KR20010085728A - 안테나 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20010085728A
KR20010085728A KR1020010010449A KR20010010449A KR20010085728A KR 20010085728 A KR20010085728 A KR 20010085728A KR 1020010010449 A KR1020010010449 A KR 1020010010449A KR 20010010449 A KR20010010449 A KR 20010010449A KR 20010085728 A KR20010085728 A KR 20010085728A
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impedance transformer
insulating substrate
impedance
patch
antenna
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KR1020010010449A
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창리-청
하우셀제임스에이
트사이밍-쥬
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루센트 테크놀러지스 인크
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    • H01Q13/08—Radiating ends of two-conductor microwave transmission lines, e.g. of coaxial lines, of microstrip lines
    • H—ELECTRICITY
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Abstract

기판상에 제조된 패치 구성 요소, 대지면, 및 패치 구성 요소와 대지면 사이에 존재하는 임피던스 트랜스포머를 가진 안테나가 기재되어 있다. 패치 구성 요소는 임피던스 트랜스포머의 제 1 끝단에 전기적으로 접속되어 있으며, 급전선은 대지면을 통해 임피던스 트랜스포머의 제 2 끝단에 전기적으로 접속되어 있다. 임피던스 트랜스포머를 이용하면, 패치 구성 요소의 물리적인 제한없이 임피던스 정합을 실행할 수 있다. 본 발명의 다른 측면에 따라서, 패치 구성 요소는 제 1 기판 표면상에 제조되며, 대지면은 제 2 기판 표면상에 제조되며, 대지면은 복수의 기판 층에 의해 패치 구성 요소와 분리되어 있다. 임피던스 트랜스포머는 패치 구성 요소와 대지면 사이의 인접하는 기판층들 사이에 매입되어 있으며, 전도성의 비아는 임피던스 트랜스포머의 제 1 끝단을 패치 구성 요소상의 급전점에 접속시킨다. 임피던스 트랜스포머를 통해 동축 급전부와 패치 구성 요소간에 신호가 전달되도록, 안테나는 대지면에 전기적으로 접속된 외부 도체와 임피던스 트랜스포머의 제 2 끝단에 전기적으로 접속된 내부 도체를 가진 동축 급전부를 더 포함한다.

Description

안테나 및 그 제조 방법{PATCH ANTENNA WITH EMBEDDED IMPEDANCE TRANSFORMER AND METHODS FOR MAKING SAME}
본 발명은 안테나의 개량에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 매입형 임피던스 트랜스포머를 구비한 마이크로스트립 패치 안테나의 장점에 관한 것이다.
전형적인 마이크로스트립 패치 안테나에서, 대지면위의 절연 기판 상에 제조되는 금속성의 패치에 의해 방사기(radiator) 구성 요소가 제공된다. 마이크로스트립 패치 안테나는 다양한 특징으로 인해 안테나 분야에서 중요한 역할을 하고 있다. 그 특징은 낮은 프로파일, 감소된 중량, 상대적으로 낮은 제조비, 분극차(polarization diversity), 여러 동일 패치를 어레이로 그룹화할 수 있으며회로 구성 요소로 집적될 수 있게 하는 상대적으로 쉬운 집적 프로세스를 포함하고 있다.
효율적으로 기능하기 위해서, 안테나의 입력 임피던스는 전송 급전 선(transmission feed line)의 임피던스와 일치하여야 한다. 마이크로스트립 패치 안테나의 임피던스 매칭을 달성하는데 여러 기술이 사용된다. 도 3에 예시되고 이하에 설명되는 동축 급전 장치를 사용하는 패치 안테나에서, 전형적으로, 임피던스 매칭은 패치 구성 요소 급전 포인트의 위치를 조정함으로써 성취된다. 그러나, 아래에 설명되는 바와 같이, 이러한 방법을 이용하여 활용할 수 있는 임피던스 매칭의 범위는 패치 구성 요소의 물리적인 면적에 의해 제한된다.
