KR20080112493A - Non-square patch antenna of ceramics dielectric block and all in on antenna module - Google Patents

Non-square patch antenna of ceramics dielectric block and all in on antenna module Download PDF

Info

Publication number
KR20080112493A
KR20080112493A KR1020070060974A KR20070060974A KR20080112493A KR 20080112493 A KR20080112493 A KR 20080112493A KR 1020070060974 A KR1020070060974 A KR 1020070060974A KR 20070060974 A KR20070060974 A KR 20070060974A KR 20080112493 A KR20080112493 A KR 20080112493A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antenna
patch antenna
dielectric block
square
ceramic dielectric
Prior art date
Application number
KR1020070060974A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이수길
조동연
김효진
김봉석
Original Assignee
(주)파트론
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)파트론 filed Critical (주)파트론
Priority to KR1020070060974A priority Critical patent/KR20080112493A/en
Publication of KR20080112493A publication Critical patent/KR20080112493A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10Resonant slot antennas
    • H01Q13/106Microstrip slot antennas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0428Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0485Dielectric resonator antennas

Abstract

A non-square patch antenna of ceramic dielectric block for receiving gap filler of satellite signal or ground and antenna module are provided to solve design problem of an existing device by miniaturizing a device. A non-square patch antenna of ceramic dielectric block for receiving gap filler of satellite signal or ground comprises a ceramic dielectric block(76a) and a conductive pattern(78a). The ceramic dielectric block is formed to a non-square in which a rate of length and width is different. The conductive pattern is coated on the ceramic dielectric block. A circular polarization property or a straight polarization property is controlled by controlling a size of the conductive pattern.

Description

세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나 및 일체형 안테나모듈{non-square patch antenna of ceramics dielectric block and all in on antenna module}Non-square patch antenna of ceramics dielectric block and all in on antenna module

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 3은 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나의 제 1실시예를 분해하여 상단면, 측단 및 하단면을 나타내는 도면이고,3 is an exploded view illustrating a top surface, side ends, 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 4는 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나의 제 2실시예를 분해하여 상단면, 측면 및 하단면을 나타내는 도면이고, 4 is an exploded view illustrating a top surface, a side surface, and a bottom surface of a second embodiment of a non-square patch antenna of a ceramic dielectric block according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나의 제 3실시예를 분해하여 상단면과 하단면을 나타내는 도면이고, FIG. 5 is an exploded view illustrating a top surface and a bottom surface of a third embodiment of the non-square patch antenna of the ceramic dielectric block according to the present invention; FIG.

도 6은 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나의 제 4실시예를 분해하여 상단면과 하단면을 나타내는 도면이고, 6 is an exploded view showing a top surface and a bottom surface by disassembling a fourth embodiment of a non-square patch antenna of a ceramic dielectric block according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈의 제 1실시예를 나타낸 도면이고, 7 is a view showing a first embodiment of an integrated antenna module according to the present invention,

도 8은 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈에 사용되는 저잡음 증폭기의 블록 도를 나타낸 도면이고, 8 is a block diagram of a low noise amplifier used in an integrated antenna module according to the present invention;

도 9는 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈의 제 2실시예를 나타낸 도면이고,9 is a view showing a second embodiment of the integrated antenna module according to the present invention;

도 10은 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈의 제 3실시예를 나타낸 도면이고, 10 is a view showing a third embodiment of the integrated antenna module according to the present invention;

도 11 내지 도 13은 본 발명의 제3 실시예를 이용한 특성 구현을 나타낸 도면이고,11 to 13 are diagrams illustrating a characteristic implementation using a third embodiment of the present invention.

도 14는 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈의 제 4실시예를 나타낸 도면이고,14 is a view showing a fourth embodiment of the integrated antenna module according to the present invention;

도 15는 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈의 제 5실시예를 나타낸 도면이고,15 is a view showing a fifth embodiment of the integrated antenna module according to the present invention;

도 16은 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈의 제 6실시예를 나타낸 도면이고,16 is a view showing a sixth embodiment of an integrated antenna module according to the present invention;

