KR20120021037A - 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나 및 그 발생 방법 - Google Patents

원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나 및 그 발생 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시켜 이종 안테나(원형편파 안테나 또는 선형편파 안테나)와 손실 없이 데이터 통신이 가능한 기술에 관한 것이다.
본 발명의 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나는 안테나 신호에 대한 원형편파를 방사하는 제1방사체; 상기 제1방사체의 후면에 설치된 제1기판; 상기 제1기판의 후면에 설치되고 상기 안테나 신호에 대한 선형편파를 방사하는 제2방사체; 및 상기 제2방사체의 후면에 설치된 제2기판을 포함하는 것을 특징적 구성으로 한다.

Description

원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나 및 그 발생 방법{A PATCH ANTENNA SYNCHRONOUS GENERATING LINEARLY POLARIZED WAVE AND CIRCULARLY POLARIZED WAVE}
본 발명은 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나 및 그 발생 방법에 관한 것이다.
일반적으로 패치 안테나(Patch Antenna)는 유전체 판의 한 면은 접지 판으로 이용하고 다른 면은 스트립 선로로 회로를 구성하는 것으로 인쇄기판으로 제작이 가능하기 때문에 제작이 쉽고 대량 생산에 적합하며 높이가 낮고 견고하다는 장점이 있다. 이러한 패치 안테나는 마이크로 집적 회로(IC) 소자들과 쉽게 결합할 수 있어서 휴대폰과 같은 밀리미터 대역의 소형기기에 많이 사용되고 있다.
패치 안테나는 선형편파(linearly polarized wave) 안테나와 원형편파(Circularly polarized wave) 안테나 등으로 구분할 수 있다.
도 1은 선형편파의 진행방향을 나타내는 그래프이고 도 2는 원형편파의 진행방향을 나타내는 그래프이다.
여기서 선형편파는 전계가 지면에 대하여 수직을 이루는 수직편파와 전계가 지면에 대하여 수평을 이루는 수평편파를 포함한다. 원형 편파는 전계가 진행방향을 축으로 용수철 모양으로 회전하는 편파를 말한다.
이러한 원형편파를 발생시키는 원형편파 안테나를 이용하여 선형편파를 발생시키는 선형편파 안테나와 통신을 할 경우 상호 간에 이론적으로 각각 -3dB의 손실이 발생한다. 따라서 원형편파 안테나 또는 선형편파 안테나 중 어느 안테나와도 손실 없이 통신할 수 있도록 원형편파 및 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나의 개발 필요성이 대두된다.
본 발명은 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시켜 이종 안테나(원형편파 안테나 또는 선형편파 안테나)와 손실 없이 데이터 통신이 가능한 패치 안테나 및 그 발생 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나는 안테나 신호에 대한 원형편파를 방사하는 제1방사체; 상기 제1방사체의 후면에 설치된 제1기판; 상기 제1기판의 후면에 설치되고 상기 안테나 신호에 대한 선형편파를 방사하는 제2방사체; 및 상기 제2방사체의 후면에 설치된 제2기판을 포함하는 것을 특징적 구성으로 한다.
한편 본 발명은 상기 제1방사체에서 방사된 원형편파를 반사시키고 상기 제2방사체와 함께 선형편파를 방사시키는 반사판을 더 포함한다.
한편 본 발명의 상기 제1기판, 제2방사체 및 제2기판에는 테두리부에 적어도 하나의 결합공이 형성되고 상기 반사판의 전면의 테두리부에는 상기 제1기판, 제2방사체 및 제2기판의 홀에 삽입 및 결합되는 적어도 하나의 삽입부가 형성된다.
한편 본 발명의 상기 제2방사체는 상기 제1방사체에서 방사된 원형편파를 수신하고 수신한 선형편파로 변환하고 변환한 선형편파를 상기 반사판과 함께 방사한다.
한편 본 발명의 상기 제1방사체는 사각형의 형상으로 이루어지고, 상기 제2방사체는 상기 제1방사체의 형상과 대응하는 크기의 홀이 내측에 형성된 사각 띠의 형상으로 이루어져 평면상 상기 제1방사체와 중복되지 않은 위치에 형성된다.
한편 본 발명은 상기 제1방사체의 공진주파수 특성 조절을 위해 일정 폭을 갖되 상기 제1방사체와 이격 거리를 두고 설치되고 상기 제2방사체 및 상기 반사판과 연결되는 보조 방사체를 더 포함한다.
