KR20140089578A - 패치 방사기 - Google Patents

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KR20140089578A
KR20140089578A KR1020147015214A KR20147015214A KR20140089578A KR 20140089578 A KR20140089578 A KR 20140089578A KR 1020147015214 A KR1020147015214 A KR 1020147015214A KR 20147015214 A KR20147015214 A KR 20147015214A KR 20140089578 A KR20140089578 A KR 20140089578A
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니콜라 도브릭
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카트라인-베르케 카게
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Abstract

개량된 패치 방사기는 다음의 추가 구성들: 방사기 표면(11)은 리세스 영역(13) 둘레를 연장하는 환형 및/또는 프레임형 방사기(11)로서 구성되고, - 방사기 표면(11)은 측면들 또는 측벽들(3c) 내로 전이되도록 연장되고, 측면들 또는 측벽들(3c)에서, 방사기 표면(11)에 전기 접속된 측면 방사기 구조체(18)가 형성되고, 측면들 또는 측벽들(3c)의 주변 방향에서 측방향 방사기 표면 섹션들(19)을 포함하고, 상기 섹션들 사이에 전기 비전도성 리세스 영역(20)이 제공되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

패치 방사기{PATCH RADIATOR}
본 발명은 주 특허인 독일 특허 출원 DE 10 2011 117 690.3호에 따른 청구항 제1항의 전제부에 따른 패치 방사기에 관한 것이다.
패치 방사기는 원칙적으로 예를 들어 DE 10 2004 016 158 A1로부터 충분하게 알려져 있다.
그러한 패치 방사기는 상부면, 저부면, 및 원주상 벽 부분, 즉 측면들(lateral surfaces)을 갖는 유전체 기판을 포함하는 것으로 알려져 있다. 이러한 관점에서 이것은 3차원 물체이며, 대부분의 응용 예에서 평면도에서 정사각형이다. 이 경우에 폐쇄된, 또한 정사각형 방사기 표면은 상부면에 구성되고, 이에 수직으로 전체 기판을 통해 연장하는 피더 라인(feeder line)에 의해 공급되고, 아래에서부터 공급된다.
아래에는, 선택사양으로 기판의 외부 컨투어(contour)를 지나 연장하는 접지면이 제공되어 있고, 이 접지면은 대응하는 구멍 형상의 리세스를 구비하고, 이 리세스를 통해 관련된 피더 라인 접지면의 저부면만큼 멀리 연장하고, 이에 의하여 방사기 표면이 공급된다.
패치 방사기는 종종 원편(circular polarised) 방사기 및 안테나 디바이스로서 사용되고 있다.
원형 전자파를 수신할 수 있도록 하기 위해 (또는 원형 전자파를 또한 송신할 수 있도록 하기 위해), 특히 패치 안테나가 위성 신호를 수신하는데 사용될 때(예로서 GPS 안테나 등으로서), 보통 평면도에서 정사각형인 방사기 표면은 소위 베벨(bevel)이라고 하는 코너 영역 내에 삽입된 불연속부들을 구비한다. 그들은 예를 들어 2개의 대향한 코너 내로 삽입된 삼각형 플랫부 또는 리세스로 구성되며 따라서 패치 안테나의 원형을 형성한다.
끝으로, 또한 예를 들어 패치 안테나의 중심축에서 벗어나서 제공된 90°만큼 오프셋된 2개의 피드 지점에 의하여 원형을 어떻게 달성하는지 또한 알려져 있으며, 여기서 서로 오프셋되게 배치된 2개의 피더 라인이 끝난다. 그 이유는, 이것이 원편 전자파(이미 언급한 바와 같이 보통 위성에서 송신된)를 수신할 수 있는 공급부에서 적절한 위상 변위에 의하여 보장될 수 있기 때문이다.
그러한 원편 패치 안테나는 종종 -이미 언급한 대로- GPS 안테나, 특히 자동차 안테나, 뿐만 아니라 모바일 라디오 서비스, 라디오 프로그램의 수신 등에 사용하기 위한 것과 같이, 다른 안테나 디바이스로서 사용되고 있다.
원칙적으로, 가능한 설치 공간을 작게 차지하는 GPS 안테나에 관심이 있다. 그러나, 종래 패치 안테나의 치수 감소는 단지 특별히 적절한 기판을 적절히 선택함으로써만 달성될 수 있을 뿐이다. 보통 세라믹이 기판으로서 사용되고, 이는 가능한 εr값을 크게 해야 한다.
일반적인 패치 방사기는 예를 들어 US 2011/0148715 A1로부터 알려져 있다. 이것은 전기 전도성 방사기 표면이 상부면에 구성되어 있는 정사각형 기판(유전체(dielectric))을 포함한다. 방사기 표면은 중심에서 환형 리세스를 구비한다. 방사기 표면은 유전체 상의 방사기 표면의 외부 에지에서 방사기 표면을 벗어나 연장하는 피더 라인을 경유하여 공급된다.
이러한 관점에서 비교될 수 있는 종래 기술은 또한 FR 2 869 726 A1에서 도 5의 실시예로부터 공지된 것으로서 취해진다.
다양한 기하형상을 갖는 패치 방사기도 또한 WO 2006/036 116 A1로부터 공지된 것으로 취해진다. 이들은 주로 정사각형 또는 거의 정사각형 방사기 표면이며, 여기에는 예를 들어 이중 사다리꼴 형태로 된 H 형태로서, 내부에 리세스들의 다른 형태들이 광범위하게 제공되어 있다. 이들은 피더 라인을 경유하여 공급되고, 피더 라인은 방사기 표면의 외부 원주상 에지로부터 그리고 또한 방사기 표면 내로 삽입된 리세스의 내부 경계 에지로부터 오프셋되어 있다.
덧붙여 패치 방사기 및 패치 방사기 배열체는 또한 전체적으로 다른 구조를 갖는 것으로 알려져 있다.
예를 들어, US 2011/0012788 A1은 환형 및/또는 프레임형 방사기 표면을 가지지 않고, 오히려 다수의 슬릿을 구비한 정사각형 기초 구조를 갖는 방사기 표면을 갖는, 원편 패치 방사기 배열체를 기재하고 있다. 슬릿은 방사기 표면의 각 외부 코너로부터 중심을 향하여 연장한다. 덧붙여, 슬릿형 리세스들에 관하여 오프셋된 더 큰 리세스로 이어지는 슬릿형 리세스가 장측면으로 들어가 있다. 결국, 이것은 안테나의 크기를 감소시키는 역할을 하는 슬릿들을 갖는 폴드형 패치 안테나이다. 원형이 상술한 외부 컨투어상의 불연속부에 의하여 패치 안테나와 동일한 방법으로 달성된다. 상술한 슬릿들의 결과로서, 그러나, 패치 안테나는 다함께 밴드가 매우 좁다.
대조적으로, WO 02/063714 A1은 소위 프랙탈(fractal) 안테나를 보여주고 있다. 이러한 프랙탈 안테나 구조체는 봉쇄형 방사기 표면을 가질 수 있다. 또한 프랙탈 구조체는 패치 안테나의 외부 원주뿐만 아니라 중심 리세스 영역에도 구성될 수 있다.
대조적으로, 본 발명의 목적은 대역폭에 대하여 가능한 안테나 체적이 작아야 하는 패치 안테나, 특히 원편 패치 안테나를 만드는 것이다.
상기 목적은 청구항 제1항에 기재된 구성에 따라 본 발명에 의하여 달성된다. 본 발명의 유리한 실시예는 종속항에 기재되어 있다.
아주 놀랍게도, 본 발명의 맥락에서 본 발명에 따른 패치 안테나의 필요한 안테나 체적이 종래 표준 패치 해법에 비하여 최대 50%만큼(또는 더 많이) 감소될 수 있다는 것이다. 그 반대도 마찬가지로 패치 안테나의 크기가 동일하게 유지되면(종래 표준 패치 안테나와 비교하여), 안테나의 대역폭이 약 50%만큼 증가될 수 있고 따라서 상당하게 개선될 수 있다.
이것은 본 발명의 맥락에서, 지지체, 즉 기판의 외부 측면 또는 벽면이 또한 다른 무엇보다 안테나의 디자인에 사용되고 있다는 점에서 가능하게 된다. 다시 말하면, 환형 또는 프레임형 방사기의 형태로서 기판의 상부면상의 구조체는 3차원 기판의 측방향 또는 외부 표면까지 연장되며, 이는 지지체의 체적이 최적으로 사용될 수 있다는 것을 의미한다. 그 결과, 안테나의 매우 컴팩트한 디자인이 달성될 수 있다. 이 과정에서, 기판의 상부면에서 환형 또는 프레임형 방사기 구조체의 내부에는, 특정한 공급 구조체가 제공되고, 이 공급 구조체에 의하여 안테나가 원편 안테나로서 작동될 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판의 상부면 상에 배치된 방사기 표면은 원칙적으로 환형 또는 프레임 형상으로 구성되고, 특히 환형 또는 프레임형 방사기 표면 구조체에 의해 둘러싸인 리세스 영역을 형성한다. 용어 "환형 방사기 구조체"는 어떠한 원주상 또는 프레임형 방사기 구조체, 또한 즉 평면도에서 원형이 되지 않지만 예를 들어 또한 정사각형 또는 정 n-각형 프레임 등을 형성할 수 있는 구조체들을 의미하는 것으로 해석된다.
이러한 환형 및/또는 프레임형 전기 전도성 방사기 표면의 내면에는, 특정한 공급 구조체가 제공되고, 이는 적어도 2개의 피드 지점을 가지며, 이 피드 지점들은 이송점 또는 접속점에서 편심적으로 환형 및/또는 프레임형 방사기 구조체에 전기적으로 접속되고 특히 2개의 위상 변위기 라인을 형성한다.
