KR102416433B1 - Microstrip patch antenna and array antenna using thereof - Google Patents

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Abstract

배열 안테나의 소자 안테나로 사용하기에 적합한 마이크로 스트립 패치 안테나 및 이 안테나를 사용하여 구성된 배열 안테나가 개시된다. 마이크로 스트립 패치 안테나는 수직, 수평 그라운드를 이용하여 인접한 안테나 소자와의 상호 결합, 인접한 안테나 소자로의 영향을 차단할 수 있다.Disclosed are a microstrip patch antenna suitable for use as an element antenna of an array antenna, and an array antenna constructed using the antenna. The micro strip patch antenna can block mutual coupling with adjacent antenna elements and influence on adjacent antenna elements by using vertical and horizontal grounding.

Figure R1020190044074
Figure R1020190044074

Description

마이크로 스트립 패치 안테나 및 마이크로 스트립 패치 안테나를 사용한 배열 안테나{MICROSTRIP PATCH ANTENNA AND ARRAY ANTENNA USING THEREOF}MICROSTRIP PATCH ANTENNA AND ARRAY ANTENNA USING THEREOF

하기의 실시예들은 안테나에 관련된 것으로, 구체적으로는 마이크로 스트립 패치 안테나 및 그 마이크로 스트립 패치 안테나를 사용하여 구성된 배열 안테나에 관한 것이다.The following embodiments relate to antennas, and specifically, to a microstrip patch antenna and an array antenna constructed using the microstrip patch antenna.

일반적으로 마이크로 스트립 패치(microstrip patch)로 구성되는 안테나는 크기가 작고, 무게가 가벼울 뿐만 아니라 제조도 용이하므로, 다양한 통신 방식에 널리 이용되고 있다. 마이크로 스트립 패치 안테나는 패치의 형상이나 크기, 그리고 그에 형성되는 다양한 슬롯 등의 파라미터를 변형하여 다양한 주파수 대역에서 이용될 수 있도록 구성된다.In general, an antenna composed of a microstrip patch is small in size, light in weight, and easy to manufacture, so it is widely used in various communication methods. The micro strip patch antenna is configured to be used in various frequency bands by modifying parameters such as the shape or size of the patch and various slots formed thereon.

뿐만 아니라, 복수의 마이크로 스트립 패치 안테나들을 소자로 하여 배열 안테나도 구성되고 있다. 마이크로 스트립 패치 안테나들을 이용하여 배열 안테나를 구성하는 경우, 마이크로 스트립 패치 안테나들 간의 영향으로 인한 상호 결합(mutual coupling)으로 인하여 배열 안테나의 성능이 감소된다.In addition, an array antenna is constructed using a plurality of microstrip patch antennas as elements. When the array antenna is configured using microstrip patch antennas, the performance of the array antenna is reduced due to mutual coupling due to the influence between the microstrip patch antennas.

따라서, 인접한 안테나 소자에 미치는 영향을 최소화하는 마이크로 스트립 패치 안테나의 개발이 요구되고 있다.Accordingly, there is a demand for the development of a micro-strip patch antenna that minimizes the effect on adjacent antenna elements.

하기의 실시예들은 배열 안테나를 구성하는 인접한 안테나 소자들 간의 상호 결합(mutual coupling)을 감소시키는 것을 목적으로 한다.The following embodiments aim to reduce mutual coupling between adjacent antenna elements constituting an array antenna.

하기의 실시예들은 곡면 또는 곡선상에 배치된 안테나 소자들의 방사특성을 개선하는 것을 목적으로 한다.The following embodiments aim to improve radiation characteristics of antenna elements disposed on a curved surface or a curved surface.

예시적 실시예에 따르면, 평판 형태의 그라운드, 상기 그라운드 위에 배치된 유전체, 상기 유전체 위에 금속 패턴을 이용하여 형성된 마이크로 스트립 패치부, 상기 유전체 위에 상기 마이크로 스트립 패치부를 둘러싼 금속 재질의 수평 확장 그라운드부 및 상기 그라운드와 상기 수평 확장 그라운드를 연결하는 금속 재질의 수직 확장 그라운드부를 포함하는 마이크로 스트립 안테나가 개시된다.According to an exemplary embodiment, a flat plate-shaped ground, a dielectric disposed on the ground, a microstrip patch formed using a metal pattern on the dielectric, a horizontal expansion ground made of a metallic material surrounding the microstrip patch on the dielectric, and Disclosed is a microstrip antenna including a vertically extended ground part made of a metal material for connecting the ground and the horizontally extended ground.