한편 본 발명의 상기 보조 방사체는 평면상 상기 제2방사체와 중복되는 위치에 배치된다.
한편 본 발명은 상기 반사판, 제2기판 및 제1기판에는 관통공이 형성되고, 상기 반사판, 제2기판 및 제1기판의 관통공을 통해 삽입되어 안테나 신호를 상기 제1방사체에 공급하는 급전 라인을 더 포함한다.
한편 본 발명의 패치 안테나가 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 방법은 (a) 제1방사체가 안테나 신호에 대한 원형편파를 방사하는 단계; 및 (b) 상기 제1방사체와 제1기판을 사이에 두고 설치된 제2방사체가 상기 안테나 신호에 대한 선형편파를 방사하는 단계를 포함하는 것을 특징적 구성으로 한다.
여기서 본 발명은 (c) 상기 제2기판의 후면에 설치되는 반사판이 상기 제1방사체에서 방사된 원형편파를 반사시키는 단계; 및 (d) 상기 반사판이 상기 제2방사체와 함께 상기 선형편파를 방사시키는 단계를 더 포함한다.
한편 본 발명은 상기 (d) 단계에서, 상기 제2방사체는 상기 제1방사체에서 방사된 원형편파를 수신하고 수신한 선형편파로 변환하고 변환한 선형편파를 상기 반사판과 함께 방사한다.
한편 본 발명은 (e) 보조 방사체가 상기 제2방사체 및 상기 반사판과 함께 선형편파를 발생시키는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나는 제1기판을 사이에 두고 원형편파를 발생시키는 제1방사체와 선형편파를 방사시키는 제2방사체를 설치한다. 이에 원형편파 및 선형편파를 동시에 발생시킬 수 있어서 이종 안테나(원형편파 안테나 또는 선형편파 안테나)와 손실 없이 데이터 통신이 가능하다는 효과를 제공한다.
또한 본 발명의 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나는 상기 제1방사체에서 방사된 원형편파를 반사시키고 상기 제2방사체와 함께 상기 선형편파를 방사시키는 반사판을 더 포함한다. 이에 상기 원형편파의 방사특성 및 선형편파의 방사특성을 모두 안정화시킬 수 있다는 효과를 제공한다.
또한 본 발명의 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나는 반사판의 전면의 테두리부에 제1기판, 제2방사체 및 제2기판의 결합공에 삽입 및 결합되는 적어도 하나의 삽입부를 형성한다. 이에 상기 삽입부에 의해 상기 반사판의 표면적이 증가하여 상기 반사판의 원형편파 반사특성 및 선형편파 방사특성을 모두 안정화시켜주는 효과를 제공한다.
또한 본 발명의 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나는 제2방사체가 상기 제1방사체의 형상과 대응하는 크기의 공백홀이 내측에 형성된 사각 띠의 형상으로 이루어져 평면상에서 볼 때 상기 제1방사체와 중복되지 않은 위치에 형성된다. 따라서 제1방사체 및 제2방사체 상호 간에 방사되는 선형편파 및 원형편파가 서로 영향을 주지 않게 되어 선형편파 및 원형편파 각각의 손실이 방지된다.
또한 본 발명의 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나는 일정 폭을 갖되 상기 제1방사체와 이격 거리를 두고 설치되고 상기 제2방사체 및 상기 반사판과 연결되는 보조 방사체를 더 포함한다. 이에 상기 보조 방사체의 폭 조절 및 상기 보조 방사체와 상기 제1방사체 간의 이격 거리 조절을 통해 상기 제1방사체의 공진주파수 특성을 용이하게 조절할 수 있다는 효과를 제공한다.
도 1은 선형편파의 진행방향을 나타내는 그래프.
도 2는 원형편파의 진행방향을 나타내는 그래프.
도 3은 본 발명에 따른 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나의 구성을 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나에서 보조 방사체가 더 구비된 모습을 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명의 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나에서 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 모습을 나타내는 구성도.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나(100)의 구성을 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나(100)에서 보조 방사체(60)가 더 구비된 모습을 나타내는 사시도이다.
본 발명에 따른 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나(100)는 제1방사체(10), 제1기판(20), 제2기판(40), 제2방사체(30), 반사판(50), 보조 방사체(60), 급전라인(L) 등을 포함한다.
