KR20110031614A - 접지면에 형성된 나선형 슬롯을 가지는 소형 0차 공진 안테나 - Google Patents

접지면에 형성된 나선형 슬롯을 가지는 소형 0차 공진 안테나 Download PDF

Info

Publication number
KR20110031614A
KR20110031614A KR1020090088942A KR20090088942A KR20110031614A KR 20110031614 A KR20110031614 A KR 20110031614A KR 1020090088942 A KR1020090088942 A KR 1020090088942A KR 20090088942 A KR20090088942 A KR 20090088942A KR 20110031614 A KR20110031614 A KR 20110031614A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
patch
slot
ground
antenna
substrate
Prior art date
Application number
KR1020090088942A
Other languages
English (en)
Inventor
임성준
백승희
조용수
Original Assignee
중앙대학교 산학협력단
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 중앙대학교 산학협력단 filed Critical 중앙대학교 산학협력단
Priority to KR1020090088942A priority Critical patent/KR20110031614A/ko
Publication of KR20110031614A publication Critical patent/KR20110031614A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/325Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle
    • H01Q1/3291Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle mounted in or on other locations inside the vehicle or vehicle body
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

접지면에 형성된 나선형 슬롯을 가지는 소형 0차 공진 안테나가 개시된다. 급전 패치는 기판의 상면에 배치되어 외부로부터 신호를 공급받는다. 전송 선로는 기판의 상면에 급전 패치로부터 기판의 길이 방향으로 인접하게 배치되어 급전 패치로부터 전달된 신호를 전송한다. 접지비아는 기판의 내부를 통과하여 전송 선로의 중심과 기판의 하면에 배치된 접지 패치를 연결한다. 슬롯은 접지비아의 단부를 중심으로 접지 패치 상에 형성된다. 본 발명에 따르면, CRLH 전송선로를 구성하는 단위셀 각각에 대하여 접지면에 슬롯이 형성됨으로써 상부패치와 접지면 사이의 전기적 길이가 증가하여 공진 주파수가 감소하며 결과적으로 안테나의 전기적 크기를 소형화시킬 수 있다. 또한 비대칭 접지면에 의해 비스듬한 빔 방향을 가지므로 차량에 내장된 안테나로 사용할 수 있다.
0차 공진 안테나, 전기적 크기, 공진 주파수, 병렬 인덕턴스, 슬롯