여기서, 상기 수직 확장 그라운드부는 미리 결정된 직경을 가진 상기 유전체를 관통하는 복수의 금속 봉을 미리 결정된 간격으로 배치하여 구성된 것일 수 있다.Here, the vertically extended ground portion may be configured by disposing a plurality of metal rods penetrating the dielectric having a predetermined diameter at a predetermined interval.

그리고, 상기 미리 결정된 직경 및 상기 미리 결정된 간격은 상기 마이크로 스트립 안테나의 동작 주파수에 따라 결정될 수 있다.And, the predetermined diameter and the predetermined interval may be determined according to the operating frequency of the micro-strip antenna.

또 다른 예시적 실시예에 따르면, 평판 형태의 그라운드를 배치하는 단계, 상기 그라운드 위에 유전체를 배치하는 단계, 상기 유전체 위에 금속 패턴을 형성하여 마이크로 스트립 패치를 구성하는 단계, 상기 유전체 위에 상기 마이크로 스트립 패치를 둘러싼 금속 재질의 수평 확장 그라운드를 형성하는 단계 및 상기 그라운드와 상기 수평 확장 그라운드를 연결하는 금속 재질의 수직 확장 그라운드를 형성하는 단계를 포함하는 마이크로 스트립 안테나 제작 방법이 개시된다.According to another exemplary embodiment, disposing a flat ground ground, disposing a dielectric on the ground, forming a metal pattern on the dielectric to form a microstrip patch, the microstrip patch over the dielectric Disclosed is a method for manufacturing a microstrip antenna comprising the steps of forming a horizontally extended ground of a metallic material surrounding

여기서, 상기 수직 확장 그라운드를 형성하는 단계는, 미리 결정된 직경을 가진 상기 유전체를 관통하는 복수의 금속 봉을 미리 결정된 간격으로 배치하여 상기 수직 확장 그라운드를 형성할 수 있다.Here, the forming of the vertically extended ground may include arranging a plurality of metal rods penetrating the dielectric having a predetermined diameter at predetermined intervals to form the vertically extended ground.

그리고, 상기 수직 확장 그라운드를 형성하는 단계는, 상기 수평 확장 그라운드로부터 상기 그라운드까지 상기 유전체를 관통하여 상기 미리 결정된 간격으로 상기 미리 결정된 직경의 홀들을 형성하는 단계 및 상기 형성된 홀들의 내부를 금속으로 코팅하여 상기 복수의 금속 봉을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of forming the vertically extended ground includes the steps of passing through the dielectric from the horizontally extending ground to the ground and forming holes of the predetermined diameter at the predetermined intervals, and coating the inside of the formed holes with a metal and forming the plurality of metal rods.

또한, 상기 미리 결정된 직경 및 상기 미리 결정된 간격은 상기 마이크로 스트립 안테나의 동작 주파수에 따라 결정될 수 있다.In addition, the predetermined diameter and the predetermined interval may be determined according to the operating frequency of the micro-strip antenna.

또 다른 예시적 실시예에 따르면, 복수의 안테나 소자들로 구성된 배열 안테나에 있어서, 상기 복수의 안테나 소자들은 각각, 평판 형태의 그라운드, 상기 그라운드 위에 배치된 유전체, 상기 유전체 위에 금속 패턴을 이용하여 형성된 마이크로 스트립 패치부, 상기 유전체 위에 상기 마이크로 스트립 패치부를 둘러싼 금속 재질의 수평 확장 그라운드부 및 상기 그라운드와 상기 수평 확장 그라운드를 연결하는 금속 재질의 수직 확장 그라운드부를 포함하는 배열 안테나가 개시된다.According to another exemplary embodiment, in an array antenna including a plurality of antenna elements, each of the plurality of antenna elements is formed using a flat ground, a dielectric disposed on the ground, and a metal pattern on the dielectric. Disclosed is an array antenna comprising a microstrip patch part, a horizontally extended metal part surrounding the microstrip patch part on the dielectric, and a metal vertically extended ground part connecting the ground and the horizontally extended ground.