제1방사체(10)는 사각형의 패널 형상으로 이루어져 원형편파를 방사시키고 제1기판(20)은 상기 제1방사체(10)의 후면에 설치되어 상기 제1방사체(10)를 지지한다.
제2방사체(30)는 상기 제1기판(20)의 후면에 설치되고 평면상 상기 제1방사체(10)와 중복되지 않은 위치에 형성되어 선형편파를 방사시키며 제2기판(40)은 상기 제2방사체(30)의 후면에 설치된다.
반사판(50)은 상기 제2기판(40)의 후면에 설치되고 상기 제1방사체(10)에서 방사된 원형편파를 반사시키고 상기 제2방사체(30)와 함께 상기 선형편파를 방사시킨다.
보조 방사체(60)는 상기 제2방사체(30) 및 상기 반사판(50)과 함께 상기 선형편파를 방사시킨다.
급전라인(L)은 상기 반사판(50), 제2기판(40) 및 제1기판(20)을 전기적 접속 없이 관통하여 상기 제1방사체(10)로 안테나 신호를 공급한다.
이하 본 발명에 따른 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나(100)를 구성 요소별로 더욱 구체적으로 설명한다.
- 제1방사체(10)의 구성 -
도 2는 본 발명의 제1방사체(10)의 구성을 나타내는 블록도이다.
제1방사체(10)는 원형편파 방사모듈(11), 신호 수신 모듈(12), X홈(14) 등을 포함한다.
원형편파 방사모듈(11)은 사각형의 패널의 형상으로 마련되며 대각으로 서로 마주보는 모서리가 일정 길이만큼 절삭되어 있다. 원형편파 방사모듈(11)은 후술하는 급전모듈을 통해 수신한 안테나 신호를 원형편파로 변환하고 변환한 원형편파를 외부로 방사시킨다. 여기서 상기 원형편파 방사모듈(11)은 양극성(+pole)일 때와 0.5λ의 주기를 가지는 음극성(-pole)일 때 상기 원형편파를 방사시킨다. 이러한 원형편파 방사모듈(11)은 후면이 후술하는 제1기판(20)의 전면에 접촉되며 설치된다.
신호 수신 모듈(12)은 상기 원형편파 방사모듈(11)의 일 측 설치되며 외부의 안테나 신호 발생장치로부터 후술하는 급전라인(L)을 통해 안테나 신호를 전달받아 상기 원형편파 방사모듈(11)로 전달한다.
X홈(14)은 상기 원형편파 방사모듈(11)의 전면에 일정폭을 가지는 두 개의 서로 다른 길이의 슬롯이 X자형으로 서로 교차되어 형성된다. 상기 X홈(14)은 상기 원형편파 방사모듈(11)의 전면의 표면적을 증가시켜 상기 본체(11)의 사이즈를 예컨대 0.3λ에 대응하는 길이만큼 감소시킨다. 또한 상기 X홈(14)은 공지된 바와 같이 주파수 대역을 광대역화 시킨다. 여기서 안테나의 파장의 길이(λ) = 광속도(C) / 주파수(F)와의 관계가 있다. 여기서 안테나의 파장의 길이가 길면 안테나의 크기가 커지고 파장의 길이가 짧으면 안테나의 크기가 작아지며 주파수가 높아지면 파장의 길이는 작아지고 주파수가 낮으면 파장의 길이는 커진다. 즉 안테나의 크기가 작아지면 주파수가 높아지고 안테나의 크기가 커지면 주파수가 낮아진다. 따라서 본 발명의 원형편파 방사모듈(11)은 상기 X홈(14)에 의해 안테나의 크기를 작게 하면서도 실제 방사 면적은 증가되어 효율적으로 원형편파를 방사시킬 수 있으며 상기 안테나의 크기를 작게 함에 따라 주파수가 높아지므로 주파수의 대역폭을 넓게 확장시킬 수 있다. 이러한 상기 X홈(14)에 의해 안테나의 방사 효율이 증대되고 주파수 대역폭의 확장에 따라 원형편파 방사 특성의 안정성을 확보할 수 있다.
