KR20050050642A - 전기적 소용량의 광대역 유전체 안테나 - Google Patents

Abstract

유전체 기판의 제1 측면 상에 장착된 유전체 소자와, 상기 기판의 상기 제1 측면에 설치되며 상기 기판과 상기 유전체 소자 사이에 연장하는 마이크로스트립 피드와, 상기 제1 측면에 대향하는 제2 측면 상에 형성되는 전도층을 포함하는 유전체 안테나가 제공되며, 상기 유전체 소자의 위치에 대응하는 위치에서 상기 전도층에는 애퍼처(aperture)이 형성된다. 상기 안테나는 전기적으로 소용량이고, 광대역폭 및 뛰어난 이득 특성을 가지며 효율이 좋고 동조가 쉽게 어긋나지 않는다.

Description

전기적 소용량의 광대역 유전체 안테나 {AN ELECTRICALLY SMALL DIELECTRIC ANTENNA WITH WIDE BANDWIDTH}

본 발명은 애퍼처(aperture)를 가진 피드 및 그라운드플레인을 가지며 또한 광대역을 갖는 유전체 안테나에 관한 것이다.

유전체 안테나는 예를 들어 이동 전기통신에서 사용되는 바와 같이, 선택된 송수신 주파수로 무선파를 방사시키거나 수신하는 장치이다. 일반적으로, 유전체 안테나는 접지 기판(grounded substrate) 상에 또는 기판에 가깝게 배치된 유전체 재료의 체적으로 구성되며, 상기 유전체 재료에 삽입되어 있는 모노폴 프로브(monopole probe)나 또는 상기 접지 기판에 제공되어 있는 모노폴 애퍼처 피드(monopole aperture feed)에 의해, 상기 유전체 재료와 에너지를 주고 받는다(애퍼처 피드는 불연속성이며, 일반적으로 모양이 사각형이거나 타원형, 직사각형, 'H'형의 사다리꼴, '＜―＞'형 또는 나비/매듭형이거나 그리고 이러한 형상들의 조합 역시 가능하며, 상기 유전체 재료에 의해 덮여지는 상기 접지 기판에 제공된다. 상기 애퍼처 피드는 상기 유전체 재료에서 떨어져 있는 상기 접지 기판의 측면 상에 위치하는 마이크로스트립 송신선(microstrip transmission line), 접지 또는 비접지 코플래너 송신선(grounded or ungrounded coplanar transmission line), 트리플레이트(triplate), 슬롯라인(slotline) 등의 형태로 스트립 피드에 의해 여기된다). 마이크로스트립 송신선에 대한 직접 접속 및 상기 송신선에 의한 여기 역시 가능하다. 대안적으로, 상기 유전체 재료에 다이폴 프로브가 삽입될 수 있으며, 이 경우 접지 기판은 필요하지 않다. 복수의 피드를 제공하고 이러한 일련의 또는 다양한 조합을 여기시킴으로써, 연속적으로 또는 증가하는 조종 가능한 빔 또는 빔들이 형성될 수 있으며, 이에 대해서는 예를 들어 본 출원과 동시 계류중인 미국특허출원 제09/431,548호 및 KINGSLEY, S.P. 및 O'KEEFE, S.G. 등에 의한 공보, "Beam steering and monopulse processing of probe-fed dielectric resonator antennas", IEEE Proceedings - Radar Sonar and Navigation, 146, 3, 121-125, 1999에 개시되어 있으며, 이러한 문헌들의 모든 내용은 본 출원에 참조로서 원용된다.