패치 구성 요소의 크기외에 패치 안테나의 설계 파라미터를 변경함으로써 소망의 임피던스 매칭을 얻는 것이 이론적으로 가능할 수 있지만, 이러한 변경은 종종 현실적이지 않다. 마이크로스트립 패치 안테나의 입력 임피던스는 패치의 면적, 기판의 높이를 포함한 다수의 요인에 의해 그리고, 유전체 파라미터에 의해 결정된다. 그러나, 이들 요인의 조정은 상대적으로 제한된 가변성이 있을 수 있다. 예를 들어, 패치 면적 뿐만 아니라 안테나의 유전체 부하(loading)는 안테나의 필요한 빔폭과 공진 특성에 의해 지시될 수 있다.
종래 기술은, 마이크로스트립 안테나에 급전하는데 현재 사용되는 3개의 기본적인 기술을 설명하는 도 1 내지 도 3를 기준으로 보다 이해할 수 있을 것이다. 이들은 각각 전송선 급전, 개구 급전, 및 동축 급전을 포함하고 있다.
도 1은 전송선 급전 기술을 사용하는 패치 안테나(10)의 사시도를 도시하고있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 안테나(10)는 대지면(16)의 최상부에 놓인 유전체 기판(14) 상에서 제조되었던 실질적으로 정사각형의 패치 구성 요소(12)를 포함하고 있다. 패치 구성 요소(12)로의 급전선(18)은 패치 구성 요소(12)와 동일 기판(14) 상에서 제조되며, 패치(12)에서 절단된 인서트부(20)를 가진 패치 구성 요소(12)의 에지에 직접 접속되어 있다. 전송선 급전은 마이크로스트립 패치에 급전하는 매우 간단한 방식이다. 임피던스 매칭은 인서트부(20)의 면적을 조정함으로써 성취된다.
전송선 급전 방법은 몇몇 문제점을 가지고 있다. 먼저, 급전선과 패치 구성 요소가 동일 레벨 상에 있기 때문에, 동시에 최적화할 수 없다. 두번째로, 이러한 구성의 급전선은, 의사 송신을 생성하여 그 결과 교차 분극차(cross-polarization discrimination) 및 패턴 성능을 감소시키는 다른 방사기로서 기능한다. 또한, 급전선으로부터의 송신을 제어하기 위해서, 급전선의 폭은 너무 넓을 수 없으며, 그 결과 상대적으로 얇은 기판이 된다. 일반적으로, 마이크로스트립 안테나의 대역폭은 기판의 두께에 비례한다고 알고 있다. 그러므로, 이러한 형태의 급전은 협대역폭의 기판을 야기한다.
도 2는 개구 급전 방법을 이용한 패치 안테나(30)의 부분 단면 사시도를 도시하고 있다. 안테나(30)는 대지면(36)의 최상부 위에 놓인 제 1 유전체 기판(34) 상에서 제조된 패치 안테나(32)를 포함하고 있다. 마이크로스트립 급전선(38)은 대지면(36)의 바로 아래에 놓인 제 2 유전체 기판(40)의 바닥면 상에서 제조된다. 마이크로스트립 급전선(38)과 패치 구성 요소(32)는 마이크로스트립 급전선(38)에 가로질러 놓인 대지면(40)내의 슬롯(42)에 의해 결합된다. 최종적으로, 금속 플레이트 반사체(44)는 전형적으로 대지면(36)내의 슬롯 개구(42)로부터의 의사 송신을 감소시키기 위해 다른 안테나 구성 요소 바로 아래에 제공된다.
개구 급전 방법은, 마이크로스트립 급전선(38)이 대지면(36) 바로 아래에 있으며, 또한 무관하게 설계될 수 있기 때문에, 마이크로스트립 급전선으로부터의 의사 송신과 기본 대역폭 제한을 포함한, 전송선 급전 방법과 관련된 일부 단점을 수정한다. 그러나, 반사체(44)가 존재하기 때문에, 병렬 모드가 쉽게 여기되며 대지면과 반사체 사이에서 이동하는 것이 가능하다. 그러므로, 개구 급전 구조에서 하나의 중요 과제는 병렬 모드를 억제하는 방법에 관한 것이다.