도 17 내지 도 19는 본 발명의 제 6실시예를 이용한 특성 구현을 나타낸 도면이다.17 to 19 are diagrams illustrating a characteristic implementation using the 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 Position 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, and more specifically, a GPS (Global Position System), 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 satellite signals or gap filler signals, 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 하단면 으로 나타낸 도면이다. 1 is an exploded view showing the structure of a patch antenna according to the prior art as 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(PCB : Printed Circuit Board)(14)으로 구성되며, 상기 안테나모듈(12)은 유전체블록(11)의 양단면에 전도성 물질이 도포되며, 상단면에는 피딩 핀(13)이 위치하고 있다. 또한, PCB(14)에는 1단 이상의 저잡음 증폭기(LNA : Low Noise Amplifier)(15)가 형성되며, PCB(14)는 안테나모듈(12)의 하단면에 부착된다. 상기 상단면의 전도면은 원형편파 특성을 구현하기 위하여 가로와 세로의 비가 동일하게 전도성 물질로 도포된다. 또한, 상기 피딩 핀(13)은 상단면의 전도면과 전기적으로 연결되어 유전체블록을 관통하지만, 하단면의 전도성 물질로 이루어진 그라운드면과는 전기적으로 분리되도록 형성된다.As shown in FIG. 1, the square patch antenna of a conventional feeding pin type includes an antenna module 12 and a printed circuit board (PCB) 14 separated therefrom. The antenna module 12 is coated with a conductive material on both end surfaces of the dielectric block 11, the feeding pin 13 is located on the top surface. In addition, one or more low noise amplifiers (LNAs) 15 are formed on the PCB 14, and the PCB 14 is attached to the bottom surface of the antenna module 12. The conductive surface of the top surface is coated with a conductive material in the same ratio of width and length to implement circular polarization characteristics. In addition, the feeding pin 13 is electrically connected to the conductive surface of the upper surface and penetrates the dielectric block, but is formed to be electrically separated from the ground surface made of the conductive material of the lower surface.

그런데, 종래의 네비게이션 등에 사용되는 패치 안테나의 문제점은 접지평면, 예컨대 기본적으로 평판인 도전성 표면이 요구된다는 것과 위성신호의 수신을 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 측 면으로 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 of the PCB must be secured to the sky in order to facilitate reception of satellite signals. . 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 navigation 17, and within Since there is no choice but to configure the patch antenna to be positioned, there is a problem that the antenna mechanism protrudes laterally as much as the width of the antenna when used.

최근 들어 휴대용으로의 슬림화 및 소형화 추세와 제품들의 기능이 복합화 되면서, 예를 들어 차량용 네비게이션 업체에서는 차량 장착도 가능하고 배터리를 내장시켜서 휴대도 가능한 네비게이션의 개발이 필요한 상태이다. 그러나, 상술한 바와 같이 종래의 패치 안테나는 슬림화되지 못하여 네비게이션 등의 사이즈가 커지게 될 뿐만 아니라, 13× 13mm 이하의 소형의 패치 안테나를 사용하여 차량에 장착하더라도 안테나 특성이 좋지 못하여 음영지역에서는 수신이 불안정하다는 문제점도 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 it is received in a shaded area. There is also a problem of this instability.

한편, 소형화 추세에 따라서 더 작은 13× 13mm 이하의 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.Meanwhile, according to the miniaturization trend, there have been attempts to use a smaller patch antenna or a 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 창안된 것으로, 비정방형의 유전체 세라믹 유전체블록과 비정방형의 유전체블록 위에 위치하는 패치 안테나의 전도성 패턴을 조정함으로써 원형편파 특성을 갖거나 혹은 보다 향상된 직선편파 특성을 갖는 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나, 및 비정방형의 세라믹 유전체블록 측면까지 상단면의 전도성 패턴을 확장하여 원형편파 특성을 갖거나 직선 편파 특성을 갖는 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나를 제공하며, 아울러 유전체블록의 상단부에 하나 이상의 홈이 형성된 전도성 패턴을 구현함으로써 원형편파 특성을 갖는 패치 안테나를 이용기기 내부에 장착하기 용이하도록 하는 일체형 안테나 모듈을 제공하는 것을 목적으로 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 patch is located on the non-square dielectric ceramic dielectric block and the non-square dielectric block By adjusting the conduction pattern of the antenna, the circular polarization characteristics are obtained by extending the conductive pattern on the top surface of the non-square patch antenna of the ceramic dielectric block having the circular polarization characteristic or the improved linear polarization characteristic, and the side of the non-square ceramic dielectric block. To provide a non-square patch antenna of a ceramic dielectric block having a linear polarization characteristic or a linear polarization characteristic, and to implement a conductive pattern formed with one or more grooves in the upper end of the dielectric block to mount a patch antenna having circular polarization characteristics inside the user equipment Facilitating It is an object to provide a body antenna module.

