KR102580323B1 - 밀리미터 웨이브용 혼 안테나 - Google Patents

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Abstract

밀리미터 웨이브용 혼 안테나가 개시된다. 개시된 안테나는 내부에 개구부가 형성되어 급전 신호를 방사하는 방사부 및 상기 방사부의 하부 및 측부에 결합되어 급전 신호를 제공하는 멀티 레이어 PCB 결합부를 포함하는 혼 방사체; 상기 멀티 레이어 PCB 결합부 하부에 결합되어 급전 신호를 제공하는 멀티 레이어 PCB를 포함하되, 상기 멀티 레이어 PCB 결합부에는 슬롯 및 상기 슬롯과 연결되어 상기 멀티 레이어 PCB와 평행한 방향으로 연장되는 그루브가 형성되며, 상기 멀티 레이어 PCB의 최상단 레이어인 제1 레이어 기판에는 상기 슬롯 및 상기 그루브와 상하로 오버랩되는 급전 선로가 형성되고, 상기 개구부는 상기 멀티 레이어 PCB와 평행한 방향으로 연장되고, 상기 혼 방사체부에는 상기 슬롯으로부터 연장되는 ‘ㄱ’자 형상의 도파로가 형성된다. 개시된 안테나에 의하면, PCB를 이용하여 혼 안테나를 급전함으로써 혼 안테나의 전체적인 길이를 줄일 수 있어 소형화에 적합하고, PCB와 평행한 방향으로 빔을 형성할 수 있는 장점이 있다.

Description

밀리미터 웨이브용 혼 안테나{Horn Antenna for Millimeter Wave}
본 발명은 혼 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 밀리미터 웨이브용 혼 테나에 관한 것이다.
근래에 들어 5G 통신이 개시되었으며, 5G는 기존의 4G 통신과 비교하여 20GHz 이상의 밀리미터 웨이브 대역을 이용하여 통신을 수행한다. 밀리미터 웨이브 대역은 저주파 대역에 비해 매우 큰 감쇄 특성을 보이고 장애물에 의한 신호의 소실이 매우 큰 특성이 있다.
5G 대역에서는 매우 큰 용량의 IoT 데이터, 360도 영상 데이터, VR 데이터 및 다양한 종류의 빅 데이터를 이동통신 망을 통해 지원하며, 이러한 이유로 밀리미터 웨이브 대역을 이용한 통신은 필수적이다.
그러나, 밀리미터 웨이브 대역은 감쇄 특성 및 소실 특성으로 인해 기존에 사용되는 안테나 구조로는 적절한 통신을 수행하기 어려운 문제점이 있었다. 밀리미터 웨이브 대역용 안테나는 큰 감쇄 특성을 보완하기 위해 매우 높은 지향성을 가질 필요가 있으며, 이러한 이유로 혼 안테나가 밀리미터 웨이브 대역에서 사용될 수 있는 안테나로 부각되고 있다.
혼 안테나는 내부에 개구부가 형성되며, 개구부가 나팔의 형태를 가지고 있어서 특정 방향으로 지향성을 가진 빔을 형성하기에 적합하다. 그런데, 혼 안테나의 급전을 위해 일반적으로 도파관이 사용된다. 혼 안테나는 특유의 혼 구조로 인해 특정 길이가 요구되며, 도파관 역시 혼 안테나의 길이 방향과 동일한 방향으로 혼 안테나에 결합되기에 혼 안테나의 전체적인 길이는 증가될 수 밖에 없으며, 이러한 혼 안테나의 길이는 혼 안테나를 사용 제품에 실장할 때 상당한 제약을 줄 수 밖에 없다.
또한, 도파관은 고가의 장비이고 무거운 중량을 가지고 있기에 도파관을 이용한 혼 안테나의 급전 시 많은 비용이 소요되고 경량화를 도모할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 PCB를 이용하여 혼 안테나를 급전함으로써 혼 안테나의 전체적인 길이를 줄일 수 있어 소형화에 적합한 혼 안테나를 제안한다.