유전체 안테나의 공진 특성은 특히 유전체 재료의 체적의 형상과 크기, 상기 유전체 재료에 대한 피드의 형상, 크기 및 위치, 및 그라운드플레인의 형상, 크기 및 위치에 좌우된다. 유전체 재료에 있어서, 상기 피드에 의해 여기될 때 유전체 재료가 방사되는 것을 인식하여야 한다. 이것은 종래 전도성 방사 소자가 방사 소자의 공진 특성을 변형하는 유전체 재료로 케이스화되어 있는, 유전적으로 로딩된 안테나(dielectrically loaded antenna: DLA)와는 대조적이다. 추가적인 구별을 살펴보면, DLA는 유전체를 흐르는 변위 전류를 가지지 않거나 가지더라도 미미한 변위 전류만을 가지는데 반해, 유전체 공진기 안테나(dielectric resonator antenna: DRA)나 고유전체 안테나(HDA)는 중요한 변위 전류를 갖는다.

유전체 안테나는 다양한 형태를 취하는데, 흔한 형태로는 원통형 또는 1/2-스플릿 또는 4/1-스플릿 실린더 (split cylindrical)가 있다. 유전체 매체는 세라믹 유전체를 포함하는 몇 가지 후보 재료로 제조될 수 있다.

유전체 공진기 안테나(DRA)는 먼저 1983년 계통적으로 연구되었다[LONG, S.A., McALLISTER, M.W., 및 SHEN, L.C.: "The Resonant cylindrical Dielectric Cavity Antenna", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, AP-31, 1983, pp 406-412]. 이후, 고 방사 효율, 가장 흔히 사용되는 송신선 및 작은 물리적 크기에 대한 뛰어난 매칭으로 인해, 방사 패턴에 관심이 증대되었다[MONGIA, R.K. 및 BHARTIA, P.: "Dielectric Resonator Antennas - A Review and General Design Relations for Resonant Frequency and Bandwidth", International Journal of Microwave and Millimetre-Wave Computer-Aided Engineering, 1994, 4, (3), pp 230-247]. 어느 정도 보다 최근의 개발의 요약을 PETOSA, A., ITTIPIBOON, A., ANTAR, Y.M.M., ROSCOE, D., 및 CUHACI, M.: "Recent advances in Dielectric-Resonator Antenna Technology", IEEE Antennas and Propagation Magazine, 1998, 40, (3), pp 35-48에서 찾아볼 수 있다.

그라운드플레인(접지 기판) 상에 장착되거나 그라운드플레인에 가까이 있어 적절한 방법으로 여기될 때 뛰어난 유전체 공진기 구조로서 작용하기 위한 다양한 기본적인 형상이 발견되었다. 잘 알려진 구조가 이하에 열거된다.

직사각형 [McALLISTER, M.W., S.A. 및 CONWAY G.L.: "Rectangular Dielectric Resonator Antenna", Electronics Letters, 1983, 19, (6), pp 218-219].

삼각형 [ITTIPIBOON, A., MONGIA, R.K., ANTAR, Y.M.M., BHARTIA, P. 및 CUHACI, M.: "Aperture Fed Rectangular and Triangular Dielectric Resonators for use as Magnetic Dipole antennas", Electronics Letters, 1993, 29, (23), pp 2001-2002].

반구 [LEUNG, K. W. : "Simple results for conformal-strip excited hemispherical dielectric resonator antenna", Electronics Letters, 2000, 36, (11)].

원통형 [LONG, S.A., McALLISTER, M. W., 및 SHEN, L.C.: "The Resonant Cylindrical Dielectric Cavity Antenna", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, AP-31, 1983, pp 406-412].

1/2- 스플릿 실린더 (그라운드플레인 상에 수직으로 장착된 1/2 원통형) [MONGIA, R.K., ITTIPIBOON, A., ANTAR, Y.M.M., BHARTIA, P. 및 CUHACI, M: "A Half-Split Cylindrical Dielectric Resonator Antenna Using slot-Coupling", IEEE Microwave and guided Wave Letters, 1993, Vol. 3, No. 2, pp 38-39].

이러한 안테나 설계 중 일부 역시 섹터로 여러 부문으로 나뉘어졌다. 예를 들어, 원통형 DRA를 반으로 두 부문으로 나눌 수 있다 [TAM, M.T.K. 및 MURCH, R.D.: "Half volume dielectric resonator antenna designs", Electronics Letters, 1997, 33, (23), pp 1914-1916]. 그렇지만, 안테나를 반으로 분할하는 것이나 추가적인 부분으로 나누는 것이 원통형, 직사각형 등으로부터의 기본적인 기하학적 구조를 변경하는 것은 아니다.

