KR20100059076A - 접지 패턴을 이용한 지향성 광대역 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 접지패턴을 이용하여, 요구되는 소정의 방향으로 지향성을 갖도록 하는 접지 패턴을 이용한 지향성 광대역 안테나에 관한 것으로서 유전체 기판의 상면에 소정 주파수의 신호를 송신 또는 수신하는 안테나 패턴을 형성하고, 유전체 기판 상면의 상기 안테나 패턴 주변에, 상기 안테나 패턴에서 방사되는 전력이 지향성을 가지도록 요구되는 방향의 영역을 제외한 나머지 영역에 접지 패턴을 형성함으로써 접지패턴이 반사판의 기능을 수행하여 안테나에서 방사되는 전력을 반사 및 방사 전력이 지향성이 요구되는 방향으로 집중되게 한다.

광대역, 접지패턴, 안테나, 모노폴 안테나, 반사판, 안테나 패턴, 지향성

Description

접지 패턴을 이용한 지향성 광대역 안테나{Directional ultra wide band antenna using ground pattern}

본 발명은 접지패턴을 이용한 지향성 광대역 안테나에 관한 것이다. 보다 상세하게는 유전체 기판의 상면에 형성된 안테나 패턴의 주변에, 요구되는 특정 방향으로 지향성을 갖도록 접지 패턴을 형성하는 접지패턴을 이용한 지향성 광대역 안테나에 관한 것이다.

UWB(Ultra Wide Band) 시스템은 약 3.1∼10.6㎓의 광대역에서 무선으로 통신을 수행하는 무선통신 시스템이다. 이러한 넓은 대역에서 무선 통신을 수행하기 위하여 사용하는 안테나로서는 모노폴 안테나가 알려져 있다.

상기 모노폴 안테나는 유전체 기판의 상면에 원형 및 타원형 등을 비롯하여 여러 가지 형상의 안테나 패턴을 형성하고, 그 형성한 안테나 패턴을 통해 소정 주파수의 신호를 송신 및 수신하고 있다.

상기한 모노폴 안테나는 전방향성의 방사 특성을 갖고 있다. 상기 전방향성 의 방사특성을 가지는 모노폴 안테나를 사용할 경우에 모노폴 안테나에서 방사되는 전력이 전방향으로 방사되어 무선통신 시스템이 어느 방향에 위치하더라도 비슷한 성능으로 광대역 통신을 수행할 수 있다.

그리고 상기 무선통신 시스템이 고정된 상태로 운영될 경우에 방사특성이 전방향성보다는 지향성이 있는 안테나를 사용하는 것이 보다 원활하게 무선통신을 수행할 수 있다. 즉, 2개의 무선통신 시스템이 고정된 위치에서 광대역 통신을 수행할 경우에 안테나에서 방사되는 전력이 상대방의 무선통신 시스템의 방향으로 집중되게 되면, 두 무선통신 시스템은 높은 이득으로 상호간에 광대역 통신을 수행할 수 있다.

그러나 상기 광대역 통신에 주로 사용하고 있는 모노폴 안테나의 방사특성은 상술한 바와 같이 전방향성의 갖는 것으로서 무선통신 시스템이 고정된 상태에서 운영하더라도 높은 이득으로 광대역 통신을 수행하는 데에는 한계가 있었다.

그러므로 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 접지 패턴을 이용하여 특정 방향으로 지향성을 갖도록 하는 접지 패턴을 이용한 지향성 광대역 안테나를 제공한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않고, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발 명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 접지 패턴을 이용한 지향성 광대역 안테나는, 유전체 기판과, 상기 유전체 기판에 형성되어 소정 주파수의 신호를 송신 또는 수신하는 안테나 패턴과, 상기 안테나 패턴에서 전력이 방사되기를 요구하는 지향성의 방향을 제외하고, 나머지 영역에 형성되어, 상기 안테나 패턴에서 방사되는 전력을 반사시키는 접지 패턴을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 접지 패턴을 이용한 지향성 광대역 안테나는 상기 유전체 기판의 상면에, 상기 안테나 패턴으로 방사되는 전력을 공급하는 급전선로 패턴과, 상기 유전체 기판의 상면에, 상기 급전선로 패턴의 좌우 양측에 형성되는 접지 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 안테나 패턴은 모노폴 안테나의 패턴인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 접지 패턴을 이용한 지향성 광대역 안테나는 유전체 기판에 형성되어 있는 안테나 패턴의 주변에, 상기 안테나 패턴에서 전력이 방사되기를 요구하는 지향성 방향을 제외하고, 나머지 영역에 접지패턴을 형성함으로써 안테나 패턴에서 방사되는 전력을 접지패턴이 반사시키게 한다.