본 발명은 PCB와 평행한 방향으로 빔이 형성될 수 있는 혼 안테나를 제안한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 개구부가 형성되어 급전 신호를 방사하는 방사부 및 상기 방사부의 하부 및 측부에 결합되어 급전 신호를 제공하는 멀티 레이어 PCB 결합부를 포함하는 혼 방사체; 상기 멀티 레이어 PCB 결합부 하부에 결합되어 급전 신호를 제공하는 멀티 레이어 PCB를 포함하되, 상기 멀티 레이어 PCB 결합부에는 슬롯 및 상기 슬롯과 연결되어 상기 멀티 레이어 PCB와 평행한 방향으로 연장되는 그루브가 형성되며, 상기 멀티 레이어 PCB의 최상단 레이어인 제1 레이어 기판에는 상기 슬롯 및 상기 그루브와 상하로 오버랩되는 급전 선로가 형성되고, 상기 개구부는 상기 멀티 레이어 PCB와 평행한 방향으로 연장되고, 상기 혼 방사체부에는 상기 슬롯으로부터 연장되는 'ㄱ'자 형상의 도파로가 형성되는 밀리미터 웨이브용 혼 안테나가 제공된다.
상기 급전 선로의 종단에는 패치가 형성되며, 상기 패치는 상기 슬롯과 상하로 오버랩되도록 배치된다.
상기 제1 레이어 기판에는 제1 접지면이 형성되고, 상기 제1 접지면에는 제1 슬롯 영역이 형성되며, 상기 제1 슬롯 영역에 상기 급전 선로가 배치된다.
상기 제1 레이어 기판 하부에는 제2 레이어 기판이 결합되고, 상기 제2 레이어 기판에는 제2 접지면이 형성되며, 상기 제2 접지면에는 제2 슬롯 영역이 형성되고, 상기 제2 슬롯 영역에 매칭 패치가 배치되고, 상기 매칭 패치는 상기 패치와 상하로 오버랩 되도록 배치된다.
상기 제1 레이어 기판 및 상기 제2 레이어 기판을 관통하는 다수의 비아홀이 형성되며, 상기 다수의 비아홀은 상기 제1 접지면과 상기 제2 접지면을 연결하고 상기 제1 슬롯 영역의 경계면을 따라 배치된다.
상기 제2 레이어 기판 하부에는 제3 레이어 기판이 결합되고, 상기 제3 레이어 기판이 상부 또는 하부에는 제3 접지면이 형성되며, 상기 다수의 비아홀은 상기 제3 접지면까지 연장된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 내부에 개구부가 형성되어 급전 신호를 방사하는 방사부 및 상기 방사부의 하부 및 측부에 결합되어 급전 신호를 제공하는 멀티 레이어 PCB 결합부를 포함하는 혼 방사체; 상기 멀티 레이어 PCB 결합부 하부에 결합되어 급전 신호를 제공하는 멀티 레이어 PCB를 포함하되, 상기 멀티 레이어 PCB 결합부에는 슬롯이 형성되고, 상기 멀티 레이어 PCB의 최상단 레이어인 제1 레이어 기판에는 급전 선로가 형성되고, 상기 급전 선로의 종단에는 패치가 형성되며,상기 패치는 상기 슬롯과 상하로 오버랩되도록 형성되고, 상기 개구부는 상기 멀티 레이어 PCB와 평행한 방향으로 연장되고, 상기 혼 방사체부에는 상기 슬롯으로부터 연장되는 'ㄱ'자 형상의 도파로가 형성되는 밀리미터 웨이브용 혼 안테나가 제공된다.