Description

접지면에 형성된 나선형 슬롯을 가지는 소형 0차 공진 안테나{Small zeroth-order resonant antenna with spiral slot on the ground plane}
본 발명은 접지면에 형성된 나선형 슬롯을 가지는 소형 0차 공진 안테나에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 공진 주파수가 안테나의 크기에 무관하게 결정되며, 작은 크기를 가지면서도 향상된 대역폭을 가져 무선통신 기기에 적용 가능한 0차 공진 안테나에 관한 것이다.
최근 무선통신 분야에서는 무선통신에 사용되는 단말의 크기와 관련하여 안테나 크기의 소형화에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 예를 들면, 안테나를 소형화하기 위해 패치 또는 접지면에 형성된 사각형 또는 십자형의 슬롯을 사용할 수 있다. 패치에 사각형의 슬롯이 형성된 마이크로스트립 안테나의 전기적 크기는 그렇지 않은 경우에 비해 17% 감소하며, 십자형의 슬롯이 형성된 경우에는 23%의 전기적 크기 감소가 나타난다. 또한 패치가 아닌 접지면에 십자형의 슬롯이 형성된 경우에는 안테나의 전기적 크기를 55% 이상 감소시킬 수 있다.
한편, 최근 연구대상이 된 0차 공진 안테나(zeroth-order antenna : ZOR)는 기존의 패치 안테나에 비해 더욱 소형으로 구현될 수 있다. 0차 공진 안테나는 복 합 좌우현(Composite Right/Left Handed : CRLH) 전송선로 구조를 기반으로 한다. CRLH 전송선로는 복수의 단위셀(unit cell)로 구성된 메타구조의 전송선로이다.
도 1은 CRLH 전송선로를 구성하는 단위셀의 등가회로를 도시한 회로도이다. 도 1을 참조하면, CRLH 전송선로의 단위셀은 직렬 캐패시턴스(CL)와 인덕턴스(LR), 그리고 병렬(shunt) 캐패시턴스(CR)와 인덕턴스(LL)로 구성된다. 이러한 CRLH 전송선로에서 병렬 캐패시턴스와 인덕턴스에 의해 안테나의 0차 공진 모드가 결정된다. 따라서 병렬 인덕턴스를 증가시킴에 따라 안테나의 공진 주파수가 감소하여 안테나의 전기적 크기가 작아지게 된다.
ZOR 안테나는 무한대의 파장을 가지며, 공진 주파수는 안테나의 크기에 무관하게 된다. 따라서 ZOR 안테나는 종래의 반파장 공진 안테나에 비해 축소된 형태를 가질 수 있다. 도 2는 기존의 ZOR 안테나의 일 예를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 기존의 ZOR 안테나는 복수의 단위셀로 구성되며, 각각의 단위셀은 7.3×15 mm2의 크기를 가진다. 또한 도 2에서 w1=15.0mm, w2=0.2mm로 할 수 있다. 도 2의 안테나가 두 개의 단위셀로 구성되었을 때 공진 주파수는 3.38 GHz이고, 안테나의 전기적 크기는 공진 주파수 f0에 대해 λ0/6×λ0/6×λ0/57이 된다. 따라서 ZOR 안테나는 종래의 안테나에 비해 전기적인 크기 감소의 효과를 가진다. 나아가 0차 공진 안테나의 전기적 크기를 더욱 축소할 수 있는 방법이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 무선통신 기기에 적용될 수 있도록 작은 전기적 크기를 가지며, 비스듬한 수직편파의 특성을 보이는 0차 공진 안테나를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 접지면에 형성된 나선형 슬롯을 가지는 소형 0차 공진 안테나는, 기판의 상면에 배치되어 외부로부터 신호를 공급받는 급전 패치; 상기 기판의 상면에 상기 급전 패치로부터 상기 기판의 길이 방향으로 인접하게 배치되어 상기 급전 패치로부터 전달된 신호를 전송하는 전송 선로; 상기 기판의 내부를 통과하여 상기 전송 선로의 중심과 상기 기판의 하면에 배치된 접지 패치를 연결하는 접지비아; 및 상기 접지비아의 단부를 중심으로 상기 접지 패치 상에 형성된 슬롯;을 구비한다.
본 발명에 따른 접지면에 형성된 나선형 슬롯을 가지는 소형 0차 공진 안테나에 의하면, CRLH 전송선로를 구성하는 단위셀 각각에 대하여 접지면에 슬롯이 형성됨으로써 상부패치와 접지면 사이의 전기적 길이가 증가하여 공진 주파수가 감소하며 결과적으로 안테나의 전기적 크기를 소형화시킬 수 있다. 또한 비대칭 접지면에 의해 비스듬한 빔 방향을 가지므로 차량에 내장된 안테나로 사용할 수 있다.