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.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비정방형 패치 안테나는, 위성신호 혹은 지상의 갭 필러 신호를 수신하는 안테나에 있어서, 가로 및 세로의 비가 다른 비정방형으로 형성된 세라믹 유전체블록; 및 상기 세라믹 유전체블록의 상단부에 도포된 전도성 패턴을 포함하며, 상기 전도성 패턴의 크기를 조절하여 원형편파 특성 또는 직선편파 특성이 조절되는 것을 특징으로 한다.Non-square patch antenna according to the present invention for achieving the above object, the antenna for receiving a satellite signal or a gap filler signal of the ground, comprising: a ceramic dielectric block formed in a non-square having a horizontal and vertical ratio; And a conductive pattern applied to the upper end of the ceramic dielectric block, and the circular polarization characteristic or the linear polarization characteristic is adjusted by adjusting the size of the conductive pattern.

여기서, 상기 세라믹 유전체블록의 유전율은 3 이상의 유전율로 구현되는 것이 바람직하다.Here, the dielectric constant of the ceramic dielectric block is preferably implemented with a dielectric constant of 3 or more.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 안테나 모듈은, 위성신호 혹은 지상의 갭 필러 신호를 수신하기 위한 비정방형 마이크로 스트립 패치 안테나; 상기 마이크로 스트립 패치 안테나에 의해 수신된 신호를 엔진에서 처리 가능한 신호 레벨 수준으로 증폭시키는 역할을 하는 1단 이상의 저잡음 증폭기; 상기 마이크로 스트립 패치 안테나 및 상기 저잡음 증폭기가 부착된 인쇄회로기판; 및 상기 저잡음 증폭기에서 증폭된 신호를 상기 엔진으로 송신하기 위한 전송선로를 포함하는 것을 특징으로 한다.An antenna module according to the present invention for achieving the above object, the non-square microstrip patch antenna for receiving a satellite signal or a ground gap filler signal; At least one low noise amplifier amplifying a signal received by the micro strip patch antenna to a signal level that can be processed by an engine; A printed circuit board to which the micro strip patch antenna and the low noise amplifier are attached; And a transmission line for transmitting the signal amplified by the low noise amplifier to the engine.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 비정방형 패치 안테나 및 일체형 안테나모듈을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a non-square patch antenna and an integrated antenna module according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 직선편파 특성을 갖는 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나의 실시예들을 나타내는 도면이며, 그 중 도 3은 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나의 제 1실시예의 상단면, 측단면, 및 하단면을 각각 나타내는 도면이다.3 to 5 illustrate embodiments of a non-square patch antenna of a ceramic dielectric block having a linear polarization characteristic according to the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the non-square patch antenna of the ceramic dielectric block according to the present invention. The top surface, the side cross section, and the bottom surface of 1 Example are respectively shown.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예에 따른 패치 안테나는 피딩 핀 타입의 패치 안테나로서, 세라믹 유전체블록(21)과 전도성 패턴(22)으로 구성된다. 여기서, 세라믹 유전체블록(이하, '유전체블록'이라고도 한다)(21)은 비정방형으로 형성되고, 직선 편파 특성을 구현 시 전도성 패턴(22)은 유전체블록(21)의 상단부 에 도포된다. 이때, 전도성 패턴(22)의 가로 및 세로의 비는, 네비게이션과 같은 이용기기의 내부에 장착할 수 있도록 상기 패치 안테나는 가로는 13mm 이하로 하고, 세로는 18~35mm 혹은 35mm 이상인 비정방형 형태를 구현하는 것이 바람직하며 7인치 네비게이션과 같이 set 너비 공간이 허락하면 13~18mm까지 세라믹 유전체블록의 가로(단축)를 좀 더 크게 하여 안테나 특성을 향상시킬 수 있다. 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 block 21 and a conductive pattern 22. Here, the ceramic dielectric block (hereinafter also referred to as 'dielectric block') 21 is formed in a non-square, the conductive pattern 22 is applied to the upper end of the dielectric block 21 when implementing a linear polarization characteristic. In this case, the ratio of the width and length of the conductive pattern 22 is less than 13mm in width, the length of the patch antenna to be mounted in the interior of the user equipment such as navigation, the vertical shape is 18 ~ 35mm or more than 35mm square shape If the set width space is allowed, such as 7-inch navigation, it is preferable to implement the antenna characteristics by increasing the width (shortening) of the ceramic dielectric block to 13-18mm.