- 제1기판(20) 및 제2기판(40)의 구성 -
제1기판(20)은 제1방사체(10) 및 후술하는 제2방사체(30)의 사이에 마련되고 제2기판(40)은 제2방사체(30) 및 후술하는 반사판(50)의 사이에 마련된다. 상기 제1기판(20) 및 제2기판(40)은 상기 제1방사체(10) 및 제2방사체(30)를 지지하는 역할을 한다. 여기서 상기 제1기판(20) 및 제2기판(40)은 바람직하게는 FR(Frame Retadent)4 기판으로 마련되며 상기 FR4 기판은 글라스 에폭시 적층물로서 일반적인 유전율을 갖고 있다. 이에 앞서 살펴본 바와 같이 안테나의 파장의 길이(λ) = 광속도(C) / 주파수(F)이고 유전율은 주파수와 반비례하는 특성을 가지고 있다. 이에 상기 제1기판(20) 및 제2기판(40)의 유전율을 통해 상기 주파수를 조정하여 상기 제1방사체(10) 및 제2방사체(30)의 안테나의 파장의 길이 및 안테나의 크기를 설계할 수 있다.
한편 상기 제1기판(20) 및 제2기판(40)은 후술하는 반사판(50)의 삽입부(52)와 결합하도록 적어도 하나의 결합공(22, 42)이 형성되어 있고, 후술하는 급전라인(L)이 통과되도록 각각 하나의 관통공(24, 44))이 각각 형성되어 있다.
- 제2방사체(30)의 구성 -
제2방사체(30)는 선형편파 방사모듈(31), 결합공(32), 공백홀(34) 등을 포함한다.
선형편파 방사모듈(31)은 사각 띠의 형상으로 마련되며 음극성(-pole)일 때와 0.5λ의 주기를 가지는 양극성(+pole)일 때 선형편파를 발생시킨다. 또한 상기 선형편파 방사모듈(31)은 상기 제1방사체(10)에서 방사된 원형편파를 수신하고 수신한 원형편파를 선형편파로 변환하며 변환한 선형편파를 외부로 반사시키는 역할을 한다. 여기서 상기 선형편파 방사모듈(31)은 상기 제2기판(40)의 크기보다 작게 형성하여 제1기판(20), 제2기판(40)의 관통공(24, 44)을 경유하는 급전라인(L)과 접촉되지 않도록 한다. 즉 상기 선형편파 방사모듈(31)은 별도의 연결라인을 통해 제1방사체(10)와 연결되는 것이 아니라 상기 제1방사체(10)에서 방사된 원형편파를 무선으로 수신하고 수신한 선형편파로 변환하여 변환한 선형편파를 발생시킨다.
결합공(32)은 상기 선형편파 방사모듈(31)이 후술하는 반사판(50)의 삽입부(52)와 결합하도록 상기 선형편파 방사모듈(31)에 적어도 하나 형성되어 있다.
공백홀(34)은 상기 방사모듈의 내측(중앙부)에 마련되며 상기 제1방사체(10)의 형상과 대응하게 마련된다. 이에 평면상에서 볼 때 본 발명의 제1방사체(10)는 제2방사체(30)의 공백홀(34)에 대응하는 위치에 마련되어 상기 제1방사체(10) 및 제2방사체(30)의 위치가 서로 중복되지 않게 되어 상호 간에 방사되는 선형편파 및 원형편파가 서로 영향을 주지 않게 되어 선형편파 및 원형편파 각각의 손실이 방지된다.
- 반사판(50)의 구성 -
반사판(50)은 본체(51), 삽입부(52), 관통공(54) 등을 포함한다.
본체(51)는 상기 제2기판(40)의 후면에 설치되고 전면에는 상기 제1기판(20), 제2방사체(30) 및 제2기판(40)에는 테두리부에 적어도 하나의 결합공에 대응하며 삽입하는 삽입부(52)가 적어도 하나 마련되어 있다. 그리고 본체(51)에는 후술하는 급전라인(L)이 통과하는 관통공(54)이 형성되어 있다. 상기 본체(51)는 방사되는 상기 제1방사체(10)에서 방사되는 원형편파로 외부로 고르게 반사시키는 역할과 제2방사체(30)와 후술하는 삽입부(52)를 통해 전기적으로 결합되어 상기 제2방사체(30)와 함께 상기 제2방사체(30)에서 방사되는 선형편파를 발생시키는 역할을 한다. 여기서 상기 본체(51)는 원형편파 및 선형편파의 효율적인 반사 및 방사를 위해 금속 재질 바람직하게는 알루미늄 재질로 마련된다.
