KR102459274B1 - 광대역 또는 다중 대역의 평면형 다층 구조 안테나 - Google Patents

광대역 또는 다중 대역의 평면형 다층 구조 안테나 Download PDF

Info

Publication number
KR102459274B1
KR102459274B1 KR1020210126935A KR20210126935A KR102459274B1 KR 102459274 B1 KR102459274 B1 KR 102459274B1 KR 1020210126935 A KR1020210126935 A KR 1020210126935A KR 20210126935 A KR20210126935 A KR 20210126935A KR 102459274 B1 KR102459274 B1 KR 102459274B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
band
antenna
structure antenna
layers
Prior art date
Application number
KR1020210126935A
Other languages
English (en)
Inventor
이한림
이학민
김예본
Original Assignee
중앙대학교 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 중앙대학교 산학협력단 filed Critical 중앙대학교 산학협력단
Priority to KR1020210126935A priority Critical patent/KR102459274B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102459274B1 publication Critical patent/KR102459274B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/44—Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
    • H01Q1/46—Electric supply lines or communication lines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/50—Feeding or matching arrangements for broad-band or multi-band operation

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

본 명세서는 평면형 다층 구조 안테나에 관한 것으로 보다 상세하게는, 초광대역 또는 다중 광대역 설계가 가능한 평면형 다층 구조 안테나에 관한 것이다. 본 명세서의 일 실시예에 따른 평면형 다층 구조 안테나는 중심으로부터 서로 다른 기준 거리를 갖는 그라운드 링을 각각 포함하는 복수의 레이어, 복수의 레이어를 상, 하로 관통하고, 상기 그라운드 링의 내부 둘레를 따라 원형으로 형성된 그라운드 비아 및 복수의 레이어를 상, 하로 관통하고, 무선 신호를 수신 또는 송출하는 급전부를 포함하는 신호 비아를 포함하고, 기준 거리의 길이에 따라 광대역 또는 다중 대역의 주파수 특성이 결정된다.

