KR20120004188A - 안테나 모듈 - Google Patents

안테나 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR20120004188A
KR20120004188A KR1020100064914A KR20100064914A KR20120004188A KR 20120004188 A KR20120004188 A KR 20120004188A KR 1020100064914 A KR1020100064914 A KR 1020100064914A KR 20100064914 A KR20100064914 A KR 20100064914A KR 20120004188 A KR20120004188 A KR 20120004188A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
resonator
surface wave
wave radiation
antenna
patch antenna
Prior art date
Application number
KR1020100064914A
Other languages
English (en)
Inventor
김주용
김동영
오광재
박윤휘
김봉균
최윤혁
윤석출
Original Assignee
삼성전기주식회사
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 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020100064914A priority Critical patent/KR20120004188A/ko
Priority to JP2010287838A priority patent/JP2012019503A/ja
Priority to DE102010056573A priority patent/DE102010056573A1/de
Priority to US12/984,081 priority patent/US20120007781A1/en
Publication of KR20120004188A publication Critical patent/KR20120004188A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2283—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles mounted in or on the surface of a semiconductor substrate as a chip-type antenna or integrated with other components into an IC package
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/005—Patch antenna using one or more coplanar parasitic elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

본 발명은 안테나 모듈에 관한 것으로, 본 발명에 따른 안테나 모듈은 유전체 기판의 표면에 형성되는 패치 안테나 공진기와, 상기 패치 안테나 공진기와 이격되어 배치되고 상기 패치 안테나 공진기로부터 상기 유전체 기판의 표면을 타고 흐르는 신호를 방사시키도록 상기 패치 안테나 공진기의 주위를 둘러싸는 표면파 방사 공진기를 포함할 수 있다.