양호하게 편심 배열의 결과, "위상 변위기(phase shifter)"의 원리가 설명되고, 이에 의하여 다른 런 타임이 피드 지점으로부터 환형 및/또는 프레임형 스트립 전도체 구조체상의 각자의 부분(접속점)들까지 발생되고, 따라서 패치 안테나의 원형이 만들어진다.
기판의 상부면으로부터 측벽들 즉 기판의 측면들까지 이어지는 방사기 디자인의 연장부가 추가로 제공되며, 다른 방법으로 달성되어 구성될 수 있다.
양호한 실시예에서, 기판의 측방향 또는 벽 표면들에 제공된 방사기 구조체는 측방향 또는 벽 표면들의 원주 방향으로 서로 오프셋되어 있는, 위에서 아래로 연장되는 다수의 방사기 부분을 포함한다. 측방향 벽에서 위에서 아래로 구성 또는 연장되는 이러한 방사기 부분들은 기판의 상부면에 배치된 방사기 표면에 전기적으로 및 갈바니 전기로(galvanically) 접속되어 있다. 따라서 일반적으로 말해서, 기판의 상부면에 배치된 방사기 표면은 기판의 주변 측방향 벽들에 있는 접지면을 향하여 아래로 연장되는 예로서 핑거(finger) 형상으로 된 방사기 부분들로 전이되고, 이 부분들은 전기적으로 또는 갈바니 전기로 전도성을 갖지 않으며 그들 사이에 배치된 부분들을 통해 기판의 원주 방향으로 서로 일정 거리에 배열되어 있다. 예를 들어 기판의 상부면에 배치된 방사기 표면에 접속되어 아래로 향하는 핑거 형상의 이러한 방사기 부분들은, 양호하게 기판의 부분 높이까지 연장되고 따라서 측방향 벽의 부분 높이까지 연장된다.
패치 안테나의 상부면에 배치된 방사기 표면으로 전이되는 상술한 측방향 방사기 표면 부분들은 광범위하게 다른 형태를 가질 수 있다.
위에서 아래로 연장하는 전기 전도성 부분들은 측면에서 관찰할 때 스트립으로서 구성되고 예를 들어 스트립형 전기 비전도성 부분들을 사용하여 서로 분리될 수 있다. 그 결과 곡류(meandering) 또는 이와 유사한 형상의 직사각형 구조체를 초래한다.
또한 파형 주변 구조제가 가능하며, 그 결과 하향 돌출하는 마운드형 볼록부들 또는 돌출부들이 그들 사이에 상향으로 돌출하는 오목부(valley)들과 함께 형성된다.
그러나 이러한 구조체는 또한 예로서 측면에서 볼 때 삼각형, 사다리꼴 등이 될 수 있다. 이러한 점에서 제한이 없다.
그러나, 본 발명에 따른 안테나의 컴팩트 디자인에 대한 주요한 이유는, 지지체, 즉 유전체 또는 기판의 외부면들을 사용하는 것이다. 그 이유는 패치 안테나의 방사기 표면이 효과적으로 기판의 상부면에서 시작하여 주변 측면을 향해 연장되고 따라서 확장되기 때문이다. 이러한 연장은 다양한 방법으로 달성되고 구성될 수 있다.
본 발명의 맥락에서, 본 발명에 따른 패치 안테나의 대역폭은 또한 프로세스에서, 즉 다수의 부가의 측방향 방사기 표면 부분들을 형성함으로써 종래 해법에 비하여 상당하게 개선되고, 이에 의하여 전기 전도성 방사기 구조체의 제한 라인이 형성되고, 그 원주 길이가 기판 구조체의 실제 원주 길이보다 상당히 더 길다. 덧붙여, 전자기장의 수직 분극 부분(지상 이득(terrestrial gain))이 또한 그 결과로서 보강되고, 측방향 방사기 표면 부분(또한 이하에서 종종 핑거형 부분으로서 언급된다)들은 방사기 표면에 접속되고 측방향 벽에서 아래로 연장되고 또는 리지(ridge)와 유사하게 구성될 수 있고, 그때 돌출부는 작은 수직 방사기 요소로서 기능한다.
이러한 단계들의 결과, 체적면에서 상당히 작은 패치 안테나(종래 해법에 비하여) 및/또는 상당히 개선된 대역폭을 갖는 패치 안테나가 형성될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 범위 내에서 패치 안테나는 또한 종래 패치 안테나에 비하여 크기가 감소될 수 있고, 이는 향상된 대역폭과 동시에 달성될 수 있다.
본 발명의 양호한 실시예에서, 방사기 표면(기판의 상부면에 제공된)에서부터 시작하는 측면 방사기 구조체는, 기판의 측면들 또는 측벽들에 직접 구성되거나 또는 제공되어 있는, 금속화(metallisation)의 형태로 구성된다. 그러나, 대안으로서, 또한 이러한 측면 방사기 구조체는, 예를 들어 이러한 측면 방사기 구조체를 위한 별개의 지지 구조체 또는 양호하게는 금속판 또는 이와 유사한 형태로 된 측면 방사기 구조체를 사용함으로써 기판의 측면들 또는 측벽들로부터 일정 거리에 제공되어 위치될 수 있다. 이 과정에서, 전체 방사기는 양호하게 그러한 금속판으로부터 형성되고, 예를 들어 기판의 상부면에 위치하거나, 접착되거나 또는 압착될 수 있다. 그때 이러한 측면 방사기 구조체는 에지를 지나 또는 측벽을 지나 또는 측면에서 간격을 두고 돌출할 수 있으며, 심지어 방사기 표면에 대하여 하단부에서 경사진, 일정 각도로 (직각으로 연장할 수 있는 측면 부분들과 대조적으로) 돌출할 수 있다. 여기서 많은 다른 변경이 가능하다. 예를 들어, 또한 다양한 거리에서 외향으로 돌출하는 다중 폴드형, 굴곡형 또는 에지형 측면 방사기 부분들을 가질 수 있다. 이 경우에, 심지어 피더 라인은 동시에 금속판으로부터 스탬핑될 수 있고, 방사기 표면을 향해 아래로 직각으로 경사지며 기판을 통해 연장하고, 그 결과로서 제조 이점을 달성할 수 있다.
본 발명의 범위 내에서 또한 개선된 공급이 달성된다.
이 과정에서, 본 발명의 범위 내에서 다양한 방법으로 구성되고 기하학적으로 광범위하게 제공된 공급 구조체가 사용될 수 있으며, 이는 갈바니 전기의 원리에 기초하여 또는 대안으로 용량성 공급의 원리에 기초하고 있다.
이 과정에서, 또한 단지 하나의 피더 라인만을 통하여 또는 예를 들어 180°만큼 오프셋된 2개의 피더 라인을 통하여 패치 안테나를 공급할 수 있다.
따라서 요약하면, 본 발명에 따른 안테나는 환형 및/또는 프레임형 구조체를 구비하며, 아래의 장점들을 특징으로 한다.
- 지지체, 즉 기판의 치수는 본 발명에 따른 안테나를 사용함으로써 감소될 수 있다(안테나의 소형화).
- 개시된 환형 및/또는 프레임형 구조체에 의하여 또한 더 낮은 유전 상수를 갖는, 다른 기판 재료로 교체할 수 있다. 따라서 예를 들어 플라스틱이 사용될 수 있다. 플라스틱 재료는 보통 세라믹 재료에 비하여 더 저렴하다. 이는 필요한 비용 감소 및 비용 절감을 초래한다.
- 또한, 플라스틱을 사용함으로써 더 낮은 손실률을 가지며 양호한 전기 특성을 가지는 한 추가의 장점을 제공한다. 더구나, 이러한 특성을 갖는 플라스틱이 사용될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 안테나의 성능, 대역폭 및 이득이 향상될 수 있고, 상당한 성능 증가가 달성될 수 있다.
- 마지막으로, 본 발명에 따른 안테나는 감소된 치수에도 불구하고 함께 취급하기가 용이하다. 주파수는 예를 들어 외부 표면들이 단축되거나 또는 외측면에서부터 방사기 표면으로 연장하는 슬릿 내로 삽입되어 있다는 점에서 외부 표면의 배열의 결과로서 용이하게 조정될 수 있다. 이는 전체적으로 용이한 취급을 초래한다.
본 발명의 다른 구성에서, 또한 아래에서 접근가능한 내부 공간(interior)을 형성함으로써 적어도 부분적으로 박스(box) 모양이 되도록 기판을 디자인할 수 있다. 이 과정에서, 상기 내부 공간은 예를 들어 적절한 전기 또는 전자 구성부품을 갖는 회로판이 거기에 특히 거기에 생성된 공간의 선택된 높이에 제공될 수 있도록 크기가 설정될 수 있다.
특히 양호한 실시예에서, 매우 컴팩트한 패치 안테나 배열체는, 다른 패치 안테나를 설명된 패치 배열체 내면에서 양호하게 접지면에 근접하게 제공함으로써, 즉 이것에 의해 중첩 또는 포위(encompassed)됨으로써 만들어질 수 있다. 이러한 추가 패치 안테나는 간단한 분극 패치 안테나, 연속 금속화된 패치 표면, 또는 예를 들어 이중 또는 원편 패치 안테나로서 구성될 수 있다.
특히 내부 또는 하부 추가 패치 안테나가 GPS 수신 안테나, 즉 세라믹으로 구성된 유전체 상에 배열되는 보통의 연속 방사기 표면을 가지고 구성될 때, 이것보다 위에 배치된 제1 환형 및/또는 프레임형 패치 안테나는 예를 들어 SDARS 신호를 수신하는 역할을 하도록 구성되어 있다.