이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 접지면에 형성된 나선형 슬롯을 가지는 소형 0차 공진 안테나의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 접지면에 형성된 나선형 슬롯을 가지는 소형 0차 공진 안테나에 대한 바람직한 실시예의 구성을 도시한 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 0차 공진 안테나는 기판(100)의 상면에 배치된 급전 패치(110) 및 전송 선로(120), 기판(100)의 내부를 통과하는 접지비아(130-1, 130-2, …, 130-n, 이하 130) 및 기판(100)의 하면에 배치된 접지 패치(140) 상에 형성된 슬롯(150-1, 150-2, …, 150-n, 이하 150)을 구비한다.
급전 패치(110)는 기판(100)의 상면에 배치되어 외부로부터 신호를 공급받고, 전송 선로(120)는 급전 패치(110)로부터 기판(100)의 길이 방향으로 인접하게 배치되어 급전 패치(110)로부터 전달된 신호를 전송한다. 또한 기판(100)의 하면에는 접지면으로 동작하는 접지 패치(140)가 배치되며, 급전 패치(110)에 형성된 급전점과 접지 패치(140)는 비아(via) 구조에 의해 서로 연결된다.
전송 선로(120)는 단일 패치로 이루어지거나 기판(100)의 상면에 길이 방향을 따라 연속으로 배치된 복수의 상부 패치(125-1, 125-2, …125-n, 이하 125)로 이루어질 수 있다. 전송 선로(120)가 복수의 상부 패치(125)로 이루어지는 경우에 각각의 상부 패치(125)는 서로 일정한 간격을 두고 배치된다. 또한 각각의 상부 패치(125)의 중심과 접지 패치(140)는 기판(100)의 내부를 통과하는 접지비아(130)에 의해 연결된다.
도 3에 도시된 0차 공진 안테나의 전송 선로(120)는 두 개의 상부 패치(125-1, 125-2)로 구성되어 있으나, 그에 한정하지 않고 원하는 안테나의 물리적 크기 및 동작 특성에 따라 적절한 개수의 상부 패치(125)로 전송 선로(120)를 구성할 수 있다. 다만 0차 공진 안테나의 특성상 안테나의 물리적 크기는 공진 주파수에 영향을 미치지 않으므로 무선통신 기기에 구비될 수 있도록 물리적 크기가 최소화되어야 한다는 점 및 안테나의 적절한 이득을 고려하여 두 개의 상부 패치(125)로 전송 선로(120)를 구성하는 것이 바람직하다.
접지 패치(140) 상에 형성된 슬롯(150)을 제외하고 급전 패치(110), 전송 선로(120) 및 접지비아(130)만 구비된 상태의 안테나는 도 2에 도시된 종래의 안테나의 구성과 동일하다. 본 발명에 따른 0차 공진 안테나는 기판(100)의 하면에 배치된 접지 패치(140) 상에 슬롯(150)이 형성되었다는 점에서 종래의 안테나와 구별되는 구성을 가진다.
슬롯(150)은 접지비아(130)의 단부를 중심으로 접지 패치(140) 상에 에칭에 의해 형성된다. 전송 선로(120)를 구성하는 상부 패치(125)가 복수 개인 경우에는 상부 패치(125)와 동일한 개수의 접지비아(130)가 구비되며, 슬롯(150)의 개수 역시 상부 패치(125)의 개수와 동일하다. 이때 각각의 슬롯(150)은 접지 패치(140) 상에서 각각의 상부 패치(125)에 대응하는 영역 내에 형성된다.
도 4는 본 발명에 따른 0차 공진 안테나의 하면의 구성을 도시한 평면도이다. 도 4를 참조하면 접지 패치(140)가 기판(100)의 하면에 배치되며, 상부 패치(125)와 접지 패치(140)를 연결하는 접지비아(130)의 단부가 접지 패치(140) 상 에 나타난다. 슬롯(150)은 이러한 접지비아(130)의 단부를 중심으로 하는 사각 나선형의 형태를 가지도록 형성된다. 급전 패치(110) 및 전송 선로(120)는 기판(100)의 상면에 배치된 것이지만 설명의 편의를 위해 점선으로 도시하였다.
이와 같이 형성된 슬롯(150)은 공진 주파수, 방사 효율 및 방사 특성과 같은 안테나의 동작 특성에 영상을 미친다. 따라서 슬롯(150)은 전송 선로(120)를 따라 신호가 전달될 때 전류 분포에 미치는 영향이 최소화되도록 하는 지점에 위치하여야 한다. 또한 슬롯(150)의 길이 및 형태는 사전에 설정된 안테나의 동작 특성을 만족시키도록 설정된다.
일 예로, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상부 패치(125)는 직사각형의 형태를 가지며, 슬롯(150)은 접지 패치(140)에서 상부 패치(125)에 대응하는 영역 내에 형성된다. 안테나의 이득을 향상시키기 위해서는 슬롯(150)이 상부 패치(125)에 대응하는 접지 패치(140)의 영역을 최대한 활용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 따라서 슬롯(150)의 형태는 상부 패치(125)의 형태에 대응하여 직사각 나선형이 되며, 나선의 회전수, 즉 슬롯(150)의 전체 길이는 원하는 공진 주파수에 따라 설정된다. 이와 같이 슬롯(150)을 직사각 나선형으로 형성하는 경우에는 정사각 나선형으로 형성하는 경우에 비해 안테나의 이득이 증가한다.
