KR20070111583A - Non-square patch antenna of ceramics dielectric block and all in one antenna module - Google Patents
Non-square patch antenna of ceramics dielectric block and all in one antenna module Download PDFInfo
- Publication number
- KR20070111583A KR20070111583A KR1020060044534A KR20060044534A KR20070111583A KR 20070111583 A KR20070111583 A KR 20070111583A KR 1020060044534 A KR1020060044534 A KR 1020060044534A KR 20060044534 A KR20060044534 A KR 20060044534A KR 20070111583 A KR20070111583 A KR 20070111583A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- patch antenna
- antenna
- dielectric block
- printed circuit
- low noise
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
- H01Q9/0428—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
- H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
- H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
- H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
-
- 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
- H01Q23/00—Antennas with active circuits or circuit elements integrated within them or attached to them
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
Abstract
Description
도 1은 종래의 기술에 따른 패치 안테나장치의 구조를 분해하여 상단면과 하단면으로 나타낸 도면이고,1 is an exploded view showing the structure of a patch antenna device according to the prior art as the top and bottom surfaces,
도 2는 종래의 기술에 따른 패치 안테나를 구비하는 네비게이션을 나타낸 도면이고,2 is a view showing a navigation having a patch antenna according to the prior art,
도 3a는 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나의 제 1실시예를 분해하여 상단면, 측단 및 하단면을 나타내는 도면이고,3A is an exploded view illustrating a top surface, a side end, and a bottom surface of a first embodiment of a non-square patch antenna of a ceramic dielectric block according to the present invention;
도 3b는 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나의 제 2실시예를 분해하여 상단면, 측면 및 하단면을 나타내는 도면이고, 3B is an exploded view illustrating a top surface, a side surface, and a bottom surface of a second embodiment of the non-square patch antenna of the ceramic dielectric block according to the present invention;
도 3c는 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나의 제 3실시예를 분해하여 상단면과 하단면을 나타내는 도면이고, 3C is an exploded view showing a top surface and a bottom surface by disassembling a third embodiment of a non-square patch antenna of a ceramic dielectric block according to the present invention;
도 4a는 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나의 제 4실시예를 분해하여 상단면, 측단 및 하단면을 나타내는 도면이고,4A is an exploded view illustrating a top surface, side ends, and a bottom surface of a fourth embodiment of the non-square patch antenna of the ceramic dielectric block according to the present invention;
도 4b는 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나의 제 5실시예를 분해하여 상단면, 측단 및 하단면을 나타내는 도면이고, 4B is an exploded view of a fifth embodiment of a non-square patch antenna of a ceramic dielectric block according to the present invention, showing top, side, and bottom surfaces thereof;
도 4c는 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나의 제 6실시예를 나타내는 도면이고,Figure 4c is a view showing a sixth embodiment of the non-square patch antenna of the ceramic dielectric block according to the present invention,
도 5는 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나의 제 7실시예를 분해하여 상단면과 하단면을 나타내는 도면이고, 5 is an exploded view illustrating a top surface and a bottom surface of a seventh embodiment of a non-square patch antenna of a ceramic dielectric block according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈의 제 1실시예를 나타낸 도면이고, 6 is a view showing a first embodiment of an integrated antenna module according to the present invention,
도 7은 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈에 사용되는 저잡음 증폭기의 블록도를 나타낸 도면이고, 7 is a block diagram of a low noise amplifier used in the integrated antenna module according to the present invention,
도 8은 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈의 제 2실시예를 나타낸 도면이고,8 is a view showing a second embodiment of an integrated antenna module according to the present invention;
도 9는 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈의 제 3실시예를 나타낸 도면이고, 9 is a view showing a third embodiment of the integrated antenna module according to the present invention;
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 제3 실시예를 이용한 특성 구현을 나타낸 도면이고,10A to 10C are diagrams illustrating a characteristic implementation using a third embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈의 제 4실시예를 나타낸 도면이고,11 is a view showing a fourth embodiment of the integrated antenna module according to the present invention;
도 12는 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈의 제 5실시예를 나타낸 도면이고,12 is a view showing a fifth embodiment of the integrated antenna module according to the present invention;
도 13은 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈의 제 6실시예를 나타낸 도면이고,13 is a view showing a sixth embodiment of an integrated antenna module according to the present invention;
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 제 6실시예를 이용한 특성 구현을 나타낸 도면이다.14A to 14C are diagrams illustrating a characteristic implementation using a sixth embodiment of the present invention.
본 발명은 위성신호나 지상의 갭 필러(gap filler) 신호를 수신하기 위한 안테나 및 안테나모듈에 대한 것으로, 보다 상세하게는 GPS(Global Positing System), DMB(Digital Multimedia Broadcasting), DAB(Disital Audio Broadcasting), 네비게이션 등에 있어서 위성신호나 갭 필러 신호의 수신을 위한 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나와, 이를 포함하는 일체형 안테나모듈에 관한 것이다. The present invention relates to an antenna and an antenna module for receiving a satellite signal or a gap filler signal on the ground. More specifically, the present invention relates to a global positioning system (GPS), a digital multimedia broadcasting (DMB), and a digital audio broadcasting (DAB). The present invention relates to a non-square patch antenna of a ceramic dielectric block for receiving a satellite signal or a gap filler signal, and an integrated antenna module including the same.
최근 무선통신의 이용이 급증하고 있고, 무선통신기기의 대중화에 부응하기 위해 안테나의 성능을 유지하면서 저렴화, 대량생산이라는 요구와 디자인을 중시하는 경향에 따라 송수신기 내부에 장착 할 수 있는 슬림형 안테나에 대한 수요가 높아지고 있다.In recent years, the use of wireless communication is rapidly increasing, and in order to meet the popularization of wireless communication devices, a slim antenna that can be mounted inside a transceiver according to the trend of focusing on design and cost reduction and mass production while maintaining the performance of the antenna Demand is rising.
일반적으로 이동 멀티미디어 정보, 방송서비스 혹은 현재 위치와 전자지도 서비스를 이용하기 위한 차량용 수신기에 있어서 마이크로스트립 패치안테나(Microstrip patch antenna)를 사용한다. 그 이유는, 위성에서 전리층의 간섭과 지상에서 반사되는 다중 경로 신호(잡음)의 영향을 최소화 할 수 있도록 송신시에는 우현편파(Right Hand Circular Polarization)를 송신하고, 이러한 GPS 위성신호를 수신하기 위해서 원형편파(Circular Polarization) 안테나를 사용하는데, 여러 종류의 원형편파 안테나 가운데 패치 안테나가 저렴하고 수신율이 좋기 때문이다. 패치 안테나는 중량이 가볍고, 공간을 적게 차지하는 평면형 구조를 가지면서도 주어진 공간 내에서 가장 큰 이득과 지향성을 보유할 수 있는 종류의 안테나로서 각종 이동통신 기기 및 휴대용장치 일체형의 통신 중계 안테나로서 이용되고 있다. In general, a microstrip patch antenna is used in a vehicle receiver for using mobile multimedia information, a broadcasting service, or a current location and an electronic map service. The reason is that in order to minimize the influence of the ionosphere interference and the multipath signal (noise) reflected from the ground, the satellite transmits a right hand circular polarization and receives the GPS satellite signal. Circular polarization antenna is used because patch antenna is cheap and good reception rate among various kinds of circular polarization antenna. The patch antenna is a kind of antenna that is light in weight and has a flat structure that takes up little space but can have the largest gain and directivity in a given space. It is used as a communication relay antenna of various mobile communication devices and portable devices. .