여기서, 상기 수직 확장 그라운드부는 미리 결정된 직경을 가진 상기 유전체를 관통하는 복수의 금속 봉을 미리 결정된 간격으로 배치하여 구성될 수 있다.Here, the vertically extended ground portion may be configured by disposing a plurality of metal rods passing through the dielectric having a predetermined diameter at a predetermined interval.

그리고, 상기 미리 결정된 직경 및 상기 미리 결정된 간격은 상기 마이크로 스트립 안테나의 동작 주파수에 따라 결정될 수 있다.And, the predetermined diameter and the predetermined interval may be determined according to the operating frequency of the micro-strip antenna.

또한, 상기 복수의 안테나 소자들은 직선, 곡선, 평면 또는 곡면상에 배치될 수 있다.In addition, the plurality of antenna elements may be disposed on a straight line, a curved line, a flat surface, or a curved surface.

하기의 실시예들에 따르면, 배열안테나를 구성하는 인접한 안테나 소자들 간의 상호 결합(mutual coupling)을 감소시킬 수 있다.According to the following embodiments, mutual coupling between adjacent antenna elements constituting an array antenna may be reduced.

하기의 실시예들에 따르면, 곡면 또는 곡선상에 배치된 안테나 소자들의 방사특성을 개선할 수 있다.According to the following embodiments, it is possible to improve the radiation characteristics of the curved surface or antenna elements disposed on the curved surface.

도 1은 예시적 실시예에 따른 마이크로 스트립 패치 안테나의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 또 다른 예시적 실시예에 따른 마이크로 스트립 패치 안테나의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 예시적 실시예에 따른 마이크로 스트립 패치 안테나의 제작 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
도 4는 또 다른 예시적 실시예에 따른 마이크로 스트립 패치 안테나의 제작 방법 중에서, 수직 확장 그라운드를 형성하는 방법을 구체적으로 설명한 순서도이다.
도 5는 도 1 내지 도 4에서 설명된 마이크로 스트립 패치 안테나들이 평면, 곡면, 직선 또는 곡선상에 배치되어 배열 안테나를 구성하는 개념을 설명한 도면이다.1 is a diagram showing the structure of a micro strip patch antenna according to an exemplary embodiment.
Fig. 2 is a diagram showing the structure of a micro strip patch antenna according to another exemplary embodiment.
3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a micro-strip patch antenna step-by-step according to an exemplary embodiment.
4 is a flowchart specifically explaining a method of forming a vertically extended ground in a method of manufacturing a microstrip patch antenna according to another exemplary embodiment.
FIG. 5 is a view for explaining the concept of configuring the array antenna in which the microstrip patch antennas described in FIGS. 1 to 4 are disposed on a plane, curved surface, straight line or curved surface.

이하, 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 예시적 실시예에 따른 마이크로 스트립 패치 안테나의 구조를 도시한 도면이다.1 is a diagram showing the structure of a micro strip patch antenna according to an exemplary embodiment.

마이크로 스트립 패치 안테나는 지향성 패턴을 제어하기 용이하여 배열 안테나의 개별 소자로 널리 사용되고 있다. 또한, 고 유전성 기판을 채택하면 낮은 프로파일 특성을 보이므로, 소형화 가능하다. 따라서, 최근의 무선통신 시스템의 크기 제한을 극복하기 위해 더욱 널리 사용되고 있다.Microstrip patch antennas are widely used as individual elements of array antennas because they can easily control the directional pattern. In addition, when a high dielectric substrate is adopted, it shows a low profile characteristic, so that it can be miniaturized. Therefore, it is more widely used to overcome the size limitation of recent wireless communication systems.

그러나, 마이크로 스트립 패치 안테나의 방사 특성은 좁은 정합 대역폭으로 인하여 주파수 변동에 민감하다. 따라서, 마이크로 스트립 패치 안테나를 이용하여 배열 안테나를 구성하는 경우 인접한 다른 안테나 소자와의 상호 결합 효과에 의해 고유한 주파수 응답 특성이 변경되므로, 개별 안테나 소자의 방사 특성은 물론 배열 안테나의 방사 특성도 저하된다.However, the radiation characteristics of the microstrip patch antenna are sensitive to frequency fluctuations due to the narrow matching bandwidth. Therefore, when an array antenna is configured using a microstrip patch antenna, the inherent frequency response characteristic is changed due to the mutual coupling effect with other adjacent antenna elements, and thus the radiation characteristic of the individual antenna element as well as the radiation characteristic of the array antenna are deteriorated. do.