고유전체 안테나(HDA)는 DRA와 유사하지만 유전체 공진기 아래에 온전한 그라운드플레인을 갖는 대신, HDA는 유사한 그라운드플레인을 가지거나 그라운드플레인을 전혀 갖지 않는다. DRA는 일반적으로 깊고 잘 정의된 공진 주파수를 가지는 반면, HDA는 덜 정밀하게 정의된 응답을 가지는 경향이 있다. 그러나 HDA는 더 넓은 주파수 범위에서 동작한다. HDA는 DRA와 같이 동일하게 많은 바람직한 형상을 취할 수 있다. 그렇지만, 임의의 유전체 형상을 제조하여 방사시킬 수 있으며 이것은 안테나를 그 주조에 대해 정각이 되도록 설계할 때 유용하다.

DRA나 HDA 모두에서, 주요 라디에이터는 유전체 공진기이다. DLA에서 주요 라디에이터는 전도성 성분(예를 들어 구리선 등)이며 상기 유전체는 안테나가 동작하는 매체를 변형시키며 일반적으로 안테나를 더 소형으로 만든다.

도 1은 본 발명의 제1 관점의 제1 실시예에 대한 개략 평면도.

도 2는 도 1의 실시예에 대한 사시도.

도 3은 본 발명의 제1 관점의 제2 실시예의 평면도.

도 4는 도 1의 실시예에 있어서 수직 입면 방사 패턴의 플롯 도시도.

도 5는 도 1의 실시예에 있어서 수평 입면 방사 패턴의 플롯 도시도.

도 6은 도 1의 실시예에 있어서 방위 방사 패터의 플롯 도시도.

도 7은 본 발명의 제1 관점의 제3 실시예에 있어서 컴퓨터 시뮬레이트된 3D 방사 패턴 도시도.

도 8은 유전체 소자의 하측에 전도 코팅이나 층을 구비하는, 도 1, 2, 및 3의 실시예에 대한 대안도.

도 9는 본 발명의 제2 관점의 실시예에 대한 도시도.

본 발명의 목적을 위해, 이에 따라 표현 "유전체 안테나"는 DRA, HDA 및 DLA를 망라하는 것으로 정의된다(본 발명의 일부의 실시예에서는 일정하지 않게 로딩된 모노폴이 될 수도 있다).

본 발명의 제1 관점에 따르면, 유전체 기판의 제1 측면 상에 장착된 유전체 소자와, 상기 기판의 상기 제1 측면에 설치되며 상기 기판과 상기 유전체 소자 사이에 연장하는 마이크로스트립 피드와, 상기 제1 측면에 대향하는 제2 측면 상에 형성되는 전도층을 포함하며, 상기 유전체 소자의 위치에 대응하는 위치에서 상기 전도층 내에 애퍼처가 형성되는 유전체 안테나가 제공된다.

본 발명의 실시예는 전기적으로 소용량이고, 광대역폭 및 뛰어난 이득 특성을 가지며 효율이 좋고 동조가 쉽게 어긋나지 않는다.

본 발명의 실시예는 특히, 현대적인 핸드셋이 3G(3세대) 및 Bluetooth® 대역 뿐만 아니라 기존의 GSM 대역에서도 동작하는데 필요한 추가적인 기능을 만족시켜야 하는 바, 광대역폭의 증가가 필요한 이동 전화 핸드셋 안테나에 적합하다.

기판의 제2 측면 상의 전도층은 본 발명의 실시예에서 안테나용 그라운드플레인으로 작용할 수도 있다.