그러므로 안테나에서 방사되는 전력은 접지패턴이 형성되어 있지 않은 방향으로 집중되는 지향성을 갖게 된다.

이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 제공된다.

따라서, 본 발명의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.

도 1은 일반적인 광대역 안테나의 구성을 보인 도면이다. 여기서, 부호 100은 유전체 기판이다. 상기 유전체 기판(100)의 상면에는 안테나 패턴(102)이 형성된다.

상기 안테나 패턴(102)은 예를 들면, 하부는 반원형으로 형성되고, 상부는 직사각형으로 형성될 수 있다. 또한 상기 안테나 패턴(102)은 도면에 도시되지는 않았으나, 하부는 역삼각형으로 형성되고, 상부는 직사각형으로 형성될 수 있다. 또한 상기 안테나 패턴(102)은 상술한 형상 이외에도 여러 가지의 형상으로 형성할 수 있다.

부호 104는 급전선로 패턴이다. 상기 급전선로 패턴(104)은 상기 안테나 패 턴(102)과 전기적으로 연결되고, 상기 안테나 패턴(102)을 통해 송신 및 수신되는 신호가 전달된다.

그리고 상기 유전체 기판(100)의 상면의, 상기 급전선로 패턴(104)의 좌우 양측에는 접지패턴(106)이 형성된다.

이러한 구성을 가지는 광대역 안테나는 소정의 신호를 송신할 경우에 급전선로 패턴(104)을 통해 안테나 패턴(102)으로 소정의 신호가 전송되어 외부로 방사된다.

그리고 외부에서 안테나 패턴(102)으로 수신되는 수신신호는 상기 급전선로 패턴(104)을 통해 수신장치로 입력된다.

이 때, 접지패턴(106)은 상기 급전선로 패턴(104)을 통해 급전되는 신호가 외부의 영향을 받지 않도록 차단하는 기능을 수행한다.

도 2는 상술한 광대역 안테나의 방사 특성을 측정하여 보인 도면이다. 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 광대역 안테나의 방사특성은 전방향성을 갖는다.

그러므로 상기한 광대역 안테나를 사용할 경우에 어느 방향에서나 비슷한 성능으로 광대역 통신을 수행할 수 있으나, 특정 방향으로 지향성을 갖는 광대역 안테나가 필요할 경우에 도 1에 도시된 바와 같은 광대역 안테나를 사용할 수 없었다.

도 3은 본 발명의 지향성 광대역 안테나의 구성을 보인 도면이다. 여기서, 부호 300은 유전체 기판이고, 부호 302는 상기 유전체 기판(302)의 상부에 형성되는 안테나 패턴이다.

부호 304는 급전선로 패턴이다. 상기 급전선로 패턴(304)은 상기 안테나 패턴(302)과 전기적으로 연결되고, 상기 안테나 패턴(302)을 통해 송신 및 수신되는 신호가 전달된다.

그리고 상기 유전체 기판(300)의 상면의 상기 안테나 패턴(302) 및 급전선로 패턴(304)을 제외한 영역들 중에서 상기 안테나 패턴(302)에서 방사되는 전력이 지향성을 갖도록 하는 방향을 제외한 나머지 영역에 접지패턴(306)을 형성한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 지향성 광대역 안테나는 소정 주파수의 신호를 송신할 경우에 그 소정 주파수의 신호가 급전선로 패턴(304)을 통해 안테나 패턴(302)으로 전달되어 공중으로 방사된다.

이 때, 상기 안테나 패턴(302)의 주변에 위치하는 접지 패턴(306)이 반사판의 역할을 수행하여 상기 안테나 패턴(302)에서 방사되는 전력을 반사시키게 된다. 즉, 상기 안테나 패턴(302)의 우측에 위치하는 접지패턴(306)은 상기 안테나 패턴(302)에서 방사되는 전력을 좌측으로 반사시키게 되고, 안테나 패턴(302)의 좌측 하부에 위치하는 접지 패턴(306)은 상기 안테나 패턴(302)에서 방사되는 전력을 좌측으로 반사시키게 된다.

그러므로 상기 안테나 패턴(302)에서 방사되는 전력은 도 3에 도시된 방사방 향으로 지향성을 가지고 방사된다.

도 4는 본 발명의 지향성 안테나의 방사특성을 측정하여 보인 도면이다. 도 4에서와 본 발명의 지향성 광대역 안테나는 상부 좌측 방향으로 지향성을 가지고 전력이 방사됨을 알 수 있다.

도 5는 본 발명의 지향성 안테나의 다른 실시 예의 구성을 보인 도면이다. 도 5에 도시된 본 발명의 다른 실시 예는 안테나 패턴(302)의 하부와 좌측에 접지패턴(306)을 형성하였다.

이러한 구성을 가지는 본 발명의 지향성 안테나의 다른 실시 예는 안테나 패턴(302)에서 소정 주파수의 신호를 방사할 경우에 전력이 안테나 패턴(302)의 좌측 상부로 방사되는 지향성을 갖게 된다.

도 6은 본 발명의 지향성 안테나의 또 다른 실시 예의 구성을 보인 도면이다. 도 5에 도시된 본 발명의 다른 실시 예는 안테나 패턴(302)의 상부를 남겨 두고, 좌측 및 우측에 접지패턴(306)을 형성하였다.

이러한 구성을 가지는 본 발명의 지향성 안테나의 또 다른 실시 예는 안테나 패턴(302)에서 소정 주파수의 신호를 방사할 경우에 전력이 안테나 패턴(302)의 상 부로 방사되는 지향성을 갖게 된다.

한편 상기에서는 모노폴 안테나를 이용하여 지향성을 갖도록 하는 구성을 예로 들어 설명하였다. 본 발명을 실시함에 있어서는 모노폴 안테나에 한정되지 않고, 지향성이 요구되는 각종 안테나에 간단히 적용 실시할 수 있다.

이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.

그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 일반적인 광대역 안테나의 구성을 보인 도면,

도 2는 일반적인 광대역 안테나의 방사 특성을 측정하여 보인 도면,

도 3은 본 발명의 광대역 안테나의 일 실시 예의 구성을 보인 도면,

도 4는 본 발명의 광대역 안테나의 일 실시 예의 방사특성을 측정하여 보인 도면,

도 5는 본 발명의 광대역 안테나의 다른 실시 예의 구성을 보인 도면, 및

도 6은 본 발명의 광대역 안테나의 또 다른 실시 예의 구성을 보인 도면이다.

Claims (3)

1. 유전체 기판;

   상기 유전체 기판에 형성되어 소정 주파수의 신호를 송신 또는 수신하는 안테나 패턴; 및

   상기 안테나 패턴에서 전력이 방사되기를 요구하는 지향성의 방향을 제외하고, 나머지 영역에 형성되어, 상기 안테나 패턴에서 방사되는 전력을 반사시키는 접지 패턴을 포함하여 구성된 접지 패턴을 이용한 지향성 광대역 안테나.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 유전체 기판의 상면에, 상기 안테나 패턴으로 방사되는 전력을 공급하는 급전선로 패턴; 및

   상기 유전체 기판의 상면에, 상기 급전선로 패턴의 좌우 양측에 형성되는 접지 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접지 패턴을 이용한 지향성 광대역 안테나.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 안테나 패턴은;

   모노폴 안테나의 패턴인 것을 특징으로 하는 접지 패턴을 이용한 지향성 광대역 안테나.

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