도 1의 (a)는 확장 그라운드(extended ground)를 이용하여 인접한 다른 안테나 소자와의 상호 결합 효과를 감소시키는 마이크로 스트립 패치 안테나의 사시도를 도시한 도면이고, 도 1의 (b)는 마이크로 스트립 패치 안테나의 측면도를 도시한 도면이다.FIG. 1A is a perspective view of a microstrip patch antenna that reduces the mutual coupling effect with other adjacent antenna elements by using an extended ground, and FIG. 1B is a microstrip patch It is a diagram showing a side view of the antenna.

예시적 실시예에 따른 마이크로 스트립 패치 안테나는 평면 형태의 그라운드(150)위에 유전체(160)가 배치되고, 유전체(160)의 상단에 금속 패턴을 이용하여 전파를 송수신할 수 있는 마이크로 스트립 패치(170)가 생성된다. 도 1의 (a)에는 단순한 사각형 패치가 사용된 예가 도시되었으나, 주파수 대역 및 사용 목적에 따라 다른 형상의 패치도 사용 가능하다.In the microstrip patch antenna according to an exemplary embodiment, a dielectric 160 is disposed on a flat ground 150, and a microstrip patch 170 capable of transmitting and receiving radio waves using a metal pattern on the top of the dielectric 160. ) is created. Although an example in which a simple rectangular patch is used is illustrated in FIG. 1(a), a patch having a different shape may be used according to a frequency band and purpose of use.

일측에 따르면, 예시적 실시예에 따른 마이크로 스트립 패치 안테나는 유전체(160)의 측면과 상단 일부에 유전체(160) 하단의 그라운드(150)까지 연결되는 확장 그라운드가 생성된다. 확장 그라운드는 유전체(160) 상단 부분에서 패치 안테나(170)와 같은 방향으로 형성된 수평 확장 그라운드(171, 172)와 유전체의 측면 부분에서 패치 안테나(170)와 수직인 방향으로 형성된 수직 확장 그라운드(173)로 구분될 수 있다.According to one side, in the microstrip patch antenna according to the exemplary embodiment, an extended ground connected to the ground 150 at the bottom of the dielectric 160 is generated on the side and upper portions of the dielectric 160 . The extension ground includes horizontal extension ground 171 and 172 formed in the same direction as the patch antenna 170 at the upper portion of the dielectric 160 and a vertical extension ground 173 formed in a direction perpendicular to the patch antenna 170 at the side portion of the dielectric. ) can be distinguished.

일측에 따르면, 수평 확장 그라운드(171, 172)는 마이크로 스트립 패치부와 일정 간격(111)으로 이격되어 형성되고, 마이크로 스트립 패치부를 둘러싼 형태로 형태로 형성될 수 있다.According to one side, the horizontal expansion ground 171 , 172 may be formed to be spaced apart from the microstrip patch part by a predetermined interval 111 , and may be formed in a shape surrounding the microstrip patch part.

또한, 수직 확장 그라운드부(173)는 유전체의 측면을 감싸는 형태로, 수평 확장 그라운드(171, 172와 그라운드를 연결하여 형성될 수 있다.In addition, the vertically extended ground portion 173 may be formed by connecting the horizontally extended ground 171 and 172 to the ground in a shape surrounding the side surface of the dielectric.

예시적 실시예에 따른 마이크로 스트립 패치 안테나는 입력 단자(181), 칩 커플러(180)를 이용하여 급전한다. 또한, 및 50 옴 종단부(182)가 형성된다.The micro strip patch antenna according to the exemplary embodiment is powered by using the input terminal 181 and the chip coupler 180 . Also, a 50 ohm termination 182 is formed.