삽입부(52)는 대각선 방향으로 두 개 마련되는 것이 바람직하다. 상기 삽입부(52)에 의해 상기 반사판(50)의 면적을 증가시키는 역할을 한다. 여기서 상기 삽입부(52)는 재질이 상기 반사판(50)과 동일한 금속으로 마련되어 상기 반사판(50), 상기 제2방사체(30) 및 후술하는 보조 방사체(60)를 전기적으로 서로 연결시킨다.
관통공(54)은 급전라인(L)이 통과할 수 있도록 상기 본체(51)의 일 측에 형성된다.
- 보조 방사체(60)의 구성 -
보조 방사체(60)는 본체(61) 및 결합부(62) 등을 포함한다.
앞서 설명한 바와 같이 제2방사체(30)의 공백홀(34)의 크기는 제1방사체(10)의 크기와 동일하다. 본체(61)는 폭이 상기 제2방사체(30)에서 공백홀(34)을 제외한 부분의 폭과 동일한 크기로 형성되어 평면상에서 볼 때 상기 제2방사체(30)와 중복되는 위치에 형성된다. 그리고 본체(61)는 상기 제1방사체(10)와 일정 거리를 두고 설치된다. 여기서 상기 본체(61)가 제2방사체(30)와 중복되는 위치에 형성되는 것은 상기 보조 방사체(60)도 상기 제2방사체(30)와 함께 원형편파의 영향 없이 선형편파를 발생시키기 위함이다.
결합부(62)는 상기 본체(61)의 일 측에 형성되어 상기 제2기판(40), 제2방사체(30) 및 제1기판(20)의 결합공(22)에 삽입된 상기 반사판(50)의 삽입부(52)와 결합된다. 이에 상기 반사판(50)의 삽입부(52)에 의해 상기 보조 방사체(60)가 상기 제2방사체(30) 및 반사판(50)과 전기적으로 연결된다. 이러한 상기 보조 방사체(60)는 상기 제2방사체(30) 및 반사판(50)과 함께 선형편파를 발생시키는 역할을 한다.
여기서 상기 보조 방사체(60)는 그 크기 조절을 통해 일정 거리를 두고 설치된 제1방사체(10)의 공진주파수를 조절할 수 있다. 예를 들어 상기 보조 방사체(60)의 길이가 커지면 상기 제1방사체(10)와의 커플링 효과에 따라 상기 제1방사체(10)의 공진주파수가 낮아진다. 반면 상기 보조 방사체(60)의 길이가 작아지면 상기 제1방사체(10)와의 커플링 효과에 따라 상기 제1방사체(10)의 공진주파수가 높아진다. 한편 상기 보조 방사체(60)의 폭이 작아지면 상기 제1방사체(10) 간의 이격 거리가 증가하게 되고 상기 제1방사체(10)와의 커플링 효과에 따라 상기 제1방사체(10)의 공진주파수가 낮아진다. 반면 상기 보조 방사체(60)의 폭이 커지면 상기 제1방사체(10)와의 커플링 효과에 따라 상기 제1방사체(10)의 공진주파수가 높아진다. 이에 상기 보조 방사체(60)의 크기 조절 및 상기 제1방사체(10) 간의 이격 거리 조절을 통해 상기 제1방사체(10)의 공진 주파수 특성을 조절할 수 있다.
- 급전라인(L)의 구성 -
급전라인(L)은 반사판(50), 제2기판(40) 및 제1기판(20)의 관통공(24)을 통해 제1방사체(10)의 제1결합부(62)에 결합된 신호 수신 모듈(12)과 연결된다. 이에 상기 급전라인(L)은 외부의 안테나 신호 발생장치로부터 안테나 신호를 전달받아 상기 제1방사체(10)의 신호 수신 모듈(12)로 전달한다. 여기서 상기 급전라인(L)은 제2방사체(30)와는 연결되지 않는다. 상기 급전라인(L)의 피복은 절연물질로 이루어져 상기 안테나 신호를 상기 반사판(50), 제2기판(40) 및 제1기판(20)에는 전달하지 않고 상기 제1방사체(10)의 신호 수신 모듈(12)로만 전달한다.