상기 전도층의 애퍼처는 기판의 제1 측면에 면하거나 접촉하는 유전체 소자의 표면보다 면적이 양호하게 더 넓다. 상기 애퍼처는 형상이 직사각형이거나 다른 적절한 형상일 수 있다. 상기 애퍼처는 상기 기판의 제1 측면과 접촉하는 유전체 소자의 표면의 형상과 유사하거나 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있고 다른 형상을 가질 수도 있다.

유전체 공진기는 저손실 유전체 세라믹 재료일 수 있으며, 바람직하게는 타원형이거나 직사각형이며, 또는 1/2-스플릿 실린더이거나 또는 실질적으로 평평하게 되도록 그 굴곡된 표면을 그라인딩 처리한 1/2-스플릿 실린더가 될 수 있다. 1/4-스플릿 실린더와 같은 다른 형상이나 구성이 배제되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 상이한 유전 상수를 갖는 상이한 유전체 세라믹 재료로 잘 작동하는 것으로 밝혀졌다. 일반적으로 유전체 소자의 적어도 일부분들이 기판의 제1 측면에 접촉하는 것이 양호하지만, 본 발명의 실시예는 유전체 소자가 기판에 가까이 장착되지만 기판에 직접적으로 접촉하지는 않을 때 정확하게 기능할 수 있다. 예를 들어, 마이크로스트립 피드가 기판의 제1 측면과 완전하게 서로 맞닿아 있지 않고 상기 유전체 소자가 상기 마이크로스트립 피드의 상부에 장착되어 있는 경우, 상기 기판의 제1 측면에 면하는 유전체 소자의 표면과 상기 기판 자체의 제1 측면 사이에 제1 에어 갭이 존재할 수 있다. 상기 갭은 유전체 패드나 스트립이나 다른 유전체 채우는 재료에 의해 브릿지되거나, 전도성 패드나 스트립이나 다른 전도성의 채우는 재료에 의해 브릿지될 수도 있다.

마이크로스트립 피드는 상기 유전체 소자의 한 단부에 또는 단부 쪽으로 해서, 상기 유전체 소자와 상기 기판의 제1 측면 사이를 이롭게 통과한다. 바람직하게는, 상기 마이크로스트립 피드는 상기 유전체 소자의 근처에서 실질적 선형 연장부를 가지며, 상기 실질적 선형 연장부는 상기 유전체 소자의 주축과는 실질적으로 수직으로 배치된다.

마이크로스트립 피드 라인은 유일한 부분 방식으로 상기 유전체 소자의 폭에 걸쳐 연장하거나, 상기 유전체 소자의 전체 폭에 걸쳐 연장하거나, 상기 유전체 소자의 전체 폭을 넘어 연장할 수 있다. 상기 마이크로스트립 피드가 전술한 바와 같이 배치되었을 때 본 발명의 실시예의 안테나로부터의 최상의 성능이 관찰될지라도, 상기 유전체 소자 하에서 구부려지거나 굴곡되는 피드나, 또는 상기 유전체 소자 하에서 'L'형, 'U'형 등인 피드나, 모든 포인트에서 상기 유전체 소자의 주축에 수직이지 않은 피드를 망라하여, 다른 피드 형상도 작동한다는 것을 실험으로 알 수 있다.

전도층 내의 애퍼처는 전도성 재료에 의해 모든 측면에서 에워싸여질 필요는 없다. 예를 들어, 상기 애퍼처는 기판의 가장자리나 모서리에 형성될 수도 있고 기판의 전체 폭에 걸쳐 연장할 수도 있다. 그렇지만, 일반적으로 상기 애퍼처가 전도성 재료에 의해 모든 측면에서 에워싸여지는 것이 바람직하다.

유전체 소자의 임의의 특정한 형상이나 구성에 있어서, 상기 애퍼처에 최적이거나 거의 최적에 가까운 크기가 존재한다는 것이 밝혀졌다.

슬롯의 폭을 증가시키는 (즉, 마이크로스트립 피드의 연장 방향으로) 것은 유전체 안테나의 대역폭을 증가시키는 경향이 있다.