Description

광대역 또는 다중 대역의 평면형 다층 구조 안테나{WIDE-BAND OR MULTI-BAND PLANAR MULTI-LAYER ANTENNA}
본 명세서는 광대역 또는 다중 대역의 평면형 다층 구조 안테나에 관한 것으로 보다 상세하게는, 초광대역 또는 다중 광대역 설계가 가능한 평면형 다층 구조 안테나에 관한 것이다.
안테나의 특성이 협대역(narrow-band)일 때, 광대역(wide-band) 통신시스템 또는 송수신 대역이 멀리 떨어져 있는 이중 대역(dual-band) 통신 시스템을 구성하는 경우, 요구되는 안테나의 수가 많아진다.
통신 시스템에서 가장 큰 면적을 차지하는 부품이 안테나이므로 안테나의 수가 증가하면, 물리적 크기도 함께 늘어나는 단점이 있다. 이러한 물리적 단점을 극복하기 위해 패치(Patch) 타입의 안테나가 쓰이는 데, 패치 타입의 안테나는 제작이 쉽고, 칩과의 결합성이 좋은 평면형 (planar) 안테나이지만, 일반적으로 5% 미만의 협대역 특성을 보인다.
따라서, 대역폭을 넓히기 위해 안테나 방사체 위에 air-gap 형태의 추가 stack-up 레이어를 쌓거나, 혼 안테나 구조를 활용할 수 있다.
그러나, 이와 같은 방법은 안테나의 부피가 커지는 단점이 있을 뿐만 아니라 밀리미터파 대역과 같은 높은 주파수 대역에서 사용하기 어려운 한계가 있다.
또한, 종래 이중 대역 안테나의 경우 한쪽 대역이 협대역이거나 양쪽 대역이 모두 협대역 특성을 갖는 한계가 존재한다.
따라서, 광대역 또는 이중 대역 응용 시스템에서 단일 안테나 구조이면서도 필요로 하는 모든 대역을 만족시킬 수 있는 안테나 및 이중 대역 모두에서 광대역인 이중 광대역 안테나의 필요성이 요구된다.
본 명세서의 목적은 복수의 레이어 각각에 대하여 서로 다른 길이의 기준거리를 이용하여 높은 주파수 대역에서도 이중 광대역 또는 초광대역 안테나 설계가 가능한 평면형 다층 구조 안테나를 제공하는 것이다.
또한, 본 명세서의 목적은 평면 형상으로 칩과의 결합이 용이하면서, 낮은 높이의 장점을 제공하는 단일한 평면형 다층 구조 안테나를 제공하는 것이다.
본 명세서의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 명세서의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 명세서의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 명세서의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 평면형 다층 구조 안테나는 중심으로부터 서로 다른 기준 거리를 갖는 그라운드 링을 각각 포함하는 복수의 레이어, 복수의 레이어를 상, 하로 관통하고, 상기 그라운드 링의 내부 둘레를 따라 원형으로 형성된 그라운드 비아 및 복수의 레이어를 상, 하로 관통하고, 무선 신호를 수신 또는 송출하는 급전부를 포함하는 신호 비아를 포함하고, 기준 거리의 길이에 따라 광대역 또는 다중 대역의 주파수 특성이 결정된다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에서 기준 거리는 복수의 레이어 중 하부 레이어에 위치할수록 짧다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에서 복수의 레이어는 방사체를 포함하는 최상부의 제1 레이어, 상기 제1 레이어 하부에 위치하는 제2 레이어, 상기 제2 레이어 하부에 위치하는 제3 레이어 및 안테나 그라운드를 포함하는 최하부의 제4 레이어를 포함한다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에서 제1 레이어의 기준 거리가 길수록 다중 대역 특성에서 광대역 특성으로 변환된다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에서 제2 레이어의 기준 거리가 길수록 다중 대역에서의 중심 주파수가 고주파로 이동된다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에서 제3 레이어의 기준 거리가 길수록 고주파수 대역의 대역폭이 증가되는 평면형 다층 구조 안테나.
또한, 본 명세서의 일 실시예에서 제4 레이어는 제1 반지름을 갖는 제1 그라운드 비아 및 제2 반지름을 갖는 제2 그라운드 비아를 포함하고, 제1 반지름의 길이에 따라 다중 대역의 매칭 특성이 변화하고, 제2 반지름의 길이에 따라 고주파수 대역에서 중심 주파수가 저주파로 이동된다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에서 신호 비아는 복수개의 급전부를 포함한다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에서 제1 레이어는 신호 비아와 연결된 신호 링 및 상기 그라운드 링 사이에 형성된 보조 링을 더 포함한다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에서 제2 레이어 및 상기 제3 레이어는 그라운드 링이 상기 제2 레이어 및 상기 제3 레이어를 커버하도록 외경이 연장된다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 평면형 다층 구조 안테나는 복수의 레이어 각각에 대하여 서로 다른 길이의 기준거리를 이용하여 높은 주파수 대역에서도 이중 광대역 또는 초광대역 안테나 설계를 할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 평면형 다층 구조 안테나는 평면 형상으로 칩과의 결합이 용이하면서, 낮은 높이의 장점을 제공한다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 평면형 다층 구조 안테나의 사시도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 평면형 다층 구조 안테나의 측면 단면도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에서 복수의 레이어의 정면도이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에서 제1 레이어의 주파수 특성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 명세서의 일 실시예에서 제2 레이어의 주파수 특성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 명세서의 일 실시예에서 제3 레이어의 주파수 특성을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 명세서의 일 실시예에서 제4 레이어의 주파수 특성을 나타낸 도면이다.