본 발명에 의하면, PCB를 이용하여 혼 안테나를 급전함으로써 혼 안테나의 전체적인 길이를 줄일 수 있어 소형화에 적합하고, PCB와 평행한 방향으로 빔을 형성할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀리미터 웨이브용 혼 안테나를 제1 방향에서 바라본 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밀리미터 웨이브용 혼 안테나를 제2 방향에서 바라본 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀리미터 웨이브용 혼 안테나의 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 혼 방사체를 상부에서 바라본 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 혼 방사체를 하부에서 바라본 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 레이어 PCB에서 최상단 레이어인 제1 레이어 기판의 구조를 나타난 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 레이어 PCB에서 중간 레이어인 제2 레이어 기판의 구조를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 레이어 PCB에서 최하단 레이어인 제3 레이어 기판의 구조를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 제1 레이어 기판, 제2 레이어 기판 및 제3 레이어 기판의 비아홀 구조를 입체적으로 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀리미터 웨이브용 혼 안테나에서 혼 방사체의 단면을 나타낸 도면.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
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. 또한, 명세서에 기재된 “...부”, “...기”, “모듈”, “블록” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀리미터 웨이브용 혼 안테나를 제1 방향에서 바라본 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밀리미터 웨이브용 혼 안테나를 제2 방향에서 바라본 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀리미터 웨이브용 혼 안테나의 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 밀리미터 웨이브용 혼 안테나는 혼 방사체(100) 및 멀티 레이어 PCB(200)를 포함한다.
혼 방사체(100)의 하부에 멀티 레이어 PCB(200)가 배치되며, 멀티 레이어 PCB(200)는 제1 레이어 기판(220), 제2 레이어 기판(240) 및 제3 레이어 기판(260)의 세개의 레이어로 이루어져 있다.
멀티 레이어 PCB(200)는 급전 신호를 혼 방사체(100)에 제공하는 기능을 한다. 일반적으로 혼 안테나의 혼 방사체(100)는 도파관을 이용하여 급전이 이루어진다. 배경 기술에서 살펴본 바와 같이, 도파관은 부피가 크고 소정의 길이를 가지고 있으며, 혼 방사체(100)의 길이 방향과 동일한 방향으로 결합되기에 혼 안테나의 전체적인 길이는 증가할 수 밖에 없다.
도 1 내지 도 3에 도시된 혼 방사체(100)는 기판(멀티 레이어 PCB)와 평행한 방향으로 빔을 방사하도록 설계된 방사체이다. 이와 같은 혼 방사체(100)가 도파관을 통해 급전 신호를 제공받을 경우 혼 방사체는 긴 길이를 가져야 한다. 혼 방사체가 특정 방향으로 길이가 길어지는 문제를 해결하기 위해, 멀티 레이어 PCB(200)를 이용하여 혼 방사체(100)에 급전 신호를 제공하며, 멀티 레이어 PCB(200)는 혼 방사체(100)의 하부에 결합된다. 이와 같은 결합 구조로 인해 종래의 혼 안테나에 비해 작은 사이즈로 구현이 가능하다.
멀티 레이어 PCB(200)에서의 급전 신호의 전송은 도파관과 유사한 방식으로 이루어지며, 급전 신호의 전송을 위한 멀티 레이어 PCB의 각 레이어의 구조는 별도의 도면을 참조하여 설명한다.
혼 방사체(100)는 멀티 레이어 PCB(200)로부터 급전 신호를 제공 받아 방사하는 기능을 한다. 혼 방사체(100)의 내부에는 개구부가 형성되어 있으며, 혼 방사체 내부에 형성된 개구부는 점차 폭이 넓어지는 구조를 가진다. 혼 방사체(100)는 형성된 개구부를 통해 특정 방향으로 지향성을 가진 빔을 방사하며, 특히 높은 이득을 요구하는 밀리미터 웨이브 대역에 적합하다.
본 발명의 혼 방사체(100)는 도파관이 아닌 멀티 레이어 PCB(200)와 결합되므로 혼 방사체(100)의 구조는 기존 방사체와 상이하며, 이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 혼 방사체(100)의 구조를 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 혼 방사체를 상부에서 바라본 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 혼 방사체를 하부에서 바라본 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 혼 방사체(100)는 방사부(120) 및 멀티 레이어 PCB 결합부(140)를 포함한다.
멀티 레이어 PCB 결합부(140)는 멀티 레이어 PCB(200)와 결합되어 멀티 레이어 PCB로부터 제공되는 급전 신호를 방사부(120)에 제공한다. 방사부(120)는 멀티 레이어 PCB 결합부(140)를 통해 제공된 급전 신호를 외부에 방사한다.