도 1은 종래의 기술에 따른 패치 안테나의 구조를 분해하여 상단면과 하단면으로 나타낸 도면이다. 1 is an exploded view showing the structure of a patch antenna according to the prior art, which is shown in the top and bottom surfaces.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 피딩 핀 타입(feeding pin type)의 정방형의 패치 안테나는 안테나 모듈(12)과 이와 분리된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board - 이하 'PCB', 14)으로 구성되며, 상기 안테나모듈(12)은 유전체블록(11)의 양단면에 전도성 물질이 도포되며, 상단면에 피딩 핀(13)이 위치하고 있으며, PCB(14)에는 1단 이상의 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier, 15)가 형성되고 안테나모듈(12)의 하단면에 PCB(14)가 부착되어 있다. 상기 상단면의 전도면은 원형편파 특성을 구현하기 위하여 가로와 세로의 비가 동일하게 전도성 물질로 도포되어 있으며, 상단면의 전도면과는 전기적으로 연결된 상기 피딩 핀은 유전체블록을 관통하나 하단면의 전도성 물질로 이루어진 그라운드면과는 전기적으로 분리되도록 형성된다.As shown in FIG. 1, the conventional patch pin type square patch antenna includes an
그러나, 종래의 네비게이션 등에 사용되는 패치 안테나의 문제점은 ‘접지평면’, 예컨대 기본적으로 평판인 도전성 표면이 요구된다는 것과 위성신호의 수신 을 용이하게 하기 위해 PCB의 단면이 하늘지향형으로 그라운드 면을 확보해야 한다는 것이다. 또한, 현재 사용되고 있는 최소형 패치 안테나의 사이즈는 18× 18mm 으로 수신기의 너비에 대한 제약과 안테나 높이 문제로 이용기기 내 장착이 어려운 실정이다. 따라서, 상술한 바와 같은 정방형의 패치 안테나를 구비하는 네비게이션을 나타내는 도 2에서 알 수 있듯이, 네비게이션(17) 상단 뒤편에 몸체로부터 펴짐과 접힘이 가능한 안테나 기구물(18)을 위치시키고, 그 내부에 상기 패치 안테나를 위치시키는 형태로 구성할 수밖에 없어 사용 시 안테나 너비만큼 안테나 기구물이 측면으로 돌출되는 문제점이 있다. However, the problem of the patch antenna used in the conventional navigation and the like is that a 'ground plane', for example, basically a flat conductive surface is required, and the ground plane should be secured with the sky cross section of the PCB to facilitate the reception of satellite signals. Is that. In addition, the size of the smallest patch antenna currently used is 18 × 18mm, it is difficult to mount in the user equipment due to the limitation of the width of the receiver and the antenna height problem. Thus, as can be seen in Figure 2 showing a navigation with a square patch antenna as described above, the antenna mechanism 18, which can be unfolded and folded from the body, is located behind the top of the
최근 들어 휴대용으로의 슬림화 및 소형화 추세와 제품들의 기능이 복합화 되면서, 예를 들어 차량용 네비게이션 업체에서는 차량 장착도 가능하고 배터리를 내장시켜서 휴대가 가능한 네비게이션의 개발이 필요한 상태이다. 그러나, 상술한 바와 같이 종래의 패치 안테나는 슬림화되지 못하여 네비게이션 등의 사이즈가 커지게 될 뿐만 아니라 13× 13mm이하의 소형의 패치 안테나를 사용하여 차량에 장착하더라도 안테나 특성이 좋지 못하여 음영지역에서는 수신이 불안정하다는 문제점도 있다. 또한, 정방형의 패치 안테나는 원형편파(Circular Polarization)안테나로 위성신호의 수신시 좌현편파(Left Hand Circular Polarization), 우현편파(Right Hand Circular Polarization)를 선택적으로 수신하는 특성이 있어서, 위성신호가 우현편파 혹은 좌현편파인지 여부에 따라 설계를 다시 해야 한다. 그리고, 듀얼 밴드 안테나로 설계할 경우 좌현편파 수신 안테나와 우현편파 수신 안테나의 설계에 따른 상호 간섭효과로 수신율이 저하되어 위성신호를 놓치는 문제가 발생할 수도 있다.In recent years, as the trend toward slimmer and smaller portable devices has been combined with the functions of products, for example, a car navigation company needs to develop a navigation device that can be mounted on a vehicle and is portable with a built-in battery. However, as described above, the conventional patch antenna does not become slim and increases the size of navigation and the like, and even when mounted in a vehicle using a small patch antenna of 13 × 13 mm or less, the antenna characteristics are not good, so reception in a shaded area is not possible. There is also the problem of instability. In addition, the square patch antenna has a characteristic of selectively receiving left hand circular polarization and right hand circular polarization when receiving a satellite signal with a circular polarization antenna. You need to redesign based on whether it is polarized or port polarized. In the case of designing a dual band antenna, the reception rate may be reduced due to the mutual interference effect according to the design of the left polarized wave receiving antenna and the star polarized wave receiving antenna.
한편, 소형화 추세에 따라서 더 작은 13×13mm이하의 패치 안테나 혹은 선형편파(Linear Polarization) 안테나를 사용하려는 시도가 있었으나 안테나가 작을수록 안테나의 성능과 수신 감도가 떨어져서, 예를 들어 -130dbm으로 신호를 처리 하는 기존 GPS 엔진의 경우에는 신호처리가 불가능한 상태이다. 따라서 현재 시장에서는 수신 성능이 기존의 안테나만큼 유지되거나 그 이상이면서도 소형화 및 휴대성을 만족하도록 내장이 가능한 안테나 또는 안테나모듈의 개발이 요구되고 있다.On the other hand, according to the miniaturization trend, there have been attempts to use a smaller patch antenna or linear polarization antenna of 13 × 13 mm or less, but the smaller the antenna, the lower the performance and reception sensitivity of the antenna, for example, a signal of -130 dbm is used. In the case of existing GPS engines, signal processing is not possible. Therefore, in the current market, there is a demand for the development of an antenna or an antenna module that can be built to satisfy the miniaturization and portability while maintaining or exceeding a conventional antenna.
본 발명은 상술한 종래의 정방형의 패치 안테나의 사용에 따른 네비게이션 등과 같은 수신기의 구조적 문제와 디자인 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 직선편파 특성의 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나와, 유전체블록의 측면에 위치하는 전도성 패턴을 조정함으로써 원형편파 특성을 갖거나 혹은 보다 향상된 직선편파 특성을 갖는 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나 및 유전체블록의 상단부에 하나 이상의 홈이 형성된 전도성 패턴을 구현함으로써 원형편파 특성을 갖는 패치 안테나를 이용기기 내부에 장착하고자 한다.The present invention has been made to solve the structural problems and design problems of the receiver, such as navigation according to the use of the conventional square patch antenna described above, the non-square patch antenna of the ceramic dielectric block of linear polarization characteristics, Circular polarization characteristics by realizing a circular polarization characteristic by adjusting the side-side conductive pattern or by implementing a conductive pattern having one or more grooves formed at the top of the dielectric block and a non-square patch antenna of a ceramic dielectric block having improved linear polarization characteristics. It is intended to be mounted inside the equipment using a patch antenna.
또한, 상기 패치 안테나와 저잡음 증폭기를 하나의 PCB에 부착시킨 일체형 안테나모듈과, 상기 패치 안테나와 GPS엔진모듈을 하나의 PCB에 부착시킨 일체형 안테나모듈을 구현함으로써, 안테나의 수신 성능이 기존의 안테나만큼 유지되거나 그 이상이면서도 소형화 및 휴대성을 만족하도록 내장이 가능한 안테나 또는 안테나모듈의 개발을 목적으로 한다.In addition, by implementing the integrated antenna module to attach the patch antenna and the low noise amplifier to a single PCB, and the integrated antenna module to attach the patch antenna and the GPS engine module to a single PCB, the reception performance of the antenna is as good as the conventional antenna The object of the present invention is to develop an antenna or an antenna module that can be maintained or more and can be built to satisfy miniaturization and portability.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1특징에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나는, 위성신호 혹은 지상의 갭 필러 신호를 수신하기 위해 사용하는 안테나로서, 세라믹 유전체와 전도체로 구성되면서 상기 유전체블록과 유전체블록 상단면의 전도성 패턴이 가로와 세로의 비가 다름으로써, 직선편파 특성을 갖는 것을 특징으로 한다.The non-square patch antenna of the ceramic dielectric block according to the first aspect of the present invention for achieving the above object is an antenna used to receive a satellite signal or a gap filler signal on the ground, and is composed of a ceramic dielectric and a conductor The conductive pattern between the dielectric block and the top surface of the dielectric block is different in width and length, and thus has a linear polarization characteristic.