도 3은 동축 급전 방법을 사용하는 패치 안테나(50)의 사시도를 도시하고 있다. 안테나(50)는 유전체 기판(54)의 최상부 상에 제조된 패치 구성 요소(52)를 포함하고 있다. 대지면(56)은 유전체 기판(52)의 하위 표면과 인접한다. 최종적으로, 동축 급전선(58)은 대지면(56)의 하위 표면에 수직으로 장착된다. 동축 급전선(58)의 외부 도체(60)는 대지면(56)에 전기적으로 접속되며, 동축 급전선(58)의 내부 도체(62)는 패치 구성 요소(52)의 밑바닥에 전기적으로 접속된다. 입력 임피던스는 패치 구성 요소(52)로의 급전(62)의 위치의 함수이다. 따라서, 패치 안테나(50)의 임피던스는 급전선(58)을 적당히 배치시킴으로써, 급전선에 일치될 수 있다. 동축 급전선(58)은 송신 구성 요소, 즉 패치(52)로 전류를 직접 전달하기 때문에, 동축 급전선은 개구 급전 구조보다 보다 안정된 신호 커플링을 제공한다. 또한, 동축 급전 접근 방법에서, 보다 넓은 빔폭과 같은 특정의 전기 성능 특성을 얻는데 보다높은 절연 부하를 필요로 하는 상황에서 병렬 모드 여기와 보다 덜 연관되어 있다.
도 3에 설명된 동축 급전 방법에서, 급전의 위치는, 특히, 입력 임피던스를 결정하는 다른 요인, 즉, 패치 면적, 기판의 높이, 및 절연 파라미터는 필요한 안테나 명세, 즉, 안테나 빔폭 및 공진 주파수에 의해 결정될 수 있기 때문에, 패치 구성 요소의 입력 임피던스와 일치시킬 때 중요할 수 있다. 그러나, 특정 상황에서, 이용가능한 패치 면적내에서 소망의 매칭 급전 위치를 조사하는 것이 어렵고 불가능할 수 있다. 따라서, 주어진 마이크로스트립 패치 안테나에 이용가능한 임피던스 매칭 범위는 제한되어 있다.
상술한 문제등은 본 발명에서 중점적으로 논의되고 있으며, 한 측면은 기판상에 제조된 패치 구성 요소, 대지면, 및 패치 구성 요소와 대지면 사이의 임피던스 트랜스포머를 가진 안테나를 제공한다. 패치 구성 요소는 임피던스 트랜스포머의 한 끝단에 전기적으로 접속되어 있으며, 급전선은 대지면을 통해 임피던스 트랜스포머의 다른 끝단에 전기적으로 접속되어 있다. 임피던스 트랜스포머를 사용하면, 패치 구성 요소의 물리적인 제한없이 임피던스를 매칭시킬 수 있다. 본 발명의 다른 측면에 따라서, 패치 구성 요소는 기판 표면 상에 제조되며, 대지면은 제 2 기판 표면 상에 제조되며, 대지면은 복수의 기판층에 의해 패치 구성 요소와 분리되어 있다. 임피던스 트랜스포머는 패치 구성 요소와 대지면 사이의 인접하는 기판층 사이에 삽입되어 있으며, 도전성의 비아(via)는 패치 구성 요소상의 급전점에임피던스 트랜스포머의 한 끝단을 접속시킨다. 임피던스 트랜스포머를 통해 동축 급전부와 패치 구성 요소 사이에서 신호가 전달되도록, 안테나는 대지면에 전기적으로 접속되어 있는 외부 도체와, 임피던스 트랜스포머의 다른 끝단에 전기적으로 접속된 내부 도체를 가지고 있는 동축 급전부를 추가로 가지고 있다.
본 발명의 추가 장점 및 잇점은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면을 참조하여 보다 분명해 질 것이다.