도 8 내지 10은 본 명세서의 일 실시예에 따른 평면형 다층 구조 안테나의 성능을 나타낸 도면이다.
도 11 내지 도 16은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 평면형 다층 구조 안테나를 설명한 도면이다.
도 17은 본 명세서의 일 실시예에 따른 평면형 다층 구조 안테나의 다양한 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 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 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 평면형 다층 구조 안테나의 사시도이고, 도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 평면형 다층 구조 안테나의 측면 단면도이다. 이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 평면형 다층 구조 안테나를 설명하도록 한다.
도면을 참조하면, 평면형 다층 구조 안테나는 패치(patch) 타입의 안테나로써 다층 구조로 형성되며, 복수의 레이어(100), 그라운드 비아(200) 및 신호 비아(300)를 포함한다.
복수의 레이어(100)는 중심으로부터 서로 다른 기준 거리를 갖는 그라운드 링(210)을 각각 포함한다. 구체적으로, 그라운드 링(210)은 도체 재질의 링 형태로 형성되며, 복수의 레이어(100)는 전자기파를 방출하는 방사체를 포함하는 최상부 레이어, 안테나 그라운드를 포함하는 최하부 레이어 및 최상부 레이어와 최하부 레이어 사이의 다수의 중간 레이어로 구성될 수 있다.
이때, 기준 거리는 각각의 레이어에 형성된 원의 중심으로부터 그라운드 링(210)의 내경까지의 거리를 의미하며, 이러한 기준 거리는 레이어에 따라 서로 다른 길이를 가질 수 있다.
또한, 복수의 레이어(100)는 개수의 제한이 없다. 다만, 레이어(100)의 개수가 증가할수록 대역폭이 넓어지는 반면, 안테나의 부피가 커져 회로에 수용되기 어려운 단점이 발생하므로 레이어(100)의 개수는 주파수 특성 설정을 위해 필요한 만큼 구비되는 것이 바람직하다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 복수의 레이어(100)가 최상부의 제1 레이어(110)부터 중간의 제2 레이어(120), 제3 레이어(130) 및 최하부의 제4 레이어(140)까지 4겹 구조로 형성됨을 전제로 하여 평면형 다층 구조 안테나를 설명 하도록 한다.
그라운드 비아(200)는 복수의 레이어를 상, 하로 관통한다. 또한, 그라운드 비아(200)는 그라운드 링(210)의 내부 둘레를 따라 구비되며, 일정한 간격을 유지하며 동심원을 형성한다.
이와 같이, 그라운드 비아(200)는 각각의 레이어에 포함된 그라운드 링(210)과 연결되어 외부에서 발생하여 회로 내부로 들어오는 정전기로부터 회로를 보호한다.
신호 비아(300)는 그라운드 비아(200)와 마찬가지로 복수의 레이어를 상, 하로 관통한다. 신호 비아(300)는 그라운드 비아(200)와 접촉되지 않고 복수의 레이어를 관통하며, 제1 레이어(110)의 도체 재질의 신호 링(320)과 연결된다.
또한, 신호 비아(300)는 제4 레이어(140)에 급전부를 포함한다. 따라서, 신호 비아(300)는 급전부를 통해 외부로부터 무선 신호를 수신하거나 외부로 무선 신호를 송출할 수 있다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에서 복수의 레이어의 정면도이다.
도면을 참조하면, 제1 레이어(110), 제2 레이어(120), 제3 레이어(130), 제4 레이어(140) 각각에 포함된 그라운드 링(210)은 중심으로부터 서로 다른 기준 거리를 가질 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에서 기준 거리는 복수의 레이어 중 하부 레이어에 위치할 수록 짧을 수 있다. 즉, 제1 레이어(110)의 기준 거리는 D1, 제2 레이어(120)의 기준 거리는 D2, 제3 레이어(130)의 기준 거리는 D3, 제4 레이어(140)의 기준 거리는 D4일 수 있고, 각 기준 거리의 길이는 D1>D2>D3>D4일 수 있다.
본 명세서의 평면형 다층 구조 안테나는 각각의 레이어의 기준 거리에 따라 광대역 또는 다중 대역의 주파수 특성을 결정할 수 있으므로, 레이어 별로 기준 거리를 다르게 설정함으로써 사용자가 원하는 대역을 임의로 설정할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 그라운드 링(210)의 기준 거리가 레이어의 상부에서 하부로 갈수록 짧아지도록 설정하는 경우 이중 대역 모두 광대역 특성을 갖도록 할 수 있다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에서 제1 레이어의 주파수 특성을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 명세서의 일 실시예에서 제2 레이어의 주파수 특성을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 명세서의 일 실시예에서 제3 레이어의 주파수 특성을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 명세서의 일 실시예에서 제4 레이어의 주파수 특성을 나타낸 도면이다. 이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명하도록 한다.
도 4를 참조하면, 제1 레이어(110)의 기준 거리(D1)는 평면형 다층 구조 안테나의 다중 대역 또는 광대역 특성을 결정한다. 보다 상세하게 다중 대역 또는 광대역 특성은 다중 광대역 또는 초광대역 특성을 의미할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 보다 넓은 대역을 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 레이어의 기준 거리(D1)가 0.69 λ0로 짧으면 다중 대역 특성(Dual or Tri-band)을 갖고, 제1 레이어의 기준 거리(D1)가 0.72 λ0로 길면 광대역 특성(Wide band)을 갖는다. 즉, 제1 레이어의 기준 거리(D1)가 길어짐에 따라 평면형 다층 구조 안테나의 주파수 특성은 다중 대역 특성에서 광대역 특성으로 변환된다.
