품의 얇은 평면형 구조에 적용할 수 있는 효과가 있다.The present invention has an effect that can be applied to a thin planar structure of an electronic product using the transmitter array (130, 170).

이상에서 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.In the above, the embodiment of the present invention is not implemented only through the apparatus and/or method, and may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention, a recording medium in which the program is recorded, etc. And, such an implementation can be easily implemented by an expert in the technical field to which the present invention belongs from the description of the above-described embodiment.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto. is within the scope of the right.

100: 안테나 장치 110: 단일 패치 안테나
111: 제1 기판 112: 방사 패치
120: 제2 기판 130: 트랜스밋어레이
140: 커버부재 150: 배열 안테나
151: 단일 패치 안테나 152: 제1 기판
153: 방사 패치 160: 제2 기판
170: 트랜스밋어레이 180: 커버부재100: antenna device 110: single patch antenna
111: first substrate 112: radiation patch
120: second substrate 130: transmitter array
140: cover member 150: array antenna
151: single patch antenna 152: first substrate
153: radiating patch 160: second substrate
170: transmission array 180: cover member

Claims (3)

제1 기판과 상기 제1 기판의 위에 형성되어 전자기파 신호를 방사하는 방사 패치로 이루어진 단일 패치 안테나;
상기 방사 패치의 위에 형성되어 제1 비유전율을 가진 일정 두께의 제2 기판;
상기 제2 기판의 위에 상기 단일 패치 안테나로부터 입사된 전자기파를 변환하여 상기 단일 패치 안테나의 동작 가능한 주파수 대역에서 임피던스 정합을 수행하며, 십자가 형태의 금속 패턴을 일정한 간격으로 복수개가 행과 열로 배열되어 있는 메타 콘택트 렌즈형 트랜스밋어레이; 및
상기 트랜스밋어레이의 위에 직접 접촉 형성되어 제2 비유전율을 가진 일정 두께의 커버부재를 포함하고,
상기 제2 기판은 상기 제1 비유전율이 3 내지 4이고, 두께가 200㎛를 가지며, 상기 커버부재는 상기 제2 비유전율이 6 내지 8이고, 두께가 500㎛를 가지는 것을 특징으로 하는 안테나 이득 향상용 메타 콘택트 렌즈 트랜스밋어레이를 구비한 빔포밍 장치.a single patch antenna comprising a first substrate and a radiation patch formed on the first substrate and radiating an electromagnetic wave signal;
a second substrate having a predetermined thickness formed on the radiation patch and having a first dielectric constant;
Converting the electromagnetic wave incident from the single patch antenna on the second substrate to perform impedance matching in an operable frequency band of the single patch antenna, a plurality of cross-shaped metal patterns are arranged in rows and columns at regular intervals meta contact lenticular transmitter array; and
It is formed in direct contact on the transmitter array and includes a cover member having a predetermined thickness having a second dielectric constant,
The second substrate has the first relative permittivity of 3 to 4 and a thickness of 200 μm, and the cover member has an antenna gain, characterized in that the second dielectric constant is 6 to 8 and a thickness of 500 μm. Beamforming device with an enhancement meta contact lens transmitter array. 삭제delete 제1 기판과 상기 제1 기판의 위에 방사 패치와 직접 접촉 형성되어 전자기파 신호를 방사하는 방사 패치로 이루어진 단일 패치 안테나를 복수개로 이루어진 배열 안테나;
상기 방사 패치의 위에 형성되어 제1 비유전율을 가진 일정 두께의 제2 기판;
상기 제2 기판의 위에 상기 배열 안테나로부터 입사된 방사파를 변환하여 상기 단일 패치 안테나의 동작 가능한 주파수 대역에서 임피던스 정합을 수행하며, 십자가 형태의 금속 패턴을 일정한 간격으로 복수개가 행과 열로 배열되어 있는 상기 방사 패치와 접촉하는 메타 콘택트 렌즈형 트랜스밋어레이; 및
상기 트랜스밋어레이의 위에 직접 접촉 형성되어 제2 비유전율을 가진 일정 두께의 커버부재를 포함하며,
상기 제2 기판은 상기 제1 비유전율이 3 내지 4이고, 두께가 200㎛를 가지며, 상기 커버부재는 상기 제2 비유전율이 6 내지 8이고, 두께가 500㎛를 가지는 것을 특징으로 하는 안테나 이득 향상용 메타 콘택트 렌즈 트랜스밋어레이를 구비한 빔포밍 장치.an array antenna comprising a plurality of single patch antennas comprising a first substrate and a radiation patch formed in direct contact with a radiation patch on the first substrate and radiating an electromagnetic wave signal;
a second substrate having a predetermined thickness formed on the radiation patch and having a first dielectric constant;
By converting the radiation wave incident from the array antenna on the second substrate, impedance matching is performed in an operable frequency band of the single patch antenna, and a plurality of cross-shaped metal patterns are arranged in rows and columns at regular intervals. a meta-contact lens-type transmitter array in contact with the radiating patch; and
It is formed in direct contact on the transmitter array and includes a cover member of a certain thickness having a second dielectric constant,
The second substrate has the first relative permittivity of 3 to 4 and a thickness of 200 μm, and the cover member has an antenna gain, characterized in that the second dielectric constant is 6 to 8 and a thickness of 500 μm. Beamforming device with an enhancement meta contact lens transmitter array.
KR1020200039175A 2020-03-31 2020-03-31 Beamforming Apparatus With Meta-Contact Lens Transmitarray for Antenna Gain Enhancement KR102333839B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200039175A KR102333839B1 (en) 2020-03-31 2020-03-31 Beamforming Apparatus With Meta-Contact Lens Transmitarray for Antenna Gain Enhancement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200039175A KR102333839B1 (en) 2020-03-31 2020-03-31 Beamforming Apparatus With Meta-Contact Lens Transmitarray for Antenna Gain Enhancement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210121831A KR20210121831A (en) 2021-10-08
KR102333839B1 true KR102333839B1 (en) 2021-12-03