원형 편파 특성을 구현할 경우, 전도성 패턴(22)은 유전체블록(21)의 상단부에 유전체블록(21)의 형상에 관계없이 원형 편파 특성이 가능하도록 전도성 패턴을 도포하며, 일반적으로 원형 편파 특성을 구현시 직선 편파를 구현하는 전도성 패턴과 달리 정반대로 유전체블록(21)의 장축 방향의 전도성 패턴 길이가 유전체블록 단축방향의 전도성 패턴 길이보다 짧아지는 경향이 있다.When the circular polarization characteristic is implemented, the conductive pattern 22 applies the conductive pattern to the circular polarization characteristic regardless of the shape of the dielectric block 21 at the upper end of the dielectric block 21, and generally implements the circular polarization characteristic. Unlike a conductive pattern that implements linear linear polarization, the conductive pattern length in the long axis direction of the dielectric block 21 tends to be shorter than the conductive pattern length in the short direction of the dielectric block 21.

또한, 유전체블록(21)의 상단면에 GPS 주파수에 해당하는 λ/2 전기적 길이의 전도성 패턴이 유전체블록(21)의 사이즈 내에서 구현되도록 하기 위해서는 우선적으로 유전체블록 사이즈 대비 적합한 유전율의 파우더를 선택하여야 한다.In addition, in order to implement a conductive pattern having a λ / 2 electrical length corresponding to a GPS frequency on the top surface of the dielectric block 21 within the size of the dielectric block 21, a powder having a dielectric constant appropriate for the dielectric block size is first selected. shall.

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. The feeding pin 23 is electrically connected to the conductive surface of the upper end in the conductive surface 22 of the upper end of the patch antenna, and penetrates through the dielectric block 21 and electrically to the conductive surface 24 of the lower end. It is formed to be separated.

도 4는 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나의 제 2실시예의 상단면, 측단 및 하단면을 나타내는 도면이다. Figure 4 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. 유전체블록(31)과 상단부의 전도성 패턴(32)의 형상은 도 3의 경우와 동일하다.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 dielectric block 31 of the patch antenna. Although the drawing 32 is electrically insulated from the ground surface of the bottom surface, the inside of the hole 34 is filled with silver (Ag) differently from the manner in which the feeding pin 23 of the first embodiment protrudes from the bottom of the dielectric block. As a result, the input / output terminal 33 and the conductive surface 32 of the upper end of the dielectric block are electrically connected to each other and penetrate through the dielectric block 31 and open to the ground surface 35 made of a conductive material at the lower end thereof. The shape of the dielectric block 31 and the conductive pattern 32 at the upper end is the same as that of FIG. 3.

도 5는 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치 안테나의 제 3실시예들을 나타내는 도면이다. 5 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. 이 경우도 유전체블록(41) 및 상단부의 전도성 패턴(42)의 형상은 상술한 바와 동일하다.As shown, the patch antenna according to the third embodiment of the present invention is another patch antenna of the SMT type, wherein the conductive surface 42 of the upper surface of the dielectric block 41 is made of a ground material (conductive material of the lower surface). 43 and a conductive input / output terminal 44 electrically separated from the ground conductive surface 43 at the lower end thereof, and a conductive pattern 45 formed on one side thereof to match the input / output terminal. Is made by applying SMT. Also in this case, the shape of the dielectric block 41 and the conductive pattern 42 of the upper end is the same as described above.