본 발명의 제 2특징에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나는, 위성신호 혹은 지상의 갭 필러 신호를 수신하기 위해 사용하는 안테나로서, 세라믹 유전체와 전도체로 구성되면서 상기 유전체블록과 유전체블록 상단면의 전도성 패턴이 가로와 세로의 비가 다르고, 길이가 더 긴 측의 양면까지 전도성 패턴을 연장함으로써 원형편파 특성을 갖거나 혹은 상기 양쪽 측면의 전도성 패턴의 크기를 조정함으로써 직선편파 특성이 향상되는 것을 특징으로 한다. 여기서, 가로와 세로의 비가 다른 유전체블록 상단부에 길이가 더 짧은 측의 양쪽으로 하나 이상의 전도성 패턴을 제거하는 홈이 형성된 전도성 패턴을 구현함으로써, 원형편파 특성을 갖을 수 있다.The non-square patch antenna of the ceramic dielectric block according to the second aspect of the present invention is an antenna used to receive a satellite signal or a gap filler signal on the ground, and is composed of a ceramic dielectric and a conductor and has a top surface of the dielectric block and the dielectric block. Has a circular polarization characteristic by extending the conductive pattern to both sides of the longer side and having a different length and width ratio, or by adjusting the size of the conductive pattern on both sides, the linear polarization characteristic is improved. It is done. Here, by implementing a conductive pattern formed with a groove for removing one or more conductive patterns on both sides of the shorter side portion of the upper end of the dielectric block having a different ratio of width and length, it may have circular polarization characteristics.
상기 제 1특징 내지 제 2특징의 패치 안테나는 피딩 핀 타입과 SMT타입으로 구분할 수 있다. 피딩 핀 타입의 비정방형 패치 안테나는, 입출력단자가 피딩 핀으 로 되어 있으면서 상기 유전체블록의 상단부의 전도면내에 위치하고, 상기 상단부의 전도면과 전기적으로 연결되면서 유전체블록 상하단면을 관통하고, 하단부의 전도성 물질로 이루어진 그라운드면과 전기적으로 분리되어 있는 구조이다. 한편, SMT타입의 비정방형 패치 안테나는, 상기 유전체블록의 상단부의 전도면에 입출력단자를 만들고, 상기 유전체블록의 상하단면을 관통하는 피딩 핀 대신에 홀 내부를 은(Ag)으로 채워 넣음에 따라, 상기 입출력단자는 상단부의 전도면에는 전기적으로 연결되면서 하단부의 그라운드면에는 개방되는 구조로 표면실장기술(SMT)을 적용하는 타입이 있다. 또한, 상기 안테나의 상단부의 전도면이 하단부의 전도성 물질로 이루어진 그라운드면과 전기적으로 분리되어 있고, 상기 유전체블록의 하단부에 상기 하단부의 그라운드면과 전기적으로 분리되어 있는 입출력단자를 만들고, 상기 유전체블록의 측면에 전도성 패턴을 형성하도록 표면실장기술(SMT)을 적용하는 또 다른 형태의 SMT 타입의 비정방형 패치 안테나가 있다. The patch antennas of the first to second features may be classified into a feeding pin type and an SMT type. The non-square patch antenna of the feeding pin type has an input / output terminal located in the conducting surface of the upper end of the dielectric block while being a feeding pin, and is electrically connected to the conducting surface of the upper end and penetrates the upper and lower end surfaces of the dielectric block, and conducts the lower end of the conductive antenna. It is a structure that is electrically separated from a ground plane made of a material. On the other hand, SMT type non-square patch antenna, as the input and output terminals on the conductive surface of the upper end of the dielectric block, and fills the inside of the hole with silver (Ag) instead of the feeding pins penetrating the upper and lower end surfaces of the dielectric block. The input / output terminals may be electrically connected to the conductive surface of the upper end and open to the ground surface of the lower end, thereby applying a surface mount technology (SMT). In addition, the conductive surface of the upper end of the antenna is electrically separated from the ground plane of the conductive material of the lower end, and the lower end of the dielectric block to make an input and output terminal electrically separated from the ground plane of the lower end, the dielectric block There is another type of SMT type non-square patch antenna that applies a surface mount technology (SMT) to form a conductive pattern on the side.
본 발명의 제 3특징에 따른 일체형 안테나모듈은, 위성신호 혹은 지상의 갭 필러 신호를 수신하기 위한 상기 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나와, 상기 패치 안테나에 수신된 위성신호를 엔진에서 처리 가능한 신호 레벨 수준으로 증폭시키는 역할을 하는 1단 이상의 저잡음 증폭기와, 상기 안테나와 상기 저잡음 증폭기를 부착시킨 직사각형이거나 일정한 형태의 인쇄회로기판 및, 상기 저잡음 증폭기에서 증폭된 위성신호를 상기 엔진으로 송신하기 위한 전송선로를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 패치 안테나 및 상기 저잡음 증폭기는 상기 인쇄회로기판의 동일면에 부착되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 패치 안테나 와 상기 저잡음 증폭기는 상기 인쇄회로기판의 서로 상이한 면에 각각 부착될 수도 있다. An integrated antenna module according to a third aspect of the present invention includes a non-square patch antenna of the ceramic dielectric block for receiving a satellite signal or a ground gap filler signal, and a signal capable of processing a satellite signal received by the patch antenna in an engine. One or more low noise amplifiers that amplify to a level level, a rectangular or uniform printed circuit board to which the antenna and the low noise amplifier are attached, and a transmission line for transmitting satellite signals amplified by the low noise amplifier to the engine It characterized in that it comprises a furnace. Here, the patch antenna and the low noise amplifier is preferably attached to the same surface of the printed circuit board. In addition, the patch antenna and the low noise amplifier may be attached to different surfaces of the printed circuit board, respectively.
본 발명의 제 4특징에 따른 일체형 안테나모듈은, 위성신호 혹은 지상의 갭 필러 신호를 수신하기 위한 상기 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나와, 상기 패치 안테나에 수신된 위성신호를 엔진에서 처리 가능한 신호 레벨 수준으로 증폭시키는 역할을 하는 1단 이상의 저잡음 증폭기와, 상기 패치 안테나와 상기 저잡음 증폭기를 각각의 일면에 부착시킨 직사각형 모양의 두 개의 인쇄회로기판과, 상기 패치 안테나가 부착된 인쇄회로기판과 상기 저잡음 증폭기가 부착된 인쇄회로기판을 연결하는 동축 케이블 혹은 유동성 있는 인쇄회로기판(flexible PCB) 및, 상기 저잡음 증폭기에서 증폭된 위성신호를 상기 엔진에 송신하기 위한 전송선로를 포함하는 것을 특징으로 한다.An integrated antenna module according to a fourth aspect of the present invention includes a non-square patch antenna of the ceramic dielectric block for receiving a satellite signal or a ground gap filler signal, and a signal capable of processing a satellite signal received by the patch antenna in an engine. A low noise amplifier having one or more stages for amplifying to a level level, two printed circuit boards having a rectangular shape in which the patch antenna and the low noise amplifier are attached to one surface thereof, a printed circuit board having the patch antenna attached thereto, and And a coaxial cable or a flexible printed circuit board (PCB) connecting the printed circuit board to which the low noise amplifier is attached, and a transmission line for transmitting the satellite signal amplified by the low noise amplifier to the engine.
본 발명의 제 5특징에 따른 일체형 안테나모듈은, 위성신호 혹은 지상의 갭 필러 신호를 수신하기 위한 상기 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나와, 상기 패치 안테나에 수신된 위성신호에 연산동작을 수행하여 데이터를 출력하는 소형화된 GPS엔진으로 이루어진 GPS엔진모듈 및, 상기 안테나와 상기 GPS엔진 모듈을 부착시킨 직사각형이거나 일정한 형태의 인쇄회로기판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 안테나 및 상기 GPS엔진모듈은 상기 인쇄회로기판의 동일면에 부착되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 패치 안테나와 상기 GPS엔진모듈은 상기 인쇄회로기판의 서로 상이한 면에 각각 부착될 수 있다.According to a fifth aspect of the present invention, an integrated antenna module includes a non-square patch antenna of the ceramic dielectric block for receiving a satellite signal or a gap filler signal on the ground, and performs a calculation operation on a satellite signal received by the patch antenna. It comprises a GPS engine module consisting of a miniaturized GPS engine for outputting data, and a rectangular or constant printed circuit board to which the antenna and the GPS engine module are attached. Here, the antenna and the GPS engine module is preferably attached to the same surface of the printed circuit board. In addition, the patch antenna and the GPS engine module may be attached to different surfaces of the printed circuit board, respectively.