도 1은 전송선 급전을 이용한 종래 기술에 따른 패치 안테나의 사시도,
도 2는 개구 급전을 이용한 종래 기술에 따른 패치 안테나의 부분 절단 사시도,
도 3은 동축 급전을 이용한 종래 기술에 따른 패치 안테나의 사시도,
도 4a는 본 발명에 따른 매입형 임피던스 트랜스포머를 가진 패치 안테나의 제 1 실시예의 부분 절단 사시도,
도 4b는 도 4a에 도시된 패치 안테나의 정면도,
도 4c는 평면 C-C를 따라 도 4a-4b에 도시된 안테나를 절단한 단면도,
도 5a는 본 발명에 따른 매입형 임피던스 트랜스포머를 가진 패치 안테나의 다른 실시예의 정면도,
도 5b는 도 5a에 도시된 안테나의 밑면도,
도 5c는 평면 C-C를 따라 도 5a-5b에 도시된 안테나를 절단한 단면도,
도 6은 도 5a-5c에 도시된 안테나의 최상부 기판층의 밑면도,
도 7은 최상부 기판층이 제거된, 도 5a-5c에 도시된 안테나의 정면도,
도 8은 도 5a-5c에 도시된 안테나의 중간 기판층의 밑면도,
도 9는 최상부 기판층과 중간 기판층이 제거된, 도 5a-5c에 도시된 안테나의 정면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 안테나 12 : 패치 구성 요소
14 : 기판 16 : 대지면
20 : 삽입부 42 : 슬롯 개구
58 : 동축 급전선 60 : 외부 도체
본 발명의 일측면은 기판상에 제조된 패치 구성 요소, 대지면, 및 패치 구성 요소와 대지면 사이의 임피던스 트랜스포머를 포함하는 마이크로스트립 패치 안테나를 제공한다. 패치 구성 요소는 임피던스 트랜스포머의 한 끝단에 전기적으로 접속되며, 급전선은 대지면을 통해 임피던스 트랜스포머의 다른 끝단에 전기적으로 접속되어 있다. 이러한 기술은 주어진 마이크로스트립 패치 안테나에 이용가능한 임피던스 정합의 범위를 상당히 향상시킬 수 있다는 것을 알 수 있다. 전형적인 동축 급전부는 대략 50 Ω의 임피던스를 가질 수 있다. 중앙 급전점을 가진 전형적인 패치 구성 요소는 150-200 Ω범위의 임피던스를 가질 수 있다. 상술한 바와 같이, 종래 기술에서, 임피던스 정합은 중앙에서 떨어지게 패치 구성 요소의 급전점을 이동시킴으로써 이울어진다. 그러나, 이러한 동작은 이용가능한 임피던스 정합의 범위는 패치의 물리적인 면적에 의해 제한된다. 개별 임피던스 트랜스포머를 제공함으로써, 이러한 물리적인 제한을 제거하며, 패치 구성 요소의 면적이 다른 설계에의해 지시되는 상황에서 임피던스 정합을 가능케한다.
또한, 본 발명은 마이크로스트립 패치 안테나의 알려진 기본적인 단점, 즉, 제한된 대역폭을 중점적으로 논의하는데 사용될 수 있다. 이하에 설명되는 광대역 정합 기술을 현재의 광대역 방법, 즉, 스택 패치 설계와 같은 방법과 통합시킴으로써, 대역폭 기능을 향상시키는데 사용될 수 있다.
도 4a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 패치 안테나(70)의 부분 절단 사시도를 도시하고 있다. 도 4b는 안테나(70)의 정면도를 도시하며, 도 4c는 평면 C-C를 따라 절단한 안테나(70)의 단면도를 도시하고 있다. 설명을 위해서, 도 4a는 투명한 패치 구성 요소(32)와 제 1 기판(34)을 도시하고 있다. 안테나(70)는 상위 및 하위층(76, 78)을 가진 절연 기판(74)의 상위 표면 상에 제조된 패치 구성 요소(72)를 포함하고 있다. 상위 층(76)과 하위 층(78) 사이에는 임피던스 트랜스포머(80)가 존재한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 임피던스 트랜스포머(80)는 선 폭을 효과적으로 증가시켜서, 신호의 입력 임피던스와 정합하도록 안테나의 부하 임피던스를 낮추는 금속성의 스트립으로서 구현되어 있다. 임피던스 트랜스포머(80)의 면적은 소망의 임피던스 특성을 얻기 위해 시뮬레이션을 가동시킴으로써 계산된다. 하위 기판층(78)의 밑바닥면은 대지면(82)을 포함하고 있다. 내부 도체(86)와 외부 도체(78)을 가진 동축 급전부(84)는 대지면(82)의 밑바닥면에 수직으로 장착되어 있다. 임피던스 트랜스포머(82)의 한 끝단은 비아(90)에 의해 패치 구성 요소 상의 급전점에 접속되어 있다. 임피던스 트랜스포머(80)의 다른 끝단은 동축 급전부(84)의 내부 도체(86)에 접속되어 있다. 따라서, 신호는 트랜스포머(80)를 지나서, 비아(90)를 통해 동축 급전부(84)에서 패치 구성 요소(72)로 전송된다.