이하 본 발명의 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나(100)의 동작을 설명한다.
제1방사체(10)는 급전라인(L)을 통해 외부로부터 안테나 신호를 전달받고 상기 안테나 신호를 원형편파로 변환하여 외부로 방사한다.
이어서 반사판(50)은 상기 제1방사체(10)에 의해 방사된 원형편파를 반사시킨다.
이어서 제2방사체(30)는 상기 제1방사체(10)에 의해 방사된 원형편파를 수신하고 수신한 원형편파를 선형편파로 변환하며 변환한 선형편파를 반사판(50) 및 보조 방사체(60)와 함께 외부로 방사한다.
도 5는 본 발명의 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나(100)에서 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 모습을 나타내는 구성도이다.
본 발명의 패치 안테나(100)는 제1방사체(10)를 통해 상측 방향으로 즉 패치 안테나(100)의 길이방향을 축으로 용수철 모양으로 회전하는 편파 원형편파를 발생시킨다. 그리고 본 발명의 패치 안테나(100)는 제2방사체(30), 반사판(50)을 통해 지면에 대하여 수직을 이루는 수직편파와 전계가 지면에 대하여 수평을 이루는 수평편파를 발생시킨다.
이상, 본 발명은 비록 한정된 구성과 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.
100: 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나
10: 제1방사체
20: 제1기판
30: 제2방사체
40: 제2기판
50: 반사판

Claims (12)

  1. 안테나 신호에 대한 원형편파를 방사하는 제1방사체;
    상기 제1방사체의 후면에 설치된 제1기판;
    상기 제1기판의 후면에 설치되고 상기 안테나 신호에 대한 선형편파를 방사하는 제2방사체; 및
    상기 제2방사체의 후면에 설치된 제2기판을 포함하는 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나(Patch Antenna).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1방사체에서 방사된 원형편파를 반사시키고 상기 제2방사체와 함께 선형편파를 방사시키는 반사판을 더 포함하는 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1기판, 제2방사체 및 제2기판에는 테두리부에 적어도 하나의 결합공이 형성되고 상기 반사판의 전면의 테두리부에는 상기 제1기판, 제2방사체 및 제2기판의 홀에 삽입 및 결합되는 적어도 하나의 삽입부가 형성된 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2방사체는 상기 제1방사체에서 방사된 원형편파를 수신하고 수신한 선형편파로 변환하고 변환한 선형편파를 상기 반사판과 함께 방사하는 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1방사체는 사각형의 형상으로 이루어지고,
    상기 제2방사체는 상기 제1방사체의 형상과 대응하는 크기의 공백홀이 내측에 형성된 사각 띠의 형상으로 이루어져 평면상 상기 제1방사체와 중복되지 않은 위치에 형성된 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나.
  6. 청구항 2에 있어서,
    일정 폭을 갖되 상기 제1방사체와 이격 거리를 두고 설치되고 상기 제2방사체 및 상기 반사판과 연결되는 보조 방사체를 더 포함하는 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나.
  7. 청구항 7에 있어서,
    상기 보조 방사체는 평면상 상기 제2방사체와 중복되는 위치에 배치되는 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 반사판, 제2기판 및 제1기판에는 관통공이 형성되고, 상기 반사판, 제2기판 및 제1기판의 관통공을 통해 삽입되어 안테나 신호를 상기 제1방사체에 공급하는 급전 라인을 더 포함하는 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 패치 안테나.
  9. (a) 제1방사체가 안테나 신호에 대한 원형편파를 방사하는 단계; 및
    (b) 상기 제1방사체와 제1기판을 사이에 두고 설치된 제2방사체가 상기 안테나 신호에 대한 선형편파를 방사하는 단계를 포함하는 패치 안테나(Patch Antenna)가 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    (c) 상기 제2기판의 후면에 설치되는 반사판이 상기 제1방사체에서 방사된 원형편파를 반사시키는 단계; 및
    (d) 상기 반사판이 상기 제2방사체와 함께 상기 선형편파를 방사시키는 단계를 더 포함하는 패치 안테나가 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 (d) 단계에서,
    상기 제2방사체는 상기 제1방사체에서 방사된 원형편파를 수신하고 수신한 선형편파로 변환하고 변환한 선형편파를 상기 반사판과 함께 방사하는 패치 안테나가 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    (e) 보조 방사체가 상기 제2방사체 및 상기 반사판과 함께 선형편파를 발생시키는 단계를 더 포함하는 패치 안테나가 원형편파와 선형편파를 동시에 발생시키는 방법.