본 발명의 제 6특징에 따른 일체형 안테나모듈은, 위성신호 혹은 지상의 갭 필러 신호를 수신하기 위한 상기 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나와, 상기 패치 안테나에 수신된 위성신호에 연산동작을 수행하여 데이터를 출력하는 소형화된 GPS엔진으로 이루어진 GPS엔진모듈과, 상기 패치 안테나와 상기 저잡음 증폭기를 각각의 일면에 부착시킨 직사각형 모양 혹은 일정한 형태의 두 개의 인쇄회로기판 및, 상기 안테나가 부착된 인쇄회로기판과 상기 저잡음 증폭기가 부착된 인쇄회로기판을 연결하는 동축 케이블 혹은 유동성 있는 인쇄회로기판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.An integrated antenna module according to a sixth aspect of the present invention performs an operation operation on a non-square patch antenna of the ceramic dielectric block and a satellite signal received by the patch antenna for receiving a satellite signal or a gap filler signal on the ground. GPS engine module comprising a miniaturized GPS engine for outputting data, two printed circuit boards having a rectangular shape or a constant shape in which the patch antenna and the low noise amplifier are attached to one surface thereof, and a printed circuit board having the antenna attached thereto. And a coaxial cable or a flexible printed circuit board connecting the printed circuit board with the low noise amplifier.
여기서, 본 발명의 제 5특징 또는 제 6특징에 따른 GPS엔진모듈은, 상기 패치 안테나에 수신된 위성신호를 엔진에서 처리 가능한 신호 레벨 수준으로 증폭시키는 역할을 하는 1단 이상의 저잡음 증폭기와 GPS엔진으로 구성되거나 혹은 상기 저잡음 증폭기를 제외하고 GPS엔진으로만 구성되거나 혹은 대역통과필터와 GPS엔진으로 구현될 수 있다.Here, the GPS engine module according to the fifth or sixth aspect of the present invention comprises a low noise amplifier and a GPS engine for amplifying a satellite signal received by the patch antenna to a signal level that can be processed by an engine. It may be configured as a GPS engine except for the low noise amplifier, or may be implemented as a band pass filter and a GPS engine.
이하, 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나의 실시 예를 도3a 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다. An embodiment of a non-square patch antenna of a ceramic dielectric block according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3A to 5.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 직선편파 특성을 갖는 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나의 실시예들을 나타내는 도면이다.3A to 3C are diagrams illustrating embodiments of a non-square patch antenna of a ceramic dielectric block having linear polarization characteristics according to the present invention.
도 3a는 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나의 제 1실시예의 상단면, 측단 및 하단면을 각각 나타내는 도면이다.Figure 3a is a view showing the top, side and bottom surfaces of the first embodiment of the non-square patch antenna of the ceramic dielectric block according to the present invention, respectively.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예에 따른 패치 안테나는 피딩 핀 타입의 패치 안테나로서, 세라믹 유전체와 전도체로 구성되면서 유전체블록(21)과 유전체블록 상단부에 도포된 전도성 패턴(22)의 가로와 세로의 비가 다르다. 네비게이션과 같은 이용기기의 내부에 장착할 수 있도록 상기 패치 안테나는 세로는 13mm로 하고, 가로는 18~35mm 혹은 35mm 이상인 리니어 형태를 구현하는 것이 바람직하다. 피딩 핀(23)은, 상기 패치 안테나의 상단부의 전도면(22)내에서 상기 상단부의 전도면과 전기적으로 연결되면서, 유전체블록(21)을 관통하며, 하단부의 전도면(24)에는 전기적으로 분리되도록 형성된다. As shown, the patch antenna according to the first embodiment of the present invention is a feeding pin type patch antenna, which is composed of a ceramic dielectric and a conductor, and has a
도 3b는 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나의 제 2실시예의 상단면, 측단 및 하단면을 나타내는 도면이다. Figure 3b is a view showing the top, side and bottom surfaces of a second embodiment of a non-square patch antenna of a ceramic dielectric block according to the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2실시예에 따른 패치 안테나는, 표면실장기술(Surface Mount Technology:이하'SMT')타입의 안테나로서, 상기 패치 안테나의 유전체블록(31)의 상단면의 전도면(32)이 하단면의 그라운드면에 전기적으로 절연되어 있으나, 상기 제 1실시예의 피딩 핀(23)이 유전체블록 하단부에 돌출되는 방식과 다르게 홀(34) 내부를 은(Ag)으로 채워 넣음에 따라 입출력단자(33)와 유전체블록 상단부의 전도면(32)과 전기적으로 연결되면서 유전체블록(31)을 관통하며 하단부의 전도성 물질로 이루어진 그라운드면(35)에는 개방되어 있다. As shown, the patch antenna according to the second embodiment of the present invention is a surface mount technology (SMT) type antenna, and the front surface of the top surface of the
도 3c는 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나의 제 3 실시예들을 나타내는 도면이다. 3C is a view showing third embodiments of a non-square patch antenna of a ceramic dielectric block according to the present invention.
도시된 바와 같이 본 발명의 제 3실시예에 따른 패치 안테나는 또 다른 SMT타입의 패치 안테나로서, 유전체블록(41)의 상단면의 전도면(42)이 하단면의 전도성 물질로 이루어진 그라운드면(43)과 전기적으로 분리되어 있고, 하단부에는 그라운드 전도면(43)과 전기적으로 분리되어 있는 전도성 있는 입출력단자(44)를 만들고, 상기 입출력단자와 매칭하기 위하여 한쪽 측면에 전도성 패턴(45)을 형성하도록 SMT를 적용하여 이루어진다.As shown, the patch antenna according to the third embodiment of the present invention is another patch antenna of the SMT type, wherein the
패치 안테나는 여러 재료를 사용하여 다양한 형태의 패치 안테나를 구현할 수 있으나, 본 발명에 따른 패치 안테나는 유전율이 6내지 60의 고유전율을 갖는 세라믹 유전체를 사용함으로써, 성능(이득×대역폭∝체적)은 하락하지만, 소형이면서 낮은 프로파일을 가질 수 있으므로, 통신기기의 소형화에 기여하고 내장형으로 기기에 대한 외부 충격에 대한 파손의 위험이 적다는 장점이 있다. 게다가, 본 발명에 따른 세라믹 안테나는 무선통신이나 휴대폰 등의 대부분의 시스템이 사용하는 수백 MHz~수 GHz사이의 주파수 범위에서 충분히 성능을 발휘할 수 있으므로 앞으로 그 사용영역이 광범위해질 것이다. The patch antenna may implement various types of patch antennas using various materials. However, the patch antenna according to the present invention uses a ceramic dielectric having a high dielectric constant of 6 to 60, thereby improving performance (gain x bandwidth and volume). However, since it can be small and have a low profile, it contributes to the miniaturization of a communication device and has an advantage that the risk of damage to an external shock to the device is small due to the built-in type. In addition, the ceramic antenna according to the present invention can exhibit a sufficient performance in the frequency range of several hundred MHz to several GHz used by most systems, such as wireless communication or mobile phones, the use area will be broadened in the future.
종래 기술에 따른 정방형의 패치 안테나는, 우현편파의 특성을 가진 패치 안테나로 개발된 경우, 수신 특성으로 인해 우현편파인 위성신호만 수신 가능하고 좌현편파로 보내는 위성 신호는 수신이 불가능하다는 문제점이 있었다. 반면에, 본 발명에 따른 비정방형 패치 안테나는 직선편파의 특성을 가지므로, 위성신호의 편 파 방향에 상관없이 광범위하게 신호를 수신 받을 수 있을 뿐만 아니라, 신호처리특성이 개선된 SIRstar 3와 같은 GPS엔진으로 수신 성능의 보완이 가능하다. 또한, 본 발명에 따른 비정방형 패치 안테나의 직선편파의 특성으로 인해, 종래의 정방형의 패치 안테나의 경우처럼 원형편파로 인해 발생하는 상호 간섭효과 때문에 수신율이 저하되는 문제점을 해결할 수 있어 듀얼밴드의 설계가 용이하다.Square patch antenna according to the prior art, when developed as a patch antenna having the characteristics of starboard polarization, there is a problem that can receive only satellite signals of starboard polarization due to the reception characteristics and satellite signals sent to the left side polarization cannot be received. . On the other hand, since the non-square patch antenna according to the present invention has the characteristics of linear polarization, it can receive a wide range of signals regardless of the polarization direction of the satellite signal, as well as improved signal processing characteristics such as SIRstar 3 GPS engine can be used to supplement the reception performance. In addition, due to the characteristics of the linearly polarized light of the non-square patch antenna according to the present invention, as in the case of the conventional square patch antenna, it is possible to solve the problem that the reception rate is lowered due to the mutual interference caused by the circular polarization, the design of dual band Is easy.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나의 또 다른 실시예들을 나타낸 도면이다.4A to 4C are diagrams illustrating still other embodiments of a non-square patch antenna of a ceramic dielectric block according to the present invention.
