KR200277530Y1 - 마이크로스트립라인 급전 슬롯 안테나 - Google Patents
마이크로스트립라인 급전 슬롯 안테나 Download PDFInfo
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Abstract
본 고안은 마이크로스트립라인 급전 슬롯안테나에 관한 것으로서 외부의 송수신장치와 RF 전력을 송수신하는 커넥터와, 상기 커넥터와 일측 끝단이 접촉되어 전기적으로 연결되게 도전성 금속으로 Y축 방향으로 길게 형성되어 상기 RF 전력을 급전하는 급전선과, 상기 급전선의 타측 끝단과 연결되어 한 몸체를 이루며 X축 방향으로 급전영역을 갖고 Y축 방향으로 2개 이상의 복수개의 스터브를 갖도록 형성되어 상기 급전된 RF 전력을 공진시키는 급전공진부와, 상기 급전선 및 급전공진부 상에 형성되어 상기 급전공진부에서 공진된 RF 전력을 도파하는 유전체층과, 상기 유전체층 상에 도전성 금속으로 이루어져 접지되는 방사방지층과, 상기 방사방지층에 상기 유전체층의 상기 급전공진부와 대응하는 부분이 노출되도록 형성되어 상기 공진된 RF 전력을 전면 및 배면의 양 방향으로 방사하는 슬롯으로 구성된 마이크로스트립라인 급전 슬롯안테나에 있어서, 상기 급전공진부은 급전영역 및 2개의 스터브 각각이 상기 슬롯의 중앙점에 대해 Y축 방향으로 (-) 또는 (+)방향으로 이격 거리 a를 갖는 제 1 옵셋 간격(offset1), X축의 (-)방향으로 이격 거리 b를 갖는 제 2 옵셋 간격(offset2), X축의 (+)방향으로 이격 거리 c를 갖는 제 3 옵셋 간격(offset3)을 갖는다.
Description
본 고안은 마이크로스트립라인 급전 슬롯 안테나(microstripline-fed slot antenna)에 관한 것으로서, 특히, 급전공진부을 옵셋(offset)시키는 것에 의해 복사 저항이 일정하도록 하여 광대역 특성을 갖는 마이크로스트립라인 급전 슬롯 안테나에 관한 것이다.
마이크로스트립라인 급전 슬롯 안테나는 UHF 극초단파대와 마이크로웨이브 대역에서 운용되는 탐지레이더, 셀룰러폰 기지국 또는 위성통신 등의 분야에 널리 사용되고 있다. 마이크로스트립라인 급전 슬롯 안테나는 크기가 작고 무게가 가벼우며, 집적화가 쉽고, 대량 생산이 용이하여 가격이 저렴하며 여러가지 형태로 만들 수 있는 점과 집적회로(IC)와 호환성을 갖는다.
그러나, 일반적인 마이크로스트립라인 급전 슬롯 안테나는 주파수 대역폭(frequency bandwidth)이 좁다.
그러므로, 종래에는 마이크로스트립라인 급전 슬롯 안테나는 급전부 및 급전공진부와 동일한 층 또는 다른 층의 슬롯이 형성되지 않는 영역에 별도의 정합회로를 형성하여 주파수 대역폭을 넓게 하였다.
그러나, 마이크로스트립라인 급전 슬롯 안테나는 정합회로에 의해 크기 및 두께가 증가되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 고안의 목적은 별도의 정합회로 없이 주파수 대역폭을 넓힘으로써 크기 및 두께를 감소시킬 수 있는 마이크로스트립라인 급전 슬롯 안테나를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 광대역의 마이크로스트립라인 급전 슬롯 안테나는 외부의 송수신장치와 RF(Radio Frequency) 전력을 송수신하는 커넥터와, 상기 커넥터와 일측 끝단이 접촉되어 전기적으로 연결되게 도전성 금속으로 Y축 방향으로 길게 형성되어 상기 RF 전력을 급전하는 급전선과, 상기 급전선의 타측 끝단과 연결되어 한 몸체를 이루며 X축 방향으로 급전영역을 갖고 Y축 방향으로 2개 이상의 복수개의 스터브(stub)를 갖도록 형성되어 상기 급전된 RF 전력을 공진시키는 급전공진부와, 상기 급전선 및 급전공진부 상에 형성되어 상기 급전공진부에서 공진된 RF 전력을 도파하는 유전체층과, 상기 유전체층 상에 도전성 금속으로 이루어져 접지되는 방사방지층과, 상기 방사방지층에 상기 유전체층의 상기 급전공진부와 대응하는 부분이 노출되도록 형성되어 상기 공진된 RF 전력을 전면 및 배면의 양 방향으로 방사하는 슬롯으로 구성된 마이크로스트립라인 급전 슬롯 안테나에 있어서, 상기 급전공진부은 급전영역 및 2개의 스터브(stub)의 각각이 상기 슬롯의 중앙점에 대해 Y축 방향으로 (-) 또는 (+)방향으로 이격 거리 a를 갖는 제 1 옵셋 간격(offset1), X축의 (-)방향으로 이격 거리 b를 갖는 제 2 옵셋 간격(offset2), X축의 (+)방향으로 이격 거리 c를 갖는 제 3 옵셋 간격(offset3)을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기에서 상기 슬롯의 중심점을 통해 방사되는 RF 전력의 공진 주파수가 3.5GHz일 때 상기 a는 0.144λg이고, b는 0.08λg 이며, c는 0.048λg인 것이 바람직하다.