Description

안테나 모듈 {Antenna module}
본 발명은 안테나 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유전체 기판의 표면을 타고 흐르는 신호를 방사하여 밀리미터파 대역에서 광대역 특성을 가지며 방사효율이 높은 고이득 안테나 모듈에 관한 것이다.
밀리미터파 대역의 주파수는 파장이 작기 때문에 안테나의 소형화가 용이하고, 마이크로파 대역의 주파수에 비해 직진성이 우수하며 광대역 특성을 가지고 있기 때문에 레이더나 광대역 통신 서비스에 이용되고 있다.
이러한 밀리미터파 대역의 시스템을 구성함에 있어서, 제품의 소형화와 비용절감을 위하여 SOP(System On Packaging)의 형태를 이용하고 있으며, 이러한 SOP의 방법으로 LTCC(Low Temperature Cofired Ceramics)나 LCP(Liquid Crystal Polymer) 기술이 고려되고 있다. 이와 같은 LTCC나 LCP 기술은 기본적으로 다층기판을 이용하는 기술로 기판의 내부에 커패시터, 인덕터, 필터 등의 수동부품을 내장시킬 수 있기 때문에 모듈의 소형화와 저가격화를 이룰 수 있으며, 캐비티를 자유롭게 형성할 수 있기 때문에 모듈 구성의 자유도가 증가한다는 이점이 있다.
이렇게, SOP를 이용한 시스템의 구성에서 시스템의 성능을 좌우하는 요소 중 하나가 패치 안테나의 구현이다. 그러나 밀리미터파 주파수 대역, 특히 60GHz 이상의 초고주파 대역에서 동작하는 패치 안테나의 경우, 유전체 기판의 표면을 타고 흐르는 표면파의 형태로 신호의 누설이 발생한다는 문제가 있으며, 이는 기판의 두께가 증가할수록, 기판의 유전율이 높을수록 커진다. 이러한 신호의 누설은 안테나의 방사 효율을 떨어뜨려서 결국 안테나 이득을 감소시킨다.
또한 60GHz 대역의 통신 시스템에서는 7GHz 이상의 넓은 대역폭을 요구하고 있는데 종래의 패치 안테나 구조에서는 이러한 넓은 대역폭을 가지는 안테나를 구현하는 것이 불가능하다는 문제가 있다.
따라서 안테나 부분만을 LTCC와 같은 세라믹 기판에 비해 상대적으로 유전율이 낮은 유기기판으로 제작하여 사용하고 있으나, 이는 LTCC 단일 기판 위에 안테나를 포함하는 전체 SOP 모듈의 형태로 제작하는 것에 비해 모듈의 크기와 제작 비용이 증가한다는 문제가 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, LTCC와 같은 유전율이 높은 다층기판 위에 표면파의 진행을 억제하고 표면파 형태의 신호를 재방사함으로써 안테나의 효율과 이득을 높이고 안테나의 대역을 넓힐 수 있는 안테나 구조가 구현된 안테나모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈은 유전체 기판의 표면에 형성되는 패치 안테나 공진기와, 상기 패치 안테나 공진기와 이격되어 배치되고 상기 패치 안테나 공진기로부터 상기 유전체 기판의 표면을 타고 흐르는 신호를 방사시키도록 상기 패치 안테나 공진기의 주위를 둘러싸는 표면파 방사 공진기를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈에 있어서, 상기 표면파 방사 공진기는 금속띠의 형상을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈에 있어서, 상기 패치 안테나 공진기는 원형 패치이며, 상기 표면파 방사 공진기는 원형 링 형상으로 상기 패치 안테나의 주위를 둘러싸도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈에 있어서, 상기 패치 안테나 공진기는 사각형 패치이며, 상기 표면파 방사 공진기는 사각 링 형상으로 상기 패치 안테나의 주위를 둘러싸도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈에 있어서, 상기 패치 안테나 공진기는 일측에 피딩라인을 구비하고, 상기 표면파 방사 공진기는 상기 피딩라인이 통과하도록 슬롯을 구비할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈은, 상기 유전체 기판의 두께 방향으로 상기 표면파 방사 공진기에 대응하는 위치에 형성되는 제2의 표면파 방사 공진기와, 상기 표면파 방사 공진기와 상기 제2의 표면파 방사 공진기를 전기적으로 연결하는 비아를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈에 있어서, 상기 표면파 방사 공진기는 상기 패치 안테나 공진기의 주파수 대역에서 공진할 수 있는 사이즈로 설계될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈에 있어서, 상기 표면파 방사 공진기는 상기 패치 안테나 공진기의 주파수 대역과 근접한 주파수 대역에서 공진할 수 있는 사이즈로 설계될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈에 있어서, 상기 표면파 방사 공진기의 공진 주파수는 상기 표면파 방사 공진기의 폭, 두께, 및 상기 패치 안테나 공진기와의 간격에 의해 결정될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈은 상기 패치 안테나 공진기와 상기 표면파 방사 공진기의 공진 피크를 커플링하여 안테나의 대역폭을 확장시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈에 있어서, 상기 유전체 기판은 그라운드 패턴이 형성된 회로 기판에 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈에 있어서, 상기 패치 안테나 공진기와 상기 표면파 방사 공진기는 밀리미터파 대역의 주파수에서 동작할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈에 있어서, 상기 유전체 기판은 LTCC 또는 LCP로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 안테나 모듈에 의하면, 패치 안테나 공진기의 둘레에 표면파 방사 공진기를 배치함으로써, 유전체 기판에서 표면파 형태로 신호가 누설되는 것을 방지하고 또한 패치 안테나 공진기에서 표면파 방사 공진기로 흐르는 신호를 재방사함으로써 안테나의 방사 효율과 이득을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 안테나 모듈에 의하면, 패치 안테나 공진기와 표면파 방사 공진기의 커플링을 조절하여, 안테나의 대역폭을 확장할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 모듈의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 모듈에서 신호의 방사를 나타내는 두께방향 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 모듈의 반사특성(S11) 및 방사특성(안테나 이득)을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 안테나 모듈의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 안테나 모듈에서 신호의 방사를 나타내는 두께방향 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 안테나 모듈의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 안테나 모듈의 반사특성(S11) 및 방사특성(안테나 이득)을 나타내는 그래프이다.