Family

ID=78610269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200039175A KR102333839B1 (en) 2020-03-31 2020-03-31 Beamforming Apparatus With Meta-Contact Lens Transmitarray for Antenna Gain Enhancement

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102333839B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024035054A1 (en) * 2022-08-11 2024-02-15 Corning Incorporated Devices to direct the path of electromagnetic radiation

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101698131B1 (en) * 2015-10-22 2017-01-19 아주대학교 산학협력단 Broadband circularly polarized antenna using with metasurface
KR101983552B1 (en) * 2018-05-17 2019-05-29 인천대학교 산학협력단 Glasses Lens for Electromagentic Waves Antenna Beamforming, Antenna Apparatus and Electronic Device Having the Same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101161553B1 (en) * 2009-11-28 2012-07-03 주식회사 이엠따블유 Frequency selective surface filter and repeater antenna system for comprising the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101698131B1 (en) * 2015-10-22 2017-01-19 아주대학교 산학협력단 Broadband circularly polarized antenna using with metasurface
KR101983552B1 (en) * 2018-05-17 2019-05-29 인천대학교 산학협력단 Glasses Lens for Electromagentic Waves Antenna Beamforming, Antenna Apparatus and Electronic Device Having the Same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210121831A (en) 2021-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109103589B (en) Antenna module and mobile terminal
US20210344103A1 (en) Communication Device
US11688953B2 (en) Terminal device
US10522900B2 (en) Wireless communication device with leaky-wave phased array antenna
CN107925168B (en) Wireless electronic device
US8643546B2 (en) Radiation pattern insulator and multiple antennae system thereof and communication device using the multiple antennae system
KR101983552B1 (en) Glasses Lens for Electromagentic Waves Antenna Beamforming, Antenna Apparatus and Electronic Device Having the Same
CN109449568B (en) Millimeter wave array antenna and mobile terminal
CN110649366B (en) Antenna and electronic equipment
US20230019425A1 (en) Antenna device and electronic device
US10777897B2 (en) Antenna system and communication terminal
US20130162491A1 (en) Dual radiation patterns antenna
KR102026081B1 (en) High Gain Antenna
KR101973440B1 (en) Antenna and antenna module having the same
US11201394B2 (en) Antenna device and electronic device
US20230017375A1 (en) Radiating element, antenna assembly and base station antenna
US10727596B2 (en) Antenna structure
CN111864362A (en) Antenna module and electronic equipment
US9190723B1 (en) Multi-input and multi-output (MIMO) antenna system with absorbers for reducing interference
CN109216916B (en) 5G antenna unit, antenna array and antenna system
KR20150090337A (en) Micro-Miniature Base Station Antenna
KR102333839B1 (en) Beamforming Apparatus With Meta-Contact Lens Transmitarray for Antenna Gain Enhancement
KR20160094897A (en) Dual-Polarized Antenna
CN111224222A (en) Electronic device
KR100399619B1 (en) Directivity antenna for suppressing sideband in side direction

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant