KR20100032680A - Antenna with enclosed ground - Google Patents

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KR20100032680A
KR20100032680A KR1020080091664A KR20080091664A KR20100032680A KR 20100032680 A KR20100032680 A KR 20100032680A KR 1020080091664 A KR1020080091664 A KR 1020080091664A KR 20080091664 A KR20080091664 A KR 20080091664A KR 20100032680 A KR20100032680 A KR 20100032680A
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KR
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KR1020080091664A
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함형석
유범식
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(주)에이스안테나
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    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna

Abstract

PURPOSE: An antenna is provided to reduce the thickness of an antenna by forming a ground on the edge of a substrate. CONSTITUTION: An antenna comprises a substrate(300), a patch radiator(302), a urgent transmission pattern(304), and a ground(306). The substrate is made of a dielectric material. The patch radiator is formed on the top of the substrate. The size of the patch radiator is set according to the serving frequency of the antenna. The patch radiator is made of a conductive material. The urgent transmission pattern is electrically combined with the patch radiator. An urgent transmission pattern receives and transmits a RF(Radio Frequency) signal. The ground is formed in the edge of the substrate in order to surround the patch radiator and the urgent transmission pattern.

Description

둘러싼 접지 구조를 가지는 안테나{Antenna with Enclosed Ground} Antenna with enclosed ground structure {Antenna with Enclosed Ground}

본 발명은 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다양한 환경에서 사용될 수 있도록 간소한 구조를 가지는 안테나에 관한 것이다. The present invention relates to an antenna, and more particularly, to an antenna having a simple structure to be used in various environments.

이동통신 단말기 또는 중계기에 마이크로스트립 패치 형태의 안테나는 널리 이용되고 있다. 근래에 들어, 이동통신 단말기는 소형화 및 슬림화되는 추세이며 이에 따라 안테나에 대해서도 소형화 및 간소한 구조가 요구되고 있다. Antennas in the form of microstrip patches are widely used in mobile communication terminals or repeaters. In recent years, mobile communication terminals have been miniaturized and slimmed, and accordingly, miniaturized and simple structures are required for antennas.

또한, 근래에는 다양한 장소에 중계기가 설치되고 있으며, 댁내형 중계기와 같은 소형의 중계기에 대해서는 안테나가 보다 소형이고 간소한 구조를 가지는 것이 요구되고 있다. In addition, in recent years, repeaters are installed in various places, and for a small repeater such as an indoor repeater, an antenna is required to have a smaller and simpler structure.

종래에는 단말기 또는 소형의 중계기용 안테나로 마이크로 스트립 패치 안테나 및 평면형 역-F 안테나(Planar Inverted F-Antenna)가 주로 이용되었다. Conventionally, a micro strip patch antenna and a planar inverted F-antenna are mainly used as a terminal or a small repeater antenna.

도 1은 종래의 마이크로스트립 패치 안테나의 단면도를 도시한 도면이다. 1 is a cross-sectional view of a conventional microstrip patch antenna.

도 1을 참조하면, 마이크로스트립 패치 안테나는 방사 패치(100), 기판(102) 및 접지(104)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the microstrip patch antenna includes a radiation patch 100, a substrate 102, and a ground 104.

마이크로스트립 패치 안테나는 가볍고 비용이 싸며 집적이 쉬운 장점으로 널 리 사용되고 있다. 그러나, 마이크로 스트립 패치 안테나는 기판의 상부에 방사 패치가 구비되고 기판의 하부에 접지가 형성되어야 하는 구조인 바, 기판의 상부 및 하부에 모두 금속 패터닝이 되어야 하는 구조이다. Microstrip patch antennas are widely used for their light weight, low cost and easy integration. However, the micro strip patch antenna is a structure in which a radiation patch is provided on an upper portion of a substrate and a ground must be formed on a lower portion of the substrate, and thus a metal patterning is to be performed on both upper and lower portions of the substrate.

또한, 기판의 한면만을 이용할 수 있는 마이크로 스트립 형태의 안테나는 구현할 수 없는 문제점이 있었다. In addition, there is a problem that can not be implemented in the antenna of the micro strip type that can use only one side of the substrate.

도 2는 종래의 평판형 역-F 안테나의 단면도를 도시한 도면이다. 2 is a cross-sectional view of a conventional planar inverted-F antenna.

도 2를 참조하면, 종래의 평판형 역-F 안테나는 기판(200), 기판 상에 형성되는 접지(202), 급전 핀(204), 접지 핀(206) 및 방사 패치(208)를 포함한다. Referring to FIG. 2, a conventional planar inverted-F antenna includes a substrate 200, a ground 202 formed on the substrate, a feed pin 204, a ground pin 206, and a radiation patch 208. .

평판형 역-F 안테나는 기판상에 접지가 형성되고 급전 핀(204) 및 접지 핀(206)에 의해 방사 패치(208)가 소정 거리 이격되어 형성되는 구조이다. 이와 같은 역-F 안테나는 방사 패치(208)가 접지(202)와 소정 거리 이격되어야 하기 때문에 슬림 구조에서는 사용하기 부적합한 측면이 있었다. The planar inverted-F antenna has a structure in which a ground is formed on a substrate and a radiation patch 208 is formed at a predetermined distance apart from the feed pin 204 and the ground pin 206. Such an inverted-F antenna has been inadequate for use in slim structures because the radiating patch 208 must be spaced a certain distance from the ground 202.

본 발명에서는 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 보다 다양한 환경에서 사용될 수 있는 간소한 구조의 안테나를 제안하고자 한다. In the present invention, to solve the problems of the prior art as described above, it is proposed an antenna of a simple structure that can be used in a variety of environments.

본 발명의 다른 목적은 기판의 한 면에만 평면형으로 구현될 수 있는 안테나를 제안하는 것이다. Another object of the present invention is to propose an antenna that can be implemented in a planar shape on only one side of the substrate.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 기판; 기판상에 형성되는 방사 패치; 상기 방사 패치와 전기적으로 결합되며 RF 신호가 급전되는 급전 패턴; 및 상기 방사 패치 및 급전 패턴과 이격되어 상기 기판상에 형성되는 접지부를 포함하되, 상기 접지부는 상기 방사 패치 및 급전 패턴을 둘러싸도록 상기 기판상에 형성되는 둘러싼 접지 구조를 가지는 안테나가 제공된다. In order to achieve the above object, according to an aspect of the present invention, a substrate; A spinning patch formed on the substrate; A feeding pattern electrically coupled to the radiation patch and configured to feed an RF signal; And a ground portion spaced apart from the radiation patch and the feed pattern and formed on the substrate, wherein the ground portion has an surrounding ground structure formed on the substrate to surround the radiation patch and the feed pattern.

상기 접지부는 상기 기판의 가장자리에 상기 방사 패치 및 급전 패턴을 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 둘러싼 접지 구조를 가지는 안테나. And the ground portion is formed to surround the radiation patch and the feed pattern on the edge of the substrate.

상기 기판은 유리면이며, 상기 방사 패치, 급전 패턴 및 접지부는 상기 유리면에 부착될 수 있다. The substrate may be a glass surface, and the radiation patch, the power feeding pattern, and the ground portion may be attached to the glass surface.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 유리면에 부착되는 방사 패치; 상기 방사 패치로부터 연장되며 RF 신호가 급전되는 급전 패턴; 상기 유리면에 부착되며 상기 방사 패치 및 급전 패턴과 소정거리 이격되어 상기 방사 패치 및 급전 패턴을 둘러싸도록 형성되는 접지부를 포함하는 둘러싼 접지 구조를 가지는 안테나가 제공된 다. According to another aspect of the invention, the spin patch attached to the glass surface; A feeding pattern extending from the radiation patch and feeding an RF signal; An antenna having an enclosing ground structure is attached to the glass surface and includes a grounding portion spaced apart from the radiation patch and the feeding pattern by a predetermined distance to surround the radiation patch and the feeding pattern.

상기 방사 패치 및 급전 패턴은 금속 스티커로 구현되어 상기 유리면에 부착된다. The radiation patch and the feeding pattern is implemented by a metal sticker and attached to the glass surface.

상기 접지부는 금속 스티커로 구현되어 상기 유리면에 부착된다. The ground portion is implemented by a metal sticker and is attached to the glass surface.

본 발명에 의하면 보다 간소한 구조로 안테나가 구현되어 다양한 환경에서 사용될 수 있으며 기판의 한 면에만 평면형으로 구현될 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, the antenna can be implemented in a simpler structure and can be used in various environments, and there is an advantage that it can be implemented in a planar shape on only one surface of the substrate.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 전후방비를 갖는 유리창부착형 안테나의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the window-mounted antenna having a front and rear ratio according to the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 둘러싼 접지 구조를 가지는 안테나의 구조를 도시한 도면이다. 3 is a diagram illustrating a structure of an antenna having an surrounding ground structure according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 둘러싼 접지 구조를 가지는 안테나는 기판(300), 급전 패턴(302), 방사 패치(304) 및 접지부(306)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, an antenna having an surrounding ground structure according to an embodiment of the present invention may include a substrate 300, a feeding pattern 302, a radiation patch 304, and a ground portion 306.

기판(300)은 방사에 필요한 유전율을 제공하고 방사 패치(304) 및 접지부(306) 등이 형성되는 안테나 몸체로서의 기능을 한다. 기판(300)은 유전체 재질로 이루어지며 PCB, FR4 기판 등이 사용될 수 있다. The substrate 300 provides a permittivity for radiation and functions as an antenna body in which the radiation patch 304 and ground 306 and the like are formed. The substrate 300 is made of a dielectric material, and a PCB, a FR4 substrate, or the like may be used.

방사 패치(304)는 급전되는 RF 신호를 외부에 방사하고 외부로부터 전송되는 RF 신호를 수신하는 기능을 한다. 방사 패치(304)는 전도성 재질로 이루어지며 패 터닝 등 다양한 방식에 의해 기판상에 형성될 수 있다. The radiation patch 304 functions to radiate the supplied RF signal to the outside and to receive the RF signal transmitted from the outside. The radiation patch 304 is made of a conductive material and may be formed on the substrate by various methods such as patterning.

도 3에는 사각 형태의 패치가 도시되어 있으나 패치의 형상이 이에 한정되는 것은 아니며 원형 패치 등과 같이 다양한 형태의 패치가 사용될 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다. 3 shows a rectangular patch, but the shape of the patch is not limited thereto, and it will be apparent to those skilled in the art that various types of patches, such as a circular patch, may be used.

방사 패치(304)의 크기는 안테나의 사용 주파수에 상응하여 설정될 수 있다. The size of the radiation patch 304 may be set corresponding to the frequency of use of the antenna.

급전 패턴(302)은 RF 신호를 급전받아 방사 패치(304)에 제공하는 기능을 한다. 급전 패턴(302)은 방사 패치(304)와 일체형으로 형성되는 것이 바람직하다. 동축 케이블을 통해 RF 신호를 급전받을 경우, 급전 패턴(302)는 동축 케이블의 내부 도체와 전기적으로 결합될 수 있다. The feeding pattern 302 serves to receive the RF signal and provide it to the radiation patch 304. The feeding pattern 302 is preferably formed integrally with the radiation patch 304. When the RF signal is fed through the coaxial cable, the feed pattern 302 may be electrically coupled with the inner conductor of the coaxial cable.

접지부(306)는 기판(300)상에 형성된다. 접지부(306)는 전체적으로 방사 패치(304)를 둘러싸도록 형성된다. 접지부(306)는 방사 패치(304) 및 급전 패턴(302)과 전기적으로 이격되며, 기판의 가장 자리에서 방사 패치(304) 및 급전 패턴(302)을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 동축 케이블을 통해 RF 신호를 급전받을 경우 접지부(306)는 동축 케이블의 외부 도체와 전기적으로 결합된다. The ground portion 306 is formed on the substrate 300. Ground portion 306 is formed so as to surround radiation patch 304 as a whole. The ground portion 306 may be electrically spaced from the radiation patch 304 and the power feeding pattern 302, and may be formed to surround the radiation patch 304 and the power feeding pattern 302 at the edge of the substrate. When the RF signal is supplied through the coaxial cable, the ground portion 306 is electrically coupled with the outer conductor of the coaxial cable.

도 4 및 도 5는 본 발명의 안테나에서 형성되는 전계 패턴을 도시한 도면이다. 4 and 5 are diagrams showing electric field patterns formed in the antenna of the present invention.

도 4는 전계 패턴의 평면도를 도시한 도면이며, 도 5는 전계 패턴의 단면도를 도시한 도면이다. 4 is a diagram illustrating a plan view of an electric field pattern, and FIG. 5 is a diagram illustrating a cross-sectional view of an electric field pattern.

도 4 및 도 5를 참조하면, 방사 패턴에서 둘러싼 접지로 직선으로 형성되는 직선 전계 성분(400) 및 공기층을 매질로 하여 휘어진 상태로 형성되는 프린징 전 계 성분(402)이 형성된다. 4 and 5, a straight field component 400 that is formed in a straight line with the surrounding ground in the radiation pattern and a fringing field component 402 that is formed in a bent state using the air layer as a medium are formed.

패치를 방사체로 하는 안테나에서 방사가 이루어지려면 패치와 접지간의 적당한 거리가 필요하며 적당한 대역폭 형성을 위해 프린징 성분 전계 성분이 형성될 필요가 있다. In order for radiation to occur on an antenna with a patch radiator, a proper distance between the patch and ground is required, and a fringe component field component needs to be formed to form a proper bandwidth.

도 3과 같은 구조에서 접지를 기판 가장자리에 형성함으로써 방사 패치가 접지와 접지 간의 이격 거리가 유지된다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이 프린징 전계 성분으로 인해 적절한 대역폭을 가지면서 방사가 가능하다. In the structure as shown in Figure 3 by forming a ground at the edge of the substrate to maintain the separation distance between the radiation patch and the ground. In addition, as shown in FIG. 5, the fringe field component enables radiation with an appropriate bandwidth.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 둘러싼 접지 구조의 안테나의 방사 패턴을 도시한 도면이며, 상하로 양호한 방사 패턴을 가지는 것을 확인할 수 있다. 6 is a view showing a radiation pattern of the antenna of the surrounding ground structure according to an embodiment of the present invention, it can be seen that has a good radiation pattern up and down.

본 발명의 안테나는 양면에 금속 패터닝이 어려운 환경 또는 슬림 구조가 요구되는 환경에서 효과적으로 사용될 수 있다. The antenna of the present invention can be effectively used in an environment in which metal patterning is difficult on both sides or an environment in which a slim structure is required.

특히, 본 발명의 안테나는 유리면의 한면에 부착되는 유리창 부착형 안테나에 효과적으로 사용될 수 있다. In particular, the antenna of the present invention can be effectively used for a window-mounted antenna attached to one side of the glass surface.

도 7은 본 발명의 안테나가 유리창 부착형 안테나에 구현된 일례를 도시한 도면이다. 7 is a view showing an example in which the antenna of the present invention is implemented in a window-mounted antenna.

도 7을 참조하면, 유리면(700)은 일반적인 안테나의 기판으로 작용한다. Referring to FIG. 7, the glass surface 700 serves as a substrate of a general antenna.

방사 패치(702) 및 급전 패턴(704)은 일체형으로 형성되며 유리면(700)에 부착된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 방사 패치(702) 및 급전 패턴(704)은 금속 스티커의 형태로 구현된다. The radiation patch 702 and the feed pattern 704 are integrally formed and attached to the glass surface 700. According to a preferred embodiment of the present invention, the radiation patch 702 and the feeding pattern 704 are implemented in the form of a metal sticker.

접지부(706)는 방사 패치 및 급전 패턴(704)을 둘러싸도록 형성되며 접지 부(706) 역시 금속 스티커의 형태로 구현되어 유리면(700)에 부착된다. The ground portion 706 is formed to surround the radiation patch and the feed pattern 704 and the ground portion 706 is also implemented in the form of a metal sticker and attached to the glass surface 700.

급전 패턴(704)은 동축 케이블의 내부 도체와 전기적으로 연결되고, 접지부(706)는 동축 케이블의 외부 도체와 전기적으로 연결된다. The feed pattern 704 is electrically connected to the inner conductor of the coaxial cable, and the ground portion 706 is electrically connected to the outer conductor of the coaxial cable.

도 1은 종래의 마이크로스트립 패치 안테나의 단면도를 도시한 도면.1 is a cross-sectional view of a conventional microstrip patch antenna.

도 2는 종래의 평판형 역-F 안테나의 단면도를 도시한 도면.2 is a cross-sectional view of a conventional planar inverted-F antenna;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 둘러싼 접지 구조를 가지는 안테나의 구조를 도시한 도면.3 is a diagram illustrating a structure of an antenna having an surrounding ground structure according to an embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5는 본 발명의 안테나에서 형성되는 전계 패턴을 도시한 도면.4 and 5 are diagrams showing electric field patterns formed in the antenna of the present invention.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 둘러싼 접지 구조의 안테나의 방사 패턴을 도시한 도면.6 illustrates a radiation pattern of an antenna of an surrounding ground structure according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 안테나가 유리창 부착형 안테나에 구현된 일례를 도시한 도면.Figure 7 shows an example in which the antenna of the present invention is implemented in a window-mounted antenna.

Claims (6)

기판;Board; 기판상에 형성되는 방사 패치;A spinning patch formed on the substrate; 상기 방사 패치와 전기적으로 결합되며 RF 신호가 급전되는 급전 패턴; 및A feeding pattern electrically coupled to the radiation patch and configured to feed an RF signal; And 상기 방사 패치 및 급전 패턴과 이격되어 상기 기판상에 형성되는 접지부를 포함하되,A ground portion formed on the substrate to be spaced apart from the radiation patch and the feeding pattern, 상기 접지부는 상기 방사 패치 및 급전 패턴을 둘러싸도록 상기 기판상에 형성되는 것을 특징으로 하는 둘러싼 접지 구조를 가지는 안테나. And the ground portion is formed on the substrate so as to surround the radiation patch and the feeding pattern. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 접지부는 상기 기판의 가장자리에 상기 방사 패치 및 급전 패턴을 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 둘러싼 접지 구조를 가지는 안테나. And the ground portion is formed to surround the radiation patch and the feed pattern on the edge of the substrate. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기판은 유리면이며, 상기 방사 패치, 급전 패턴 및 접지부는 상기 유리면에 부착되는 것임을 특징으로 하는 둘러싼 접지 구조를 가지는 안테나. And the substrate is a glass surface, and the radiation patch, the feeding pattern, and the ground portion are attached to the glass surface. 유리면에 부착되는 방사 패치;A spinning patch attached to the glass surface; 상기 방사 패치로부터 연장되며 RF 신호가 급전되는 급전 패턴;A feeding pattern extending from the radiation patch and feeding an RF signal; 상기 유리면에 부착되며 상기 방사 패치 및 급전 패턴과 소정거리 이격되어 상기 방사 패치 및 급전 패턴을 둘러싸도록 형성되는 접지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 둘러싼 접지 구조를 가지는 안테나.And a grounding part attached to the glass surface and spaced apart from the radiation patch and the feeding pattern by a predetermined distance to surround the radiation patch and the feeding pattern. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 방사 패치 및 급전 패턴은 금속 스티커로 구현되어 상기 유리면에 부착되는 것을 특징으로 하는 둘러싼 접지 구조를 가지는 안테나. And the radiation patch and the feeding pattern are implemented as metal stickers and attached to the glass surface. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 접지부는 금속 스티커로 구현되어 상기 유리면에 부착되는 것을 특징으로 하는 둘러싼 접지 구조를 가지는 안테나. The antenna having a surrounding ground structure, characterized in that the ground portion is implemented by a metal sticker attached to the glass surface.
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