그러나 또한 양호한 변경으로서, 내부 공간 패치 방사기가 또한 환형 또는 프레임형으로 구성되고 이 과정에서 원편 패치 안테나를 만들기 위해 내부 공간 위상 변위기 라인을 통해 공급되고, 원편 패치 방사기는 본 발명에 따라 설명된 패치 안테나와 같이 환형 또는 프레임형으로 구성되고, 즉 이것은 환형 또는 프레임형 방사기 표면을 가지며, 그 방사기 표면의 리세스 영역에는 2개의 다른 피드 지점으로 이어지는 위상 변위기 라인이 제공되고, 이를 경유하여 이러한 제2 패치 안테나가 그때 개별 피더 라인 및 2개의 브랜치 위상 변위기 라인을 경유하여 공급될 수 있다.
다시 말하면 따라서 본 발명의 범위 내에서, 2개의 환형 패치 안테나는 다른 것 내에 하나가 안치되어 있고, 그 결과 2개의 서비스를 비교적 작은 크기로 커버할 수 있다. 이 과정에서, 내부 패치 안테나의 하부 또는 내부 환형 또는 프레임형 방사기 표면은 예를 들어 SDARS 신호를 수신하는 작용을 하고, 반면에 외부 또는 상부 방사기 표면을 갖는 외부 또는 상부 패치 안테나는 예를 들어 GPS 신호를 수신하는 작용을 한다. 안테나 구조체의 추가적인 소형화는 안테나의 상호 커플링의 결과로서 달성된다. 이 과정에서, 안테나 지지체는 양호하게 플라스틱이 될 수 있고, 관련된 안테나 구조체의 방사기 표면은 예를 들어 스탬핑된 및/또는 폴딩된 판이 될 수 있다. 대안으로서, 안테나 구조체는 예로서 3D MID 기술을 이용하여 즉, 3차원 전기 조립체들(성형된 상호접속 디바이스-MID)로부터 제조될 수 있다.
다음에 또한 이러한 제2 패치 안테나는 양호하게 그 외부 원주에서, 예로서 상기 방사기 표면을 위한 지지 구초제의 측벽들의 영역에서 방사기 표면에 대해 횡단하여 연장되는 전기 전도성 연장부를 구비할 수 있다.
이러한 변경의 경우에, 안테나는 예를 들어, 외부 환형 또는 프레임형 패치 안테나가 예로서, 글로벌 항법 위성 시스템(GNSS)에 의해 송신된 신호, 예로서 GPS 신호를 수신하기 위한 안테나로서 사용될 수 있으며, 반면에 하부 및/또는 내부 환형 또는 프레임형 안테나는 예를 들어 SDARS 신호를 수신하기 위해 사용될 수 있다.
따라서 특히 양호한 실시예에서, 다른 것의 상단에 하나가 배열된 2개의 패치 방사기는 그들의 구조 면에서 동일하게 또는 유사하게 형성될 수 있으며, 예로서 지그재그 또는 곡류 연장부들이 제2 패치 방사기 표면의 주변 측면들에 제공되고 그리고 방사기 표면에 대해 횡단하여 연장되며 보통 상부 패치 방사기상의 대응 연장부보다 높이가 낮아지도록 치수가 설정된다.
본 발명은 실시예 및 도면을 참고하여 이하에서 더 상세히 설명되어 있다.
도 1은 본 발명에 따른 패치 안테나의 개략적인 3차원 도면을 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 패치 안테나의 측벽에 평행한 수직 단면을 도시한다.
도 2a는 도 2에 대응하는 도면으로서, 접지면이 회로판의 상부면에 형성되어 있고, 패치 안테나를 위한 피더 라인이 접지면의 리세스와 회로판의 천공구멍을 통해 회로판의 저부면만큼 멀리 공급될 수 있으며, 이 저부면에 피더 라인이 전기 접속되어 있는 것이 명백하게 도시되어 있다.
도 3a 내지 도 3d는 기판 위에 다른 방사기 구조체가 형성된 기판의 측벽들의 4개의 개략적인 측면도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 패치 안테나의 등가 회로도의 개략도를 도시한다.
도 5a 내지 도 5j는 본 발명에 따른 원편 패치 안테나를 위한 가능한 공급 구조체의 8개의 다른 도면을 도시한다.
도 6은 패치 안테나의 상단에 원통형 기판 및 환형 방사기 표면이 배치된 패치 안테나의 변형 실시예를 도시한다.
도 7은 변경된 이중 공급 구조체를 갖는 도 1로부터 변형된 실시예를 도시한다.
도 8은 도 7에 따른 실시예를 위한 등가 회로도를 도시한다.
도 9는 중심축(7)에서 연장하는 측면들이 방사 방향을 향하는 상태로서 도 2로부터 변경된 패치 안테나를 지나가는 단면도를 도시한다.
도 10은 도 9에서 변경된 실시예로서, 기판의 측면들이 중심축(7)에서 멀리 향하는 방사 방향으로 연장하는 것을 도시한다.
도 11은 도 1 및 도 2로부터 변경된 실시예를 도 2와 대등한 수직 단면도로서, 측면 방사기 구조체가 기판의 측벽의 표면으로부터 일정 거리에 제공되어 있는 것을 도시한다.
도 12는 도 11로부터 변경된 다른 실시예를 수직 단면에도 도시한다.
도 13은 도 11 및 도 12의 다른 변경을 간략한 수직 단면으로 도시하고 있다.
도 14는 금속판으로 구성된 방사기 구조체를 갖는 실시예를 공간에서 도시한 도면이다.
도 15는 도 14에 따른 실시예를 지나는 횡단면도를 도시한다.
도 16은 기판 내에서 박스형 주변 중공 공간을 갖는 다른 변형 실시예를 공간에서 도시한 횡단면도이다.
도 17은 중공 공간에서 중심 높이에 일체로 수용된 회로판을 갖는 횡단면도를 도시한다.
도 18은 도 17의 변경으로서, 전자 조립체를 갖는 회로판이 최상부에 있는 기판의 주변 벽의 상부면에 배열되어 있는 것을 도시한다.
도 19는 2개의 패치 안테나가 다른 것 안에 하나가 또는 다른 것 위에 하나가 적층된 패치 안테나 배열체의 다른 실시예의 사시도를 도시한다.
도 20은 도 19에 따른 실시예의 대응 도면을 분해도로서 도시한다.
도 21은 도 19에 따른 실시예의 평면도를 도시한다.
도 22는 도 21에서 선 A-A를 따라 방사기 표면에 수직인 수직 단면도를 도시한다.
도 23은 도 21에서 선 B-B를 따라 방사기 표면에 수직인 수직 단면도를 도시한다.
도 24는 도 19 내지 도 23에 따른 실시예의 저부에서 바라보는 사시도를 도시한다.
도 25는 패치 안테나 배열체의 공진 다이어그램을 도시한다.
도 26은 연속적인 제2 패치 안테나를 갖는 도 20으로부터 변경된 실시예를 공간에서 도시한 도면이다.
도 27은 도 26에 따른 실시예를 지나는 단면도를 도시한다.
도 28은 3차원 외부 패치 안테나 및 이것 아래에 배치된 2차원 패치 안테나를 갖는 다시 변경된 실시예를 3차원 도면으로 도시한다.
도 29는 도 28에 도시된 패치 안테나 배열체를 분해도로 도시한다.
도 1에서, 패치 안테나(1)는 그 기본 레이아웃에 대하여 특히 개략적인 3차원 도면으로서 도시되어 있다.
이것은 양호하게 원편 패치 안테나이다.
패치 안테나는 - 도 2에 따른 단면도에서 볼 수 있는 바와 같이- 유전체(3)를 포함하고, 이 유전체는 이하에서 종종 기판으로서 언급되어 있다.
이러한 3차원 기판은 상부면(3a), 저부면(3b), 및 원주상 측벽들(3c)을 포함하고, 이 측벽들은 이하에서 종종 측면들(3c)이라고도 칭해진다.
도시된 실시예에서, 측벽들 또는 측면들(3c)은 기판의 상부면 또는 저부면(3a, 3b)에 대해 수직으로 연장하고, 따라서 중심축(7)에 평행하고, 이 중심축은 기판의 상부면 및 저부면을 수직방향으로 중앙에서 지나간다.
용어 "측벽들"(3a) 대신에, 용어 측면 공간(S)이 이하에서 종종 사용되는데, 왜냐하면 -아래에 나타나 있는 바와 같이- 추가의 구조적 디자인이 더 이상 측벽(3c)의 표면에 직접 제공되지 않으며, 오히려 측벽들로부터 일정 거리에 제공될 수 있기 때문이다.
기판은 적절한 재료로 구성될 수 있다. 양호하게는, 유전율(permittivity), 즉 유전 전도율(dielectric conductivity)이 비교적 작은 값을 갖는 세라믹이 사용되고 있다. 이것은 또한 기판으로서 세라믹을 사용할 것을 직접 강제하지 않고, 양호하게는, 예를 들어 특히 패치 안테나가 SDARS(특히 북미 지역에서)를 경유하여 전송된 프로그램을 수신하기 위해 또는 GPS를 통해 전송된 위치 데이터를 수신하기 위해 사용될 때 플라스틱을 사용할 기회를 개방하고 있다. 그 결과 손실이 최소로 줄어들 수 있다. εr에 대한 값은 예로서 2 내지 20 사이의 범위에 있는 것이 양호하다.
도시된 실시예에서, 전기 전도성 방사기 표면(11)은 기판의 상부면(3a) 상에(또는 일반적으로 상부면(3a)보다 위에), 예로서 상부면(3a) 상에 제공된 금속화(metallisation)의 형태로 형성되어 있다. 금속화가 금속판의 형태로 배열되어야 한다면 이것은 기판의 상부면에 접합 또는 압착될 수 있으며, 예로서 그 결과로서 양호한 접착력을 달성할 수 있다.