도 4a는 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나의 제 4실시예의 상단면, 측단 및 하단면을 나타내는 도면이다. Figure 4a is a view showing the top, side and bottom surfaces of a fourth embodiment of a non-square patch antenna of a ceramic dielectric block according to the present invention.
본 발명에 따른 패치 안테나는 피딩 핀 타입의 비정방형 패치 안테나로, 세라믹 유전체와 전도체로 구성되면서 유전체블록(51)과 유전체블록 상단부에 도포된 전도성 패턴(52)이 가로와 세로의 비가 다르고, 길이가 더 긴 측의 양면까지 전도성 패턴(52)을 연장하며, 피딩 핀(53)은 상기 패치 안테나의 상단부의 전도면(52)내에 위치하고, 상기 상단부의 전도면과 전기적으로 연결되면서 유전체블록(51) 상하단면을 관통하며, 하단부의 전도성 물질로 이루어진 그라운드면(54)에 전기적으로 분리되어 있다. 유전체블록의 측면에 전도성 패턴을 형성함으로써 전기적으로 원형편파 특성의 구현이 가능하고, 측면까지 연장된 전도성 패턴의 가로와 세로의 비를 조정함으로써 전기적 특성이 향상된 직선편파 특성을 보일 수 있다. Patch antenna according to the present invention is a non-square patch antenna of the feeding pin type, the
도 4b는 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나의 제 5실시예의 상단면,측단 및 하단면을 나타내는 도면이다.Figure 4b is a view showing the top, side and bottom surfaces of the fifth embodiment of the non-square patch antenna of the ceramic dielectric block according to the present invention.
본 발명에 따른 패치 안테나는 SMT 타입의 비정방형 패치 안테나로, 앞에서 언급한 제 2실시예의 패치 안테나와 동일하게 유전체블록(61)의 길이가 긴 측의 양면까지 전도성 패턴(62)을 연장시킨 구조이다. 상기 제 4실시예의 피딩 핀(53) 대신에 입출력단자(63)와 홀 내부(64)를 은(Ag)으로 입혀서 입출력단자(63)와 상단부의 전도면(62)을 전기적으로 연결시키고, 상기 은으로 이루어진 전도성 패턴(64)이 상기 유전체블록을 관통하면서 하단부의 전도성 물질로 이루어진 그라운드면(65)에 개방되도록 구현함으로써 SMT가 적용될 수 있도록 한 패치 안테나이다.The patch antenna according to the present invention is an SMT type non-square patch antenna, in which the
도 4c는 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나의 제 6실시예를 나타내는 도면이다. 4C illustrates a sixth embodiment of a non-square patch antenna of a ceramic dielectric block according to the present invention.
본 발명에 따른 패치 안테나는 또 다른 SMT타입의 비정방형 패치 안테나로, 앞에서 언급한 제 3실시예의 패치 안테나와 동일하게 유전체블록(71)의 길이가 긴 측의 양면까지 전도성 패턴(72)을 연장시킨 구조이다. 상기 패치 안테나의 유전체블록(71)의 상단면의 전도면(72)이 하단부의 전도성 물질로 이루어진 그라운드면(73)과 전기적으로 분리되어 있고, 하단부에는 그라운드 전도면(73)에 전기적으로 준리되어 있는 전도성 있는 입출력단자(74)를 만들고, 상기 입출력단자와 매칭하기 위하여 상기 전도성 패턴(72)이 연장된 측면의 반대 측면 중 어느 한 쪽에 전 도성 패턴(75)을 형성하도록 SMT를 적용하여 이루어진다.The patch antenna according to the present invention is another SMT type non-square patch antenna, which extends the
본 발명에 따른 제 4실시예 내지 제 6실시예에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나는 가로와 세로가 다른 유전체블록과 세라믹블록의 측면에 전도성 패턴을 형성함으로써 원형편파 특성을 갖게 하거나, 전도성 패턴의 크기조정에 따라 직선편파의 특성이 향상되는 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나 역시 종래의 정방형 패치 안테나보다 소형화된 안테나로서, 이용기기 내부에 장착이 가능하고 수신 성능의 개선 효과를 갖는다. 또한, 정방형의 패치 안테나와 다르게 듀얼밴드를 설계할 수 있다. 특히, 원형편파 특성을 갖는 경우 종래의 패치 안테나가 갖는 수신특성은 유지하면서 소형화가 가능하므로 타이밍 조절로 한 주파수에서 두 개 이상의 채널을 송수신할 수 있고 편파 손실이 적은 원형편파의 장점을 살릴 수 있다. The non-square patch antenna of the ceramic dielectric block according to the fourth to sixth embodiments according to the present invention has a circular polarization characteristic by forming a conductive pattern on the side of the dielectric block and the ceramic block having a different width and length, or conductive The non-square patch antenna of the ceramic dielectric block, which improves the characteristics of the linearly polarized wave according to the size adjustment of the pattern, is also a miniaturized antenna than the conventional square patch antenna, which can be mounted inside the user equipment and improves the reception performance. In addition, unlike the square patch antenna, it is possible to design a dual band. Particularly, when the circular polarization characteristic is used, the reception characteristics of the conventional patch antenna can be reduced while maintaining the reception characteristics of the conventional patch antenna, thereby enabling the transmission and reception of two or more channels at one frequency and taking advantage of the circular polarization with low polarization loss. .
도 5는 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치안테나의 제 7실시예를 나타내는 도면이다.5 shows a seventh embodiment of a non-square patch antenna of a ceramic dielectric block according to the present invention.
본 발명에 따른 패치 안테나는, 가로와 세로의 비가 다른 유전체블록(76) 상단부에 길이가 더 짧은 측의 양쪽으로 하나 이상의 전도성 패턴이 제거된 홈이 형성된 전도성 패턴(78)을 구현하고, 피딩 핀(77)은 상기 패치 안테나의 상단부의 전도면(78)내에 위치하고, 상기 상단부의 전도면과 전기적으로 연결되면서 유전체블 록(76)의 상단면과 하단면을 관통하며, 하단부의 그라운드 전도면(79)에 전기적으로 분리되어 있다. 상기 패치 안테나는 한 쪽이 13mm로 저주파와 고주파로 각각 분리된 직선편파 타입의 2개의 안테나 특성이 나타나게 된다. 길이가 더 짧은 측면의 전도성 패턴을 제거하면서 홈을 추가함에 따라, 전도성 패턴의 폭이 13mm 이하로 좁아져서 1.8Ghz대역에 있던 다른 직선편파 안테나 특성이 이동하여 또 다른 낮은 주파수의 직선편파 특성과 근접함에 따라, 각 직선편파 안테나 특성은 주파수 및 크기와 위상각이 90도가 되어 원형편파 특성을 보이게 된다. 특히, 원형편파 특성을 갖는 경우 종래의 패치 안테나가 갖는 수신특성은 유지하면서 소형화가 가능하므로 타이밍 조절로 한 주파수에서 두 개 이상의 채널을 송수신할 수 있고 편파 손실이 적은 원형편파의 장점을 살릴 수 있을 뿐만 아니라, 정방형의 패치 안테나와 다르게 듀얼밴드를 설계할 수 있다. The patch antenna according to the present invention implements a
전도성 패턴에 홈이 형성된 패치 안테나는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명에 따른 제 2실시예 내지 제 6실시예에 모두 적용함으로써 feeding핀 타입 또는 SMT타입의 다양한 형태의 비정방형 패치 안테나로 원형편파 특성을 구현할 수 있다. 특히, 13×18mm 혹은 13×20mm와 같은 비정방형의 패치 안테나나는 유전체 블록의 측면까지 전도성 패턴을 연장함으로써 원형편파특성의 구현이 가능하나, 13×25mm의 패치 안테나와 같이 한 쪽 길이가 상당히 긴 경우에는 측면에 전도성 패턴을 연장하면서 상단부의 전도성 패턴에 홈을 형성함으로써 원형편파 특성을 구현하는 것이 바람직하다. The patch antenna in which the groove is formed in the conductive pattern is not limited to the above-described specific embodiments, and is applied to all of the second to sixth embodiments according to the present invention, thereby providing various types of non-square patches of the feeding pin type or the SMT type. Circular polarization characteristics can be realized with an antenna. In particular, non-square patch antennas, such as 13 × 18mm or 13 × 20mm, can realize circular polarization characteristics by extending the conductive pattern to the side of the dielectric block, but the length of one side is considerably longer like a 13 × 25mm patch antenna. In this case, it is preferable to implement circular polarization characteristics by forming a groove in the conductive pattern of the upper end while extending the conductive pattern on the side.