직사각 나선형의 형태를 가지도록 형성되는 슬롯(150)은 상부 패치(125)에 대응하는 영역의 중심에 위치하는 접지비아(130)의 단부를 중심으로 배치된다. 즉, 슬롯(150)의 일단은 접지비아(130)의 단부, 즉 접지 패치(140) 상에서 상부 패치(125)에 대응하는 영역의 중심에 인접하며 슬롯(150)의 타단은 접지 패치(140) 상에서 상부 패치(125)의 가장자리에 대응하는 지점에 인접하도록 슬롯(150)을 형성하는 것이 바람직하다.
이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 것과 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 0차 공진 안테나의 동작에 관하여 상세하게 설명한다.
도 3에 도시된 0차 공진 안테나의 등가 회로는 도 1의 회로도와 같이 나타낼 수 있으며, 도 3의 사시도에는 직렬 인덕터(LR)와 캐패시터(CL), 그리고 병렬 인덕터(LL)와 캐패시터(CR)가 도시되어 있다. 도 3에 도시된 회로 소자들을 참조하면, 상부 패치(125) 사이의 간격은 등가 회로의 직렬 캐패시턴스(CL) 값을 결정하고, 상부 패치(125)와 접지비아(130)는 직렬 인덕턴스(LR)와 병렬 인덕턴스(LL)를 각각 결정한다. 한편, 병렬 캐패시턴스(CR)는 상부 패치(125)의 면적, 기판(100)의 유전율 및 두께에 의해 결정된다. 따라서 본 발명에 따른 0차 공진 안테나의 각 구성요소의 크기 및 배치 등을 적절하게 설정하여 안테나의 동작 특성을 결정할 수 있다.
CRLH 전송 선로가 주기적으로 배치된 단위셀로 이루어진 경우, 다음의 수학식 1로 표현되는 공진 조건에 따라 공진기로 동작할 수 있다.
Figure 112009057776252-PAT00001
여기서, n은 음 또는 양의 정수 및 0으로 표현되는 공진 모드를 나타내는 값이며, L은 전송 선로의 전체 길이, 그리고 β는 전파 상수이다.
본 발명에 따른 0차 공진 안테나는 0차 공진 모드에서 동작하므로 수학식 1에서 n=0이 된다. 그에 따라 β의 값도 0이 되어 무한대의 파장이 얻어진다. 결과적으로 앞에서 설명한 바와 같이 CRLH 전송 선로의 길이는 공진 조건과 무관하게 된다. 이러한 상황에서 무한대 파장 공진은 CRLH 전송선로의 단부가 오픈(open) 상태일 경우 단위셀의 병렬 인덕턴스(LL)및 캐패시턴스(CR)와 같은 병렬 파라미터에 의존하게 되고, 공진 주파수는 다음의 수학식 2와 같이 정의된다.
Figure 112009057776252-PAT00002
여기서, ω0는 병렬 공진 주파수이고, LL 및 CR은 각각 병렬 인덕턴스 및 캐패시턴스이다.
수학식 2를 참조하면, 병렬 인덕턴스(LL) 및 캐패시턴스(CR) 값이 증가하면 공진 주파수의 값이 감소한다는 것을 알 수 있다. 그러나 기판(100)의 두께를 변화시키는 것은 공진 주파수에 거의 영향을 미치지 않는다. 병렬 캐패시턴스(CR)의 값은 기판(100)의 두께에 반비례하며, 병렬 인덕턴스(LL)의 값은 기판(100)의 두께에 따라 결정되는 접지비아(130)의 길이에 비례하기 때문이다. 따라서 병렬 캐패시턴스(CR) 값을 변화시키기보다 병렬 인덕턴스(LL) 값을 증가시키게 되면 공진 주파수의 값이 감소하며 그에 따라 안테나의 전기적 크기도 감소하기 때문에 더 효과적이다.
도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이 접지 패치(140) 상에 형성된 슬롯(150)은 이러한 병렬 인덕턴스(LL) 값을 증가시키기 위해 구비된 것이다. 접지 패치(140) 상에 접지비아(130)의 단부를 중심으로 슬롯(150)을 형성함으로써 상부 패치(125)와 접지 패치(140) 사이의 전기적 길이가 증가한다. 그에 따라 병렬 인덕턴스(LL)의 값은 슬롯(150)이 없는 경우에 비해 크게 증가하게 된다. 그 결과 수학식 2의 공진 주파수의 크기는 감소하며, 0차 공진 안테나의 전기적 크기를 소형화시킬 수 있다. 이때 슬롯(150)의 길이에 따라 병렬 인덕턴스(LL) 값이 변화하므로 슬롯(150)의 길이는 원하는 공진 주파수를 달성하기 위한 병렬 인덕턴스(LL) 값에 대응하도록 적절하게 설정된다.
도 5는 슬롯(150)이 있을 때와 없을 때 주파수에 따라 측정된 반사 손실(return loss)을 측정한 결과를 도시한 그래프이다. 도 5를 참조하면, 슬롯(150)이 없을 때 0차 모드의 공진 주파수는 4.35GHz이지만, 슬롯(150)이 있을 때 공진 주파수는 2.3GHz로 크게 감소한 것을 확인할 수 있다. 이는 안테나의 전기적 크기가 도 2에 도시된 것과 같은 종래의 0차 공진 안테나에 대하여는 78%, 그리고 종래의 반파장 패치 안테나에 대하여는 95% 감소하였음을 나타낸다.