더구나, 방사기 표면(11)은 폐쇄형 방사기 표면으로서 구성되지 않고, 오히려 환형 또는 프레임형, 즉 적어도 하나의 리세스(13)를 형성하는 원주상(폐쇄형) 방사기 표면의 형태로 구성되고, 리세스는 원주상 폐쇄형 방사기 표면(11)에 의해 둘러싸여 있고, 리세스 내부에 공급 구조체(15)가 방사기 표면(11)을 위해 제공되며 이는 이하에 상세히 설명될 것이다.
다시 말하면, 환형 및/또는 프레임형 방사기 표면(11)은 중심축(7) 둘레에 배열되도록 형성되고, 이것은 보통 패치 안테나를 중심에서 그리고 특히 중심축에 대해 수직으로 보통 연장하는 평면에서 가로질러 간다.
기판(3)의 저부면(3b)에 또는 이 저부면(3b)보다 아래에서, 접지면(17)이 형성되고-통상 패치 안테나에서와 같이-이것은 또한 금속화의 형태로 제공될 수 있다. 도시된 실시예에서, 접지면(17)은 그 길이방향 및 횡방향에서 기판의 길이방향 및 횡방향에서보다 더 큰 치수를 가지며, 따라서 접지면(17)이 기판의 측벽들(3c)을 지나서 돌출한다.
이 과정에서 접지면은 금속판으로 구성될 수 있다. 또한 접지면(17)이 금속화로부터 구성될 수 있으며, 이는 양호하게 패치 안테나와 마주보는 상부면에 제공되며, 다음에 패치 안테나(1)가 회로판(LP)에 형성된 상기 금속화에 기판 저부와 함께 위치되며, 예로서 접합된다. 적절한 회로판의 사용은 예를 들어 도 2 및 도 2a에 따른 단면도에서 볼 수 있다. 이 과정에서, 접지면(17)은 그러나, 또한 구조적 구성요소가 될 수 있으며, 상기 구조적 구성요소 상에 상술한 패치 안테나(1)가 그 자신의 별도의 접지면이 없이 배치되고, 예를 들어 패치 안테나는 그 기판과 함께 위치되고, 예로서 자동차의 차체 패널에 접합된다.
이미 도 1에 따른 도면에서 볼 수 있는 것으로서, 본 발명에 따른 패치 안테나(1)는 또한 그 원주상 측벽들 또는 측면들(3c)에서 측면 방사기 구조체(18)를 구비하고, 이는 기판(3)의 상부면(3a)에 있는 방사기 표면(11)에 전기적으로 및 갈바니 전기로 접속되고 그리고 도시된 실시예에서 이러한 방사기 표면(11)으로 전이되고 있다.
이 과정에서, 도시된 실시예에서, 측면 방사기 구조체(18)는 다수의 측방향 방사기 표면 부분(19)으로 구성되고, 이 표면 부분들은 그 단부들(19a)이 방사기 표면(11)과 마주보며 방사기 표면(11)으로 전이되는 상태로 방사기 표면(11)에 전기적으로 및 갈바니 전기로 접속되어 있다. 따라서 대향 단부(19a)는 방사기 표면(11)으로부터 멀리 접지면(17)을 향하여 연장하고 그리고 거기에서 일정 거리에서 자유롭게 끝나며, 즉 일반적으로 접지면(17)과의 갈바니 접촉이 없이 끝난다.
따라서 전기적 비전도성 리세스 영역들(20)은 적어도 각자의 측벽(3c)의 부분 높이까지 연장하며 2개의 인접한 측방향 방사기 표면 부분들(19) 사이에 형성되어 있다.
그 결과, 전체 측면 또는 전체 방사기 구조체(25)는 결국에는, 기판(3)의 상부면(3a)에 배치된 방사기 표면(11)과, 하나 이상의 관련 측방향 방사기 표면 부분들(19)을 갖는 측벽들 또는 측면들(3c)에 배치된 추가의 측면 방사기 구조체(18)를 모두 포함하며 생성되어 있다. 기판(3)의 이러한 외부 측면들(3c)을 사용하여, 따라서 방사기 구조체의 전체 표면이 패치 안테나의 치수를 증가시키지 않고도 증가될 수 있다. 동시에, 그러나, 전체 방사기 표면이 이러한 확장에 의하여 그 측벽들에서 확장될 뿐만 아니라, 특히 전체 방사기 표면을 둘러싸는 전체 제한 또는 컨투어 라인(23)이 또한 증가된다. 컨투어 라인에 의하여 규정되어 있는 제한 라인이 리세스 영역들(20)로부터 측방향 방사기 표면 부분들(19)을 분리한다.
지금까지 설명한 실시예를 참고하여, 측면 방사기 구조체(18)가 기판의 주변 측면들 또는 측벽들(3c)의 표면에 직접 제공되어 있으며, 이는 특히 관련된 전체 방사기 구조체가 대응하는 표면 영역들 상에 금속화된 표면의 형태로 구성되어 있다면 스스로 제공하며, 그 결과로서 따라서 상부 방사기 표면(11) 및 주변 영역에 제공된 측방향 방사기 표면 부분(19)이 형성된다. 그러나, 이러한 점에서, 특히 측방향 방사기 표면 부분(19)이 또한 측벽들(3a)의 각 표면에 측방향 거리를 두고 제공될 수 있다는 것에 주목해야 한다. 즉 예를 들어 지지 구조체는 측벽들을 지나서 측방향으로 돌출하는 것이 사용되고, 예를 들어 비교적 얇은 플랜지부들이 원주방향으로 형성되도록 저부가 개방되어 있는 박스 방식으로 기판에 배치되고, 상기 플랜지부들은 언급된 측면 방사기 구조체(18)가 이러한 플랜지부들에 형성될 수 있도록 언급된 기판(3c)의 측벽들로부터 일정 거리에 배치되어 있다. 유사하게, 전체 방사기 구조체는, 예로서, 금속판으로부터 양호하게 제조, 에징(edging), 벤딩될 수 있고, 따라서 기판의 상단에 배치된 방사기 표면(11)이 측면 방사기 구조체(18)로 전이되고, 그 측방향 방사기 표면 부분(19)이 측벽들(3c)로부터 일정 거리에서 정착하게 된다. 이에 따라서, 일반적으로 또한 측면 방사기 부분들(19)은 기판의 측면들 또는 측벽들(3c)에 직접 형성될 뿐만 아니라 측면 또는 측벽 영역(S)에 제공되며, 이는 측면들 또는 측벽들(3c)의 전방에서 일정 거리에 위치해 있다. 이에 따라서, 이미 언급한 바와 같이, 종종 측면 공간(S)이라고 언급되며, 여기에 측면 방사기 구조체(18)가 제공 및/또는 형성되어 있다. 이것은 추가 실시예를 참고하여 이하에서 더 상세히 설명될 것이다.
도 1에 따라 도시된 실시예에서, 측방향 방사기 표면 부분들(19)은 기판(3)의 전체 높이(H)의 부분 높이(19')로 연장하고, 따라서 기판의 저부면(3b)에서부터 일정 거리(27)에서 끝난다.
유사하게, 리세스 영역들(20)은 기판(3)의 부분 높이(19')에서 2개의 측방향 방사기 표면 부분들(19) 사이에서 연장하고, 기판(3)의 상부면(3a) 아래로 일정 거리(29)에서 끝난다.
도 2에서, 도시된 단면도에서, 패치 안테나의 좌측면에 있는 섹션은 측방향 방사기 표면 부분들(19)을 통해 연장하고, 이는 소위 상부 방사기 표면(11)에서 시작하여 부분 높이(19')에서 아래로 연장하고, 반면에 단면도의 우측면에 있는 섹션은 리세스 영역(20)을 통해 연장하고, 이는 리세스 영역이 기판(3)의 상부면(3a) 전방에서 일정 거리(29)에서 끝나도록 접지면(17)으로부터 부분 높이(19')로 상향으로 연장한다.
이러한 배열의 결과로서, 측방향 방사기 표면 부분들(19)은 측벽(3c) 상의 전기 전도성 스트립(29)을 경유하여 방사기 표면(11)과 마주보는 그들의 단부들에서 서로 효과적으로 접속되어 있다. 유사하게, 전기 비전도성 리세스 영역(20)들은 아래에 배치된 스트립(33)을 경유하여 서로 접속되어 있고, 스트립 앞에서 측방향 방사기 표면 부분들(19)의 전방 돌출 영역이 끝난다.
이에 따라서, 중첩 영역(35)이 도시된 실시예에서 부분 높이(19')를 가지며 나타나고, 여기서 전기 전도성 측방향 방사기 표면 부분들(19) 및 리세스 영역(20)들은 서로 인접하게 되도록 구성되어 있다.
이러한 리세스 영역(20)의 높이(20')와 측방향 방사기 부분(19)의 높이(19') 및 중첩 영역(35)의 높이(35')는 넓은 범위 내에서 변화하도록 선택될 수 있다. 이들은 측벽들의 전체 높이를 따라서 또는 부분 높이만을 따라서 연장할 수 있다. 이러한 점에서 제한하지 않는다. 더구나, 측방향 방사기 표면 부분들(19) 및 리세스 영역(20)의 높이 및 부분 높이는 원주상 측벽들(3c)의 다양한 지점에 있는 나머지 부분들(27, 29, 31, 33) 조차도 다른 값을 가질 수 있도록 다른 지점에서 다르게 치수가 정해질 수 있다. 따라서 형성된 슬릿형 리세스들(20)은 가능하면 기판(3)의 상부면(3a)까지 도달할 수 있으며, 그와 같이 측방향 방사기 표면 부분들(19)의 높이 또는 길이가 적어도 거의 접지면(17)의 레벨까지 도달할 수 있다.
다수의 측방향 방사기 표면 부분들(19)의 폭 및 리세스 영역들(20)의 폭은 넓은 범위 내에서 필요한 대로 선택될 수 있다. 이러한 폭들은 또한 단일 실시예에서 변화할 수 있다. 폭이 좁을수록, 제한/컨투어 라인(23)이 더 길어지게 된다.