상기 제 1실시예 내지 제 6실시예에 따른 패치 안테나는 네비게이션과 같은 이용기기의 너비에 의하여 상기 패치 안테나의 세로는 13mm로 하고, 가로는 18~35mm 혹은 35mm 이상인 리니어 형태를 구현하므로, 이용기기 내부에 장착할 수 있다. 또한, 한쪽 면의 사이즈를 줄이면서도, Er 60이하의 고유전체를 사용하여 Q*F를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 13×18mm의 패치 안테나의 경우 Q*F가 40,000이상의 비유전율(Er)이 45인 세라믹 파우더를 사용할 수 있고, 13×20mm의 패치 안테나의 경우 Q*F가 35,000인 비유전율(Er)37의 세라믹 파우더를 사용함으로써, 원재료에 의한 손실을 줄일 수 있고 안테나 이득을 향상시킬 수 있으며 종래의 정방형의 패치 안테나에 비해 수신특성이 우수해진다.Since the patch antenna according to the first to sixth embodiments implements a linear shape having a length of 13 mm and a width of 18 to 35 mm or 35 mm or more due to the width of the user equipment such as navigation, the user equipment Can be mounted inside. In addition, while reducing the size of one side, it is possible to improve Q * F by using a high dielectric constant of Er 60 or less. For example, a 13 × 18 mm patch antenna can use ceramic powder with a relative dielectric constant (Er) of 45 with a Q * F of 40,000 or more, while a 13 × 20 mm patch antenna has a dielectric constant of 35,000 with a Q * F of 35,000 ( By using ceramic powder of Er) 37, the loss caused by the raw material can be reduced, the antenna gain can be improved, and the reception characteristics are better than that of the conventional square patch antenna.
이하, 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나를 포함하는 일체형 안테나모듈의 실시예들을 도 6 내지 도 14c를 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the integrated antenna module including the non-square patch antenna of the ceramic dielectric block according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 6 to 14C.
도 6은 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈의 제 1실시예를 나타내는 도면이다. 6 is a view showing a first embodiment of an integrated antenna module according to the present invention.
본 실시예에 따른 일체형 안테나모듈은, 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나(81)와 저잡음 증폭기(82)가 좁고 기다란 직사각형 모양의 PCB(83)의 동일면에 SMD(Surface Mount Devices) 방식 - PCB에 구멍을 내지 않고 납 칠을 한 인쇄기판에서 소자를 붙이고 납을 용해함으로서 자동적으로 실장되는 방법 - 으로 부착되 어 있고, 저잡음 증폭기(82)로부터 엔진으로 위성신호를 송신하는 전송선로(84)가 연결되어 있다. 본 발명에 따르면, 일체형 안테나모듈은 65×10×4.7mm의 사이즈로 패치 안테나(81)가 위치하는 부분만 너비를 13mm로 하여 정사각형의 패치 안테나에 비해 가로길이가 길어지는 대신 그 폭이 좁아지는 특성을 보이며, 상기 패치 안테나와 상기 저잡음 증폭기를 PCB의 동일면에 구현함으로써 안테나 높이를 낮출 수 있어 이용기기 내 디자인을 최적화할 수 있다.In the integrated antenna module according to the present embodiment, the SMD (Surface Mount Devices) method of the
도 7은 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈에 사용되는 저잡음 증폭기의 블록도를 나타내는 도면이다. 7 is a block diagram of a low noise amplifier used in the integrated antenna module according to the present invention.
저잡음 증폭기의 회로(82)는, 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나(81)로부터 수신 받은 위성신호를 1차 증폭(8202) 후 대역통과필터(8204)를 거쳐 2차 증폭(8206)이 이루어지도록 구성되어 있다. 2차 증폭까지 이루어진 신호는 연결된 케이블을 통해 GPS 엔진으로 전송된다. 상기 저잡음 증폭기는 당해 안테나 모듈에 사용할 수 있는 안테나에 고유전율에 따른 소형화로 대역폭인 좁다는 문제가 있어서 수신 받은 위성신호를 GPS 엔진에서 처리 가능할 정도로 증폭시키는 역할을 한다. GPS 엔진에 직접 상기 패치 안테나를 부착시키는 방법도 있으나, 이 경우에는 위성신호가 너무 미약하여 노이즈에 약하므로 상술한 바와 같이 저잡음 증폭기에 의한 증폭 및 필터링을 통하여 최소 24dB 정도의 이득 증폭한 이후에 GPS 엔진에 신호가 입력되도록 하는 것이 바람직하다.The circuit of the
도 8은 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈의 제 2실시예를 나타낸 도면이다. 8 is a view showing a second embodiment of an integrated antenna module according to the present invention.
본 실시예에 따른 일체형 안테나 모듈은, 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나(81)와 저잡음 증폭기(82)가 PCB(83)의 서로 상이한 면에 SMD(Surface Mount Devices) 방식으로 각각 부착되어 있으며, 저잡음 증폭기(82)로부터 엔진으로 위성신호를 송신하는 전송선로(84)가 연결되어 있다. 이와 같이 패치 안테나(81)와 저잡음 증폭기(82)가 PCB(83)의 상이한 면에 부착되는 구성에 의하면, 신호 전송과정에서 발생하는 상기 저잡음 증폭기에서 상기 비정방형 패치 안테나로 미치는 노이즈 영향을 최소화할 수 있는 장점도 가지게 된다.In the integrated antenna module according to the present embodiment, the
도 9는 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈의 제 4실시예를 나타낸 도면이다. 9 is a view showing a fourth embodiment of an integrated antenna module according to the present invention.
본 실시예에 따른 일체형 안테나모듈은, 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 패치 안테나(81)가 부착된 PCB(83)단과 저잡음 증폭기(82)가 부착된 PCB단(84)의 2개의 블록이 동축 케이블(85)로 연결된다. 이 때 양 PCB단은 직사각형 형태로 하나 이에 국한되지 않고 일정한 형태로 할 수 있으며, 상기 동축 케이블은 유동성 있는 PCB로 대신 할 수 있다. 이러한 구성의 안테나모듈에 의하면 저잡음 증폭기(82)가 부착된 PCB단(84)은 360ㅀ 회전이 자유롭다는 장점을 갖는다. 즉, 동축 케이블의 사용에 따라 수신기 내 공간적 제약 및 굴곡이 필요한 경우에는 도 10a 내지 도 10c에서 보여지는 바와 같이 안테나모듈을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 이게 한정되지 아니하고 설계자의 의도에 따른 다양한 형태의 구현이 가능하다.In the integrated antenna module according to the present embodiment, two blocks of a
도 11은 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈의 제 4실시예를 나타내는 도면이다. 11 is a view showing a fourth embodiment of the integrated antenna module according to the present invention.