예시적 실시예에 따른 마이크로 스트립 패치 안테나는 수평 확장 그라운드(171, 172) 및 수직 확장 그라운드(172)를 이용하여 인접한 안테나 소자로 방사하는 전자파의 영향을 감소시킬 수 있다. 또한, 인접한 안테나 소자로 방사하는 전자파의 영향을 감소시키기 위하여 마이크로 스트립 패치 주위의 유전체 높이를 마이크로 스트립 패치 보다 더 높게 유지할 필요가 없다.The micro strip patch antenna according to an exemplary embodiment may reduce the influence of electromagnetic waves radiated to adjacent antenna elements by using the horizontally extended ground 171 and 172 and the vertically extended ground 172 . In addition, it is not necessary to maintain the dielectric height around the microstrip patch higher than that of the microstrip patch in order to reduce the influence of electromagnetic waves radiating to adjacent antenna elements.

뿐만 아니라, 예시적 실시예에 따른 마이크로 스트립 패치 안테나는 인접한 안테나 소자와의 상호 결합(mutual coupling)도 감소시킬 수 있다. 따라서, 예시적 실시예에 따른 마이크로 스트립 패치 안테나를 이용하여 배열 안테나를 구성하는 경우, 안테나 소자간의 거리를 좀더 좁힐 수 있다. In addition, the micro strip patch antenna according to the exemplary embodiment can also reduce mutual coupling with adjacent antenna elements. Accordingly, when the array antenna is configured using the microstrip patch antenna according to the exemplary embodiment, the distance between the antenna elements can be further narrowed.

도 2는 또 다른 예시적 실시예에 따른 마이크로 스트립 패치 안테나의 구조를 도시한 도면이다. 예시적 실시예에 따른 마이크로 스트립 패치 안테나는 유전체의 측면을 감싸는 형태의 수직 확장 그라운드가 아니라, 유전체를 관통하는 복수의 금속 봉으로 구성된 수직 확장 그라운드를 사용한다.Fig. 2 is a diagram showing the structure of a micro-strip patch antenna according to another exemplary embodiment. The microstrip patch antenna according to the exemplary embodiment uses a vertically extended ground composed of a plurality of metal rods penetrating the dielectric, rather than a vertically extended ground surrounding the side surface of the dielectric.

도 2에서, 수평 확장 그라운드(221)는 미리 결정된 간격을 두고 마이크로 스트립 패치와 이격될 수 있다. 일측에 따르면, 수평 확장 그라운드(221)는 마이크로 스트립 패치를 둘러싼 형태로 구성될 수 있다.In FIG. 2 , the horizontal extension ground 221 may be spaced apart from the microstrip patch at a predetermined interval. According to one side, the horizontal expansion ground 221 may be configured in a shape surrounding the micro strip patch.

마이크로 스트립 패치 안테나(210)는 수평 확장 그라운드(221)와 그라운드를 연결하는 복수의 금속 봉(241)을 수직 확장 그라운드로 이용할 수 있다. 여기서, 금속 봉(241)은 내부가 금속으로 채워질 수도 있고, 비어 있을 수도 있다. 복수의 금속 봉(241)의 직경은 마이크로 스트립 패치 안테나의 동작 주파수에 따라 결정될 수 있다.The micro strip patch antenna 210 may use the horizontal extension ground 221 and a plurality of metal rods 241 connecting the ground as the vertical extension ground. Here, the inside of the metal rod 241 may be filled with a metal or may be empty. Diameters of the plurality of metal rods 241 may be determined according to an operating frequency of the microstrip patch antenna.

일측에 따르면, 금속 봉(241)들 사이의 간격은 마이크로 스트립 패치 안테나의 동작 주파수에 따라 결정될 수 있다. 일측에 따르면, 금속 봉(241)들 사이의 간격은 마이크로 스트립 패치 안테나의 동작 주파수에 반비례하여 결정되는 파장의 1/4 이하의 값을 가질 수 있다.According to one side, the spacing between the metal rods 241 may be determined according to the operating frequency of the micro strip patch antenna. According to one side, the interval between the metal rods 241 may have a value of 1/4 or less of a wavelength determined in inverse proportion to the operating frequency of the microstrip patch antenna.