방사부(120)에는 개구부(125)가 형성되며, 형성된 개구부(125)를 통해 급전 신호가 외부로 방사된다. 방사부 내부에 형성되는 개구부(125)는 PCB 결합부(140)로부터 멀어질수록 점차 단면적이 증가하는 구조를 가지는 것이 바람직한다. 개구부의 면적은 연속적으로 증가할수도 있으며, 계단 구조를 가지면서 불연속적으로 증가할 수도 있다. 개구부의 면적이 증가하는 정도는 요구되는 특성에 기초하여 결정될 수도 있을 것이다. 필요에 따라, 개구부의 면적이 점차적으로 증가하지 않더라도 혼 방사체로 기능할 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다.
방사부(120)는 소정의 길이를 가지며, 방사부(120)의 길이는 사용 주파수 대역에 의해 결정될 수 있다. 높은 주파수가 사용될 경우 방사부(120)의 길이는 상대적으로 짧게 설정되며, 낮은 주파수가 사용될 경우 방사부(120)의 길이는 상대적으로 길게 설정된다. 개구부(125)이 면적 역시 사용 주파수 대역에 의해 결정된다.
방사부(120)를 통해 급전 신호가 전파 및 공진되면서 외부로의 방사가 이루어지며, 개구부(125)의 크기가 한정적이므로 특정 방향으로 집중된 빔의 방사가 가능하다.
도 4를 참조하면, 멀티레이어 PCB 결합부(140)는 방사부(120)의 하부 및 측부에 형성된다. 멀티 레이어 PCB 결합부(140)는 멀티 레이어 PCB(200)와 함께 하나의 도파관으로 기능한다.
도 5를 참조하면, 멀티 레이어 PCB 결합부(140)는 슬롯(150) 및 그루브(160)를 포함한다. 슬롯(150)은 멀티레이어 PCB(200)로부터 제공되는 급전 신호가 방사부(120)에 제공되는 통로로서의 기능을 한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 슬롯(150)의 단면은 직사각형 형상을 가질 수 있으며, 필요에 따라 직사각형의 모서리에 라운딩 구조가 형성될 수 있다. 슬롯의 면적은 개구부(125)의 단부의 면적에 비해 작게 설정된다.
그루브(160)는 슬롯과 연결되어 형성되며, 방사부(120)의 길이 방향과 평행한 방향으로 형성된다. 슬롯은(150)은 급전 신호를 통과시키는 기능을 하며, 그루브(160)는 멀티 레이더 PCB에 형성된 금속 패턴을 차폐하는 기능을 하게 된다.
뒤에 설명하겠지만, 그루브(160) 영역에서 급전 신호의 전달이 이루어지고, 그부르(160)는 전달되는 신호의 가이드를 위해 형성되는 것이다. 슬롯(150)과 그루브(160)가 연결되어 형성되기에 슬롯(150)과 그루브(160)는 'T'자형 구조를 형성한다.
멀티 레이어 PCB 결합부(140)에서 슬롯(150) 및 그루브(160)를 제외한 영역은 멀티 레이어 PCB(200)에 접촉하여 결합된다.
앞서 설명한 바와 같이, 멀티 레이어 PCB(200)는 세 개의 레이어로 구성되어 있으며, 멀티 레이어 PCB 결합부(140)와 함께 급전 신호를 도파하는 도파로의 기능을 수행한다. 본 실시예에서는 멀티 레이어 PCB(200)가 세개의 레이어를 구성하는 경우에 대해 설명하나, 멀티 레이어 PCB(200)의 레이어의 수가 필요에 따라 변경될 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 레이어 PCB에서 최상단 레이어인 제1 레이어 기판의 구조를 나타난 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 레이어 기판(220)에는 제1 접지면(222) 및 급전 선로(224)가 형성된다.
급전 선로(224)는 소정의 길이를 가지도록 형성되며, 급전 선로(224)의 길이 방향은 혼 방사체(100)의 방사부(120)의 길이 방향과 평행하다. 급전 선로(224)의 제1 종단은 급전점으로서 커넥터 또는 전송 선로와 결합된다. 급전 선로(224)이 제2 종단에는 다른 부분에 비해 상대적으로 넓은 면적을 가지는 패치(224a)가 형성된다.