예를 들어, 양호하게 4개 내지 16개의 측방향 방사기 부분들(19) 및 따라서 또한 리세스 영역들(20)은 전체 원주상 표면(3c) 상에서 또는 측면 공간(S) 내에서 서로 따라가며, 즉 서로 인접하게 배열될 수 있다. 양호한 개수는 10 내지 50개 또는 20 내지 40개 사이의 범위에 있을 수 있다. 실제로 제한하지 않으며, 더 많은 수가 언급한 바와 같이 제한/컨투어 라인(23)의 확장을 초래하며, 이것이 유리하다. 따라서 상술한 값들은 단지 실례로, 즉 제한 없이 보여주는 것에 불과하다.
유사하게, 측방향 방사기 표면 부분들(19) 및 리세스 영역들(20)의 다른 형상들이 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 패치 안테나의 구조를 설명하기 시작하면, 안테나의 컴팩트 디자인을 위한 주요한 이유는 지지체(3)의 측면들 또는 측벽들(3c)을 사용하기 때문이다. 왜냐하면, 기판의 상부면(3a)에 배치된 방사기 표면이 측벽들(3c)로 전이하며 그 결과 전체 방사기 표면이 확장되기 때문이다.
더구나, 설명된 패치 안테나의 결과, 전자기장의 수직방향 분극 부분(지상 이득)이 강화되는데, 왜냐하면 빗 형상의 측면 방사기 구조체(18)(여기서 측방향 방사기 표면 부분들(19)이 작은 수직 방사기 요소로서 기능한다)가 도시된 실시예에서 핑거형인 측방향 방사기 표면 부분들(19)에 의해 생성되기 때문이다.
또한, 도 1 및 도 2에 도시된 실시예와 도 3a에 따른 상세도에서 언급된 측면 방사기 구조체(18)는 직사각형 측방향 방사기 표면 부분들(19) 및 그 사이의 직사각형 리세스 영역들과 함께 구성되므로, 곡류형 구조체, 즉 곡류형 제한 및/또는 컨투어 라인(23)이 나타나며, 이에 의하여 직사각형 측방향 방사기 표면 부분들(19)이 원주방향으로 오프셋된 리세스 영역들(20)로부터 분리되어 있다.
도 3b를 참고하면, 전체 방사기 표면(25)에 속하여 있는 부분들(19) 및 리세스 부분들(20)이 또한 파형 구조에 의하여, 즉 파형 방법으로(이러한 파형 라인은 사인 또는 코사인형이 될 수 있고 또는 다른 파형으로 가질 수 있다) 연장하는 제한 또는 컨투어 라인(23)에 의하여 서로 분리될 수 있다는 것을 단지 개략적으로만 도시되어 있다.
도 3c를 참고하면, 두 부분들 사이의 제한 라인(23)이 또한 지그재그 형태로 될 수 있는 것을 도시하고 있다.
도 3d를 참고하면, 제한 라인(23)이 원칙적으로 어떠한 형태라도 취할 수 있는데, 예를 들어 또한 프랙탈 구조를 가질 수도 있다는 것만을 도시하고 있다.
다른 가능한 실시예로서, 도 3d는, 측방향 방사기 표면 부분들(19) 및/또는 그들 사이의 리세스 영역들(20)이 프랙탈 구조를 가질 수 있어서 이러한 프랙탈 구조를 따라가는 제한/컨투어 라인(23)이 부분들(19)과 리세스 영역들(20) 사이에 생성된다는 것을 도시하고 있다. 이러한 점에서 측방향 방사기 표면 부분들(19) 및 리세스 영역들(20)에 대한 구성의 옵션들은 다양하며 제한하지 않는다.
단지 실례를 들어 도시하고 있는 도면에서 시작하면, 측면 방사기 구조체(18)는 다수의 측방향 방사기 표면 부분들(19) 및/또는 전기 비전도성 리세스 영역들(20)을 가질 수 있으며, 이들은 방사기 표면(11)으로부터 접지면(17)을 향하여, 손가락형, 직사각형, 삼각형, 사다리꼴, 빗, 파형 또는 이와 유사한 형상으로 연장하거나 또는 프랙탈 구조의 방법으로 형성되어 있다. 따라서, 제한 라인(23)은 이러한 구성의 결과로서 더 커지게 되며, 즉 단순하게 기판의 측벽들을 기판(3)의 원주보다 더 커지게 된다.
따라서 설명된 실시예는, 환형 또는 프레임형 방사기 표면(11)이 결국에는 기판(3)의 외부면, 즉 원주상 측면 또는 측벽들(3c) 상에서 연장될 수 있으며, 이에 의하여 기판(3)의 체적이 최적으로 사용된다. 따라서 전체 방사기 표면(25)은 체적을 증가시키지 않고 확장될 수 있다는 것을 도시하고 있다. 접지면(17)을 향하여 돌출하는 2개의 대응 측방향 방사기 표면 부분들(19) 사이에서 선택된 추가의 리세스들 또는 슬릿들(20의 결과로서, 환형 또는 프레임형 전체 방사기 구조체의 크기, 특히 제한 및 컨투어 라인(23)의 전체 길이가 결국 더욱 증가될 수 있어서 기판의 큐빅 재료가 최대 50%까지 감소될 수 있으며 및/또는 대역폭이 최대 50%로 증가될 수 있다.
도 1 내지 도 3d를 참고하면, 본 발명에 따른 안테나의 컴팩트 디자인이 지지체 또는 기판(3)의 외부 측면들(3c)을 사용함으로써 개선될 수 있을 뿐만 아니라, 일반적으로 전체 방사기 구조체의 확장이 측면들 또는 측벽들(3c) 상에서 넓은 범위의 측량치 및 기하학을 통해 달성될 수 있다는 것을 보여주었다. 더구나, 도 3a 내지 도 3d에 따른 변경(이는 단지 실례로 도시되어 있다)의 경우에, 전자기장의 수직방향 분극 부분(지상 이득)은 강화될 수 있으며, 왜냐하면 핑거형 측방향 방사기 표면 부분들(19)이 전체가 빗처럼 작용하며 따라서 작은 수직 방사기 안테나와 같이 작용하기 때문이다.
설명된 패치 안테나의 공급 구조체는 이하에 설명될 것이다.
특히 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 공급 구조체(15)는 4분원(quadrant) 원주상 스트립(51)으로 구성되어 있고, 편심 피드 지점(53)이 여기에 도시되어 있고, 여기서 안테나 피더 라인(42)(내부 도체)가 끝나고, 피더 라인이 기판(3) 내의 대응 천공 구멍(3d) 및 접지면(17) 내의 대응 천공 구멍(17a)을 통과한다. 이 과정에서, 피더 라인(42)은 동축의 피더 라인(43)의 내부 도체(43')의 연장부가 될 수 있고, 그 이부 도체(43")는 접지면(17)에 전기적으로 및 갈바니 전기로 접속되어 있다. 이 과정에서, 언급된 4분원 원주상 스트립(51)은 위상 변위기 라인(47)의 형태로 된 위상 변위기 디바이스를 구성하고 있다.
그러나, 설명되고 도시된 패치 안테나가 회로판(LP)에 배치되고 접속되며, 그 상부면(즉, 기판(3)의 상부면(3b))과 마주보며 금속화된 표면이 제공되거나 구성되고, 금속화된 표면이 접지면(17)으로서 작용하는 그러한 실시예가 바람직하다. 따라서 도 1에 도시된 접지면(17)은 가능한 더 큰 회로판의 상부면에서 대응 금속화된 표면으로서 제공될 수 있다. 피더 라인(42)의 영역에서, 이러한 금속화된 표면은 리세스를 구비하고, 이 영역에서 회로판이 천공구멍을 구비하고, 이 천공구멍을 통해 피더 라인(42)이 회로판의 저부면만큼 멀리 공급되고, 여기에 전기적으로 접속, 특히 납땜된다. 이러한 관점에서, 회로판의 대응 천공구멍은 또한 관통-접속(through-connection)으로서 구성될 수 있으며, 여기서 접지면에 어떤 접속도 만들어지지 않는 것에 주의해야 한다. 따라서 이 경우에는 동축 접속 라인이 없다.
이러한 정도까지 도 2에 대응하는 도면이 도 2a에 도시되어 있고, 여기서 회로판(LP)이 또한 도시되어 있다.
피더 라인(42)의 편심 배열의 결과로서, 이것은 위상 변위기 라인(47)에서 커플링 라인들(47', 47")의 2개의 다른 길이를 초래하며, 커플링 라인들은 도시된 실시예에서 환형 또는 프레임형, 즉 원주상 폐쇄형 방사기 표면(11)의 내부 에지(11a)에서 중심에서 끝나고, 양호하게 방사기 표면(11) 내에서 중심 접촉 지점(48)으로 전이한다(커플링 라인들(47', 47")의 중심 접속은 이 실시예에서 정사각형인 리세스의 각자의 내부면(11a)의 대응 길이와 관련되어 있다). 이렇게 형성된 커플링 라인들(47', 47")의 다른 길이의 결과로서, 필요한 위상 변위는 이렇게 형성된 위상 변위기 라인(47)에서의 다른 런 타임들 때문에, 예를 들어 90°까지 조정될 수 있다.
방사기 표면(11)의 제시된 환형 또는 프레임 구조체의 설명된 구성의 결과로서, 필요한 원형이 표준 패치 안테나와 대조적으로 불연속부(섬유)를 통해 설명된 피드 지점(53)을 통해 생성되지 않고, 그 대신에 생성된 위상 변위기 라인(47)을 통해 생성된다. 이러한 상황은 환형 및/또는 프레임형 방사기 표면(11)이 따라서 외부면 또는 측벽들(3c)로 연장될 수 있으며 이는 지지체, 즉 기판(3)의 체적이 최적으로 사용될 수 있다는 것을 의미한다는 점에서 장점을 가져온다. 언급된 측방향 방사기 표면 부분들(19) 및 리세스 영역들(20)을 갖는 측면 방사기 구조체(18)의 결과로서, 환형 및/또는 프레임형 전체 방사기 표면(25)의 크기는 다시 더 증가될 수 있으며, 이는 지지재료-이미 언급됨-의 체적이 최대 50%로 감소될 수 있다.