도 5를 참조하면, 제2 레이어(120)의 기준 거리(D2)는 평면형 다층 구조 안테나의 다중 대역에서의 중심 주파수를 결정한다.
구체적으로, 제2 레이어(120)의 기준 거리(D2)가 길어질수록 다중 대역에서의 중심 주파수(Center frequency)가 고주파수로 이동된다. 즉, 제2 레이어(120)의 기준 거리(D2)가 0.45 λ0일 때보다 0.49 λ0일 때 중심 주파수는 증가한다.
이와 마찬가지로, 제2 레이어(120)의 기준 거리(D2)는 평면형 다층 구조 안테나의 광대역의 공진 주파수를 결정하며, 제2 레이어(120)의 기준 거리(D2)가 길어질수록 광대역에서의 공진 주파수(Resonance frequency)가 고주파수로 이동된다.
도 6을 참조하면, 제3 레이어(130)의 기준 거리(D3)는 평면형 다층 구조 안테나의 고주파수 대역의 대역폭을 결정한다.
구체적으로, 제3 레이어(130)의 기준 거리(D3)가 길수록 고주파수 대역의 대역폭이 증가한다. 즉, 제3 레이어(130)의 기준 거리(D3)가 0.06 λ0일 때보다 0.09 λ0일 때 고주파수 대역의 대역폭이 증가하는 것을 확인할 수 있다.
도 7을 참조하면, 제4 레이어(140)는 제1 반지름(R1)을 갖는 제1 그라운드 비아 및 제2 반지름(R2)을 갖는 제2 그라운드 비아를 포함하며, 제4 레이어(140)의 제1 반지름(R1) 및 제2 반지름(R2)은 다중 대역의 매칭 특성 변화 및 고주파수 대역의 대역폭을 결정한다.
즉, 제1 반지름(R1)의 길이에 따라 다중 대역의 매칭 특성이 변화하고, 제2 반지름(R2)의 길이에 따라 고주파수 대역에서 중심 주파수가 결정된다.
보다 상세하게, 제2 반지름(R2)의 길이가 0.16 λ0일 때보다 0.19 λ0일 때 고주파수 대역에서 중심 주파수는 저주파로 이동되므로, 제2 반지름(R2)의 길이가 증가할수록 고주파수 대역에서 중심 주파수는 저주파로 이동된다.
도 8 내지 10은 본 명세서의 일 실시예에 따른 평면형 다층 구조 안테나의 성능을 나타낸 도면이다.
일반적인 이중 대역 안테나의 경우 한쪽 대역이 협대역이거나 양쪽 대역이 모두 협대역인 경우에 반해, 본 명세서의 평면형 다층 구조 안테나를 이용하는 경우 도 8에 도시된 바와 같이 밀리미터파 5G 대역인 26.5-29.5GHz 및 37-40GHz의 이중 광대역 특성 또는 26.5-40GHz의 초광대역을 갖도록 설계할 수 있다.
또한, 도 9를 참조하면, 본 명세서의 평면형 다층 구조 안테나는 (a) xz평면 및 (b) yz평면 모두에서 양호한 방사 패턴을 가지는 것을 확인할 수 있고, 도 10에 도시된 바와 같이 (a) 이중 대역, (b) 초광대역 모두 전대역에서 주파수에 대한 방사 이득이 5dBi 이상으로 유지되어 우수한 방사 이득을 가지는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 명세서의 평면형 다층 구조 안테나는 서로 다른 기준 거리를 갖는 복수의 레이어를 조합함으로써 필요로 하는 타겟 주파수 대역의 안테나를 자유롭게 설계할 수 있다.
또한, 본 명세서의 평면형 다층 구조 안테나를 이용하면 이중 대역 모두 광대역 특성을 가질 수 있다.
도 11 내지 도 16은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 평면형 다층 구조 안테나를 설명한 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에서 신호 비아(300)는 복수개의 급전부(310)를 포함할 수 있다. 예컨대, 급전부는 2개일 수 있으며, 도 12에 도시된 바와 같이 타겟 주파수가 20GHz 및 40GHz 대역의 이중 대역으로 넓게 떨어진 경우 2개의 급전부 각각을 20GHz 및 40GHz 대역으로 연결할 수 있다.
이와 같이, 복수의 급전부를 사용하는 경우에도 전대역에서 주파수에 대한 방사 이득이 평균 5dBi이상으로 유지됨을 확인할 수 있다.
도 13을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에서 제1 레이어(110)는 신호 비아(300)와 연결된 신호 링(320) 및 그라운드 링(210) 사이에 형성된 보조 링(330)을 더 포함할 수 있다.
보조 링(330)은 그라운드 링(210) 및 신호 링(320)과 같은 도체 재질로, 제1 레이어(110)에 보조 링(330)이 포함됨으로써 안테나 설계시 대역폭을 결정하는 자유도가 향상될 수 있다.
이와 같이, 보조 링(330)을 포함하는 경우에도 도 14에 도시된 바와 같이 초광대역의 주파수 대역 설계가 가능하고, 전대역에서 주파수에 대한 방사 이득이 평균 5dBi이상으로 유지됨을 확인할 수 있다.
도 15를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에서 제2 레이어(120) 및 제3 레이어(130)는 그라운드 링(210)이 제2 레이어(120) 및 제3 레이어(130)를 커버하도록 외경이 연장될 수 있다.
즉, 제2 레이어(120) 및 제3 레이어(130)는 그라운드 링(210) 내경 안쪽 부분을 제외한 전부가 도체로 커버될 수 있다. 이에 따라 도체 면적이 늘어나므로 대역폭 설정시 자유도가 향상될 수 있다.
이와 같이, 제2 레이어(120) 및 제3 레이어(130)의 그라운드 링(210)이 연장된 경우에도 도 16에 도시된 바와 같이 초광대역의 주파수 대역 설계가 가능하고, 전대역에서 주파수에 대한 방사 이득이 평균 5dBi이상으로 유지됨을 확인할 수 있다.
도 17은 본 명세서의 일 실시예에 따른 평면형 다층 구조 안테나의 다양한 구조를 나타낸 도면이다.
도면을 참조하면, 복수의 레이어에 대하여 레이어 각각의 주파수 특성 결정 방법을 고려하여 레이어의 개수, 급전부의 개수, 신호링 및 그라운드 링의 존부, 크기, 면적 및 형태에 따라 다양하게 설계될 수 있고, 설계자가 필요로 하는 타겟 주파수를 설계할 수 있다.
이와 같은 다양한 설계는 도면에 표현된 방법에 한정되지 않음은 물론이며, 실시 가능한 다양한 범위 내에서 변형 제작될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