한편, 0차 공진 안테나는 공진 주파수가 안테나의 크기에 무관하게 결정된다는 특징을 가지므로 전송 선로(120)를 구성하는 상부 패치(125)의 개수 역시 공진 주파수의 크기에 영향을 미치지 않는다. 다음의 표 1은 상부 패치(125)의 개수에 따른 공진 주파수의 크기를 나타낸 것이다.
상부 패치(125)의 개수 공진 주파수(GHz)
2 2.3
4 2.44
6 2.54
표 1을 참조하면, 안테나가 0차 공진 모드로 동작할 때 상부 패치(125)의 개수가 증가할수록 공진 주파수의 크기가 미세하게 증가할 뿐 전송 선로(120)의 길이에 거의 영향을 받지 않는다는 것을 확인할 수 있다.
도 6은 도 3 및 도 4에 도시된 본 발명에 따른 0차 공진 안테나를 실제 안테나로 구현한 형태를 나타낸 도면이다. 도 6의 (a)는 구현된 안테나의 상면을 나타낸 도면이다. 안테나의 전체 면적은 19mm×30mm로 동전 정도의 작은 크기를 가진다. 안테나의 전송 선로(120)는 두 개의 상부 패치(125)로 이루어지며, 각각의 상부 패치(125)의 크기는 13.79mm×7.06mm로 설정되고, 급전 패치(110)를 포함하는 안테나의 총 길이는 22.6mm이다. 상부 패치(125) 사이의 간격은 0.28mm이고, 상부 패치(125)와 급전 패치(110) 사이의 간격은 0.22mm이다. 도 6의 (b)는 구현된 안테나의 하면을 나타낸 도면으로, 두 개의 접지비아(130)의 단면 및 각각의 접지비아(130)를 중심으로 접지 패치(140)에 형성된 슬롯(150)의 형태를 확인할 수 있다. 슬롯(150)의 굵기는 0.36mm, 전체 길이는 27.8mm이다. 그러나 이러한 구체적인 수치들은 일 실시예에 불과하며, 사용자의 요구에 따라 적절한 값으로 변화될 수 있다. 도 6의 (c)는 안테나를 비스듬한 방향에서 바라보았을 때 좌표축과의 관계를 나타낸 도면이다.
도 6과 같이 구현된 0차 공진 안테나의 반사 손실을 측정하는 실험을 수행하였다. 도 7은 본 발명에 따른 0차 공진 안테나의 반사 손실을 측정한 수치적 결과 및 실험적 결과를 비교하여 도시한 그래프이다. 도 7을 참조하면, 실험에 의해 측정한 0차 공진 안테나의 공진 주파수는 2.3GHz로, 이 주파수에서 반사 손실은 38dB로 측정되었다. 2.3GHz의 0차 공진 주파수에서 안테나의 전기적 크기는 0.14λ0×0.23λ0×0.01λ0(19mm×30mm×1.6mm)이며, 이는 앞에서 설명한 것과 같이 기존의 0차 공진 안테나의 전기적 크기에 비해 크게 감소한 것이다. 또한 대역폭은 1.3%, 즉 30MHz로 측정되었다.
도 8a 및 도 8b는 2.3GHz에서 도 6과 같이 구현된 0차 공진 안테나의 방사 패턴을 X-Z 평면 및 Y-Z 평면에 각각 나타낸 도면이다. 도 8a를 참조하면, 본 발명에 따른 0차 공진 안테나는 나선형의 슬롯(150)이 형성된 비대칭의 접지 패치(140)의 영향으로 E-평면에서 기울어진 모노폴 형태의 방사 패턴을 보인다. 또한 도 8b를 참조하면, H-평면에서는 전방향으로 균등한 모노폴의 방사 패턴을 보임을 확인할 수 있다. 한편, 본 발명에 따른 0차 공진 안테나는 -0.28dBi의 반사율(peak gain)에 62%의 방사 효율을 보인다.
이와 같이 본 발명에 따른 0차 공진 안테나는 소형화된 크기로 인하여 이동단말과 같은 무선통신 기기에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 비스듬한 수직 편파의 특성을 가지므로 내장형 차량용 안테나로 사용할 수도 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1은 CRLH 전송선로를 구성하는 단위셀의 등가회로를 도시한 회로도,
도 2는 기존의 ZOR 안테나의 일 예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 접지면에 형성된 나선형 슬롯을 가지는 소형 0차 공진 안테나에 대한 바람직한 실시예의 구성을 도시한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 0차 공진 안테나의 하면의 구성을 도시한 평면도,
도 5는 슬롯이 있을 때와 없을 때 주파수에 따라 측정된 반사 손실(return loss)을 측정한 결과를 도시한 그래프,
도 6은 도 3 및 도 4에 도시된 본 발명에 따른 0차 공진 안테나를 실제 안테나로 구현한 형태를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명에 따른 0차 공진 안테나의 반사 손실을 측정한 수치적 결과 및 실험적 결과를 비교하여 도시한 그래프, 그리고,
도 8a 및 도 8b는 2.3GHz에서 도 6과 같이 구현된 0차 공진 안테나의 방사 패턴을 X-Z 평면 및 Y-Z 평면에 각각 나타낸 도면이다.