도 8은 비교예에 따른 안테나 모듈의 반사특성(S11) 및 방사특성(안테나 이득)을 나타내는 그래프이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 형태를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 형태에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 형태를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시 형태의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일 또는 유사한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 모듈의 평면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 모듈에서 신호의 방사를 나타내는 두께방향 단면도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 모듈의 반사특성(S11) 및 방사특성(안테나 이득)을 나타내는 그래프이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 모듈은 유전체 기판(110)상에 형성되는 패치 안테나 공진기(120)와 표면파 방사 공진기(130)를 포함한다.
상기 유전체 기판(110)은 실리콘(Si)과 같은 반도체 기판, 고주파용 저온 동시 소성 세라믹(Low Temperature Co-fired Ceramics: LTCC)과 같은 세라믹 기판, 액정 고분자(Liquid Crystal Polymer: LCP)와 같은 유기 기판 등으로 구현될 수 있다.
본 실시예에서, 유전체 기판(110)은 유전율이 9.2, 유전손실이 0.002이고, 한 층의 두께가 0.06mm인 LTCC 기판을 6층 적층하여 총 기판의 두께가 0.36mm인 기판으로 설계할 수 있다.
패치 안테나 공진기(120)는 유전체 기판(110)의 표면에 원형 패치의 형태로 형성되며, 원형 패치의 일측에 피딩 라인(121)이 연결된다. 유전체 기판(110)의 이면에는 그라운드(122)가 형성된다.
표면파 방사 공진기(130)는 유전체 기판(110)상에 패치 안테나 공진기(120)로부터 누설되는 신호를 방사하도록 패치 안테나 공진기(120) 주위에 일정 간격 떨어져서 형성된다.
표면파 방사 공진기(130)는 금속띠의 형상을 가질 수 있으며, 패치 안테나 공진기(120)의 일측에 형성된 피딩 라인(121)이 통과할 수 있도록 슬롯(135)을 구비한다.
표면파 방사 공진기(130)는 패치 안테나 공진기(120)의 주위를 둘러싸도록 형성되기 때문에, 패치 안테나 공진기(120)의 둘레와 대응하는 형상을 갖는다. 즉, 본 실시예에서 패치 안테나 공진기(120)가 원형 패치로 이루어지기 때문에, 표면파 방사 공진기(130)는 패치 안테나 공진기(120)와 동일한 중심을 갖는 원형 링 형상을 갖는다.
표면파 방사 공진기(130)는 패치 안테나 공진기(120)로부터 유전체 기판(110)의 표면을 타고 흘러 나오는 신호를 방사하도록 사이즈가 결정될 수 있다. 예를 들면, 표면파 방사 공진기(130)는 패치 안테나 공진기(120)의 주파수 대역과 근접한 주파수 대역에서 공진할 수 있는 사이즈로 설계되거나, 패치 안테나 공진기(120)의 주파수 대역에서 공진할 수 있는 사이즈로 설계될 수 있다.
이때, 표면파 방사 공진기(130)의 폭, 두께, 패치 안테나 공진기(120)와의 간격, 슬롯(135)의 폭을 조정함으로써, 표면파 방사 공진기(130)의 피크와 패치 안테나 공진기(120)의 피크를 적절히 커플링하면, 안테나의 대역폭을 확장시키는 것이 가능하다. 표면파 방사 공진기(130)의 두께는 패치 안테나 공진기(120)의 표면파 신호를 차단 및 방사하도록 패치 안테나 공진기(120)의 두께와 실질적으로 동일하거나 그보다 큰 것이 바람직하다.
본 실시예에서는, 패치 안테나 공진기(120)의 지름을 0.67mm, 표면파 방사 공진기(130)의 폭을 0.59mm, 두께를 10㎛, 외경을 1.45mm, 슬롯(135)의 폭을 0.3mm, 피딩 라인(121)의 폭을 0.08mm로 설계하였으며, 이때의 안테나 특성을 HFSS(High Frequency Simulation Software)를 이용한 전자기장 모사 실험에 의해 측정하여 나타낸 것이 도 3이다.
도 3(a)에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 안테나 모듈은 주파수 대역이 57.5 ~ 63.7 GHz로 6.2 GHz의 대역폭을 가지며, 이중 공진기에 의한 2개의 폴(pole)이 존재함을 알 수 있다. 즉, 패치 안테나 공진기(120)와 그 주위를 둘러싸는 표면파 방사 공진기(130)의 공진 피크가 존재하며, 이 두 공진 피크의 커플링 정도를 조절하여 안테나 모듈의 대역폭을 조절할 수 있다.
또한, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 안테나 모듈의 이득은 9.6 dBi임을 알 수 있으며, 피딩 라인(121)에 수직한 방향(φ = 90°)과 수평인 방향(φ = 0°)으로의 이득이 거의 유사함을 알 수 있다. 이때 안테나 모듈의 방사 효율은 60.8%이다.
도 8은 비교예에 따른 안테나 모듈의 반사특성(S11) 및 방사 특성(안테나 이득)을 나타내는 그래프이다. 비교예에 따른 안테나 모듈은 일반적인 유전체 기판 위에 구현된 패치 안테나로, 유전율이 9.2이며 유전손실이 0.002이고 한 층의 두께가 0.06mm인 LTCC 기판을 6층 적층하여 두께가 0.36mm인 유전체 기판을 사용하고 있다.
도 8(a)에 도시된 바와 같이, 비교예에 따른 안테나 모듈의 주파수 대역은 59.3 ~ 62 GHz로 2.7 GHz의 대역폭을 가지며, 도 8(b)에 도시된 바와 같이, 안테나 이득은 2.5 dBi이고, 안테나 방사효율은 25%이다.
따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 모듈은 비교예에 따른 안테나 모듈에 비해, 대역폭이 약 3배 정도 넓고, 안테나 이득이 약 4배 정도 높으며, 안테나 방사효율은 약 2.5배 정도 더 크게 나타남을 알 수 있다.