본 실시예에 따른 일체형 안테나모듈은, 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나(81)와, 상기 패치 안테나에 수신된 위성신호에 연상동작을 수행하여 데이터를 출력하는 소형화된 GPS엔진으로 이루어진 GPS 엔진모듈(91)이 좁고 기다란 직사각형 모양의 PCB(92)의 동일면에 SMD(Surface Mount Devices) 방식 - PCB에 구멍을 내지 않고 납 칠을 한 인쇄기판에서 소자를 붙이고 납을 용해함으로서 자동적으로 실장되는 방법 - 으로 부착되어 있다. 본 발명에 따르면, GPS 스마트 안테나모듈은 65×10×7mm의 사이즈로 패치 안테나(81)가 위치하는 부분만 너비를 13mm 이하로 하여 정방형의 패치 안테나에 비해 가로길이가 길어지는 대신 그 폭이 좁아지는 특성을 보인다. 한편, 상기 방식을 활용한 DAB 혹은 DMB 안테나와 상기 GPS엔진을 DAB엔진 혹은 DMB엔진으로 대체함으로써, 상기 일체형 GPS안테나 엔진모듈은 네비게이션이나 GPS뿐만 아니라 DAB 혹은 DMB등에도 사용할 수 있다.The integrated antenna module according to the present embodiment is a miniaturized GPS engine that performs data associating with the
도 12는 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈의 제 5실시예를 나타내는 도면이다. 12 is a view showing a fifth embodiment of the integrated antenna module according to the present invention.
본 실시예에 따른 일체형 안테나모듈은, 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나(81)와 GPS엔진모듈(91)이 상기 PCB(92)의 서로 상이한 면에 SMD(Surface Mount Devices) 방식으로 각각 부착되어 있다. 이와 같이 패치 안 테나(81)와 GPS 엔진모듈(91)이 PCB(92)의 상이한 면에 부착되는 구성에 의하면 신호 전송과정에서 발생하는 상기 GPS 엔진모듈의 저잡음 증폭기에서 상기 패치 안테나로 미치는 노이즈 영향을 최소화할 수 있는 장점도 가지게 된다. In the integrated antenna module according to the present embodiment, the SMD (Surface Mount Devices) method of the
도 13은 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈의 제 6실시예를 나타낸 도면이다. 13 is a view showing a sixth embodiment of an integrated antenna module according to the present invention.
본 실시예에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나(81)가 부착된 PCB(93)단과 GPS 엔진모듈(91)이 부착된 PCB단(94)의 2개의 블록이 동축 케이블(95)로 연결된다. 이 때 양 PCB단은 직사각형 형태로 하나 이에 국한되지 않고 일정한 형태로 할 수 있으며, 상기 동축 케이블은 유동성 있는 PCB로 대신 할 수 있다. 이러한 구성의 안테나모듈에 의하면 GPS엔진모듈(91)이 부착된 PCB단(94)은 360˚회전이 자유롭다는 장점을 갖는다. 즉, 동축 케이블의 사용에 따라 수신기 내 공간적 제약 및 굴곡이 필요한 경우에는 도 14a 내지 도 14c에서 보여지는 바와 같이 안테나모듈을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 이게 한정되지 아니하고 설계자의 의도에 따른 다양한 형태의 구현이 가능하다. Two blocks of the
이때, 상기 GPS 엔진모듈은 저잡음 증폭기와 소형화된 GPS엔진의 일체형으로 구현하거나 저잡음 증폭기 없이 GPS엔진 자체로 구현하거나 대역통과필터와 GPS엔진으로 구현할 수 있다. 따라서, 당업자라면 필요에 따라 상기 GPS엔진모듈을 설계할 수 있으며 일반적으로는 소형화된 GPS엔진과 대역통과필터 및 1단의 저잡음 증 폭기를 일체화하는 것이 바람직하다.In this case, the GPS engine module may be implemented as an integrated unit of a low noise amplifier and a miniaturized GPS engine, a GPS engine itself without a low noise amplifier, or a band pass filter and a GPS engine. Therefore, those skilled in the art can design the GPS engine module as needed, and in general, it is desirable to integrate a miniaturized GPS engine, a band pass filter, and a low noise amplifier of one stage.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다. 예를 들면, 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈 혹은 일체형 GPS 안테나 엔진모듈로 한정하는 것이 아니라, 안테나에 미치는 잡음 제거 및 발진 방지를 위해서 저잡음 증폭기단 혹은 GPS엔진모듈을 전도성 있는 물질로 그라운드 차폐를 함으로써 증폭기에서 안테나에 미치는 노이즈영향을 감소시킬 수도 있다. In the above described and described with respect to preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, in the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims Various modifications can be made by those skilled in the art, and such changes are within the scope of the claims. For example, the amplifier is not limited to the integrated antenna module or the integrated GPS antenna engine module according to the present invention, but the ground noise is shielded from the low noise amplifier stage or the GPS engine module with a conductive material to prevent noise and oscillation of the antenna. In this case, the noise effect on the antenna can be reduced.
본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나 및 이를 이용한 일체형 안테나모듈은 현재 상용되는 정방형의 패치 안테나보다 소형화된 안테나 혹은 안테나모듈로 이용기기 내부에 장착이 가능하고 수신 성능 개선의 효과를 갖는다. The non-square patch antenna of the ceramic dielectric block and the integrated antenna module using the same according to the present invention can be mounted inside the user equipment as a miniaturized antenna or antenna module than the commercially available square patch antenna and have an effect of improving reception performance.
즉, 직선편파의 특성을 갖는 본 발명에 따른 비정방형의 패치 안테나를 사용하게 되면, 멀티 패스 신호(잡음)에는 약하나 SIRstar 3와 같은 엔진의 신호 처리 개선으로 수신 성능의 보완이 가능하고, 좌현편파나 우현편파에 상관없이 동일한 안테나를 사용할 수 있으며, 종래의 정방형의 패치 안테나에 비해 안테나모듈의 크기를 소형화함으로써 단말기 내부에 장착할 수 있다는 효과를 갖는다. That is, if the non-square patch antenna according to the present invention having the characteristics of linear polarization is used, the reception performance can be compensated for by improving signal processing of an engine such as SIRstar 3, but weak in a multipath signal (noise). The same antenna can be used regardless of star polarization, and the antenna module can be mounted inside the terminal by miniaturizing the size of the antenna module compared to the conventional square patch antenna.
또한, 가로와 세로가 다른 본 발명에 따른 비정방형 패치 안테나의 유전체블록의 측면에 전도성 패턴을 형성함으로써 원형편파 특성을 갖게 하거나 전도성 패턴의 크기조정에 따라 직선편파의 특성이 향상되는 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나 역시 종래의 정방형 패치 안테나보다 소형화된 안테나로서, 이용기기 내부에 장착이 가능하고 수신성능의 개선 효과를 갖는다. In addition, by forming a conductive pattern on the side of the dielectric block of the non-square patch antenna according to the present invention, the width and length of the ceramic dielectric block to have a circular polarization characteristic or improve the characteristics of the linear polarization according to the size of the conductive pattern Non-square patch antenna is also a miniaturized antenna than the conventional square patch antenna, it can be mounted inside the user equipment and has an effect of improving the reception performance.
또한, 비정방형 패치 안테나의 유전체 상단면의 전도성 패턴에 하나 이상의 홈을 형성하게 되면 전도성 패턴의 폭이 좁아짐에 따라, 1.8Ghz대역에 있던 다른 직선편파 안테나 특성이 점차 저주파로 이동하여 또 다른 낮은 주파수의 직선편파 안테나와 근접하게 되며 주파수 및 크기와 위상각이 90°가 되어서 원형편파 특성을 보이게 된다.In addition, if one or more grooves are formed in the conductive pattern of the dielectric top surface of the non-square patch antenna, the width of the conductive pattern is narrowed, so that the characteristics of other linearly polarized antennas in the 1.8 GHz band gradually move to the low frequency and the other low frequency It is close to the linearly polarized antenna of, and its frequency, magnitude, and phase angle are 90 °, which shows circular polarization characteristics.
특히, 비정방형 패치 안테나가 원형편파 특성을 갖는 경우, 종래의 정방형의 패치 안테나가 갖는 수신특성은 유지하면서 소형화가 가능하므로 타이밍 조절로 한 주파수에서 두 개 이상의 채널을 송수신할 수 있고 편파 손실이 적은 원형편파의 장점을 살릴 수 있을 뿐만 아니라, 듀얼 밴드 안테나의 제작도 용이해짐에 따라 종래 정방형의 패치 안테나의 장점을 살리면서 단점을 해결할 수 있다.In particular, when the non-square patch antenna has circular polarization characteristics, the reception characteristics of the conventional square patch antennas can be reduced while maintaining the reception characteristics of the conventional square patch antennas. Not only can the advantages of circular polarization be utilized, but also the manufacture of a dual band antenna can be facilitated, and the disadvantages can be solved while utilizing the advantages of the conventional square patch antenna.