Claims (5)

  1. 기판의 상면에 배치되어 외부로부터 신호를 공급받는 급전 패치;
    상기 기판의 상면에 상기 급전 패치로부터 상기 기판의 길이 방향으로 인접하게 배치되어 상기 급전 패치로부터 전달된 신호를 전송하는 전송 선로;
    상기 기판의 내부를 통과하여 상기 전송 선로의 중심과 상기 기판의 하면에 배치된 접지 패치를 연결하는 접지비아; 및
    상기 접지비아의 단부를 중심으로 상기 접지 패치 상에 형성된 슬롯;을 포함하는 것을 특징으로 하는 0차 공진 안테나.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전송 선로는 상기 길이 방향을 따라 연속으로 배치된 복수의 상부 패치로 이루어지며, 상기 접지비아는 상기 각각의 상부 패치의 중심과 상기 접지 패치를 연결하도록 형성되고, 상기 슬롯은 상기 접지 패치 상에서 상기 각각의 상부 패치에 대응하는 영역에 형성된 것을 특징으로 하는 0차 공진 안테나.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 슬롯은 상기 접지비아의 단부를 중심으로 하는 사각 나선형의 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 0차 공진 안테나.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 슬롯의 일단은 상기 접지비아의 단부에 인접하며, 상기 슬롯의 타단은 상기 상부 패치의 가장자리에 대응하는 지점에 인접하도록 형성된 것을 특징으로 하는 0차 공진 안테나.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 슬롯의 길이는 사전에 설정된 공진 주파수를 달성하기 위한 인덕턴스 값에 대응하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 0차 공진 안테나.
KR1020090088942A 2009-09-21 2009-09-21 접지면에 형성된 나선형 슬롯을 가지는 소형 0차 공진 안테나 KR20110031614A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090088942A KR20110031614A (ko) 2009-09-21 2009-09-21 접지면에 형성된 나선형 슬롯을 가지는 소형 0차 공진 안테나