도 1, 2에서 설명된 바를 참고하면, 수직 확장 그라운드는 도 1에 도시된 바와 같이 유전체의 측면 부분을 금속재질로 감싸 수평 확장 그라운드와 그라운드를 전기적으로 연결하는 형태도 가능하며, 도 2에 도시된 바와 같이 유전체를 관통하는 금속 핀 또는 금속 봉의 형태로 수평 확장 그라운드와 그라운드를 전기적으로 연결하는 형태도 가능하다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the vertically extended ground may have a form that electrically connects the horizontally extended ground and the ground by wrapping the side portion of the dielectric with a metal material as shown in FIG. 1 , as shown in FIG. 2 . As described above, it is also possible to electrically connect the horizontally extended ground to the ground in the form of a metal pin or a metal rod penetrating the dielectric.

도 1, 2에서 설명된 마이크로 스트립 패치 안테나를 이용하여 배열 안테나를 구성한다면, 각 마이크로 스트립 패치 안테나간의 상호결합특성이 우수해지고, 개별 안테나 소자 근처에 금속물질이 배치되어도 안테나 방사패턴이 왜곡되거나 안테나 성능이 저하되지 않는다.If the array antenna is configured using the microstrip patch antennas described in FIGS. 1 and 2, the mutual coupling characteristics between the microstrip patch antennas are excellent, and even if a metal material is disposed near the individual antenna elements, the antenna radiation pattern may be distorted or the antenna No performance degradation.

도 3은 예시적 실시예에 따른 마이크로 스트립 패치 안테나의 제작 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a micro-strip patch antenna step-by-step according to an exemplary embodiment.

단계(310)에서, 마이크로 스트립 패치 안테나 제작 장치는 평명 형태의 그라운드를 배치한다.In step 310, the micro-strip patch antenna manufacturing apparatus arranges a flat-type ground.

단계(320)에서, 마이크로 스트립 패치 안테나 제작 장치는 그라운드 위에 유전체를 배치한다.In step 320, the microstrip patch antenna fabrication apparatus places a dielectric over the ground.

단계(330)에서, 마이크로 스트립 패치 안테나 제작 장치는 유전체 위에 금속 패턴을 형성하여 마이크로 스트립 패치를 구성한다. 마이크로 스트립 패치는 마이크로 스트립 패치 안테나의 사용 목적, 동작 주파수 등에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다.In step 330, the micro-strip patch antenna manufacturing apparatus forms a metal pattern on the dielectric to configure the micro-strip patch. The microstrip patch may have various shapes depending on the purpose of use of the microstrip patch antenna, the operating frequency, and the like.

단계(340)에서, 마이크로 스트립 패치 안테나 제작 장치는 수형 확장 그라운드를 형성한다. 수평 확장 그라운드는 유전체 위에 마이크로 스트립 패치를 둘러싼 형태로 형성된다. 일측에 따르면, 수평 확장 그라운드는 금속 재질로 구성될 수 있다.In step 340, the micro-strip patch antenna fabrication apparatus forms a male extension ground. A horizontal extension ground is formed in the form of surrounding a microstrip patch over a dielectric. According to one side, the horizontal expansion ground may be made of a metal material.

단계(350)에서, 마이크로 스트립 패치 안테나 제작 장치는 수직 확장 그라운드를 형성한다. 수직 확장 그라운드는 수평 확장 그라운드와 그라운드를 연결하는 형태로 형성된다.In step 350, the micro-strip patch antenna fabrication apparatus forms a vertically extended ground. The vertical extension ground is formed in the form of connecting the horizontal extension ground and the ground.

일측에 따르면, 수직 확장 그라운드는 유전체의 측면을 감싸는 형태로, 수평 확장 그라운드(171, 172와 그라운드를 연결하여 형성될 수 있다.According to one side, the vertically extended ground has a shape surrounding the side surface of the dielectric, and may be formed by connecting the horizontally extended ground 171 and 172 to the ground.

다른 측면에 따르면, 수직 확장 그라운드는 유전체를 관통하는 복수의 금속 봉으로 구성될 수 있다. 복수의 금속 봉을 이용하여 수직 확장 그라운드를 형성하는 방법에 대해서는 이하 도 4를 참조하여 설명한다.According to another aspect, the vertically extended ground may be composed of a plurality of metal rods penetrating the dielectric. A method of forming the vertically extended ground using a plurality of metal rods will be described below with reference to FIG. 4 .