슬롯의 길이를 증가시키는 (즉, 마이크로스트립 피드의 연장부에 일반적으로 수직인 방향으로) 것은 주파수 일치를 향상시키는 경향이 있지만, 유전체 안테나의 공진 또는 동작 주파수를 증가시키지는 않는다.

본 출원인은 전도층 내의 애퍼처의 존재는 특히 광대역폭 성능에 중대하다는 것을 알게 되었다. 그렇지만, 애퍼처의 일부가 어느 한 표면 또는 양 표면 상에 전도성 재료로 채워질 수 있고 상기 전도성 재료는 주요 그라운드플레인에 접촉하지 않는다는 것이 실험으로 밝혀져 있다. 또한, 상기 애퍼처가 기판의 상부 가장자리를 횡단할 때는 상기 주요 그라운드플레인과의 단지 하나의 경계만을 가지며, 상기 애퍼처가 상기 그라운드플레인과 동일한 측면 상에 전도성 재료로 채워지고 상기 그라운드플레인과 상기 측면 사이의 작은 갭도 채워질 때는, 상기 갭의 폭이 뛰어난 리턴 로스(return loss)(50 ohms가 양호함)를 얻는데 있어서 중요하다. 상기 리턴 로스는 0.5 mm의 갭에서는 불량이고, 2 mm의 갭에서는 양호하고 5 mm 이상의 갭에서는 뛰어나다.

본 발명의 실시예의 원형은 인쇄회로기판의 재료를 유전체 기판으로 사용하고 구리를 전도층으로 사용하여 구성되었다. 적절한 특성을 갖는 다른 재료를 사용하여도 된다. 본 발명의 실시예의 안테나는 상이한 두께와 상이한 유전 상수를 갖는 상이한 유형의 기판에 잘 동작하는 것으로 밝혀졌다.

상기 유전체 소자는 기판의 제2 측면, 즉 애퍼처와 동일한 측면 상에 설치될 수 있음도 밝혀졌다. 이러한 구성에 있어서는, 종래의 슬롯 피딩 뿐만 아니라 훨씬 더 큰 슬롯이나 애퍼처도 통상적으로 사용된다.

본 발명의 제2 관점에 따르면, 유전체 기판의 제1 측면 상에 위치하는 마이크로스트립 피드와, 상기 제1 측면에 대향하는 상기 기판의 제2 측면 상에 형성되며 애퍼처가 형성되어 있는 전도층과, 상기 애퍼처 내 또는 적어도 겹치는 상기 기판의 제2 측면 상에 장착되는 유전체 소자를 포함하는 유전체 안테나를 제공한다.

본 발명의 제1 및 제2 관점에서의 일부의 실시예에서, 유전체 기판의 제1 또는 제2 측면에 면하거나 접촉하는 유전체 소자의 표면에는 금속화 방식에 의해, 전도 코팅 또는 층이 제공될 수 있다. 이것은, 상기 유전체 소자가 리플로우 또는 리플럭스 납땜 방식으로 유전체 기판 및/또는 마이크로스트립 피드의 적절한 표면에 부착될 수 있기 때문에, 안테나 제조 시에 도움이 된다. 대안적으로 또는 부가해서, 유전체 소자의 하나 이상의 다른 표면에는 예를 들어 금속화 방식으로 전도 코팅 또는 층이 제공될 수 있다.

본 발명을 보다 잘 이해하고 효과적으로 수행되는 방법을 보이기 위해, 이제 첨부된 도면에 대해 예를 들어 설명한다.

