KR20130017274A

KR20130017274A - 메타물질 하이브리드 패치 안테나 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20130017274A
Application number: KR1020110079613A
Authority: KR
Inventors: 고승태; 이정해
Original assignee: 홍익대학교 산학협력단
Priority date: 2011-08-10
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2013-02-20
Also published as: KR101242389B1

Abstract

본 발명은 메타물질 하이브리드 패치 안테나 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 메타물질 하이브리드 패치 안테나는 유전체 성분의 평판 구조를 가지는 기판과, 상기 기판의 제1 평면에 형성되는 접지판과, 상기 기판의 제2 평면에 형성되며, 내부가 개방된 영역인 실장홀을 포함하는 제1 패치와, 상기 실장홀 내에 상기 제1 패치와 이격되어 형성되며, 상기 접지판과 비아로 연결되는 제2 패치와, 상기 제1 패치와 상기 제2 패치 사이에 위치하여 전력을 공급하는 급전점을 포함한다. 이에 따라, 하나의 안테나로 반파장 공진모드와 0차 공진모드로 동작하게 함으로써 보다 향상된 빔폭 방사패턴을 가질 수 있다.

Description

메타물질 하이브리드 패치 안테나 및 그 제조 방법{METAMATERIAL HYBRID PATCH ANTENNA AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 메타물질 하이브리드 패치 안테나 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반파장 공진모드와 0차 공진모드를 결합한 안테나 기술에 관한 것이다.

현대를 살아가는 많은 사람들에게 휴대용 디지털 통신기기들은 하나의 필수 요소가 되었다. 소비자들은 언제 어디서나 자신이 원하는 다양한 고품질의 서비스를 제공받고 싶어한다. 또한, 소비자들의 휴대용 디지털 통신기기의 선택에 있어 휴대성과 디자인 그리고 다양한 기능은 매우 중요한 요소이다. 따라서 휴대용 디지털 통신기기는 추가적인 주변 기기의 구성이 없어야 하고 작은 크기를 가지면서도 다양한 기능을 제공하여야 한다. 하지만 무선 통신 장치를 구현하는데 있어서 안테나의 효율은 물리적 크기에 의존하기 때문에 제약으로 작용한다. 일반적으로 안테나는 통신기기의 내부에 실장되어야 하고, 주변의 간섭을 최소한으로 받아야만 복잡한 전파 송수신 역할을 충실히 만족할 수 있다.

무선 통신 장치에 사용되는 패치 안테나는 평면형 형태의 안테나로써 경량화, 집적화, 배열이 용이하고, 공정이 간단하여 경제적이므로 현재 RF 분야에서 가장 널리 사용되고 있는 안테나 중 하나이다. 이러한 패치 안테나는 기본 모드인 반파장 공진모드(TM010)에서 방사패턴이 지향성 형태를 나타내기 때문에 반전력 빔폭(half-power beamwidth, HPBW)이 상대적으로 좁아지게 되는 현상이 발생한다. 패치 안테나의 경우 패치의 길이(L)가 변화하면 공진 주파수가 달라지게 되므로 공진 주파수를 유지하면서 빔폭을 향상시키는데 어려움이 있었다. 이를 극복하기 위해 기판을 다층으로 적층하여 여러 공진모드를 합성하는 방법, 3차원 구조를 사용하는 방법, 안테나의 외부에 추가적인 구조를 삽입하는 방법 등이 제안되었다. 그러나, 이러한 방법은 구조가 복잡하고, 안테나 면적이 커지게 되어 설계가 힘들어지고 소형화하기 어렵다는 문제가 있었다.

최근에는 메타물질(metamaterial)이라는 자연적으로는 존재하지 않는 새로운 전자기 특성을 갖는 물질을 인공적으로 만들어 내는 기법에 대한 연구가 증가하고 있다. 안테나 분야의 경우, 유전율(permittivity)과 투자율 (per-meability)이 동시에 음의 값을 갖는 물질인 Left-Handed Metamaterial (LHM)의 새로운 전자기파 특성을 이용하여 물리적 크기에 제약을 받지 않는 소형 안테나 개발에 대한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 그 중에서 메타물질 기법을 이용한 0차 공진(zeroth-order resonator, ZOR)이라는 특수한 공진 특성을 이용한 연구가 주목받고 있다. 이는 신호를 전송하는 선로 또는 회로에 직렬 커패시턴스(capacitance)와 병렬 인덕턴스(inductance)를 추가 구현하여 이 값을 적절하게 조정함으로써 공진 주파수가 전송 선로의 물리적 크기와 무관하게 결정될 수 있다.