상기에서 급전부의 하부에 형성되어 상기 슬롯에서 배면 방사된 RF 전력을 반사시켜 전면 방사되도록 하는 반사층을 더 구비하는 것이 바람직하다.
도 1은 본 고안에 따른 마이크로 스트립라인 급전 슬롯 안테나의 사시도.
도 2는 도 1의 분해 사시도.
도 3은 본 고안에 따른 마이크로 스트립라인 급전 슬롯 안테나의 디자인 파라메터를 도시한 평면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 커넥터 12 : 급전부
13 : 급전선 15 : 급전공진부
17 : 유전체층 19 : 방사방지층
21 : 슬롯 23 : 반사층
25 : 중간점
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명한다.
도 1은 본 고안에 따른 마이크로스트립라인 급전 슬롯 안테나의 사시도이며, 도 2는 도 1의 분해 사시도이고, 도 3은 본 고안에 따른 마이크로스트립라인 급전 슬롯 안테나의 디자인 파라메터를 도시한 평면도이다.
본 고안에 따른 마이크로스트립라인 급전 슬롯 안테나는 커넥터(11), 급전부(12), 유전체층(17), 방사방지층(19) 및 반사층(23)을 포함한다.
상기에서 커넥터(11)는 외부의 송수신장치와 RF(Radio Frequency) 전력을 송수신한다.
급전부(12)는 구리 등의 도전성 금속으로 한 몸체를 이루는 마이크로스트립라인으로 형성되며 급전선(13) 및 급전공진부(15)으로 구분된다. 상기에서 급전선(13)은 일측 끝단이 커넥터(11)와 접촉되어 전기적으로 연결되도록 Y축 방향으로 길게 형성되며, 급전공진부(15)는 급전선(13)의 타측 끝단과 연결되며 X축 방향으로 급전영역을 갖고 Y축 방향으로 2개 이상의 복수개의 스터브(stub)를 갖도록 형성된다.
상기에서 급전선(13)은 커넥터(11)로 부터 인입되는 RF 전력을 입력받아 급전공진부(15)로 전송한다. 급전공진부(15)는 급전선(13)을 통해서 전송되는 RF 전력을 반사하여 공진을 발생시킨다.
유전체층(17)은 급전선(13) 및 급전공진부(15)으로 이루어진 급전부(12) 상에 형성되어 급전공진부(15)에서 공진된 주파수를 갖는 RF 전력을 도파한다.
방사방지층(19)은 구리 등의 도전성 금속으로 이루어지며 접지되어 있다. 상기에서 방사방지층(19)은 급전공진부(15)와 대응하는 부분의 유전체층(17)을 노출시키는 슬롯(21)이 형성된다. 상기에서 방사방지층(19)은 급전부(12)에서 공진된 RF 전력이 외부로 방사되는 것을 방지하고 슬롯(19)이 형성된 부분에서만 유기되어 방사되도록 한다. 공진된 주파수를 갖는 RF 전력은 슬롯(19)이 형성된 부분에서 유전체층(17)의 상부 및 하부의 양 방향으로 방사되어 전면 및 배면 방사된다.
상기에서 방사방지층(19)은 급전공진부(15)가 슬롯(19)의 중앙점(25)에서 소정 간격 어긋나 옵셋(offset)되게 형성된다. 급전공진부(15)의 급전영역 및 2개의 스터브(stub)의 각각은 슬롯(21)의 중앙점(25)에 대해 제 1 옵셋 간격(offset1), 제 2 옵셋 간격(offset2) 및 제 3 옵셋 간격(offset3)을 갖는다. 상기에서 제 1 옵셋 간격(offset1)은 중심점(23)에서 Y축의 (-) 또는 (+)방향으로 a 정도의 이격 거리, 제 2 옵셋 간격(offset2)은 X축 (-)방향으로 b 정도의 이격 거리, 그리고, 제 3 옵셋 간격(offset3)은 X축 (+)방향으로 c 정도의 이격 거리를 갖는다.
반사층(23)은 급전부(12)의 하부에 형성되어 슬롯(21)에서 유전체층(17)의 전면 및 배면으로 방사되는 공진된 주파수를 갖는 RF 전력 중 배면 방사되는 것을 전면으로 반사시킨다. 그러므로, 반사층(23)에서 반사된 RF 전력도 전면 방사되므로 방사 이득이 증가된다.
상기에서 커넥터(11)를 통해서 입력된 RF 전력을 공진시켜 슬롯(21)을 통해서 방사되는 경우를 기술하였으나, 기술한 내용과 반대로 슬롯(21)를 통해서 인가된 RF 전력을 유기하여 커넥터(11)를 통해서 출력할 수도 있다.