패치 안테나는 여러 재료를 사용하여 다양한 형태의 패치 안테나를 구현할 수 있으나, 본 발명에 따른 패치 안테나는 유전율이 3 내지 60의 고유전율을 갖는 세라믹 유전체를 사용함으로써, 성능(이득× 대역폭∝체적)은 하락하지만, 소형이 면서 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 3 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 of being built-in so that there is little risk of damage to external impact on the device. 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, 네비게이션 폭이 좁아진 경우 가로와 세로가 동일한 사이즈가 축소되므로 안테나의 빔폭이 좁아져서 작은 주파수의 위성신호만 수신하는 문제와, 음영지역에서 수신율이 현저하게 저하되는 문제점이 있었다. 반면에, 본 발명에 따른 비정방형 패치 안테나로 원형편파의 특성을 가지도록 설계하면 단축 방향은 기존 패치 안테나와 동일한 수준의 gain을 가지게 되지만, 장축 방향으로 기존 정사각형 안테나 대비 안테나 gain 및 위성 수신율이 향상되므로 폭은 적은 사이즈임에도 불구하고 위성신호를 광범위하게 수신할 수 있을 뿐만 아니라, 신호처리특성이 개선된 SIRstar 3와 같은 GPS엔진으로 수신 성능의 보완이 가능하다. The square patch antenna according to the prior art has a narrower beam width of the antenna because the same width and length are reduced when the navigation width is narrow, and only a small frequency satellite signal is received. There was a problem. On the other hand, if the non-square patch antenna according to the present invention is designed to have the characteristics of circular polarization, the short axis direction has the same level of gain as the existing patch antenna, but the antenna gain and satellite reception rate are improved compared to the existing square antenna in the long axis direction. Therefore, despite the small size, it is possible not only to receive a wide range of satellite signals but also to compensate for the reception performance by using a GPS engine such as SIRstar 3 with improved signal processing characteristics.

본 발명에 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 갖 는다. The non-square patch antenna of the ceramic dielectric block 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 the characteristics of the linear polarization according to the size adjustment of the conductive pattern. The non-square patch antenna of the ceramic dielectric block to be improved is also a miniaturized antenna than the conventional square patch antenna, can be mounted inside the user equipment and has an effect of improving the reception performance.

도 6은 본 발명에 따른 세라믹 유전체블록의 비정방형 패치안테나의 제 4실시예를 나타내는 도면이다.6 is a view showing a fourth 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 유전체블록(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 가능하고 High Qualitiy (Q*f :재료의 Qulality 특성)특성을 갖는 장축의 유전체 세라믹 블록 위에 전도성 패턴을 구현하므로 편파 손실이 적은 원형편파의 장점을 살릴 수 있을 뿐만 아니라, 정방형의 안테나보다 노이즈에 대하여 우수한 특성을 갖는다. The patch antenna according to the present invention implements a conductive pattern 78 having a groove formed by removing one or more conductive patterns on both sides of the shorter side of the dielectric block 76 having different ratios of width and length, and feeding pins. 77 is located in the conductive surface 78 of the upper end of the patch antenna, and electrically connected to the conductive surface of the upper end of the patch antenna, penetrating the upper and lower surfaces of the dielectric block 76, and the ground conducting surface 79 of the lower end. ) Is electrically isolated. The patch antenna has two antenna characteristics of a linearly polarized wave type, each of which is separated by high frequency and low frequency at 13 mm on one side. As the grooves are added while removing the shorter side of the conductive pattern, the width of the conductive pattern narrows to less than 13 mm, shifting the characteristics of other linearly polarized antennas in the 1.8 Ghz band to approximate another low frequency linearly polarized characteristic. As a result, each linearly polarized antenna characteristic has a circular polarization characteristic with a frequency, magnitude, and phase angle of 90 degrees. Particularly, in the case of circular polarization characteristics, the polarization can be miniaturized while maintaining the reception characteristics of the conventional patch antenna, and polarization is realized by implementing a conductive pattern on a long-shaft dielectric ceramic block having a high quality (Q * f: Qulality characteristic of a material) characteristic. In addition to taking advantage of the low loss of circular polarization, it has better characteristics against noise than a square antenna.