이는 도 2에 나타난 바와 같이, 본 실시예에 따른 안테나 모듈에 있어서, 패치 안테나 공진기(120)로부터 유전체 기판(110)의 표면을 타고 누설되는 신호(x축 방향 화살표)가 표면파 방사 공진기(130)에서 다시 방사(y축 방향 화살표)되기 때문이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 안테나 모듈의 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 안테나 모듈에서 신호의 방사를 나타내는 두께 방향 단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 안테나 모듈은 유전체 기판의 표면뿐만 아니라 내부에도 표면파 방사 공진기가 형성된 것으로, 이외의 구성은 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 모듈과 동일하므로, 이들 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 하며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 안테나 모듈은 유전체 기판(210)상에 형성된 패치 안테나 공진기(220)를 포함하고, 상기 패치 안테나 공진기(220)의 일측에는 피딩 라인(221)을 구비하며, 유전체 기판(210)의 이면에는 그라운드(222)를 포함한다.
한편, 유전체 기판(210) 상에는 패치 안테나 공진기(220)의 주위를 둘러싸도록 원형 링 형상의 제1의 표면파 방사 공진기(231)가 패치 안테나 공진기(220)로부터 소정 간격 떨어져서 형성되며, 유전체 기판(210)의 두께 방향 내부에는 상기 제1의 표면파 방사 공진기(231)와 대응하는 위치에 원형 링 형상의 제2의 표면파 방사 공진기(232)가 형성되어 있다.
이때, 상기 제1의 표면파 방사 공진기(231)와 제2의 표면파 방사 공진기(232)는 유전체 기판(210)의 두께 방향으로 형성되는 비아(233)들에 의해 연결된다. 비아(233)들은 제1 및 제2의 표면파 방사 공진기의 둘레를 따라 배치될 수 있다.
제1의 표면파 방사 공진기(231)와 제2의 표면파 방사 공진기(232)는 동일한 사이즈로 설계될 수 있으며, 원하는 주파수 대역이나 대역폭에 따라 다른 사이즈로 설계될 수 있다. 즉, 본 실시예에서처럼 제2의 표면파 방사 공진기(232)의 두께를 더 크게 설계할 수도 있다.
본 실시예에 따른 안테나 모듈의 특성은 다음과 같다.
표면파 방사 공진기 두께(㎛) 대역폭(GHz) 안테나 이득(dBi) 안테나 효율(%)
제1의 표면파 방사 공진기 70 57.7~63.1(5.4) 9.4 67
제2의 표면파 방사 공진기 130 58.2~63.6(5.4) 9.4 65
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 제1의 표면파 방사 공진기(231)의 두께가 제2의 표면파 방사 공진기(232)의 두께보다 절반 정도 작더라도 거의 동일한 안테나 특성을 나타냄을 알 수 있다.
제2의 표면파 방사 공진기(232)는 유전체 기판(210)의 내부 층에 형성될 수도 있으며, 도 5에서처럼 유전체 기판(210)의 이면에 캐비티를 형성하여 내장될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 안테나 모듈의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 안테나 모듈의 반사특성(S11) 및 방사특성(안테나 이득)을 나타내는 그래프이다.
도 6 및 도 7에 도시된 본 발명의 제3 실시예에 따른 안테나 모듈은 패치 안테나 공진기가 사각형 패치로 이루어지며, 표면파 방사 공진기가 사각 링 형상으로 형성되는 것으로, 이외의 구성은 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 모듈과 동일하므로, 이들 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 하며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 안테나 모듈은 유전체 기판(310)상에 패치 안테나 공진기(320)와 표면파 방사 공진기(330)를 포함한다.
패치 안테나 공진기(320)는 사각형 패치로 이루어지며, 일측에 피딩 라인(321)을 구비하고, 유전체 기판(310)의 이면에 형성된 그라운드(322)와 접지된다.
표면파 방사 공진기(330)는 유전체 기판(310)상에 패치 안테나 공진기(320)로부터 누설되는 신호를 방사하도록 패치 안테나 공진기(320) 주위에 일정 간격 떨어져서 형성된다.
표면파 방사 공진기(330)는 금속띠의 형상을 가질 수 있으며, 패치 안테나 공진기(320)의 일측에 형성된 피딩 라인(321)이 통과할 수 있도록 슬롯(335)을 구비한다.
표면파 방사 공진기(330)는 패치 안테나 공진기(320)의 주위를 둘러싸도록 형성되기 때문에, 패치 안테나 공진기(320)의 둘레와 대응하는 형상을 갖는다. 즉, 본 실시예에서 패치 안테나 공진기(320)가 사각형 패치로 이루어지기 때문에, 표면파 방사 공진기(330)는 사각형 링 형상을 갖는다.
본 실시예에 따른 안테나 모듈의 특성을 HFSS(High Frequency Simulation Software)를 이용한 전자기장 모사 실험에 의해 측정하여 나타낸 것이 도 7이다.
도 7(a)에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 안테나 모듈은 주파수 대역이 55.8 ~ 66 GHz로 10.2 GHz의 대역폭을 가지며, 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 안테나 이득이 7.1 dBi임을 알 수 있으며, 피딩 라인(321)에 수직한 방향(φ = 90°)과 수평인 방향(φ = 0°)으로의 이득이 거의 유사함을 알 수 있다.
따라서 본 실시예에 따른 안테나 모듈은 도 8에 도시된 비교예에 따른 안테나 모듈의 특성에 비해 크게 향상된 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명했지만, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예컨대, 본 발명에서 유전체 기판의 유전율, 유전손실과 같은 특성이나, 두께나 적층수는 요구되는 설계 조건에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 패치 안테나 공진기 또는 표면파 방사 공진기의 치수나 형태, 표면파 방사 공진기의 배치 형태 등도 요구되는 설계 조건 및 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 제2 실시예에서 표면파 방사 공진기를 두 층으로 형성하는 것을 예로 들었지만, 이는 예시적인 것으로, 3층 이상으로 형성하는 것도 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
110, 210, 310: 유전체 기판
120, 220, 320: 패치 안테나 공진기
121, 221, 321: 피딩 라인
122, 222, 322: 그라운드
130, 231, 232, 330: 표면파 방사 공진기
135, 235, 335: 슬롯