이러한 0차 공진 특성을 이용하여 안테나 등의 소자를 구현하면 안테나의 공진 주파수는 안테나 크기와 무관하게 정해지므로 안테나를 얼마든지 소형화시킬 수 있으며, 다중 대역 안테나 구현시 0차 공진에 의해 방사하는 방사체는 무지향성의 방사형태를 가지고 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 하나의 안테나로 반파장 공진모드와 0차 공진모드로 동작하게 함으로써 보다 향상된 빔폭 방사패턴을 가지고, 이러한 안테나 제작시 소형화가 가능하며, 간단하게 안테나를 공정할 수 있는 메타물질 하이브리드 패치 안테나 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 메타물질 하이브리드 패치 안테나는 유전체 성분의 평판 구조를 가지는 기판과, 상기 기판의 제1 평면에 형성되는 접지판과, 상기 기판의 제2 평면에 형성되며, 내부가 개방된 영역인 실장홀을 포함하는 제1 패치와, 상기 실장홀 내에 상기 제1 패치와 이격되어 형성되며, 상기 접지판과 비아로 연결되는 제2 패치와, 상기 제1 패치와 상기 제2 패치 사이에 위치하여 전력을 공급하는 급전점을 포함한다.

또한, 동일한 주파수에서 상기 제1 패치는 반파장 공진모드로 동작하고, 상기 제2 패치는 0차 공진모드로 동작할 수 있다.

또한, 상기 급전점은 상기 제2 패치의 일 측면에 형성되며, 상기 제1 패치 또는 상기 제2 패치와 소정의 갭을 갖도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 급전점은 상기 제1 패치와의 갭이 상기 제2 패치와의 갭 보다 더 크도록 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 메타물질 하이브리드 패치 안테나 제조 방법은 유전체 성분의 평판 구조를 가지는 기판에, 상기 기판의 제1 평면과 제2 평면을 관통하는 비아홀과 급전홀을 형성하는 단계와, 상기 기판의 제1 평면에 접지판을 형성하는 단계와, 상기 기판의 제2 평면에 제1 패치를 형성하는 단계와, 상기 제1 패치에 내부가 개방되는 실장홀을 형성하는 단계와, 상기 실장홀 내에 상기 제1 패치와 이격되며, 상기 접지판과 상기 비아홀을 통해 비아로 연결되는 제2 패치를 형성하는 단계와, 상기 제1 패치와 상기 제2 패치 사이에 상기 급전홀과 대응하도록 전력을 공급하는 급전점을 형성하는 단계를 포함한다.

이와 같은 본 발명에 따른 메타물질 하이브리드 패치 안테나 및 그 제조 방법은 하나의 안테나로 반파장 공진모드와 0차 공진모드로 동작하게 함으로써 보다 향상된 빔폭 방사패턴을 가질 수 있다. 또한, 안테나 제작시 소형화가 가능하며, 간단하게 안테나를 공정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 메타물질 하이브리드 패치 안테나의 평면도,
도 2는 도 1에 따른 메타물질 하이브리드 패치 안테나의 단면도,
도 3은 도 1에 따른 메타물질 하이브리드 패치 안테나의 구조 중 급전점과 제1 패치, 제2 패치 간의 갭을 설명하기 위한 예시도,
도 4a는 도 1에 따른 메타물질 하이브리드 패치 안테나에 의한 반사손실을 설명하기 위한 예시도,
도 4b는 도 1에 따른 메타물질 하이브리드 패치 안테나에 의한 방사패턴을 설명하기 위한 예시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 메타물질 하이브리드 패치 안테나의 제조방법의 흐름도,
도 6은 도 5에 따른 메타물질 하이브리드 패치 안테나의 제조방법을 설명하기 위한 분해 사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 사용되는 용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 후술하는 실시예들에서 사용된 용어의 의미는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 메타물질 하이브리드 패치 안테나의 평면도이고, 도 2는 도 1에 따른 메타물질 하이브리드 패치 안테나의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 메타물질 하이브리드 패치 안테나는 기판(100), 접지판(110), 제1 패치(120), 제2 패치(130), 급전점(140)을 포함한다. 기판(100)은 유전체 성분으로 구성된 평판 구조이고, 사용자 설정에 따라 유전율, 길이(Lg), 폭(Wg), 두께가 달리 설정된다. 기판(100)에는 비아홀과 급전홀이 형성된다. 비아홀과 급전홀은 기판(100)의 제1 평면과 제2 평면을 관통한다. 여기서, 제1 평면과 제2 평면은 기판(100)의 상면 또는 하면을 의미한다. 비아홀은 제2 패치(130)와 접지판(110)을 연결하는 비아(via)(131)를 수용하는 영역이며, 급전홀은 제1 패치(120)와 제2 패치(130)에 전력을 공급하기 위한 전력선을 수용하는 영역이다. 이 경우, 급전홀은 동축 케이블(coaxial cable)의 내부도체는 수용하되, 외부도체는 수용하지 않는다.