또한, 세라믹 유전체블록(76a)으로 유전율 30이상의 고유전율을 사용하고 비정방형의 세라믹 유전체 블록(76a)에서 짧은 측이 12mm이상 충분히 크면 비정방형의 세라믹 유전체블록(76a) 위에 위치한 전도성 패턴(78a)에서 도6과 달리 세라믹 유전체블록(76a) 측면(Side면)에 전도성 패턴 형성 하지 않거나 짧은 측의 전도성 패턴이 제거된 홈이 없더라도 상단면의 전도성 패턴(78a)에 의하여 원형편파 특성을 갖을 수 있게 된다.In addition, when the high dielectric constant of 30 or more is used as the ceramic dielectric block 76a and the short side of the non-square ceramic dielectric block 76a is sufficiently large by 12 mm or more, the conductive pattern 78a disposed on the non-square ceramic dielectric block 76a. Unlike in FIG. 6, even if the conductive pattern is not formed on the side of the ceramic dielectric block 76a (side), or there is no groove in which the conductive pattern on the short side is removed, the circular pattern may be circularly polarized by the conductive pattern 78a on the top surface. do.

전도성 패턴에 홈이 형성된 패치 안테나는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명에 따른 실시예에 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 원형편파 특성의 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 embodiment, and by applying all of the embodiments according to the present invention, circular polarization characteristics can be realized by various types of non-square patch antennas of feeding pin type or SMT type. Can be. 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 실시예에 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.According to the embodiment of the patch antenna according to the width of the user equipment such as navigation, the length of the patch antenna is 13mm, since the horizontal implements a linear shape of 18 ~ 35mm or more than 35mm, it can be mounted inside the user equipment. 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 7 내지 도 19를 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.

도 7은 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈의 제 1실시예를 나타내는 도면이다. 7 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 부착되어 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 non-square patch antenna 81 of the ceramic dielectric block and the low noise amplifier 82 on the same surface of the narrow and long rectangular PCB 83 is provided on the PCB. It is attached by a method of automatically mounting by attaching an element and melting lead on a printed board soldered without opening, and a transmission line 84 for transmitting satellite signals from the low noise amplifier 82 to the engine is connected. have. According to the present invention, the integrated antenna module has a width of 65 × 10 × 4.7 mm and only a portion where the patch antenna 81 is positioned to have a width of 13 mm, and the width thereof is narrowed rather than longer than the square patch antenna. By implementing the patch antenna and the low noise amplifier on the same surface of the PCB, the antenna height can be reduced, thereby optimizing the design in the user equipment.

도 8는 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈에 사용되는 저잡음 증폭기의 블록도를 나타내는 도면이다. 8 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 low noise amplifier 82 firstly amplifies the satellite signal received from the non-square patch antenna 81 of the ceramic dielectric block according to the present invention after the first amplification 8202 and then through a band pass filter 8204, a second amplification 8208. ) Is configured to take place. Signals up to the second amplification are sent to the GPS engine via a connected cable. The low noise amplifier has a problem of narrowing bandwidth due to miniaturization according to a high dielectric constant of an antenna that can be used in the antenna module, thereby amplifying the received satellite signal to be processed by a GPS engine. There is also a method of attaching the patch antenna directly to the GPS engine, but in this case, since the satellite signal is too weak to be vulnerable to noise, the GPS may be amplified by gain of at least 24 dB through amplification and filtering by a low noise amplifier as described above. It is desirable to have a signal input to the engine.

도 9는 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈의 제 2실시예를 나타낸 도면이다. 9 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, 신 호 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 non-square patch antenna 81 and the low noise amplifier 82 of the ceramic dielectric block are attached to different surfaces of the PCB 83 by SMD (Surface Mount Devices) method, respectively. A transmission line 84 for transmitting satellite signals from the low noise amplifier 82 to the engine is connected. Thus, according to the configuration in which the patch antenna 81 and the low noise amplifier 82 are attached to different surfaces of the PCB 83, the effect of noise from the low noise amplifier generated from the signal transmission process to the non-square patch antenna is minimized. It also has advantages.

도 10은 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈의 제 3실시예를 나타낸 도면이다. 10 is a view showing a third embodiment of the 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 11 내지 도 13에서 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 PCB 83 end to which the patch antenna 81 of the ceramic dielectric block is attached and a PCB end 84 to which the low noise amplifier 82 is attached are coaxial. The cable 85 is connected. In this case, both PCB stages may have a rectangular shape, but the present invention is not limited thereto. The PCB may be replaced with a flexible PCB. According to the antenna module of this configuration, the PCB stage 84 to which the low noise amplifier 82 is attached has an advantage of free 360 ° rotation. That is, when spatial constraints and bending in the receiver are required according to the use of the coaxial cable, not only an antenna module may be implemented as shown in FIGS. 11 to 13, but the present invention is not limited thereto. It is possible.