도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 동축 급전부(84)는 패치 구성 요소(72)의 중앙 바로 아래에 있도록 배치되며, 입력 임피던스는 0이 된다. 트랜스포머(80)가 있기 때문에, 임피던스 정합에 있어서의 비아(90)의 위치는 종래의 동축 급전 구조만큼이나 절대적인 것은 아니다. 비아(90)와 동축 급전부(84) 간의 임피던스를 정합시키기 위해, 임피던스 트랜스포머(80)를 설계하는 것이 가능하다.
도 5a와 도 5b는 본 발명에 따른 마이크로스트립 패치 안테나(100)의 다른 실시예의 정면도 및 밑면도를 각각 도시하고 있다. 도 5c는 평면 C-C를 따라 도 5a와 도 5b에 도시된 안테나(100)의 단면을 도시하고 있다. 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 안테나(100)는 3개의 층, 즉, 최상부 층(106), 중간층(108), 및 바닥층(110)을 가진 절연 기판(104)의 최상부 표면 상에 제조된 패치 구성 요소(102)를 포함하고 있다. 추가로 아래에 설명되는 바와 같이, 3개의 층 기판을 이용하면, 제조 프로세스가 용이해진다. 임피던스 트랜스포머(112)는 중간 기판층(108)과 바닥 기판층(110) 사이에 존재한다. 바닥 기판층(110)의 하위면은 구리 또는 다른 도체로 덧씌워져 있어서 대지면(114)을 형성한다. 외부 금속 기저판(116)은 대지면(114)의 외측면에 장착되어 있다. 동축 급전부(118)는 그와 수직으로, 기저판(116)의 중앙부에 장착되어 있다. 동축 급전부(118)의 외부 도체(120)는 대지면(114)에 접속되어 있으며, 동축 급전부(118)의 내부 도체(122)는 임피던스 트랜스포머(112)의 제 1 끝단에 접속되어 있다. 임피던스 트랜스포머(112)의 제 2끝단은 비아(124)에 의해 패치 구성 요소(102) 상의 급전점(126)에 전기적으로 접속되어 있다. 본 발명의 실시예에서, 비아(124)는 최상부 및 중간 기판층(106, 108)을 관통하는 도전성의 금속 파이프이다.
도 6은 최상부 기판층(106)의 밑면도이며, 도 7은 최상부 기판층(106)이 제거된 상태의 안테나(100)의 부품의 정면도이다. 도 8은 중간 기판층(108)의 밑면도이며, 도 9는 최상부 기판층(106)과 중간 기판층(108)이 모두 제거된 사이태의 안테나(100)의 부품의 정면도이다. 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 최상부 기판층(106)의 하위 표면과 중간 기판층(108)의 상위 표면은 공백이며, 그 위에 금속성의 구성 요소가 제조되어 있지 않다. 도 8과 도 9에 도시된 바와 같이, 임피던스 트랜스포머는 중간 기판층(108)의 하위 표면상에 제조된 상위 부분(112a)과, 바닥 기판층(110)의 상위 표면 상에 제조된 하위 부분(112b)을 포함하고 있다. 완성된 안테나에서, 임피던스 안테나의 상위 부분과 하위 부분(112a-b)은 각각이 전기적으로 접속하며, 단일의 통합 구조로서 작용한다.
최상부 기판층(106)과 중간 기판층(108)은 각각이 금속성의 안테나 구성 요소가 그 위에 제조된 상태의 표면과 하나의 공백 표면을 가지고 있다는 것을 알 수 있다. 이러한 방법은 이러한 금속성의 구성 요소를 제조하는데 사용되는 프로세스가 각각의 기판의 한 측면 상에서 실행되어야 할 때, 안테나의 제조를 간략하게 한다. 물론, 원하는 경우에, 최상부 기판층(106)과 중간 기판층(108)은 단일의 기판 층과 결합될 수 있다. 또한, 기판 층 사이에 트랜스포머를 두기 보다는 오히려 기판내에 임피던스 트랜스포머를 매입시키는데 다른 구성 기술이 사용될 수 있다. 이러한 본 발명의 실시예에서, 하나의 단일 층만을 가진 기판을 사용하는 것이 가능하다.