도 1을 참조하면, PCB의 형태로 유전체 기판(1)이 도시되어 있고, 상기 유전체 기판의 제1 표면에는 저손실 유전체 세라믹 펠릿(low-loss dielectric ceramics pellet)(2)이 설치되어 있고 상기 세라믹 펠릿은 굴곡된 표면을 그라인딩하여 상부 표면을 편평하게 한 1/2 스플릿 실린더로서 형성되어 있다. 마이크로스트립 피드 라인(3)은 SMA 커넥터(4)로부터 기판(1)의 제1 표면에 걸쳐 연장하고 상기 기판(1)의 상기 제1 표면과 상기 펠릿(2) 사이를 통과한다. 마이크로스트립 피드 라인(3)은 실질적으로 상기 펠릿(2)의 주축에 수직이고 그 한 단부가 상기 펠릿(2)의 아래를 통과한다는 것을 알 수 있다. 상기 제1 표면에 대향하는, 상기 기판(1)의 제2 표면에는 펠릿(2)의 하부 영역은 제외하여 전도성 금속층(5)이 제공되며, 상기 펠릿(2)의 하부 영역에는 전도성 재료(5)가 없으므로 애퍼처(6)가 정의되어 있다.

원형(原形)의 유전체 안테나는 길이 18.2 mm, 높이 5.8 mm, 깊이 8 mm인 펠릿(2)으로 구성되었으며, 펠릿(2)은 길이 80 mm, 폭 35 mm, 두께(깊이) 1.6 mm인 PCB(1) 상에 장착되어 있다. 상기 전도층(5)으로는 구리층을 사용하였다. 일실시예에서, 상기 애퍼처(6)는 길이가 35 mm이고, 폭이 14 mm(PCB(1)의 폭에 대응함)이며, 다른 실시예에서 상기 애퍼처(6)는 길이가 35 mm이고 폭이 13.5 mm이다.

전술한 원형의 유전체 안테나의 통상적인 성능 특징이 이하의 표 1에 나타나 있다.

표 1

	최소 주파수	중심 주파수	최대 주파수	측정 레벨	대역폭 %	이득
S11	1444MHz	1837MHz	2230MHz	VSWR 3:1	43%	N/A
S21	1250MHz	1790MHz	2330MHz	-3dB	60%	3.3dBi

상기 결과는 S11 리턴 로스 대역폭 및 S21 송신 대역폭 모두, 뛰어난 이득(3.3dBi)을 가진 소형 안테나의 경우에는 현저하게 크다는 것을 보여주고 있다

도 2는 도 1의 실시예의 다른 쪽에서 본 것을 도시하며, 유사한 부분은 도 1과 동일한 도면부호를 붙인다. 펠릿(2)의 평평한 상부 표면(7)이 명확하게 도시되어 있다.

도 3은 본 발명의 대안의 실시예를 도시하며 애퍼처(6)가 기판(1)의 전체 폭에 걸쳐 연장한다.

도 4, 5, 6은 각각 도 1의 실시예에 대하여 다양한 주파수에서의 수직 입면도, 수평 입면도 및 방위 방사 패턴을 도시한다. 1710 내지 2170 MHz의 주파수 대역에 걸쳐 유용한 이득이 얻어진다는 것을 알 수 있다. 이러한 주파수 대역은 유럽 1800MHz, 미국 1900MHz 및 WCDMA 이동 전환 주파수 대역을 망라한다.

본 발명의 유전체 안테나는 Ansoft® HFSS 전자기 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 시뮬레이트되었다. 상기 시뮬레이션으로 상기 유전체 안테나가 광대역폭에 걸쳐 효과적으로 방사한다는 것과 상기 결과는 케이블, 마이크로스트립 등에 기인하여 생기는 그저 단순한 측정물이 아님을 확인할 수 있다. 도 7은 1940MHz에서의 3D 방사 패턴의 시뮬레이션을 도시하며, 상기 주파수에서 측정된 패턴과 일반적으로 일치한다. 도 7은 또한 각 부분들이 도 1에서와 같이 라벨이 붙여져 있는, 상기 시뮬레이트된 유전체 안테나의 개략도를 도시한다.