도 14는 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈의 제 4실시예를 나타내는 도면이다. 14 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 non-square patch antenna 81 of the ceramic dielectric block and the satellite signal received by the patch antenna according to the present invention. The GPS engine module 91 is made of SMD (Surface Mount Devices) method on the same surface of the narrow and long rectangular PCB 92-Automatically by attaching elements and melting lead on a printed board that is soldered without puncturing the PCB. The method of mounting is attached. According to the present invention, the GPS smart antenna module has a width of 65 × 10 × 7mm and only a portion where the patch antenna 81 is positioned to have a width of 13 mm or less so that the width thereof is narrow rather than longer than the square patch antenna. Losing character. On the other hand, by replacing the DAB or DMB antenna and the GPS engine using the above method with a DAB engine or DMB engine, the integrated GPS antenna engine module can be used for DAB or DMB as well as navigation or GPS.

도 15는 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈의 제 5실시예를 나타내는 도면이다. 15 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 안테나(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 non-square patch antenna 81 and the GPS engine module 91 of the ceramic dielectric block according to the present invention are different from each other on the PCB 92. Are attached to each other. Thus, according to the configuration in which the patch antenna 81 and the GPS engine module 91 are attached to different surfaces of the PCB 92, the effect of noise on the patch antenna in the low noise amplifier of the GPS engine module generated in the signal transmission process is affected. It also has advantages that can be minimized.

도 16은 본 발명에 따른 일체형 안테나모듈의 제 6실시예를 나타낸 도면이 다. 16 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. 이때 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 21 내지 도 23에서 보여지는 바와 같이 안테나모듈을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 이게 한정되지 아니하고 설계자의 의도에 따른 다양한 형태의 구현이 가능하다. Two blocks of the PCB 93 having the non-square patch antenna 81 attached to the ceramic dielectric block according to the present embodiment and the PCB 94 having the GPS engine module 91 connected thereto are connected to each other using a coaxial cable 95. do. In this case, both PCB stages may have a rectangular shape, but the present invention is not limited thereto, and may have a constant shape. The coaxial cable may be replaced with a flexible PCB. According to the antenna module of such a configuration, the PCB stage 94 to which the GPS engine module 91 is attached has an advantage of free 360 ° rotation. That is, when spatial constraints and bending in the receiver are required according to the use of the coaxial cable, not only the antenna module may be implemented as shown in FIGS. 21 to 23, but the present invention is not limited thereto. It is possible.

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 증폭기를 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 preferable 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 가 진 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 유전체블록(기판)의 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 (substrate) 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 the effect of improving reception performance Has

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 비정방형의 유전체 블록을 유전율 30이상의 고유전율을 사용하고 단축의 길이를 12mm이상 확장시 유전체 블록 상단에 전도성 패턴을 형성함으로써 원형 편파 특성을 가질 수 있다.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 that is different from the horizontal and vertical, it has a circular polarization characteristic or a non-square dielectric block using a high dielectric constant of 30 or more and the length of the short axis When it extends more than 12mm, it can have circular polarization characteristics by forming a conductive pattern on top of the dielectric block.

또한, 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, the non-square patch antenna of the ceramic dielectric block, which improves the characteristics of the linear polarization according to the size adjustment of the conductive 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. Have

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 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 a circular polarization characteristic, the reception characteristics of the conventional square patch antenna can be reduced while maintaining the advantages of circular polarization with low polarization loss. As manufacturing becomes easier, the disadvantages can be solved while taking advantage 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 엔진 모듈은 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 transverse direction at the upper end of the user equipment, but may be slightly bent or inclined depending on the design of the terminal.