언급된 공급 구조체(15) 및 위상 변위기 라인(47), 즉 커플링 라인들(47', 47")은 기판(3)의 상부면(3a) 상에 또는 그보다 위에, 따라서 보통 환형 및/또는 프레임형 방사기 표면(11)이 또한 배치 또는 배열되어 있는 동일한 평면 상에 제공되거나 구성되어 있다(아래 실시예와 같이).
도 4를 참고하면, 동등한 회로도가 또한 추가로 도시되어 있으며, 이는 전체 방사기 표면(25)의 환형 또는 프레임형 구조체를 나타내고, 환형 또는 프레임형 방사기 구조체는 측방향 방사기 표면 부분들(19) 및 리세스 영역들(20)로부터 나타나고, 이는 측벽들(3d) 상에 구성되어 있고 서로 교대로 따라가며, 상기 구조체는 교대로 서로 따라가는 직렬 인덕티비티(series inductivity)(39)들 및 직렬 캐패시티(capacity)(41)들에 의해 형성되어 있다.
이렇게 구성된 본 발명에 따른 패치 안테나는 적절한 재료를 선택함으로써 이에 따라 치수가 정해질 수 있다. 예를 들어, 패치 안테나는 아래 재료 및 치수에 의해 형성될 수 있다:
외부 치수: 25 mm × 25 mm × 6 mm
슬릿 또는 리세스 폭(부분(20)을 위한): 1.5 mm
중첩 영역(35)의 폭: 3.6 mm
측방향 방사기 표면 부분들(19)의 폭: 19.2 mm
중심축(7)에서 피드 지점(53)까지의 거리: 4 mm
위상 변위기 라인(47) 또는 커플링 라인들(47', 47")의 폭: 2 mm
리세스(13)의 측방향 길이: 14 mm × 14 mm
기판 재료: 플라스틱 PPS εr = 3.2
tan(δ) = 0.0007
이러한 값들의 편차는 당연히 가능한 넓은 범위 내에 있다. 예를 들어, 양호하게 50% 미만, 특히 40% 미만, 30% 미만, 20% 미만, 특히 10% 미만의 편차가 또한 유리한 실시예를 초래할 수 있다. 상술한 대응 값들은 그러나, 필요한 것보다 더 커질 수 있으며, 따라서 양호하게 60% 미만, 70% 미만 ..., 90% 미만, 특히 100% 미만(그 중에서도) 범위의 편차도 마찬가지로 가능하다.
플라스틱의 εr 값에 대하여, 이러한 편차는 특히 위쪽으로 넓은 범위의 값을 가질 수 있다(이런 점에서 원칙적으로 제한이 없다). 예를 들어, εr에 대한 값은 양호하게 2 내지 20 사이에 있다. 특히 본 발명에 따른 패치 안테나가 SDARS를 경유하여 전송된 프로그램을 수신하는데 사용될 때, 2 내지 10 사이의 εr에 대한 값이 특히 적합하고 이 과정에서 기판 또는 패치 안테나 및 따라서 주변 방사기 표면은 15 mm × 15 mm 내지 30 mm × 30 mm의 치수를 가진다.
본 발명에 따른 안테나가 예를 들어 GPS 신호를 수신하기 위해 사용되면, 기판은 양호하게 10 내지 20 사이의 εr에 대한 값을 갖는 재료로 사용될 수 있다. 패치 안테나 크기, 즉 평면도에서의 기판을 위한 치수가 여기서 나타나고, 이는 예를 들어 15 mm × 15 mm 내지 25 mm × 25 mm 사이가 될 수 있다. 이러한 값들 사이에서, 각각 1 mm 증분으로 어떤 필요한 다른 치수가 마찬가지로 가능하고 실현될 수 있다.
다음에 도 5a 내지 도 5h를 참고하면, 도 1에서 도시된(평면도) 정사각형 패치 안테나(1)에 사용될 수 있도록, 다른 공급 구조체(15)가 이제 개략적인 평면도로 도시되어 있다.
도 5a에 따른 변경의 경우에, 도 1에 따른 실시예에서 볼 수 있는 공급 구조체(15)가 개략적으로 도시되어 있다.
도 5b 내지 도 5j에 따른 추가 도면을 참고하여, 여기에 수정이 가해지고, 이는 모두 단순히 많은 다른 구조체도 역시 가능하다는 것을 나타내고 있다.
도 5b에 따른 변경의 경우에, 직각 라인 구조체가 4분원 대신에 2개의 커플링 라인들(47', 47")을 갖는 위상 변위기 라인(47)에 대해 제안되어 있고, 언급된 피드 지점(53)은 코너 영역(이곳을 중심축(7)이 지나간다), 즉 라인 브랜치의 전이 영역에 배열되어 있지 않고, 오히려 라인 브랜치에서 코너 영역으로부터 변이되어 있고, 그 결과 다시 방사기 표면(11)의 내부 에지(11a)에서 중심 피드 지점(53)에 대해 커플링 라인들(47', 47")의 다른 길이를 초래한다.
도 5c에 따른 변경의 경우에, 270°원주상 전기 전도성 피드 링이 위상 변위기 라인(47)으로서 선택되고, 그 커플링 라인들(47', 47")은 결국 그 피드 지점(53)에서 연장하여, 환형 또는 프레임형 방사기 표면(11)의 내부면(11a) 상에서 90°만큼 오프셋된 2개의 접촉 지점(48)에서 끝나며, 따라서 방사기 표면(11)에 접속되어 있다. 이 과정에서, 공급은 피드 지점(53)(이는 중심에 배열되어 있고 이를 통해 중심축(7)이 통과한다)으로부터 제1 공통 방사상 피드 브랜치(57)를 경유하여 달성되고, 다음에 피드 브랜치는 브랜치 지점(57')으로부터 대향 방향들로 연장하는 언급된 2개의 커플링 라인들(47)로 전이한다.
도 5d에 따른 변경의 경우에, 1 보다 큰 각도로 직각에서 연장하는 커플링 라인들(47', 47")이 도시되어 있고, 커플링 라인의 폭 및 길이는 다시 90°의 위상 변위가 공급에 대하여 달성될 수 있도록 다르게 되기 위하여 선택되어 있다.
도 5e에 따른 변경의 경우에, 더 복잡한 구조가 특히 본질적으로 분기하는 커플링 라인들(47', 47")을 가지며 도시되어 있고, 상기 2개의 커플링 라인들(47', 47")은 피드 지점(53)으로부터 공지된 방법으로 1보다 큰 각도로 방사기 표면(11)의 내부면(11a)상의 접속점들(48)까지 이어진다. 접속점들(48)은, 도 5e에서 직접적으로 볼 수 있듯이, 서로 수직인 2개의 추가 접속 부분들(47a, 47b)을 경유하여 서로 다시 갈바니 전기로 연결되어 있다.
도 5f를 참고하면, 도 5e에 따른 도면과 대조적으로, 위상 변위기 라인(47)의 2개의 커플링 라인들(47', 47")이 방사기 표면(11)으로부터 갈바니 전기로 분리되어 있다는 점에서 용량성 공급이 가능하다는 것을 도시하고 있다. 이 과정에서, 서로에 대해 수직으로 그리고 기판(3) 및 방사기 표면(11)의 측방향 한계점(limit)에 대해 수직으로 연장하는 2개의 커플링 라인들(47', 47")은 2개의 접속 라인(47a, 47b)에 평행하게 되도록 정렬되어 있고, 또한 2개의 접속 라인은 커플링 라인들(47', 47")에 수직으로 및 평행하게 배열되어 있고 그리고 각각 이 과정에서 접속점(48)에서 방사기 표면(11)에 연결되고 그들의 대향 단부에서 서로 연결되어 있다. 이러한 접속 라인(47a, 47b)의 병렬 배열의 결과, 이렇게 형성된 위상 변위기 라인(47)의 실제 커플링 라인들(47', 47")에 대한 용량성 커플링이 달성된다. 또한 피드 지점(53)이 이전 실시예에서와 같이, 방사기 표면(11)의 내부면 상에서의 90°만큼 오프셋되어 제공되어 있는 피드 지점(53)에서 다시 90°위상 변위를 달성하기 위해, 위상 변위기 라인(47)의 전체 길이에 대하여 다시 편심으로 배열되어 있다. 환형 및/또는 프레임형 방사기 표면(11) 및 전체 환형 및/또는 프레임형 방사기 표면(25) 상에서의 언급된 용량성 접속은 또한 약 9°내지 11°만큼 이득 빔(gain beam)의 경사를 초래한다. 특히 경사진 차량 지붕의 경우에, 이것은 안테나가 위치되어 있는 구조적 틸트(tilt)에 대항하기 위해서, 장점이 될 수 있다.
원칙적으로 도 5g에 따른 도면에도 동일하게 적용되고, 여기서 공급 구조체는 폐쇄된 직사각형 프레임을 만들고, 2개의 커플링 라인들(47', 47")이 피드 지점(53)에서부터 2개의 90°오프셋 접촉 지점들(48)로 이어지며, 전기접속이 방사기 표면(11)과 이루어지게 된다. 이 과정에서, 2개의 접촉 지점들(48)은 추가의 접속 라인(47a, 47b)을 경유하여 다시 서로 연결되어 있다(도 5e에 도시된 실시예와 유사하게, 추가의 접속 라인들(47a, 47b)은 도 5g에 따른 실시예에 비하여 코너에 대해 효과적으로 내향으로 굽혀져(turn) 있다).