본 발명은 동축의 마이크로스트립 패치 안테나 설계에 강력한 임피던스 정합 기술을 제공하여, 동축 급전 구조를 이용하여 광대역 설계를 실현할 수 있다. 따라서, 안테나 설계자는 스미스 챠트에서의 위치에 대해 우려하지 않고 소전압 지속 파 속도(VSWR) 궤적을 얻는데 초점을 둘 수 있다. 대신에, 광대역 정합용의 스미스 챠트 센터로 궤적을 가져갈 수 있는 매입형의 트랜스포머에 의존할 수 있다. 이러한 방법은 동축 급전 구조의 효율성 뿐만 아니라 안정성과 개구 급전 구조의 정합 기술의 장점을 결합시킨다.
전술한 설명은 당업자가 본 발명을 실행할 수 있는 명세를 포함하고 있으며, 그 설명은 그 자체적으로 예시적이고, 그에 대한 여러 수정 및 변경은 이러한 교시의 잇점을 가진 분야에서의 당업자에게 분명하다는 것을 인식해야 한다. 따라서, 본 발명은 그 자체적으로 첨부한 청구범위에 의해서 한정될 수 있으며, 청구범위는 종래 기술에 의해 허용되는 것보다 넓게 해석될 수 있게 되어 있다.
본 발명에 의해, 주어진 마이크로스트립 패치 안테나에 이용가능한 임피던스 정합의 범위를 상당히 향상시킬 수 있다.

Claims (17)

  1. 기판상에 제조된 패치 구성 요소,
    대지면,
    상기 패치 구성 요소와 상기 대지면 사이에 존재하는 임피던스 트랜스포머로서, 상기 패치 구성 요소는 상기 임피던스 트랜스포머의 제 1 끝단에 전기적으로 접속되어 있는 임피던스 트랜스포머, 및
    상기 대지면을 통해 상기 임피던스 트랜스포머의 제 2 끝단에 전기적으로 접속되어 있는 급전선을 포함하는 안테나.
  2. 절연 기판의 제 1 표면 상에 제조된 패치 구성 요소,
    상기 절연 기판의 제 2 표면 상에 제조된 대지면,
    상기 패치 구성 요소와 상기 대지면 사이에서 상기 절연 기판내에 매입되어 있는 임피던스 트랜스포머,
    상기 임피던스 트랜스포머의 제 1 끝단을 상기 패치 구성 요소 상의 급전점에 접속시키며, 상기 절연 기판을 관통하는 비아(via), 및
    상기 임피던스 트랜스포머를 통해 동축 급전부와 상기 패치 구성 요소간에 신호가 전달되도록, 상기 대지면에 전기적으로 접속되어 있는 외부 도체와 상기 임피던스 트랜스포머의 제 2 끝단에 전기적으로 접속되어 있는 내부 도체를 가진 동축 급전부를 포함하는 안테나.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 동축 급전부는 상기 대지면에 수직으로 장착되어 있는 안테나.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 동축 급전부는 상기 패치 구성 요소 바로 아래 중앙에 배치되어 있는 안테나.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 트랜스포머는 상기 비아와 상기 동축 급전부간의 임피던스를 정합시키는 안테나.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 절연 기판은 복수의 층을 포함하며, 상기 임피던스 트랜스포머는 상기 패치 구성 요소와 상기 대지면 사이의 인접하는 층 들 사이에 매입되어 있는 안테나.