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US12/954,361 US8552920B2 (en) 2010-08-31 2010-11-24 Patch antenna synchronously generating linearly polarized wave and circularly polarized wave and generating method thereof
DE102010061936A DE102010061936A1 (de) 2010-08-31 2010-11-25 Patchantenne, welche eine linear polarisierte Welle und zirkular polarisierte Welle synchron erzeugt, und Erzeugungsverfahren derselben
CN201010567886XA CN102386487A (zh) 2010-08-31 2010-12-01 同时产生线偏振波和圆偏振波的贴片天线及其制造方法
JP2010269336A JP5652605B2 (ja) 2010-08-31 2010-12-02 円形偏波と線形偏波を同時に発生させるパッチアンテナ及びその発生方法

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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101984973B1 (ko) * 2018-12-20 2019-06-03 한화시스템 주식회사 안테나
KR101992812B1 (ko) * 2019-05-27 2019-06-25 한화시스템 주식회사 안테나
KR101992813B1 (ko) * 2019-05-27 2019-06-25 한화시스템 주식회사 안테나
KR20190093103A (ko) * 2018-01-31 2019-08-08 삼성전기주식회사 칩 안테나 및 이를 포함하는 칩 안테나 모듈
WO2019194523A1 (en) * 2018-04-03 2019-10-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Communication device and electronic device including the same
KR20190137747A (ko) * 2018-01-31 2019-12-11 삼성전기주식회사 칩 안테나 및 이를 포함하는 칩 안테나 모듈
KR20200132490A (ko) * 2019-05-17 2020-11-25 삼성전자주식회사 안테나 모듈을 포함하는 전자 장치
KR20210111614A (ko) * 2020-03-03 2021-09-13 동우 화인켐 주식회사 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2022019680A1 (ko) * 2020-07-22 2022-01-27 삼성전자 주식회사 안테나를 포함하는 전자 장치
KR102414079B1 (ko) * 2021-03-15 2022-06-29 주식회사 에이스테크놀로지 로우 프로파일 이중 편파 안테나
KR102541803B1 (ko) * 2021-12-27 2023-06-13 숭실대학교 산학협력단 원형 편파 기술을 이용한 전이중 통신용 송수신 장치

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140069968A (ko) * 2012-11-30 2014-06-10 주식회사 케이엠더블유 이동통신 기지국 안테나
CN104882672A (zh) * 2015-05-28 2015-09-02 电子科技大学 一种宽带宽波束圆极化八木-微带天线
KR20180096280A (ko) * 2017-02-21 2018-08-29 삼성전자주식회사 안테나 장치 및 이를 포함하는 전자 장치
EP3688837A4 (en) * 2017-09-25 2021-06-02 Antwave Intellectual Property Limited SYSTEMS, DEVICES, AND METHODS FOR IMPROVING ANTENNA PERFORMANCE IN ELECTRONIC DEVICES
TWI733042B (zh) * 2018-04-27 2021-07-11 詠業科技股份有限公司 多頻天線裝置
US11860294B2 (en) 2020-08-24 2024-01-02 Google Llc Electromagnetic vector sensors for a smart-device-based radar system
US20240097342A1 (en) * 2021-02-24 2024-03-21 Kyocera Corporation Antenna, antenna module, and electronic device
CN114039202B (zh) * 2021-11-03 2024-05-14 北京万集科技股份有限公司 一种天线

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5187490A (en) * 1989-08-25 1993-02-16 Hitachi Chemical Company, Ltd. Stripline patch antenna with slot plate
US5293171A (en) * 1993-04-09 1994-03-08 Cherrette Alan R Phased array antenna for efficient radiation of heat and arbitrarily polarized microwave signal power
JPH07212125A (ja) 1994-01-20 1995-08-11 Fujitsu General Ltd 水平及び垂直偏波共用アンテナ
JP3234393B2 (ja) 1994-02-25 2001-12-04 三菱電機株式会社 アンテナ装置
JP3492764B2 (ja) 1994-06-07 2004-02-03 株式会社日立国際電気 偏波共用平面アンテナ
JPH08293721A (ja) * 1995-04-20 1996-11-05 Fujitsu General Ltd 回転式アンテナ装置