접지판(110)은 기판(100)의 제1 평면에 형성된다. 여기서 제1 평면은 제1 패치(120), 제2 패치(130), 급전점(140)이 형성되는 평면의 반대편 평면을 의미한다. 접지판(110)은 비아(131)를 통해 제2 패치(130)와 연결되며, 동축 케이블의 외부 도체와 연결된다. 본 발명의 메타물질 하이브리드 패치 안테나에서는 하나의 접지판(110)이 제1 패치(120), 제2 패치(130)와 전계를 형성하게 된다.

제1 패치(120)는 기판(100)의 제2 평면에 형성되며, 내부가 개방된 영역인 실장홀(121)을 포함한다. 여기서 제1 패치(120)는 구리(Cu) 성분의 재질이며, 접지판(110)의 넓이 보다 작은 영역(Wp×Lp)으로 설정된다. 제1 패치(120)는 평판형이나 내부에 개방된 영역인 실장홀(121)이 형성된다. 이 경우, 실장홀(121)의 넓이는 사용자의 설정에 의해 달리 설정될 수 있다. 메타물질 하이브리드 패치 안테나는 제1 패치(120)를 이용하여 기본 모드인 반파장 공진모드(TM010)에서 방사패턴을 나타내는데, 실장홀(121)의 크기가 커짐에 따라 공진 주파수가 낮아져서 안테나의 소형화가 가능하다.

제2 패치(130)는 기판(100)의 제2 평판에 형성되며, 제1 패치(120)의 실장홀(121) 내에 형성된다. 이 경우, 제2 패치(130)는 제1 패치(120)와 이격되어 형성되므로 제1 패치(120)와 접촉하지 않으며, 제2 패치(130)의 넓이(Wm×Lm)는 사용자의 설정에 의해 달리 설정될 수 있다. 제2 패치(130)는 비아(131)를 통해 접지판(110)과 연결되므로, 제2 패치(130)와 접지판(110) 상이에 병렬 커패시턴스가 발생하며, 메탈 와이어에 의해서 병렬 인덕턴스가 발생하므로 0차 공진모드의 방사패턴을 나타낸다. 0차 공진 주파수는 병렬 인덕턴스와 병렬 커패시턴스에 의해 결정되고, 공진기의 전기적 길이에 무관하기 때문에 반파장을 이용한 패치 안테나에 비해 소형화에 유리하다.

급전점(140)은 제1 패치(120)와 상기 제2 패치(130) 사이에 위치하여 전력을 공급한다. 급전점(140)은 동축 케이블에 의해 전력을 공급받으므로 원형으로 생성될 수 있다. 이 경우 급전점(140)은 제2 패치(130)의 일 측면에 형성되며, 제1 패치(120) 또는 제2 패치(130)와 소정의 갭(141)을 갖도록 형성된다. 앞서 설명한 바와 같이, 제1 패치(120)에 실장홀(121)이 형성되면 공진 주파수가 낮아져서 안테나의 소형화가 가능하지만, 입력임피던스의 크기가 커지므로 임피던스 매칭을 위해 급전점(140)과 제1 패치(120) 사이, 급전점(140)과 제2 패치(130) 사이에는 소정의 갭(141)이 형성된다. 이 경우, 급전점(140)이 제1 패치(120), 제2 패치(130)의 중앙에 형성되면 전계가 0이 되므로 기본 공진모드(TM010)가 급전되지 않으므로 제2 패치(130)의 일 측면에 치우쳐서 형성된다.