Claims (10)

  1. 중심으로부터 서로 다른 기준 거리를 갖는 그라운드 링을 각각 포함하는 복수의 레이어;
    상기 복수의 레이어를 상, 하로 관통하고, 상기 그라운드 링의 내부 둘레를 따라 원형으로 형성된 그라운드 비아; 및
    상기 복수의 레이어를 상, 하로 관통하고, 무선 신호를 수신 또는 송출하는 급전부를 포함하는 신호 비아를 포함하고,
    상기 기준 거리의 길이에 따라 광대역 또는 다중 대역의 주파수 특성이 결정되는
    평면형 다층 구조 안테나.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기준 거리는
    상기 복수의 레이어 중 하부 레이어에 위치할수록 짧은
    평면형 다층 구조 안테나.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 레이어는
    방사체를 포함하는 최상부의 제1 레이어, 상기 제1 레이어 하부에 위치하는 제2 레이어, 상기 제2 레이어 하부에 위치하는 제3 레이어 및 안테나 그라운드를 포함하는 최하부의 제4 레이어를 포함하는
    평면형 다층 구조 안테나.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 레이어의 기준 거리가 길수록 다중 대역 특성에서 광대역 특성으로 변환되는
    평면형 다층 구조 안테나.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 레이어의 기준 거리가 길수록 다중 대역에서의 중심 주파수가 고주파로 이동되는
    평면형 다층 구조 안테나.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제3 레이어의 기준 거리가 길수록 고주파수 대역의 대역폭이 증가되는
    평면형 다층 구조 안테나.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제4 레이어는
    제1 반지름을 갖는 제1 그라운드 비아 및 제2 반지름을 갖는 제2 그라운드 비아를 포함하고,
    상기 제1 반지름의 길이에 따라 다중 대역의 매칭 특성이 변화하고,
    상기 제2 반지름의 길이에 따라 고주파수 대역에서 중심 주파수가 저주파로 이동되는
    평면형 다층 구조 안테나.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 신호 비아는
    복수개의 급전부를 포함하는
    평면형 다층 구조 안테나.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 제1 레이어는
    신호 비아와 연결된 신호 링 및 상기 그라운드 링 사이에 형성된 보조 링을 더 포함하는
    평면형 다층 구조 안테나.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 제2 레이어 및 상기 제3 레이어는
    상기 그라운드 링이 상기 제2 레이어 및 상기 제3 레이어를 커버하도록 외경이 연장된
    평면형 다층 구조 안테나.