Claims (3)

위성신호 혹은 지상의 갭 필러 신호를 수신하는 안테나에 있어서,In the antenna for receiving a satellite signal or a ground gap filler signal, 가로 및 세로의 비가 다른 비정방형으로 형성된 세라믹 유전체블록; 및A ceramic dielectric block formed in a non-square having different horizontal and vertical ratios; And 상기 세라믹 유전체블록의 상단부에 도포된 전도성 패턴을 포함하며,It includes a conductive pattern applied to the upper end of the ceramic dielectric block, 상기 전도성 패턴의 크기를 조절하여 원형편파 특성 또는 직선편파 특성이 조절되는 것을 특징으로 하는 비정방형 마이크로 스트립 패치 안테나.Non-square microstrip patch antenna characterized in that the circular polarization characteristics or linear polarization characteristics are adjusted by adjusting the size of the conductive pattern. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 세라믹 유전체블록의 유전율은 3 이상의 유전율로 구현되는 것을 특징으로 하는 비정방형 마이크로 스트립 패치 안테나.The dielectric constant of the ceramic dielectric block is a non-square microstrip patch antenna, characterized in that implemented by three or more. 제 1항 또는 제 2항의 위성신호 혹은 지상의 갭 필러 신호를 수신하기 위한 비정방형 마이크로 스트립 패치 안테나;A non-square microstrip patch antenna for receiving a satellite signal of claim 1 or 2 or a ground gap filler signal; 상기 마이크로 스트립 패치 안테나에 의해 수신된 신호를 엔진에서 처리 가능한 신호 레벨 수준으로 증폭시키는 역할을 하는 1단 이상의 저잡음 증폭기;At least one low noise amplifier amplifying a signal received by the micro strip patch antenna to a signal level that can be processed by an engine; 상기 마이크로 스트립 패치 안테나 및 상기 저잡음 증폭기가 부착된 인쇄회로기판; 및 A printed circuit board to which the micro strip patch antenna and the low noise amplifier are attached; And 상기 저잡음 증폭기에서 증폭된 신호를 상기 엔진으로 송신하기 위한 전송선로를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 안테나 모듈.And a transmission line for transmitting the signal amplified by the low noise amplifier to the engine.
KR1020070060974A 2007-06-21 2007-06-21 Non-square patch antenna of ceramics dielectric block and all in on antenna module KR20080112493A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070060974A KR20080112493A (en) 2007-06-21 2007-06-21 Non-square patch antenna of ceramics dielectric block and all in on antenna module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070060974A KR20080112493A (en) 2007-06-21 2007-06-21 Non-square patch antenna of ceramics dielectric block and all in on antenna module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080112493A true KR20080112493A (en) 2008-12-26

Family

ID=40370218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070060974A KR20080112493A (en) 2007-06-21 2007-06-21 Non-square patch antenna of ceramics dielectric block and all in on antenna module

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20080112493A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018034478A1 (en) * 2016-08-16 2018-02-22 주식회사 아모텍 Patch antenna module

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018034478A1 (en) * 2016-08-16 2018-02-22 주식회사 아모텍 Patch antenna module
US11005166B2 (en) 2016-08-16 2021-05-11 Amotech Co., Ltd. Patch antenna module

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
US6664932B2 (en) Multifunction antenna for wireless and telematic applications
US7808437B2 (en) Antenna arrangement
US7053841B2 (en) Parasitic element and PIFA antenna structure
CN101263632B (en) Broad band antenna
US20070290944A1 (en) Antenna device and multi-band type wireless communication apparatus using same
US20090267847A1 (en) Composite Antenna Apparatus
KR20010075231A (en) Capacitively-tune broadband antenna structure
CN101971417B (en) Antenna carrier and device
WO2005124924A1 (en) Compact multiband inverted-f antenna
KR100811793B1 (en) Antenna device of mobile device
JP2000307341A (en) Antenna system
US7965253B2 (en) Broadband antenna
RU2566967C2 (en) Antenna device
WO2007020446A1 (en) Loop antenna
KR100973797B1 (en) Integrated active antenna
EP2234203A1 (en) Mobile apparatus
KR100969274B1 (en) non-square patch antenna
KR20080112493A (en) Non-square patch antenna of ceramics dielectric block and all in on antenna module
JP2001024426A (en) Antenna element and circularly polarized antenna system using the same
KR100841938B1 (en) helix slot antenna
KR101624495B1 (en) Antenna device for portable device
US20090027276A1 (en) Linear polarized patch antenna structure
KR100406965B1 (en) Duplexer with built-in antenna for global positioning system

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
AMND Amendment
B601 Maintenance of original decision after re-examination before a trial
E801 Decision on dismissal of amendment
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20081219

Effective date: 20100323