다음으로, 상기 비정방형 패치 안테나를 저잡음 증폭기와 하나의 PCB에 구현하는 일체형 안테나모듈과, 상기 비정방형 패치 안테나를 GPS엔진모듈을 하나의 PCB에 구현하는 일체형 GPS 안테나 엔진모듈 역시 종래 정방형의 패치안테나의 수신 성능은 유지하면서, 소형화에 따라 이용기기 내부에 위치시킴으로서 종래 단말기가 갖는 디자인상의 문제점을 해결할 수 있다. Next, an integrated antenna module for implementing the non-square patch antenna on a low noise amplifier and a single PCB, and an integrated GPS antenna engine module for implementing the non-square patch antenna on a single PCB may also be a conventional square patch antenna. While maintaining the reception performance of the present invention, it is possible to solve the design problem of the conventional terminal by positioning the inside of the user equipment according to the miniaturization.
더 나아가서는, 상기 일체형 안테나모듈 혹은 상기 일체형 GPS 안테나 엔진모듈은 이용기기 상단부에 가로방향과 평행하게 위치시킬 뿐만 아니라 단말기 디자인에 따라 약간의 굴곡이나 경사를 줄 수 있어 다양한 활용이 가능하다. Furthermore, the integrated antenna module or the integrated GPS antenna engine module may not only be positioned parallel to the horizontal direction at the upper end of the user equipment, but may be slightly bent or inclined depending on the terminal design, thereby enabling various applications.
Claims (15)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060044534A KR100786540B1 (en) | 2006-05-18 | 2006-05-18 | non-square patch antenna for receiving satellite signal and all in one antenna module |
CNA2007800180549A CN101449423A (en) | 2006-05-18 | 2007-05-10 | Non-square patch antenna of ceramics dielectric block and all in one antenna module |
PCT/KR2007/002291 WO2007136182A1 (en) | 2006-05-18 | 2007-05-10 | Non-square patch antenna of ceramics dielectric block and all in one antenna module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060044534A KR100786540B1 (en) | 2006-05-18 | 2006-05-18 | non-square patch antenna for receiving satellite signal and all in one antenna module |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020070111995A Division KR100969274B1 (en) | 2007-11-05 | 2007-11-05 | non-square patch antenna |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070111583A true KR20070111583A (en) | 2007-11-22 |
KR100786540B1 KR100786540B1 (en) | 2007-12-21 |
Family
ID=38723478
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020060044534A KR100786540B1 (en) | 2006-05-18 | 2006-05-18 | non-square patch antenna for receiving satellite signal and all in one antenna module |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100786540B1 (en) |
CN (1) | CN101449423A (en) |
WO (1) | WO2007136182A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100975672B1 (en) * | 2008-03-04 | 2010-08-17 | (주)파트론 | Antenna System using Various Setup Structure |
KR101106579B1 (en) * | 2009-08-14 | 2012-01-19 | 주식회사 이엠따블유 | Contact apparatus for internal antenna and internal antenna having the same |
KR101132698B1 (en) * | 2009-06-26 | 2012-04-03 | 주식회사 이엠따블유 | Internal antenna, connecting structure, and method for manufacturing the same |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102001452B (en) * | 2010-11-08 | 2013-01-23 | 航天东方红卫星有限公司 | Method for realizing integration of energy control and main force bearing plate of satellite |
DE202011050202U1 (en) | 2011-05-20 | 2011-07-07 | Gerald Höfer | Built-in instrument for telematics applications |
CN103066373B (en) * | 2011-10-18 | 2016-07-06 | 徐台莉 | Balancing antenna |
KR101806188B1 (en) * | 2016-08-16 | 2017-12-07 | 주식회사 아모텍 | Patch antenna module |
CN107871927A (en) * | 2016-09-23 | 2018-04-03 | 徐平芳 | A kind of small-sized medium resonator antenna of circular polarisation |
CN107831597A (en) * | 2017-09-18 | 2018-03-23 | 华南理工大学 | A kind of new generation bimodulus optical eddy light beam circular polarised array antenna |
US10312569B1 (en) * | 2018-01-05 | 2019-06-04 | Cirocomm Technology Corp. | Surface-mounted signal transceiver module with multi-signal feed-in |
KR102550411B1 (en) | 2022-03-15 | 2023-07-04 | 주식회사 카이로스페이스 | Uhf band patch antenna for cubesat |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69838138T2 (en) * | 1998-05-25 | 2008-04-10 | Mitsubishi Denki K.K. | RECEIVER |
JP2002314325A (en) | 2001-04-13 | 2002-10-25 | Yokowo Co Ltd | Surface mount patch antenna for linear polarization |
KR20030044171A (en) * | 2001-11-29 | 2003-06-09 | (주)웨이브다임 | Compact GPS Antenna outputting a digital signal |
-
2006
- 2006-05-18 KR KR1020060044534A patent/KR100786540B1/en not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-05-10 WO PCT/KR2007/002291 patent/WO2007136182A1/en active Application Filing
- 2007-05-10 CN CNA2007800180549A patent/CN101449423A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100975672B1 (en) * | 2008-03-04 | 2010-08-17 | (주)파트론 | Antenna System using Various Setup Structure |
KR101132698B1 (en) * | 2009-06-26 | 2012-04-03 | 주식회사 이엠따블유 | Internal antenna, connecting structure, and method for manufacturing the same |
KR101106579B1 (en) * | 2009-08-14 | 2012-01-19 | 주식회사 이엠따블유 | Contact apparatus for internal antenna and internal antenna having the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2007136182A1 (en) | 2007-11-29 |
CN101449423A (en) | 2009-06-03 |
KR100786540B1 (en) | 2007-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100786540B1 (en) | non-square patch antenna for receiving satellite signal and all in one antenna module | |
US7187330B2 (en) | Differential and single ended elliptical antennas | |
US7808437B2 (en) | Antenna arrangement | |
US7053841B2 (en) | Parasitic element and PIFA antenna structure | |
EP2565983A2 (en) | Antenna device and electronic apparatus including antenna device | |
US8779988B2 (en) | Surface mount device multiple-band antenna module | |
US20120280867A1 (en) | Internal antenna module | |
EP2169763A1 (en) | WWAN printed circuit antenna with three monopole antennas disposed on a same plane | |
KR100811793B1 (en) | Antenna device of mobile device | |
CN111193100A (en) | Electronic device | |
US8395562B2 (en) | Antenna module for portable electronic device | |
US7965253B2 (en) | Broadband antenna | |
RU2566967C2 (en) | Antenna device | |
US7193580B2 (en) | Antenna device | |
KR100740314B1 (en) | Small Chip Type Pattern antenna | |
KR101408654B1 (en) | Mobile terminal having antenna deposited on FPCB for side-key | |
CN101542828A (en) | Antenna device and portable radio communication device comprising such antenna device | |
WO2007020446A1 (en) | Loop antenna | |
KR100973797B1 (en) | Integrated active antenna | |
KR100969274B1 (en) | non-square patch antenna | |
EP2234203A1 (en) | Mobile apparatus | |
US9142890B2 (en) | Antenna assembly | |
US6697021B2 (en) | Double F antenna | |
CN102760944A (en) | Omnidirectional radiation vibrator array antenna for loaded coupled feeding | |
KR20080112493A (en) | Non-square patch antenna of ceramics dielectric block and all in on antenna module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
J201 | Request for trial against refusal decision | ||
A107 | Divisional application of patent | ||
AMND | Amendment | ||
B701 | Decision to grant | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
J204 | Invalidation trial for patent | ||
J204 | Invalidation trial for patent | ||
G170 | Publication of correction | ||
J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL DECISION FOR INVALIDATION REQUESTED 20080110 Effective date: 20090123 Free format text: TRIAL DECISION FOR INVALIDATION REQUESTED 20080314 Effective date: 20090123 |
|
J2X1 | Appeal (before the patent court) |
Free format text: INVALIDATION |
|
J202 | Request for trial (for correction) | ||
EXTG | Extinguishment | ||
J302 | Written judgement (patent court) |
Free format text: JUDGMENT (PATENT COURT) FOR INVALIDATION REQUESTED 20090302 Effective date: 20090924 |
|
G170 | Publication of correction | ||
G170 | Publication of correction | ||
J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL DECISION FOR CORRECTION REQUESTED 20090519 Effective date: 20110722 |