도 5h에 따른 실시예는 도 5g에 따른 변경에 기초하며, 교차 방향으로 연장하는 2개의 추가의 중심 접속 라인(47a, 47b)을 특징으로 하며, 커플링 라인들(47', 47")은 추가로 서로 연결되어 있고 그리고 접촉 지점(48)에 연결되어 있다.
도 5j 및 도 5g를 참고하면, 기판 및 방사기 표면(11)의 컨투어가 리세스(13)의 내부 컨투어와 일치하지 않게 되어있는 것을 다만 개략적으로 도시되어 있다. 예를 들어, 도 5i에서 평면도에서 정사각형인 패치(11)는 리세스(13)를 위한 원형 제한 에지를 갖는 정사각형 기판(3)을 가지며 도시되어 있다. 이 과정에서, 위상 변위기 라인(47)들은 그 단부들에서 90°만큼 오프셋된 2개의 브랜치로 나타나 있다.
도 5j에 따른 도면의 경우에, 패치 및 방사기 표면(11)은 원형이고, 반면에 리세스(13)의 제한 에지는 정사각형이다. 이 경우에 위상 변위기 라인은 부분원(part circle)이다(90°부분원의 방법으로). 이것은 단지 다양한 조합 및 변형이 여기서 가능하다는 것을 보여주고자 하는 의도에 불과하다.
도 6은 패치 안테나의 기하학적 모형과 방사기 표면을 갖는 기판의 기하학적 모형이 어느 쪽도 정사각형(평면도에서)이 되지 않고, 또한 일탈 형태를 가질 수 있다는 것을 개략적으로 보여줄 의도로만 되어 있다.
도 6을 참고하면, 기판(3)은 예를 들어 원통형이 될 수 있고, 그 위의 방사기 표면(11) 및 내부 원형 리세스(13)가 원형이 될 수 있음을 보여주고 있다. 여기서 또한, 2개의 커플링 라인(47', 47")이 제공되어 있으며, 편심 피더 라인(42)- 이것은 위상 변위기 라인(47)의 피드 지점(53)에서 끝난다-에서부터 시작하여 90°만큼 오프셋되고, 이는 90°위상 변위를 생성하기 위해 따라서 패치 안테나가 원편 패치 안테나-다른 실시예에서 도시된 바와 같이-로서 작동할 수 있도록 하기 위해, 접속점(48)에서 방사기 표면(11)의 환형 (대체로 프레임형) 원주상 스트립에 갈바니 전기로 연결되어 있다.
이 경우 제3 방사상 암(47c)이 형성되고, 이는 전기 전도성 스트립 부분(47c)을 연결하고 커플링하는 역할을 하고, 이 스트립 부분은 2개의 커플링 라인에 대칭으로 방사기 표면(11)에 연결되어 양호하게 커플링 라인(47")에서부터 짧은 거리(47c)에서 끝나며, 이 실시예에서 커플링 라인(47)은 피드 지점(53)(즉, 서로 직각에서 2개의 커플링 부분을 갖는다)으로 연장하는 더 긴 것이고, 반면에 제2 커플링 라인(47')은 다시 환형 방사기 표면(11)의 접속점까지 반경방향으로 연장한다.
이렇게 구성된 패치 안테나는 예를 들어 아래의 값을 가질 수 있다.
기판/방사기 표면(11)의 외부 반경(중심축(7)에서 측정된): 15 mm
리세스(13)를 위한 내부 반경(11a): 8.2 mm
기판의 전체 높이: 6.4 mm
피드 지점(53)에서 중심축(7)까지의 거리: 4.5 mm
중첩 영역(35)에서 측방향 방사기 표면 부분들(19)의 높이: 4.6 mm
리세스(13)의 폭: 2 mm
제3 스트립 부분(47c)과 제1 커플링 라인(47') 사이의 슬릿 폭(47'c):7.2 mm
커플링 라인(47', 47")의 폭: 2 mm
기판 재료: εr = 2.5를 갖는 플라스틱 PS
tan(δ) = 0.0001
여기서 또한, 기본 정사각형 폼을 갖는 기판 또는 평면도에서 정사각형인 패치 안테나에 관하여 위에서 이미 설명한 바와 같이, 적절한 편차가 제공될 수 있다. 동일한 것이 εr 의 값에 대해 적용된다. 위에서 언급한 기본 정사각형 폼의 치수 대신에, 현재 실시예의 이러한 치수들은 직경에 적용한다.
이하에서, 도 1 내지 도 6에 따른 실시예의 변경인 수정된 공급 구조체가 도시되어 있는 도 7을 참조한다.
이 실시예에서, 2개의 커플링 라인(47', 47")을 갖는 위상 변위기 라인(47)에 추가하여, 또한 피드 지점(53)으로부터 연장하는 제2 위상 변위기 라인(147)이 또한 제공되고 특히 제2 피드 지점(153)을 가지며, 따라서 2개의 추가 커플링 라인(147', 147")을 형성하고, 피드 지점(153)을 갖는 위상 변위기 라인(147)은 거기에 피드 지점(53)을 갖는 제1 위상 변위기 라인(47)에 관련된 중심축(7)에 대해 180°회전 대칭의 관점에서 대칭적으로 배열되어 있고 그리고 접속점(148)에서 방사기 표면(11)에 연결되어 있다.
등가 회로도가 다음에 도 8에 도시되어 있다.
도 7 및 도 8에 따른 실시예의 경우에, 2개의 피드 지점(53, 153)은 180°하이브리드 위상 변위기(253)를 경유하여 공급된다. 이러한 공급 타입을 사용하여 대역폭이 더 증가될 수 있다. 더구나, 안테나의 지향 특성은 대칭이 된다. 이득 빔은 더 이상 여기서 틸트되지 않는다. 이 과정에서, 180°하이브리드 위상 변위기(253)의 전체 공급은 대응하는 피더 라인(43)의 내부 도체(43'")를 통하여 실시된다. 이 과정에서, 이 원리는 도 4에 따른 등가 회로도에 필적한다.
설명된 변형 실시예의 경우에, 각자 관련된 위상 변위기 라인(47 또는 147)을 갖는 각 피드 지점에 관한 공급은 따라서 주변 방사기 표면(11)에 관하여 90°만큼 오프셋되어 있다. 도 4에 따른 변형 실시예와 도 8에 따른 실시예의 양쪽의 경우에, 각자의 위상 변위기 라인(47)을 형성하는 각각의 피드 지점(53, 153)에서 각각 연장하는 커플링 라인(47', 47" 및 147', 147")은 각 쌍의 피드 지점(48, 148)으로 90°만큼 오프셋되어 연장되지 않아야 한다. 각자의 관련 커플링 라인(47', 47" 또는 147', 147")을 제각기 경유하여 대응하는 위상 변위가 선택된다면, 여기서 수직 또는 대칭축(7)에 관한 90°각도 오프셋 대신에, 45°각도 오프셋, 30°각도 오프셋 또는 예로서 67.5°각도 오프셋이 가능하다. 이러한 각각의 경우에 원편 웨이브가 원칙적으로 송신 또는 수신될 수 있다.
도 2와 대조적으로, 도 9는 변형된 실시예의 단면도를 도시하고, 예를 들어 패치 방사기(1)는 평면도에서 정사각형 또는 원통형이고, 그 전체 형상에 관하여 절두원추 또는 절두 피라미드 형태로 즉, 측벽들(3c)을 가지며 구성되고, 기판의 상부면 또는 저부면(3a, 3b)에 대해 수직으로 그리고 따라서 방사기 표면(11)에 대해 수직으로 연장하지 않지만, 오히려 이들을 향하여 경사진다. 도시된 실시예에서, 측벽들은 중심축(7)에 대해 일정 각도 α로 경사지며, 각도 α는 기판(3)의 베이스 표면 또는 저부면(3b)과 대칭 또는 중심축(7)을 지나는 수직 단면 사이에 형성된다. 측방향 방사기 표면 부분들(19) 및 이들 사이에 배치된 리세스 영역들(20)은 원주 방향에서 교대로 배열되고 이에 따라 여러 번 이미 설명되었으며, 이제 여기에서는 경사진 측면들(3c)이다.
각도 α는 넓은 범위 내에서 변화할 수 있다. 그러나, 0°보다는 커야 하는데, 왜냐하면 다른 방법으로 3차원 기판이 효과적으로 나타나지 않으며, 오히려 전체 방사기 표면 구조체만이 한 평면에 있을 것이다. 따라서 α를 위한 값이 10°초과, 특히 20°초과, 30°초과, 40°초과, 50°초과, 60°초과, 70°초과, 80°초과하는 것이 바람직하다. 양호하게 이러한 각도 α는 90°이다.
이러한 값은 이론적으로 도 10에 따라 약간 변경된 단면도를 참고로 하여 개략적으로 도시된 바와 같이 90°를 넘게 증가할 수도 있다. 이러한 과정에서, 기판의 구조는 도 9에 비하여 효과적으로 역전되어 도시되어 있으며, 그럼에도 불구하고, 방사기 표면(11)은 상부면(3a)에 제공되어 있다. 그때 측벽들(3c)은 도 9에 따른 실시예와 반대로 경사져 있다. 이 경우에 또한, 각도 α는 양호하게는 실제 3차원 기판을 형성하기 위하여 180°보다 작아야 한다. 170°미만, 특히 160° 미만, 150°미만, 140°미만, 130°미만, 130°미만, 110°미만 특히 100°미만의 값이 바람직하다.
이하에서는, 도 2 및 도 2a와 비견할 수 있는 2개의 개략 수직 단면도를 참고하여, 전체 방사기 구조체가 예로서 또한 금속판을 이용하여 형성될 수 있고, 측방향 방사기 표면 부분들(19)이 측벽들(3c)의 상부면들로부터 일정 거리에 있는 것에 대해 개시한다.