도 4는 또 다른 예시적 실시예에 따른 마이크로 스트립 패치 안테나의 제작 방법 중에서, 수직 확장 그라운드를 형성하는 방법을 구체적으로 설명한 순서도이다.4 is a flowchart specifically explaining a method of forming a vertically extended ground in a method of manufacturing a microstrip patch antenna according to another exemplary embodiment.

단계(410)에서, 마이크로 스트립 패치 안테나 제작 장치는 수평 확장 그라운드로부터 유전체를 관통하여 그라운드까지 미리 결정된 직경의 홀들을 형성한다. 일측에 따르면, 홀 간의 간격과 홀들의 직경은 마이크로 스트립 패치 안테나의 동작 주파수에 따라 미리 결정될 수 있다.In step 410, the micro-strip patch antenna fabrication apparatus forms holes of a predetermined diameter from the horizontal extension ground through the dielectric to the ground. According to one side, the distance between the holes and the diameter of the holes may be predetermined according to the operating frequency of the micro-strip patch antenna.

단게(420)에서, 마이크로 스트립 패치 안테나 제작 장치는 형성된 홀들의 내부를 금속으로 코팅하여 복수의 금속 봉을 형성할 수 있다. 이에 따라 그라운드와 수평 확장 그라운드는 전기적으로 연결된다.In step 420 , the microstrip patch antenna manufacturing apparatus may form a plurality of metal rods by coating the inside of the formed holes with metal. Accordingly, the ground and the horizontal extension ground are electrically connected.

도 5는 도 1 내지 도 4에서 설명된 마이크로 스트립 패치 안테나들이 평면, 곡면, 직선 또는 곡선상에 배치되어 배열 안테나를 구성하는 개념을 설명한 도면이다.FIG. 5 is a view for explaining the concept of configuring the array antenna in which the micro strip patch antennas described in FIGS. 1 to 4 are disposed on a plane, curved surface, straight line, or curved surface.

도 1 내지 도 4에서 설명된 마이크로 스트립 패치 안테나는 인접한 안테나 소자로 방사하는 전자파의 영향을 감소시킬 수 있으며, 인접한 안테나 소자와의 상호 결합(mutual coupling)도 감소된다. 따라서, 배열 안테나의 안테나 소자로 사용하기에 적합하다.The micro strip patch antenna described in FIGS. 1 to 4 can reduce the influence of electromagnetic waves radiated to an adjacent antenna element, and mutual coupling with an adjacent antenna element is also reduced. Therefore, it is suitable for use as an antenna element of an array antenna.

도 1 내지 도 4에서 설명된 마이크로 스트립 패치 안테나는 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 2차원 평면상에 배치되여 평면 배열 안테나의 안테나 소자로 사용될 수도 있다.The microstrip patch antenna described in FIGS. 1 to 4 may be disposed on a two-dimensional plane as shown in FIG. 5A and used as an antenna element of a planar array antenna.

또한, 도 1 내지 도 4에서 설명된 마이크로 스트립 패치 안테나는 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 곡면상에 배치되어 3차원 배열 안테나의 안테나 소자로 사용될 수도 있다.In addition, the microstrip patch antenna described in FIGS. 1 to 4 may be disposed on a curved surface and used as an antenna element of a 3D array antenna, as shown in FIG. 5B .

도 1 내지 도 4에서 설명된 마이크로 스트립 패치 안테나는 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이 1차원 평면상에 배치되여 선형 배열 안테나의 안테나 소자로 사용될 수도 있다.The microstrip patch antenna described in FIGS. 1 to 4 may be disposed on a one-dimensional plane as shown in FIG. 5( c ) and used as an antenna element of a linear array antenna.

또한, 도 1 내지 도 4에서 설명된 마이크로 스트립 패치 안테나는 도 5의 (d)에 도시된 바와 같이, 곡선상에 배치되어 2차원 배열 안테나의 안테나 소자로 사용될 수도 있다.In addition, the micro strip patch antenna described in FIGS. 1 to 4 may be disposed on a curved line as shown in FIG. 5(d) and used as an antenna element of a two-dimensional array antenna.