JPH09284031A (ja) 1996-04-15 1997-10-31 Nec Corp マイクロストリップアンテナ
JP3738577B2 (ja) * 1998-02-13 2006-01-25 株式会社村田製作所 アンテナ装置及び移動体通信機器
JP2002043832A (ja) 2000-07-21 2002-02-08 Tdk Corp 円偏波パッチアンテナ
JP4081228B2 (ja) 2000-10-10 2008-04-23 日本放送協会 偏波共用平面アンテナ
US6624787B2 (en) * 2001-10-01 2003-09-23 Raytheon Company Slot coupled, polarized, egg-crate radiator
JP3420233B2 (ja) * 2001-11-28 2003-06-23 日本アンテナ株式会社 複合アンテナ
RU2228564C2 (ru) * 2002-04-01 2004-05-10 Марийский государственный технический университет Печатная рамочная антенна
JP3875592B2 (ja) * 2002-04-26 2007-01-31 日本電波工業株式会社 多素子アレー型の平面アンテナ
CN1630963A (zh) * 2002-07-15 2005-06-22 弗拉克托斯股份有限公司 使用多级和空间填充形状元件的取样不足微带阵列
JP2004088214A (ja) * 2002-08-23 2004-03-18 Hitachi Kokusai Electric Inc ２共振型ループアンテナ
JP2004128601A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Toko Inc 多周波マイクロストリップアンテナ
JP4133695B2 (ja) * 2003-09-01 2008-08-13 Ｄｘアンテナ株式会社 複合アンテナ
US6977621B2 (en) * 2004-01-07 2005-12-20 Motia, Inc. Vehicle mounted satellite antenna system with inverted L-shaped waveguide
KR20050075966A (ko) * 2004-01-19 2005-07-26 엘지이노텍 주식회사 전방향 방사 안테나
WO2006024516A1 (en) * 2004-08-31 2006-03-09 Fractus, S.A. Slim multi-band antenna array for cellular base stations
DE102005010894B4 (de) * 2005-03-09 2008-06-12 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Planare Mehrbandantenne
KR100776683B1 (ko) * 2005-09-26 2007-11-16 한국전자통신연구원 같은 방향의 균일 전류 방사 전원을 가지는 전기적 루프안테나
US20090058731A1 (en) * 2007-08-30 2009-03-05 Gm Global Technology Operations, Inc. Dual Band Stacked Patch Antenna
KR100952979B1 (ko) * 2007-11-20 2010-04-15 한국전자통신연구원 갭필러 시스템에서의 다중 대역 안테나

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11018418B2 (en) 2018-01-31 2021-05-25 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Chip antenna and chip antenna module including the same
KR20190093103A (ko) * 2018-01-31 2019-08-08 삼성전기주식회사 칩 안테나 및 이를 포함하는 칩 안테나 모듈
KR20190137747A (ko) * 2018-01-31 2019-12-11 삼성전기주식회사 칩 안테나 및 이를 포함하는 칩 안테나 모듈
US11075445B2 (en) 2018-04-03 2021-07-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Communication device and electronic device
WO2019194523A1 (en) * 2018-04-03 2019-10-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Communication device and electronic device including the same
KR101984973B1 (ko) * 2018-12-20 2019-06-03 한화시스템 주식회사 안테나
KR20200132490A (ko) * 2019-05-17 2020-11-25 삼성전자주식회사 안테나 모듈을 포함하는 전자 장치
KR101992813B1 (ko) * 2019-05-27 2019-06-25 한화시스템 주식회사 안테나
KR101992812B1 (ko) * 2019-05-27 2019-06-25 한화시스템 주식회사 안테나
KR20210111614A (ko) * 2020-03-03 2021-09-13 동우 화인켐 주식회사 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2022019680A1 (ko) * 2020-07-22 2022-01-27 삼성전자 주식회사 안테나를 포함하는 전자 장치
KR102414079B1 (ko) * 2021-03-15 2022-06-29 주식회사 에이스테크놀로지 로우 프로파일 이중 편파 안테나
KR102541803B1 (ko) * 2021-12-27 2023-06-13 숭실대학교 산학협력단 원형 편파 기술을 이용한 전이중 통신용 송수신 장치

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