  7. 제 1 절연 기판,
    상기 제 1 절연 기판의 상위 표면 상에 제조된 패치 구성 요소,
    상위 표면이 상기 제 1 절연 기판의 하위 표면에 인접하는 상태에서 상기 제 1 절연 기판 바로 아래에 장착된 제 2 절연 기판,
    상기 제 2 절연 기판의 상위 표면과 상기 제 1 절연 기판의 하위 표면 사이에 매입되어 있는 임피던스 트랜스포머,
    상기 임피던스 트랜스포머의 한 끝단을 상기 패치 구성 요소 상의 급전점과 전기적으로 접속시키며, 상기 제 1 절연 기판을 관통하는 비아,
    상기 제 2 절연 기판의 하위 표면 상에 제조된 대지면, 및
    상기 임피던스 트랜스포머를 통해 동축 급전부와 상기 패치 구성 요소 간에 신호가 전달되도록, 상기 임피던스의 제 2 끝단에 전기적으로 접속되어 상기 제 2 기판을 관통하는 내부 도체와 상기 대지면에 전기적으로 접속되어 있는 외부 도체를 가진 동축 급전부를 포함하는 안테나.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 동축 급전부는 상기 대지면에 수직으로 장착되는 안테나.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 동축 급전부는 상기 패치 구성 요소 바로 아래의 중앙에 배치되는 안테나.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 트랜스포머는 상기 비아와 상기 동축 급전부간의 임피던스를 정합시키는 안테나.
  11. 제 1 절연 기판,
    상기 제 1 절연 기판의 하위 표면 상에 제조된 패치 구성 요소,
    상위 표면이 상기 제 1 절연 기판의 하위 표면에 인접하는 상태로, 상기 제 1 절연 기판 바로 아래에 장착된 제 2 절연 기판,
    상위 표면이 상기 제 2 절연 기판의 하위 표면에 인접하는 상태로, 상기 제 2 절연 기판 바로 아래에 장착되어 있는 제 3 절연 기판,
    상기 제 3 절연 기판의 상위 표면과 상기 제 2 절연 기판의 하위 표면 사이에 매입되어 있는 임피던스 트랜스포머,
    상기 임피던스 트랜스포머의 한 끝단을 상기 패치 구성 요소 상의 급전점과전기적으로 접속시키며, 상기 제 1 및 상기 제 2 절연 기판을 관통하는 비아,
    상기 제 3 절연 기판의 하위 표면 상에 제조된 대지면,
    상기 임피던스 트랜스포머를 통해 동축 급전부와 상기 패치 구성 요소간에 신호가 전달되도록, 상기 임피던스의 제 2 끝단에 전기적으로 접속되어 상기 제 3 기판을 관통하는 내부 도체와 상기 대지면에 전기적으로 접속되어 있는 외부 도체를 가진 동축 급전부를 포함하는 안테나.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 동축 급전부는 상기 대지면에 수직으로 장착되어 있는 안테나.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 동축 급전부는 상기 패치 구성 요소 바로 아래의 중앙에 배치된 안테나.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 임피던스 트랜스포머는 상기 비아와 상기 동축 급전부 사이의 임피던스를 정합시키는 안테나.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 임피던스 트랜스포머는 상위 부분과 하위 부분을 포함하며, 상기 임피던스 트랜스포머의 상위 부분은 상기 제 2 기판의 하위 표면 상에 제조되며, 상기 임피던스 트랜스포머의 하위 부분은 상기 제 3 기판의 상위 표면 상에 제조되는 안테나.
  16. (a) 제 1 기판 표면 상에 패치 구성 요소를 제조하는 단계와,
    (b) 제 2 기판 표면 상에 대지면을 제조하는 단계와,
    (c) 상기 패치 구성 요소와 상기 대지면 사이의 인접하는 기판층 들 사이에 임피던스 트랜스포머를 매입시키는 단계와,
    (d) 상기 패치 구성 요소 상의 급전점에 상기 임피던스 트랜스포머의 제 1 끝단을 접속시키는 단계와,
    (e) 상기 임피던스 트랜스포머를 통해 동축 급전부와 상기 패치 구성 요소간에 신호가 전달되도록, 동축 급전부의 외부 도체를 상기 대지면에 접속시키고, 상기 동축 급전부의 내부 도체를 상기 임피던스 트랜스포머의 제 2 끝단에 접속시키는 단계를 포함하는 안테나 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    (f) 상기 비아와 상기 동축 급전부 사이의 임피던스를 정합시키기 위해 상기 임피던스 트랜스포머를 이용하는 단계를 더 포함하는 안테나 제조 방법.
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