도 5에 도시된 바와 같이, 도 1 내지 2에 도시된 마이크로 스트립 패치 안테나를 이용하여 배열 안테나를 구성하면, 각 마이크로 스트립 패치 안테나간의 상호결합특성이 우수해지고, 개별 안테나 소자 근처에 금속물질이 배치되어도 안테나 방사패턴이 왜곡되거나 안테나 성능이 저하되지 않는다.As shown in FIG. 5, when an array antenna is configured using the microstrip patch antennas shown in FIGS. 1 and 2, the mutual coupling characteristics between the microstrip patch antennas are excellent, and a metal material is disposed near the individual antenna elements. Even if it is, the antenna radiation pattern is not distorted or the antenna performance is not deteriorated.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

　

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those skilled in the art. For example, the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

210: 마이크로 스트립 패치 안테나
221: 수평확장 그라운드
241: 금속봉210: micro strip patch antenna
221: horizontal expansion ground
241: metal rod

Claims (17)

평판 형태의 그라운드;
상기 그라운드 위에 배치된 유전체;
상기 유전체 위에 금속 패턴을 이용하여 형성된 마이크로 스트립 패치부;
상기 유전체 위에 상기 마이크로 스트립 패치부를 둘러싼 금속 재질의 수평 확장 그라운드부; 및
상기 유전체의 측면 전체를 감싸며, 상기 그라운드와 상기 수평 확장 그라운드를 연결하는 금속 재질의 수직 확장 그라운드부
를 포함하는 마이크로 스트립 안테나.ground in the form of a flat plate;
a dielectric disposed over the ground;
a microstrip patch portion formed on the dielectric using a metal pattern;
a horizontally extended ground part made of a metal surrounding the micro strip patch part on the dielectric material; and
A vertically extended ground portion made of a metal material that surrounds the entire side surface of the dielectric and connects the ground and the horizontally extended ground
A microstrip antenna comprising a. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 평판 형태의 그라운드를 배치하는 단계;
상기 그라운드 위에 유전체를 배치하는 단계;
상기 유전체 위에 금속 패턴을 형성하여 마이크로 스트립 패치를 구성하는 단계;
상기 유전체 위에 상기 마이크로 스트립 패치를 둘러싼 금속 재질의 수평 확장 그라운드를 형성하는 단계; 및
상기 유전체의 측면 전체를 감싸며, 상기 그라운드와 상기 수평 확장 그라운드를 연결하는 금속 재질의 수직 확장 그라운드를 형성하는 단계
를 포함하는 마이크로 스트립 안테나 제작 방법.disposing a ground in the form of a flat plate;
placing a dielectric over the ground;
forming a metal pattern on the dielectric to configure a microstrip patch;
forming a horizontally extended ground of a metallic material surrounding the microstrip patch on the dielectric; and
Forming a vertically extended ground of a metallic material that surrounds the entire side surface of the dielectric and connects the ground and the horizontally extended ground
A method of manufacturing a microstrip antenna comprising a. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 복수의 안테나 소자들로 구성된 배열 안테나에 있어서,
상기 복수의 안테나 소자들은 각각,
평판 형태의 그라운드;
상기 그라운드 위에 배치된 유전체;
상기 유전체 위에 금속 패턴을 이용하여 형성된 마이크로 스트립 패치부;
상기 유전체 위에 상기 마이크로 스트립 패치부를 둘러싼 금속 재질의 수평 확장 그라운드부; 및
상기 유전체의 측면 전체를 감싸며 상기 그라운드와 상기 수평 확장 그라운드를 연결하는 금속 재질의 수직 확장 그라운드부
를 포함하는 배열 안테나.In the array antenna composed of a plurality of antenna elements,
Each of the plurality of antenna elements,
ground in the form of a flat plate;
a dielectric disposed over the ground;
a microstrip patch portion formed on the dielectric using a metal pattern;
a horizontally extended ground part made of a metal surrounding the micro strip patch part on the dielectric material; and
A vertically extended ground portion made of a metal material that surrounds the entire side surface of the dielectric and connects the ground and the horizontally extended ground
An array antenna comprising a. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제12항에 있어서,
상기 복수의 안테나 소자들은 직선, 곡선, 평면 또는 곡면상에 배치된 배열 안테나.13. The method of claim 12,
The plurality of antenna elements are an array antenna disposed on a straight line, a curved line, a flat surface, or a curved surface.
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