또한, 급전점(140)은 제1 패치(120)와 형성되는 갭(141)이 제2 패치(130)와 형성되는 갭(141) 보다 더 크도록 형성될 수 있다. 이 경우, 제2 패치(130) 쪽으로 더 많은 커플링이 발생하게 하기 위함이고, 이는 급전점(140)을 제2 패치(130) 쪽에 가깝게 둠으로써 제1 패치(120) 쪽으로 향하는 전력의 크기를 줄이기 위함이다. 이에 따라, 제1 패치(120)와 제2 패치(130)에 균등하게 전력을 공급할 수 있다.

도 2를 참조하면, 직관적으로 제1 패치(120)는 기판(100)을 사이에 두고 접지판(110)과 대향하고 있으며, 제2 패치(130)도 기판(100)을 사이에 두고 접지판(110)과 대향하고 있으나 비아홀(101)에 수용된 비아(131)를 통해 접지판(110)과 연결됨을 알 수 있다. 이에 따라 본 발명의 메타물질 하이브리드 패치 안테나는 반파장 공진모드와 0차 공진모드가 동시에 융합되는 방사패턴을 얻을 수 있다. 한편, 기판(100)의 제2 평면에는 포트(150)가 연결된다. 포트(150)는 동축 케이블를 연결하기 위한 매개체로써, 동축 케이블의 내부 도체는 급전홀(102)을 통해 급전점(140)과 연결되며, 외부 도체는 급전홀(102)에 수용되지 않으며 접지판(110)과 연결된다.

도 3은 도 1에 따른 메타물질 하이브리드 패치 안테나의 구조 중 급전점과 제1 패치, 제2 패치 간의 갭을 설명하기 위한 예시도이다.

도 3을 참조하면, 급전점(140)과 제1 패치(120) 간의 갭(W1)이 급전점(140)과 제2 패치(130) 간의 갭(W2) 보다 큰 것을 알 수 있다. 이를 식으로 나타내면, W1>W2로 표현할 수 있다. 이 경우, 갭(141)은 급전점(140)의 둘레를 따라 제1 패치(120), 제2 패치(130)의 일 측면으로 형성된다. 즉, 갭(141)의 조정에 따라 제1 패치(120)와 제2 패치(130)의 넓이가 달라져서 안테나의 특성을 변형시킬 수 있다. 또한, 급전점(140)은 제2 패치(130)의 일 측면에 치우쳐서 형성되며, 그 위치는 사용자의 설정에 의해 달리 설정될 수 있다.

도 4a는 도 1에 따른 메타물질 하이브리드 패치 안테나에 의한 반사손실을 설명하기 위한 예시도이고, 도 4b는 도 1에 따른 메타물질 하이브리드 패치 안테나에 의한 방사패턴을 설명하기 위한 예시도이다.

본 발명에 따른 메타물질 하이브리드 패치 안테나에서는 기본 공진모드(TM010)와 0차 공진모드가 동시에 발생한다. 여기서 기본 공진모드(TM010) 주파수와 0차 공진모드 주파수가 비슷하고 방사되는 편파(polarization)도 동일하기 때문에 두 모드의 방사패턴이 합쳐진 형태로 방사하게 된다. 도 4a, 도 4b에서는 급전점(140)과 제1 패치(120) 간의 갭(141)(W1)은 0.7mm로 설정되고, 급전점(140)과 제2 패치(130) 간의 갭(141)(W2)은 0.2mm로 설정된 상태에서의 방사 특성을 나타낸다. 도 4a의 반사손실 그래프를 보면 제1 패치(120)에 따른 패치 안테나와 제2 패치(130)에 따른 0차공진 안테나(버섯구조 안테나) 각각의 공진 주파수가 합쳐져 하나의 공진으로 동작함을 알 수 있다.