Claims (13)

  1. 유전체 기판의 표면에 형성되는 패치 안테나 공진기; 및
    상기 패치 안테나 공진기와 이격되어 배치되고, 상기 패치 안테나 공진기로부터 상기 유전체 기판의 표면을 타고 흐르는 신호를 방사시키도록 상기 패치 안테나 공진기의 주위를 둘러싸는 표면파 방사 공진기; 를 포함하는 안테나 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 표면파 방사 공진기는 금속띠의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 패치 안테나 공진기는 원형 패치이며,
    상기 표면파 방사 공진기는 원형 링 형상으로 상기 패치 안테나의 주위를 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 패치 안테나 공진기는 사각형 패치이며,
    상기 표면파 방사 공진기는 사각 링 형상으로 상기 패치 안테나의 주위를 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 패치 안테나 공진기는 일측에 피딩라인을 구비하고,
    상기 표면파 방사 공진기는 상기 피딩라인이 통과하도록 슬롯을 구비하는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 기판의 두께 방향으로 상기 표면파 방사 공진기에 대응하는 위치에 형성되는 제2의 표면파 방사 공진기; 및
    상기 표면파 방사 공진기와 상기 제2의 표면파 방사 공진기를 전기적으로 연결하는 비아; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 표면파 방사 공진기는 상기 패치 안테나 공진기의 주파수 대역에서 공진할 수 있는 사이즈인 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 표면파 방사 공진기는 상기 패치 안테나 공진기의 주파수 대역과 근접한 주파수 대역에서 공진할 수 있는 사이즈인 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 표면파 방사 공진기의 공진 주파수는 상기 표면파 방사 공진기의 폭, 두께, 및 상기 패치 안테나 공진기와의 간격에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 패치 안테나 공진기와 상기 표면파 방사 공진기의 공진 피크를 커플링하여 안테나의 대역폭을 확장시키는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 기판은 그라운드 패턴이 형성된 회로 기판에 연결되는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 패치 안테나 공진기와 상기 표면파 방사 공진기는 밀리미터파 대역의 주파수에서 동작가능한 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 기판은 LTCC 또는 LCP로 이루어지는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
KR1020100064914A 2010-07-06 2010-07-06 안테나 모듈 KR20120004188A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100064914A KR20120004188A (ko) 2010-07-06 2010-07-06 안테나 모듈
JP2010287838A JP2012019503A (ja) 2010-07-06 2010-12-24 アンテナモジュール
DE102010056573A DE102010056573A1 (de) 2010-07-06 2010-12-30 Antennenmodul
US12/984,081 US20120007781A1 (en) 2010-07-06 2011-01-04 Antenna module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100064914A KR20120004188A (ko) 2010-07-06 2010-07-06 안테나 모듈