급전 선로(224)는 멀티 레이어 PCB 결합부(140)의 슬롯(150) 및 그루브(160)와 상하로 오버랩되도록 형성된다.
급전 선로(224)의 패치(224a)는 앞서 살펴본 혼 방사체(100)의 멀티 레이어 PCB 결합부(140)에 형성되는 슬롯(150)의 위치에 상응하여 형성된다. 급전 신호는 패치(224a)로부터 슬롯을 통해 방사부(120)에 제공되는 것이다. 바람직하게는 패치(224a)는 슬롯(150)과 상하로 오버랩되도록 배치된다.
제1 접지면(222)은 급전 선로(224)를 전체적으로 둘러싸도록 형성되며, 제1 접지면(222)과 급전 선로(224)는 전기적으로 이격된다.
제1 접지면(222)과 급전 선로(224)를 전기적으로 이격시키기 위해 제1 접지면(222)에는 제1 슬롯 영역(223)이 형성되며, 제1 슬롯 영역(223)에 급전 선로(224)가 형성된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 급전 선로(224)의 폭이 좁은 부분에서는 제1 슬롯 영역(223)의 폭이 좁고, 급전 선로(224)의 폭이 넓은 패치 부분에서는 제1 슬롯 영역(223)의 폭이 넓게 형성되는 것이 바람직하다. 제1 접지면(222)은 급전 신호의 전송을 위한 접지 전위를 제공한다.
한편 도 6의 평면도에는 도시되어 있지 않으나 제1 레이어 기판(200)의 제1 접지면(222)의 하부로는 비아홀(300, 도 7 및 도 8에 도시)이 형성되며, 비아홀은 제1 레이어 기판(220)으로부터 제3 레이어 기판(260)까지 연장된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 레이어 PCB에서 중간 레이어인 제2 레이어 기판의 구조를 나타낸 도면이다.
제2 레이어 기판(240)에는 제2 접지면(242)이 형성된다. 제2 접지면(242)은 제1 접지면(222)과 동일한 전위인 접지 전위를 가진다. 제2 접지면(242)은 제2 레이어 기판(240) 전체적으로 형성된다. 제2 접지면(242)의 일부 영역에는 제2 슬롯 영역(243)이 형성된다. 제2 슬롯 영역(243)은 제2 접지면(242)의 일부가 제거된 영역이다.
제2 슬롯 영역(243)에는 매칭 패치(244)가 형성된다. 제2 슬롯 영역(243)에 매칭 패치(244)가 형성되므로, 매칭 패치(244)는 제2 접지면(242)과 전기적으로 이격된다. 매칭 패치(224)는 별도의 신호선과 연결되지도 않는다.
매칭 패치(244)는 제1 레이어 기판(224)에 형성되는 패치(224a)와 상하로 오버랩되도록 형성된다. 매칭 패치(244)는 패치(224a)가 슬롯(150)을 통해 급전 신호를 제공할 때 임피던스를 매칭시켜 급전 신호의 손실을 최소화하기 위해 형성된다.
제2 레이어 기판(240)에는 다수의 비아홀(300)이 형성된다. 다수의 비아홀(300)은 제1 접지면(222)과 제2 접지면(242)을 전기적으로 연결한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 다수의 비아홀(300)은 제1 레이어 기판(240)의 제1 슬롯 영역(243)의 테두리를 따라 형성된다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 다수의 비아홀은 제1 레이어 기판(200)으로부터 제3 레이어 기판(260)을 관통하여 형성될 수 있다. .