또한, 도 4b의 E-plane 방사패턴 그래프를 보면 메타물질 하이브리드 패치 안테나의 경우, 반전력 빔폭(half power beamwidth, HPBW)이 120°를 나타낸다. 이는 기본 공진모드(TM010)로만 동작하는 경우보다 44°증가한 것이다. 따라서, 기본 공진모드로 동작하는 패치 안테나에 0차 공진모드로 동작하는 0차 공진 안테나(버섯구조 안테나)를 실장홀(121) 내부에 삽입하면 결과적으로 두 모드의 방사패턴이 융합되어 빔폭이 향상된 소형 안테나를 설계할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 메타물질 하이브리드 패치 안테나의 제조방법의 흐름도이고, 도 6은 도 5에 따른 메타물질 하이브리드 패치 안테나의 제조방법을 설명하기 위한 분해 사시도이다.

도 5를 참조하면, 먼저 유전체 성분의 평판 구조를 가지는 기판(100)에, 기판(100)의 제1 평면과 제2 평면을 관통하는 비아홀(101)과 급전홀(102)을 형성한다(S500). 비아홀(101)과 급전홀(102)은 기판(100)의 제1 평면과 제2 평면을 관통되도록 형성되며, 하나의 기판(100)으로 복수의 안테나를 생산하는 경우에는 복수의 비아홀(101)과 급전홀(102)이 형성될 수 있다. 비아홀(101)은 제2 패치(130)와 접지판(110)을 연결하는 비아(131)를 수용하는 영역이며, 급전홀(102)은 제1 패치(120)와 제2 패치(130)에 전력을 공급하기 위한 전력선을 수용하는 영역이다. 이 경우, 급전홀(102)은 동축 케이블(coaxial cable)의 내부도체는 수용하되, 외부도체는 수용하지 않는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.

다음으로, 기판(100)의 제1 평면에 접지판(110)을 형성한다(S510). 접지판(110)은 비아(131)를 통해 제2 패치(130)와 연결되며, 동축 케이블의 외부 도체와 연결된다. 이 경우, 접지판(110)에는 동축 케이블이 관통할 수 있는 홀이 형성되며, 급전홀(102)에 대응하는 위치로 형성되는 것이 바람직하다. 다음으로, 상기 기판(100)의 제2 평면에 제1 패치(120)를 형성한다(S520). 제1 패치(120)를 형성하는 방법은 접지판(110) 보다 작거나 같은 크기의 패치를 기판(100)의 제2 평면에 인쇄함으로써 임시적인 제1 패치(120)를 형성한다. 다음으로, 인쇄된 제1 패치(120)의 가운데 부분을 에칭하여 실장홀(121)을 형성한다(S530). 실장홀(121)은 제1 패치(120) 내의 개방된 영역이며, 기판(100) 상에서 개방된 영역을 의미하는 것은 아니다.

다음으로, 실장홀(121) 내에 제1 패치(120)와 이격되며, 접지판(110)과 비아홀(101)을 통해 비아(131)로 연결되는 제2 패치(130)를 형성한다(S540). 제2 패치(130)는 접지판(110), 제1 패치(120) 보다 작은 크기로 형성된다. 비아홀(101)에 비아(131)를 삽입하고 이를 제2 패치(130)와 연결함으로써 0차 공진모드 안테나(버섯구조 안테나)가 형성된다. 다음으로, 제1 패치(120)와 상기 제2 패치(130) 사이에 급전홀(102)과 대응하도록 전력을 공급하는 급전점(140)을 형성한다(S550). 급전점(140)은 급전홀(102) 보다 크게 형성되고, 제1 패치(120) 또는 제2 패치(130) 간의 갭(141)을 두어 설정할 수 있으며, 갭(141)은 사용자 설정에 의해 달리 설정될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 메타물질 하이브리드 패치 안테나의 제조방법으로, 제1 패치(120), 제2 패치(130), 급전점(140)을 형성함에 있어서, 기판(100)의 제2 평면에 하나의 패치를 인쇄하여, 일정 패턴을 에칭함으로써 형성할 수 있다. 즉, 비아홀(101)과 급전홀(102)이 형성된 기판(100)의 제1 평면에 접지판(110)을 형성한 후, 비아홀(101)에 비아(131)를 삽입하고 기판(100)의 제2 평면에 실장홀(121)을 포함하지 않은 제1 패치(120)를 형성한다. 이후에, 제1 패치(120), 제2 패치(130), 급전점(140)을 이격시키는 패턴으로 에칭함으로써, 제1 패치(120)와 제2 패치(130)는 서로 접촉하지 않도록 형성되며, 급전점(140)과 제1 패치(120), 제2 패치(130) 사이에는 갭(141)이 형성된다.