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090088942A KR20110031614A (ko) 2009-09-21 2009-09-21 접지면에 형성된 나선형 슬롯을 가지는 소형 0차 공진 안테나

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110031614A true KR20110031614A (ko) 2011-03-29

Family

ID=43936578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090088942A KR20110031614A (ko) 2009-09-21 2009-09-21 접지면에 형성된 나선형 슬롯을 가지는 소형 0차 공진 안테나

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110031614A (ko)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102570043A (zh) * 2012-01-18 2012-07-11 华南理工大学 一种加载零阶谐振器的多极化微带贴片天线
WO2015104409A1 (en) * 2014-01-13 2015-07-16 Thomson Licensing Slot line resonator for filters
WO2015114004A1 (en) * 2014-01-31 2015-08-06 Thomson Licensing Slot line resonator
CN106602285A (zh) * 2016-12-27 2017-04-26 北京邮电大学 一种宽频带可调无线能量收集超材料天线
US9680211B2 (en) 2014-04-15 2017-06-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Ultra-wideband antenna
US9899737B2 (en) 2011-12-23 2018-02-20 Sofant Technologies Ltd Antenna element and antenna device comprising such elements
CN109088168A (zh) * 2018-06-26 2018-12-25 中兴通讯股份有限公司 一种移动终端天线和移动终端
KR101982411B1 (ko) * 2017-11-24 2019-05-24 홍익대학교 산학협력단 격리도가 개선된 원형편파 배열 안테나 및 그 설계 방법
CN110212316A (zh) * 2019-04-18 2019-09-06 杭州电子科技大学富阳电子信息研究院有限公司 一种基于复合左右手传输线的多频段天线
WO2021225235A1 (ko) * 2020-05-06 2021-11-11 (주)에스피에스 착용 가능한 uhf rfid 리더기용 안테나

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9899737B2 (en) 2011-12-23 2018-02-20 Sofant Technologies Ltd Antenna element and antenna device comprising such elements
CN102570043A (zh) * 2012-01-18 2012-07-11 华南理工大学 一种加载零阶谐振器的多极化微带贴片天线
CN102570043B (zh) * 2012-01-18 2014-05-07 华南理工大学 一种加载零阶谐振器的多极化微带贴片天线
WO2015104409A1 (en) * 2014-01-13 2015-07-16 Thomson Licensing Slot line resonator for filters
WO2015114004A1 (en) * 2014-01-31 2015-08-06 Thomson Licensing Slot line resonator
US9680211B2 (en) 2014-04-15 2017-06-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Ultra-wideband antenna
CN106602285A (zh) * 2016-12-27 2017-04-26 北京邮电大学 一种宽频带可调无线能量收集超材料天线
KR101982411B1 (ko) * 2017-11-24 2019-05-24 홍익대학교 산학협력단 격리도가 개선된 원형편파 배열 안테나 및 그 설계 방법
CN109088168A (zh) * 2018-06-26 2018-12-25 中兴通讯股份有限公司 一种移动终端天线和移动终端
CN110212316A (zh) * 2019-04-18 2019-09-06 杭州电子科技大学富阳电子信息研究院有限公司 一种基于复合左右手传输线的多频段天线
CN110212316B (zh) * 2019-04-18 2024-01-16 杭州电子科技大学富阳电子信息研究院有限公司 一种基于复合左右手传输线的多频段天线
WO2021225235A1 (ko) * 2020-05-06 2021-11-11 (주)에스피에스 착용 가능한 uhf rfid 리더기용 안테나

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20110031614A (ko) 접지면에 형성된 나선형 슬롯을 가지는 소형 0차 공진 안테나
US7148847B2 (en) Small-size, low-height antenna device capable of easily ensuring predetermined bandwidth
JP4111911B2 (ja) 小型マルチバンドアンテナ
JP3340374B2 (ja) 多周波アンテナ
US8368599B2 (en) Simply fabricable small zeroth-order resonant antenna with extended bandwidth and high efficiency
EP2088643B1 (en) Patch antenna unit and antenna unit
US20020140607A1 (en) Internal multi-band antennas for mobile communications
US8797219B2 (en) Infinite wavelength antenna device
JP2004088218A (ja) 平面アンテナ
KR100616545B1 (ko) 이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나
WO1996034426A1 (fr) Antenne microruban
US6819289B2 (en) Chip antenna with parasitic elements
KR20030081550A (ko) 멀티밴드 내장 안테나
JP2005510927A (ja) デュアルバンドアンテナ装置
US6597317B2 (en) Radio device and antenna structure
KR102430247B1 (ko) 커패시티브 결합 콤라인 마이크로스트립 배열 안테나
US6795023B2 (en) Broadband suspended plate antenna with multi-point feed
KR100420489B1 (ko) 소형 평면 패치 안테나
US6753816B1 (en) Dual band/dual mode meander line antenna
KR20070056261A (ko) 세라믹 안테나
KR100932008B1 (ko) 이중 공진 특성을 갖는 cpw급전 슬롯 안테나
JP2005236624A (ja) 誘電体アンテナ
KR100835067B1 (ko) 초광대역 칩 안테나
KR100629212B1 (ko) 단락점을 포함하는 개방 스터브를 이용한 대칭 및 비대칭급전방식의 이동통신단말기용 다중대역 내장형 안테나
CN117254264A (zh) 一种基于多模调控的宽带贴片天线

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application