상술한 구성의 본 고안에 따른 마이크로스트립라인 급전 슬롯 안테나는 슬롯(21)의 중심점(23)을 통해 방사되는 RF 전력의 공진 주파수가 3.5GHz에서 급전선(13)의 폭이 4.796㎜일 때 유기된 파장(λg)은 62.524㎜이다. 상기에서 제 1 옵셋 간격(offset1) a는 0.144λg로 10㎜이고, 제 2 옵셋 간격(offset2) b는 0.08λg로 5㎜이며, 제 3 옵셋 간격(offset3) c는 0.048λg로 3㎜이다.
상기에서 급전공진부(15)의 옵셋은 임피던스와 리액턴스를 변화시키므로 입력임피던스, 전압정재파비, 반사손실 및 복사 효율 등의 안테나 특성에 민감하다. 그러므로, 급전공지부(15)는 제 1 옵셋 간격(offset1), 제 2 옵셋 간격(offset2) 및 제 3 옵셋 간격(offset3)의 3중 옵셋에 의해 임피던스 정합 특성이 향상되며, 이에 따라, 사용 가능한 주파수 대역 내에서 3중 공진 특성을 가지게 되어 대역폭이 넓어지게 된다.
상술한 바와 같이 본 고안에 따른 마이크로스트립라인 급전 슬롯 안테나는 급전공진부의 급전영역 및 2개의 스터브(stub) 각각이 슬롯의 중앙점에 대해 제 1, 제 2 및 제 3 옵셋 간격(offset1)(offset2)(offset3)을 갖도록 쓰리 옵셋(three offset)되므로 특별한 정합회로의 추가 없이 광대역 특성을 갖는 RF 전력을 방사시켜 다양한 대역의 주파수 적용한다.
따라서, 본 고안에 따른 마이크로스트립라인 급전 슬롯 안테나는 광대역 주파수를 갖기 위해 별도의 정합회로가 필요하지 않으므로 크기 및 두께를 감소시킬 수 있는 잇점이 있다.
Claims (3)
- 외부의 송수신장치와 RF(Radio Frequency) 전력을 송수신하는 커넥터와, 상기 커넥터와 일측 끝단이 접촉되어 전기적으로 연결되게 도전성 금속으로 Y축 방향으로 길게 형성되어 상기 RF 전력을 급전하는 급전선과, 상기 급전선의 타측 끝단과 연결되어 한 몸체를 이루며 X축 방향으로 급전영역을 갖고 Y축 방향으로 2개 이상의 복수개의 스터브(stub)를 갖도록 형성되어 상기 급전된 RF 전력을 공진시키는 급전공진부와, 상기 급전선 및 급전공진부 상에 형성되어 상기 급전공진부에서 공진된 RF 전력을 도파하는 유전체층과, 상기 유전체층 상에 도전성 금속으로 이루어져 접지되는 방사방지층과, 상기 방사방지층에 상기 유전체층의 상기 급전공진부와 대응하는 부분이 노출되도록 형성되어 상기 공진된 RF 전력을 전면 및 배면의 양 방향으로 방사하는 슬롯을 구비하는 마이크로스트립라인 급전 슬롯 안테나에 있어서,상기 급전공진부은 급전영역 및 2개의 스터브(stub)의 각각이 상기 슬롯의 중앙점에 대해 Y축 방향으로 (-) 또는 (+)방향으로 이격 거리 a를 갖는 제 1 옵셋 간격(offset1), X축의 (-)방향으로 이격 거리 b를 갖는 제 2 옵셋 간격(offset2), X축의 (+)방향으로 이격 거리 c를 갖는 제 3 옵셋 간격(offset3)을 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립라인 급전 슬롯 안테나.
- 청구항 1에 있어서 상기 슬롯의 중심점을 통해 방사되는 RF 전력의 공진 주파수가 3.5GHz일 때 상기 a는 0.144λg이고, b는 0.08λg이며, c는 0.048λg인 마이크로스트립라인 급전 슬롯 안테나.
- 청구항 1에 있어서 상기 급전부의 하부에 형성되어 상기 슬롯에서 배면 방사된 RF 전력을 반사시켜 전면 방사되도록 하는 반사층을 더 구비하는 마이크로스트립라인 급전 슬롯 안테나.
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR102225125B1 (ko) * | 2019-11-19 | 2021-03-10 | 충남대학교 산학협력단 | 초순수 기반 절연체가 적용된 뇌삽입 안테나 |
| WO2021241962A1 (ko) * | 2020-05-25 | 2021-12-02 | 동우화인켐 주식회사 | 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 |
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2002
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| KR102225125B1 (ko) * | 2019-11-19 | 2021-03-10 | 충남대학교 산학협력단 | 초순수 기반 절연체가 적용된 뇌삽입 안테나 |
| WO2021100999A1 (ko) * | 2019-11-19 | 2021-05-27 | 충남대학교산학협력단 | 초순수 기반 절연체가 적용된 뇌삽입 안테나 |
| WO2021241962A1 (ko) * | 2020-05-25 | 2021-12-02 | 동우화인켐 주식회사 | 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 |
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