도 8은 유전체 세라믹 펠릿(2)이 기판(1)의 제1 표면 상에 장착되어 있는 유전체 PCB 기판(1)을 포함하는, 도 1, 2, 3 및 7의 실시예에 대한 대안의 실시예를 도시한다. 마이크로스트립 피드 라인(3)은 SMA 커넥터(4)로부터 기판(1)의 제1 표면에 걸쳐 연장하고 펠릿(2)과 기판(1) 사이를 통과한다. 기판(1)의 제2 표면에는, 상기 제1 표면에 대향하는, 상기 기판(1)의 제2 표면에는 펠릿(2)의 하부 영역은 제외하여 그라운드플레인으로서 작동하는 금속층(5)이 제공되며, 상기 펠릿(2)의 하부 영역에는 전도층(5)이 없으므로 애퍼처(6)가 정의되어 있다. 도 1, 2, 3 및 7의 실시예와는 대조적으로, 상기 유전체 펠릿(2)은 그 하측에 금속층 또는 코팅(8)이 제공되며, 상기 금속층은 유전체 기판(1)의 제1 표면과 마이크로스트립 피드 라인(3)과 접촉한다. 상기 금속층 또는 코팅(8)은 리플로우 또는 리플럭스 납땜에 의해 상기 펠릿(2)이 상기 기판(1)에 부착될 수 있도록 하며, 이에 의해 안테나의 신속하고 간단한 제조 및 펠릿(2)과 기판(1) 사이의 단단한 물리적 접속이 가능하게 된다.

도 9는 본 발명의 제2 관점의 실시예를 도시하며, 애퍼처(6)를 제외하여 전도성 금속층(5)이 그 하측에 제공되어 있는 유전체 PCB 기판(1)이 제공되어 있으며, 상기 애퍼처(6)는 상기 금속층(5)이 없으므로 정의된다. 마이크로스트립 피드(3)는 기판(1)의 상부측에 위치하며, 상기 기판(1)의 하측 상의 금속층(5)에서 SMA 커넥터(4)로부터 상기 애퍼처(6)의 위치에 대응하는 상기 상부측의 영역으로 연장한다. 도 1, 2, 3 및 7의 실시예와는 대조적으로, 저손실 유전체 세라믹 펠릿(2)은 상기 애퍼처(6) 내에서 상기 기판(1)의 하측 상에 장착된다. 본 실시예의 유전체 안테나는 슬롯 제공 방식(slot-fed manner)으로 동작하는 것으로 간주될 수 있지만 훨씬 더 큰 슬롯 또는 애퍼처(6)도 통상적으로 사용된다. 진정으로, 도시된 본 실시예에서는 슬롯 또는 애퍼처(6)이 펠릿(2)보다 넓다.

본 발명의 양호한 특징은 본 발명의 모든 관점에 적용 가능하며 임의의 가능성 있는 조합에도 사용될 수 있다.

본 명세서의 상세한 설명 및 청구범위에 걸쳐, 단어 "포함한다"와 "구비한다" 및 다양한 단어들 예를 들어 "포함하는"과 "포함한다" 등은 "포함하지만 제한하지는 않는"을 의미하며, 다른 구성성분, 상수, 일부, 추가 또는 단계를 배제하는 것이 아니다(그리고 배제하고자 하는 것도 아니다).

Claims (22)

1. 유전체 기판의 제1 측면 상에 장착된 유전체 소자와, 상기 기판의 상기 제1 측면에 설치되며 상기 기판과 상기 유전체 소자 사이에 연장하는 마이크로스트립 피드와, 상기 제1 측면에 대향하는 제2 측면 상에 형성되는 전도층을 포함하며,