도 7에 도시된 바와 같이, 특정 부분의 비아홀(300)이 2개의 열을 이루면서 다수의 비아홀(300)이 형성될 수 있다. 비아홀(300)의 열의 개수는 다양하게 변경될 수 있으며, 단일 열을 이루면서 형성될 수도 있고, 둘 이상의 열을 이루면서 형성될 수도 있을 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 레이어 PCB에서 최하단 레이어인 제3 레이어 기판의 구조를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 제3 레이어 기판(260)에는 다수의 비아홀(300)이 형성된다. 제3 레이어 기판(260)의 상부에는 별도의 금속 패턴이 형성되지 않으나 제3 레이어 기판(280)의 하부에는 제3 접지면(도 7에는 미도시)이 형성될 수 있다. 물론, 제3 접지면은 제3 레이어 기판(260)의 상부에 형성되어도 무방하다. 앞서 설명한 바와 같이, 다수의 비아홀(300)은 제1 레이어 기판 내지 제3 레이어 기판을 관통하도록 형성되므로, 제1 접지면(222), 제2 접지면(242) 및 제3 접지면은 비아홀(300)에 의해 전기적으로 연결된다.
일례로, 다수의 비아홀(300)에는 비아핀 삽입되어 제1 레이어 기판(220), 제2 레이어 기판(240) 및 제3 레이어 기판(260)이 도파관과 유사한 구조를 가지도록 하여 제1 레이어 기판(222)의 급전 선로(224)에서의 신호 전송이 도파관과 같은 특성을 가지면서 이루어지도록 한다. 각 비아홀(300)에 삽입되는 비아핀은 도파관의 측벽과 같은 역할을 한다. 물론, 비아홀(300)의 내측면을 도금하는 방식으로 비아홀의 측벽과 같은 역할을 하도록 할 수도 있을 것이다.
도 9는 본 발명의 제1 레이어 기판, 제2 레이어 기판 및 제3 레이어 기판의 비아홀 구조를 입체적으로 나타낸 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제1 레이어 기판(220)으로부터 제3 레이어 기판(260)까지 비아홀(300)이 형성됨으로써 멀티 레이어 PCB(200)가 도파관으로 기능하도록 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀리미터 웨이브용 혼 안테나에서 혼 방사체의 단면을 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 밀리미터 웨이브용 혼 안테나의 혼 방사체에는 도파로(900)가 형성된다. 도파로(900)는 멀티 레이어 PCB(200)의 급전 선로(224)로부터 제공되는 급전 신호를 방사부(120)에 제공하는 기능을 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 밀리미터 웨이브용 혼 안테나는 수평 방향(멀티 레이어 PCB와 평행한 방향)으로 방사하도록 설정된 안테나이기에 도파로는 그 단면이 'ㄱ'자 형상을 가지고 있다.
도파로의 제1 종단은 멀티 레이어 PCB 결합부(140)의 슬롯(150)이며, 도파로의 제2 종단은 개구부(125)의 시작 지점에 형성되는 슬롯이다. 도파로의 'ㄱ'자 형태에서 절곡 지점은 라운딩 구조를 가질 수 있으며, 'ㄱ'자 구조를 변형한 다양한 구조가 적용될 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 내부에 개구부가 형성되어 급전 신호를 방사하는 방사부 및 상기 방사부의 하부 및 측부에 결합되어 급전 신호를 제공하는 멀티 레이어 PCB 결합부를 포함하는 혼 방사체;
    상기 멀티 레이어 PCB 결합부 하부에 결합되어 급전 신호를 제공하는 멀티 레이어 PCB를 포함하되,
    상기 멀티 레이어 PCB 결합부에는 슬롯 및 상기 슬롯과 연결되어 상기 멀티 레이어 PCB와 평행한 방향으로 연장되는 그루브가 형성되며,
    상기 멀티 레이어 PCB의 최상단 레이어인 제1 레이어 기판에는 상기 슬롯 및 상기 그루브와 상하로 오버랩되는 급전 선로가 형성되고,
    상기 개구부는 상기 멀티 레이어 PCB와 평행한 방향으로 연장되고, 상기 혼 방사체에는 상기 슬롯으로부터 연장되는 'ㄱ'자 형상의 도파로가 형성되는 것을 특징으로 하는 밀리미터 웨이브용 혼 안테나.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 급전 선로의 종단에는 패치가 형성되며, 상기 패치는 상기 슬롯과 상하로 오버랩되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 밀리미터 웨이브용 혼 안테나.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 레이어 기판에는 제1 접지면이 형성되고, 상기 제1 접지면에는 제1 슬롯 영역이 형성되며, 상기 제1 슬롯 영역에 상기 급전 선로가 배치되는 것을 특징으로 하는 밀리미터 웨이브용 혼 안테나.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 레이어 기판 하부에는 제2 레이어 기판이 결합되고, 상기 제2 레이어 기판에는 제2 접지면이 형성되며, 상기 제2 접지면에는 제2 슬롯 영역이 형성되고, 상기 제2 슬롯 영역에 매칭 패치가 배치되고, 상기 매칭 패치는 상기 패치와 상하로 오버랩 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 밀리미터 웨이브용 혼 안테나.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 레이어 기판 및 상기 제2 레이어 기판을 관통하는 다수의 비아홀이 형성되며, 상기 다수의 비아홀은 상기 제1 접지면과 상기 제2 접지면을 연결하고 상기 제1 슬롯 영역의 경계면을 따라 배치되는 밀리미터 웨이브용 혼 안테나.