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120004188A true KR20120004188A (ko) 2012-01-12

Family

ID=45372695

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100064914A KR20120004188A (ko) 2010-07-06 2010-07-06 안테나 모듈

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20120007781A1 (ko)
JP (1) JP2012019503A (ko)
KR (1) KR20120004188A (ko)
DE (1) DE102010056573A1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101313018B1 (ko) * 2012-02-08 2013-10-01 홍익대학교 산학협력단 메타물질을 이용한 이중대역 원형 편파 패치 안테나
KR20150087963A (ko) * 2014-01-23 2015-07-31 엘지이노텍 주식회사 레이더 시스템의 안테나 장치
KR20220129825A (ko) * 2021-03-17 2022-09-26 홍익대학교 산학협력단 프랙탈 안테나를 이용한 배열 안테나
KR20230126951A (ko) 2022-02-24 2023-08-31 이상준 과일의 손상방지 기능을 갖는 포장용기

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103606744B (zh) * 2013-11-07 2015-06-03 中国计量学院 双同心开口圆环形贴片天线
US9748654B2 (en) 2014-12-16 2017-08-29 Laird Technologies, Inc. Antenna systems with proximity coupled annular rectangular patches
CN104681972B (zh) * 2015-02-15 2017-06-23 重庆大学 同时具有稳定方向图和良好带外抑制能力的槽加载超宽带单极子天线
JP6525249B2 (ja) * 2015-03-20 2019-06-05 カシオ計算機株式会社 アンテナ装置及び電子機器
KR20180047392A (ko) * 2016-10-31 2018-05-10 삼성전자주식회사 안테나장치
WO2018182507A1 (en) * 2017-03-31 2018-10-04 Agency For Science, Technology And Research Compact wideband high gain circularly polarized antenna
KR102486593B1 (ko) * 2017-12-19 2023-01-10 삼성전자 주식회사 수직편파 방사를 지원하는 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자장치
US20220011173A1 (en) * 2018-07-05 2022-01-13 Florida State University Research Foundation, Inc. Wireless Temperature Sensors and Methods
US10969282B2 (en) 2018-07-05 2021-04-06 Florida State University Research Foundation, Inc. Wireless temperature sensors and methods
JP7118813B2 (ja) * 2018-08-30 2022-08-16 キヤノン株式会社 素子、素子の製造方法
TWI696315B (zh) * 2019-01-30 2020-06-11 友達光電股份有限公司 天線裝置與天線系統
CN112467356B (zh) * 2019-09-09 2024-01-02 北京小米移动软件有限公司 一种天线组件及终端
CN112542686B (zh) * 2019-09-23 2024-03-26 北京小米移动软件有限公司 天线组件及终端设备
TWI764682B (zh) * 2021-04-22 2022-05-11 和碩聯合科技股份有限公司 天線模組
CN115882223A (zh) * 2021-09-30 2023-03-31 华为技术有限公司 双频双圆极化天线和天线系统
CN114094301B (zh) * 2021-10-28 2023-03-24 西安理工大学 一种磁介电复合材料介质谐振器的制备方法及小型化天线