   상기 유전체 소자의 위치에 대응하는 위치에서 상기 전도층 내에 애퍼처(aperture)이 형성되는 것을 특징으로 하는 유전체 안테나.
2. 유전체 기판의 제1 측면 상에 위치하는 마이크로스트립 피드와, 상기 제1 측면에 대향하는 제2 측면 상에 형성되며 그 안에 형성되는 애퍼처를 가지는 전도층과, 상기 애퍼처 내에 또는 상기 애퍼처과 적어도 오버래핑하여 상기 기판의 제2 측면 상에 장착되는 유전체 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 안테나.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 애퍼처는 상기 유전체 기판에 면하거나 또는 접촉하는 상기 유전체 소자의 표면보다 면적이 더 큰 것을 특징으로 하는 유전체 안테나.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 애퍼처는 전도층에 의해 모든 측면이 에워싸여지는 것을 특징으로 하는 유전체 안테나.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 애퍼처는 상기 기판의 제2 측면의 적어도 하나의 가장자리나 모서리까지 연장하여 상기 전도층에 의해 모든 측면이 에워싸여지지 않는 것을 특징으로 하는 유전체 안테나.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 유전체 소자는 저손실 유전체 세라믹 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 유전체 안테나.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 유전체 소자는 장방형 또는 직사각형인 것을 특징으로 하는 유전체 안테나.
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 유전체 소자는 1/2 스플릿 또는 1/4 스플릿 실린더인 것을 특징으로 하는 유전체 안테나.
9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 유전체 소자의 가장자리 영역이나 굴곡된 표면을 그라인딩 등으로 모서리를 깍아내거나 평평하게 하는 것을 특징으로 하는 유전체 안테나.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 애퍼처는 상기 유전체 기판에 면하거나 접촉하는 상기 유전체 소자의 표면의 형상과 유사한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 유전체 안테나.
11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 애퍼처는 상기 유전체 기판에 면하거나 접촉하는 상기 유전체 소자의 표면의 형상과 상이한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 유전체 안테나.
12. 제1항 또는 제1항에 의존하는 임의의 청구항에 있어서,

    상기 마이크로스트립 피드는 상기 유전체 소자의 한 단부에서 또는 한 단부 쪽으로 상기 유전체 소자와 상기 기판의 제1 측면 사이를 통과하는 것을 특징으로 하는 유전체 안테나.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 유전체 소자는 상기 기판에 실질적으로 평행한 주축(major axis)과 부축(minor axis)을 가지며, 상기 축들은 각각 상기 유전체 소자의 길이와 폭을 한정하는 것을 특징으로 하는 유전체 안테나.
14. 제13항에 있어서,

    상기 마이크로스트립 피드는 상기 유전체 소자의 근처에서 상기 주축에 대해 실질적 수직인 실질적 선형 연장부를 갖는 것을 특징으로 하는 유전체 안테나.
15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 마이크로스트립 피드는 상기 유전체 소자의 근처에서 굴곡되어 있거나 구부러져 있거나 굽이쳐져 있는 것을 특징으로 하는 유전체 안테나.
16. 제13항 또는 제13항에 의존하는 임의의 청구항에 있어서,

    상기 마이크로스트립 피드는 유일한 부분 방식으로 상기 유전체 소자의 폭에 걸쳐 연장하는 것을 특징으로 하는 유전체 안테나.
17. 제13항 또는 제13항에 의존할 때의 제14항 또는 제15항에 있어서,

    상기 마이크로스트립 피드는 상기 유전체 소자의 전체 폭에 걸쳐 연장하는 것을 특징으로 하는 유전체 안테나.
18. 제13항 또는 제13항에 의존할 때의 제14항 또는 제15항에 있어서,

    상기 마이크로스트립 피드는 상기 유전체 소자의 전체 폭을 넘어 연장하는 것을 특징으로 하는 유전체 안테나.
19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 애퍼처는 상기 전도층과 접촉하지 않는 전도 물질로 부분적으로 채워지는 것을 특징으로 하는 유전체 안테나.
20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 유전체 소자는 상기 유전체 소자의 적어도 하나의 표면 상에 전도성 코팅이나 층을 구비하는 것을 특징으로 하는 유전체 안테나.
21. 제20항에 있어서,

    상기 적어도 하나의 표면은 상기 유전체 기판에 면하거나 접촉하는 상기 유전체 소자의 표면인 것을 특징으로 하는 유전체 안테나.
22. 실질적으로 첨부된 도면을 참조하여 전술한 바와 같은 또는 첨부된 도면에 도시된 바와 같은 유전체 안테나.