KR1020210126935A 2021-09-27 2021-09-27 광대역 또는 다중 대역의 평면형 다층 구조 안테나 KR102459274B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210126935A KR102459274B1 (ko) 2021-09-27 2021-09-27 광대역 또는 다중 대역의 평면형 다층 구조 안테나

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210126935A KR102459274B1 (ko) 2021-09-27 2021-09-27 광대역 또는 다중 대역의 평면형 다층 구조 안테나

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102459274B1 true KR102459274B1 (ko) 2022-10-26

Family

ID=83784468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210126935A KR102459274B1 (ko) 2021-09-27 2021-09-27 광대역 또는 다중 대역의 평면형 다층 구조 안테나

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102459274B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080051435A (ko) * 2006-12-05 2008-06-11 한국전자통신연구원 전방향 복사패턴을 갖는 평면형 안테나
KR20110026654A (ko) * 2009-09-08 2011-03-16 한국전자통신연구원 밀리미터파 대역 패치 안테나
KR20130023104A (ko) * 2011-08-26 2013-03-07 한국전자통신연구원 밀리미터파용 레이더 패키지
KR20130037083A (ko) * 2011-10-05 2013-04-15 삼성전기주식회사 대역폭 조절 가능한 유전체 공진기 안테나

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080051435A (ko) * 2006-12-05 2008-06-11 한국전자통신연구원 전방향 복사패턴을 갖는 평면형 안테나
KR20110026654A (ko) * 2009-09-08 2011-03-16 한국전자통신연구원 밀리미터파 대역 패치 안테나
KR20130023104A (ko) * 2011-08-26 2013-03-07 한국전자통신연구원 밀리미터파용 레이더 패키지
KR20130037083A (ko) * 2011-10-05 2013-04-15 삼성전기주식회사 대역폭 조절 가능한 유전체 공진기 안테나

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3748772B1 (en) Low common mode resonance multiband radiating array
US9831559B2 (en) Low-profile blanket antenna
US9711860B2 (en) Wideband antennas including a substrate integrated waveguide
US5886667A (en) Integrated microstrip helmet antenna system
US20140313089A1 (en) Multi-antenna system
KR101622170B1 (ko) 차량용 외장 안테나
US20110163937A1 (en) Multiband antenna using electromagnetic coupling
EP2083476B1 (en) Triple band antenna
US20040201532A1 (en) Nested cavity embedded loop mode antenna
US9425498B2 (en) Wideband antenna module
KR20060100158A (ko) 수직 접지면을 갖는 전자기적 결합 급전 소형 광대역 모노폴 안테나
US20190006759A1 (en) Single-layer patch antenna
CN108847534B (zh) 一种多谐振枝节天线
US20110267253A1 (en) Wideband and multiband external antenna for portable transmitters
US8922445B2 (en) Low-profile broadband multiple antenna
KR101345764B1 (ko) 쿼시 야기 안테나
JP2007013596A (ja) マルチバンドモノポールアンテナ
CN115769436A (zh) 具有预配置的遮挡以实现多个频段的辐射器的密集布局的天线辐射器
CN108270068A (zh) 具有全金属后壳的终端
KR102459274B1 (ko) 광대역 또는 다중 대역의 평면형 다층 구조 안테나
Cai et al. Integrated Bluetooth and multi-band ultra-wideband antenna
CN110112579B (zh) 一种基于结构复用的背腔式双频共口径天线
US20050285802A1 (en) Dual-band antenna
KR20090016358A (ko) 회로기판 일체형 안테나
CN109149106A (zh) 基于电磁耦合的宽带、高隔离mimo环天线

Legal Events

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