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4063246A (en) * 1976-06-01 1977-12-13 Transco Products, Inc. Coplanar stripline antenna
JP2001094339A (ja) * 1999-09-27 2001-04-06 Mitsubishi Electric Corp 複合アンテナ
JP2002198724A (ja) * 2000-12-25 2002-07-12 Matsushita Electric Works Ltd マイクロストリップアンテナ
JP2004007559A (ja) * 2002-04-25 2004-01-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 多共振アンテナ、アンテナモジュールおよび多共振アンテナを用いた無線装置
KR100988909B1 (ko) * 2008-09-23 2010-10-20 한국전자통신연구원 고이득 및 광대역 특성을 갖는 마이크로스트립 패치 안테나
KR101040347B1 (ko) 2008-12-05 2011-06-10 현대자동차주식회사 디젤차량에서 ｓｃｒ의 전환효율 계산장치 및 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101313018B1 (ko) * 2012-02-08 2013-10-01 홍익대학교 산학협력단 메타물질을 이용한 이중대역 원형 편파 패치 안테나
KR20150087963A (ko) * 2014-01-23 2015-07-31 엘지이노텍 주식회사 레이더 시스템의 안테나 장치
KR20220129825A (ko) * 2021-03-17 2022-09-26 홍익대학교 산학협력단 프랙탈 안테나를 이용한 배열 안테나
KR20230126951A (ko) 2022-02-24 2023-08-31 이상준 과일의 손상방지 기능을 갖는 포장용기

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010056573A1 (de) 2012-01-12
JP2012019503A (ja) 2012-01-26
US20120007781A1 (en) 2012-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20120004188A (ko) 안테나 모듈
US8319689B2 (en) Patch antenna with wide bandwidth at millimeter wave band
US10008783B2 (en) Patch antenna
KR101757719B1 (ko) 안테나
US9698487B2 (en) Array antenna
KR100917847B1 (ko) 전방향 복사패턴을 갖는 평면형 안테나
US9184505B2 (en) Dielectric cavity antenna
US10312601B2 (en) Combination antenna element and antenna array
US20100073238A1 (en) Microstrip patch antenna with high gain and wide band characteristics
US8704730B2 (en) Metamaterial antenna device with mechanical connection
US20120092219A1 (en) Antenna structure using multilayered substrate
KR20150087595A (ko) 유전체 공진기 안테나
CN111937237A (zh) 单极化和双极化双谐振背腔式缝隙天线(d-cbsa)元件
JP2015185946A (ja) アンテナ装置
JPWO2019220536A1 (ja) アレーアンテナ装置及び通信機器
US8654028B2 (en) Electromagnetic wave filter apparatus without degrading radiation pattern of antenna
TWI459634B (zh) 環狀槽孔天線
US8604983B2 (en) CRLH antenna structures
KR100970016B1 (ko) 적층구조의 내장형 안테나
KR102690950B1 (ko) 다중 대역을 이용하는 안테나
US20220359993A1 (en) Antenna device which is suitable for wireless communications according to a 5g network standard, rf transceiver containing an antenna device, and method for use in wireless communications according to a 5g network standard
US20190379127A1 (en) Terminal Antenna and Terminal
Chen Wideband multilayered microstrip antennas fed by coplanar waveguide-loop with and without via combinations
Lee et al. V-band integrated filter and antenna for LTCC front-end modules
Rajesh et al. A study of CSRR loaded microstrip antenna for multiband applications

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E601 Decision to refuse application