  6. 제5항에 있어서
    상기 제2 레이어 기판 하부에는 제3 레이어 기판이 결합되고, 상기 제3 레이어 기판이 상부 또는 하부에는 제3 접지면이 형성되며, 상기 다수의 비아홀은 상기 제3 접지면까지 연장되는 것을 특징으로 하는 밀리미터 웨이브용 혼 안테나.
  7. 내부에 개구부가 형성되어 급전 신호를 방사하는 방사부 및 상기 방사부의 하부 및 측부에 결합되어 급전 신호를 제공하는 멀티 레이어 PCB 결합부를 포함하는 혼 방사체;
    상기 멀티 레이어 PCB 결합부 하부에 결합되어 급전 신호를 제공하는 멀티 레이어 PCB를 포함하되,
    상기 멀티 레이어 PCB 결합부에는 슬롯이 형성되고,
    상기 멀티 레이어 PCB의 최상단 레이어인 제1 레이어 기판에는 급전 선로가 형성되고, 상기 급전 선로의 종단에는 패치가 형성되며,상기 패치는 상기 슬롯과 상하로 오버랩되도록 형성되고,
    상기 개구부는 상기 멀티 레이어 PCB와 평행한 방향으로 연장되고, 상기 혼 방사체에는 상기 슬롯으로부터 연장되는 'ㄱ'자 형상의 도파로가 형성되는 것을 특징으로 하는 밀리미터 웨이브용 혼 안테나.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 멀티 레이어 PCB 결합부에는 상기 슬롯과 연결되어 상기 멀티 레이어 PCB와 평행한 방향으로 연장되는 그루브가 형성되며,
    상기 급전 선로는 상기 슬롯 및 상기 그루브와 상하로 오버랩되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 밀리미터 웨이브용 혼 안테나.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 레이어 기판에는 제1 접지면이 형성되고, 상기 제1 접지면에는 제1 슬롯 영역이 형성되며, 상기 제1 슬롯 영역에 상기 급전 선로가 배치되는 것을 특징으로 하는 밀리미터 웨이브용 혼 안테나.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 레이어 기판 하부에는 제2 레이어 기판이 결합되고, 상기 제2 레이어 기판에는 제2 접지면이 형성되며, 상기 제2 접지면에는 제2 슬롯 영역이 형성되고, 상기 제2 슬롯 영역에 매칭 패치가 배치되고, 상기 매칭 패치는 상기 패치와 상하로 오버랩 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 밀리미터 웨이브용 혼 안테나.
  11. 제10항에 있어서
    상기 제1 레이어 기판 및 상기 제2 레이어 기판을 관통하는 다수의 비아홀이 형성되며, 상기 다수의 비아홀은 상기 제1 접지면과 상기 제2 접지면을 연결하고 상기 제1 슬롯 영역의 경계면을 따라 배치되는 밀리미터 웨이브용 혼 안테나.
  12. 제11항에 있어서
    상기 제2 레이어 기판 하부에는 제3 레이어 기판이 결합되고, 상기 제3 레이어 기판이 상부 또는 하부에는 제3 접지면이 형성되며, 상기 다수의 비아홀은 상기 제3 접지면까지 연장되는 것을 특징으로 하는 밀리미터 웨이브용 혼 안테나.








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