이와 같은 메타물질 하이브리드 패치 안테나의 제조방법과 관련한 안테나의 분해 사시도는 도 6에 나타나 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 급전점(140), 급전홀(102) 및 접지판(110)에 형성된 홀은 동일 선상에 위치하며, 제2 패치(130)의 중심부, 비아(131), 비아홀(101)도 동일 선상에 위치하게 된다.

이와 같은 본 발명에 따른 메타물질 하이브리드 패치 안테나 및 그 제조 방법은 하나의 안테나로 반파장 공진모드와 0차 공진모드로 동작하게 함으로써 보다 향상된 빔폭 방사패턴을 가질 수 있다. 또한, 안테나 제작 시 소형화가 가능하며, 간단하게 안테나를 공정할 수 있다.

이상에서 본 발명은 도면을 참조하면서 기술되는 바람직한 실시예를 중심으로 설명되었지만 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 기재된 실시예로부터 도출 가능한 자명한 변형예를 포괄하도록 의도된 특허청구범위의 기재에 의해 해석되어져야 한다.

100 : 기판 101 : 비아홀
102 : 급전홀 110 : 접지판
120 : 제1 패치 121 : 실장홀
130 : 제2 패치 131 : 비아
140 : 급전점 141 : 갭
150 : 포트

Claims

유전체 성분의 평판 구조를 가지는 기판;
상기 기판의 제1 평면에 형성되는 접지판;
상기 기판의 제2 평면에 형성되며, 내부가 개방된 영역인 실장홀을 포함하는 제1 패치;
상기 실장홀 내에 상기 제1 패치와 이격되어 형성되며, 상기 접지판과 비아로 연결되는 제2 패치; 및
상기 제1 패치와 상기 제2 패치 사이에 위치하여 전력을 공급하는 급전점을 포함하는 메타물질 하이브리드 패치 안테나.
제1항에 있어서,
동일한 주파수에서 상기 제1 패치는 반파장 공진모드로 동작하고, 상기 제2 패치는 0차 공진모드로 동작하는 메타물질 하이브리드 패치 안테나.
제1항에 있어서, 상기 급전점은,
상기 제2 패치의 일 측면에 형성되며, 상기 제1 패치 또는 상기 제2 패치와 소정의 갭을 갖도록 형성되는 메타물질 하이브리드 패치 안테나.
제3항에 있어서, 상기 급전점은,
상기 제1 패치와의 갭이 상기 제2 패치와의 갭 보다 더 크도록 형성되는 메타물질 하이브리드 패치 안테나.
유전체 성분의 평판 구조를 가지는 기판에, 상기 기판의 제1 평면과 제2 평면을 관통하는 비아홀과 급전홀을 형성하는 단계;
상기 기판의 제1 평면에 접지판을 형성하는 단계;
상기 기판의 제2 평면에 제1 패치를 형성하는 단계;
상기 제1 패치에 내부가 개방되는 실장홀을 형성하는 단계;
상기 실장홀 내에 상기 제1 패치와 이격되며, 상기 접지판과 상기 비아홀을 통해 비아로 연결되는 제2 패치를 형성하는 단계; 및
상기 제1 패치와 상기 제2 패치 사이에 상기 급전홀과 대응하도록 전력을 공급하는 급전점을 형성하는 단계를 포함하는 메타물질 하이브리드 패치 안테나 제조 방법.
제5항에 있어서,
동일한 주파수에서 상기 제1 패치는 반파장 공진모드로 동작하고, 상기 제2 패치는 0차 공진모드로 동작하는 메타물질 하이브리드 패치 안테나 제조 방법.
제5항에 있어서, 상기 급전점을 형성하는 단계는,
상기 급전점을 상기 제2 패치의 일 측면에 형성하되, 상기 제1 패치 또는 상기 제2 패치와 소정의 갭을 갖도록 형성하는 메타물질 하이브리드 패치 안테나 제조 방법.
제3항에 있어서, 상기 급전점을 형성하는 단계는,
상기 제1 패치와의 갭이 상기 제2 패치와의 갭 보다 더 크도록 상기 급전점을 형성하는 메타물질 하이브리드 패치 안테나 제조 방법.