이 과정에서 도 11에 따른 변형 실시예에서, 방사기 표면(11)의 최상부가 예를 들어 접착층 또는 양면 접착 테이프를 사용하여 기판의 표면(3a)에 부착될 수 있도록 적절하게 스탬핑된 평판이 사용되었다. 사전에 스탬핑된 측방향 방사기 표면 부분들(19)은 그때 원주상(61)에서 하향으로 굴곡되어서 측방향 방사기 표면 부분들(19)이 측면 또는 측벽 영역(S)에 놓이게 되지만, 측벽들(3c)의 상부면에 직접 구성 또는 위치되지 않는다.
도 11에 도시된 측방향 틈(A)은 넓은 범위 내에서 필요한 대로 선택될 수 있다. 이 과정에서, 측방향 방사기 표면 부분들(19)의 각도가 또한 도 11에서 파선으로 2개의 추가 실례에 대해 도시된 바와 같이 상부 방사기 표면 부분(11)에 대해 90°각으로 배열되지 않도록 변화될 수 있으며, 여기서 측벽 부분들이 경사지며, 소위 도 9에 따른 실시예에 맞먹는 각도 α로 연장한다.
도 12에 따른 변형 실시예에서, 측방향 방사기 표면 부분들(19)은 적어도 하나의 추가 굴곡부(19b)를 구비할 수 있으며, 상기 굴곡부는 예로서 측면 또는 측벽 공간(S)에서 접지면에 비하여 더 낮으며, 접지면에 대해 평행하게 또는 경사각으로 연장하며 그 자유단부에서 측벽들 또는 측면들(3c) 상에 또는 일정 거리에서 끝나는 것으로 단지 도시되어 있다.
도 13을 참고하면, 비교되는 수직 단면에서, 측벽들(3c)로부터 일정 거리에 측면 또는 측벽 공간 내에 제공되어 있는 측방향 방사기 표면 부분들(19)이 또한 다중 굴곡부(161)를 구비할 수 있으며, 이는 예로서 주변 스텝형 구조체의 타입이 나타나는 것을 의미하며, 여기서 적어도 주도적으로 더 많은 수직 부분들이 더 많은 수평 부분들과 교대하는 것이 도시되어 있다.
특히 설명한 바와 같이 굴곡되어 각도를 가질 수 있는 전기 전도성 금속판이 방사기 또는 방사기 구조체로서 사용된다면, 대응 리세스(13)는 특히 최상부 리세스 영역에서 스탬핑에 의하여 제작될 수 있으며, 스탬핑 공정은 필요한 위상 변위기 라인(47)이 동시에 스탬핑 공정에서 나중에 남겨지고 다음에 한번의 스탬핑 공정에서 전체 방사기 구조체의 일부로서 방사기 표면의 잔여부에 확고하게 접합되도록 실행될 수 있다.
설명된 실시예에서, 측방향 방사기 표면 부분들(19)은 그들의 원주가 전기적으로 및 갈바니 전기로 폐쇄되도록 구성되어 있다. 선택사양으로, 단순하게 포인트형 접속부가 또한 원주방향에서 오프셋되어 있는 측방향 방사기 표면 부분들(19) 사이에서 코너 영역들에 제공될 수 있다. 특히 패치 안테나가 에징 및 스탬핑될 수 있는 금속판을 이용하여 제조된다면, 에지 라인(61)에서 아래로 구부러진 측방향 방사기 표면 부분들(19)은 특히 그들의 코너 영역들에서 스탬핑 또는 에징된 라인들에 의하여 인접한 측방향 방사기 표면 부분들(19)로부터 분리될 수 있다.
도 14에 따른 본 발명의 다른 변형 실시예는 이하에 언급되어 있으며, 여기서 에징된 금속판을 사용하여 패치 안테나가 도시되어 있다. 측면들(3c) 상에 또는 이들로부터 일정 거리에 연장하는 측방향 방사기 표면 부분들(19)은 상부 코너 영역(61)에서 에징에 의하여 공통 스탬핑된 금속판으로부터 만들어진다. 이러한 실시예에서, 피드 지점(53)에 인접하게 2개의 커플링 라인(47', 47")을 갖는 위상 변위기 라인(47)이 또한 스탬핑된 금속판의 일부이다.
더구나, 이러한 변형 실시예의 경우에 심지어 피더 라인(42)도 역시, 전체 방사기 구조체를 형성하는 스탬핑되고 에징된 금속판의 일부로서 제조될 수 있으며; 피더 라인의 대응 길이를 생성하기 위해, 리세스 영역(149)이 스탬핑 공정에 의하여 상부 방사기 표면(11)에서 나타난다.
이 실시예에서, 4개의 정렬 페그(peg)(97)가 또한 기판의 상부면에 제공되며 양호하게는 조립된 위치에서 상부 방사기 표면(11)에 만들어진 천공구멍(97') 내의 대응하는 지점에 결합되고, 따라서 방사기 표면(11)을 정렬하는 역할을 한다.
도 15에 따른 단면도에 따라서, 이때 금속 스트립의 방법으로 이렇게 구성되고 에지들에 의해 하향으로 연장하는 피더 라인(42)이 피드 또는 납땜 접속점(83)으로 이어지며, 여기서 접속점(83)이 회로판(LP)(도 2 및 도 2a)에 갈바니 전기로 연결될 수 있다는 것을 볼 수 있다.
도 14 및 도 15에서 볼 수 있는 리세스들(98)은 단지 기판-만일 기판이 예로서 플라스틱으로 구성되면-이 가능한 수축되지 않도록 기판을 만들 수 있게 하기 위하여, 생산 기술의 관점에서 하나의 관련 지점만을 가지고 있다.
더구나, 도 16, 도 17 및 도 18을 참고하면, 기판(3)은 저부면(3b)에 형성된 개구부(103a)를 경유하여 저부면(3b)에서 접근 가능한 중공 공간(103)을 가질 수 있다는 것이 도시되어 있다. 따라서 박스형 기판이 최상부 커버(3d) 및 원주상 측벽들(3c)로부터 나타난다. 예로서 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 추가 회로판(107)이 이렇게 형성된 내부 공간에 수용될 수 있으며, 여기에 전기 또는 전자 구성부품 또는 조립체(109)가 위치할 수 있다. 이 과정에서, 언급된 회로판(107)이 중공 공간(103)에서 어떤 필요한 높이, 즉 예를 들어 도 17에 도시된 바와 같은 대략 중심 높이, 또는 도 18에서 상부 커버 벽(3d)의 저부면에 직접 수용될 수 있다.
전체 내부 공간 또는 중공 공간(103)은 소위 커버(3d)의 저부면 상에 및 내부 공간 측벽들(3c) 상에 금속화층으로 코팅 또는 피복되고, 따라서 전체 내부 공간(103)이 측면에서 기판(3)에 관하여 상향에서 차폐된다. 이론적으로, 전기 전도성 또는 금속화된 박스 또는 대응하는 크기의 금속판으로 구성된 그런 것도 역시 상기 중공 공간(103) 내로 삽입될 수 있다.
더구나, 도 18에는 이렇게 형성된 패치 안테나가, 스프링 암(117')이 회로판(LP)의 개구부(117)와 결합할 때까지, 2개의 스프링 디바이스(115)를 사용하여 2개의 천공구멍(117)을 통해 회로판(LP) 내로 삽입되며 따라서 회로판(LP)상의 기판(3)을 이미 정렬된 상태로 유지할 수 있는 것이 도시되어 있다.
원칙적으로, 설명된 안테나는 전자기파 및 특히 원편 전자기파를 송신하기 위해 그러나 또한 수신하기 위해 사용될 수 있다. 또한 이 안테나는, 특히 송수신 범위가 주파수에 관하여 -단지 작게라도-서로 명확하게 구분되면, 동시에 송신 및 수신에도 사용될 수 있다. 수신 중에 대응하는 신호는 그때 회로판 상에 배치된 전자기기를 통과하며 및/또는 추가의 처리를 위해 소위 피더 라인을 통해 다른 후속 조립체를 통과하게 된다.
설명된 실시예는 2개의 3D 링 패치 안테나가 예를 들어 비교적 저렴한 비용으로 GPS 및 SDARS를 수신하기 위해 하나가 다른 것 안에 정착하듯이 배열될 수 있다는 것을 도시한다. 또한 저렴한 구조는 그 중에서도, 패치 안테나 배열체를 위해 세라믹이 유전체로서 필요하지 않기 때문에 발생하는 것이다. 더구나, 비교적 컴팩트한 구조가 달성될 수 있다. 또한 S 파라미터, 이득 및 축방향 비가 필요조건을 충족한다.
도 19 및 이하 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 해법의 다른 수정예는 이제 적층된 패치 안테나의 형태로 도시되어 있고, 여기서 설명된 환형 또는 프레임형 패치 안테나에 따라 지금까지 설명된 안테나 구조는 제1 또는 외부 패치 안테나(A)를 형성하고, 상기 제1 패치 안테나 아래에 또는 그 내부에 다른 패치 안테나(B)가 배열되고, 이는 제1 패치 안테나에 의해 다소 전체적으로 중첩되거나 포위되어 있다. 따라서 안테나들 사이에 용량성 커플링이 발생하고, 이는 전체 안테나 구조체가 안테나 성능을 저하시키지 않고 크기를 더 줄일 수 있게 한다. 다시 말하면, 방사기 표면(211)(제2 패치 안테나(B)에서)은 제1 패치 안테나(A)의 방사기 표면(11)과 접지면(17) 사이의 틈에 배열되고, 특히 제1 패치 안테나의 방사기 표면(11)과 접지면(17) 사이의 전체 높이 또는 전체 틈 중에서 20% 내지 80%의 중심 영역, 특히 30% 내지 70%, 특히 40% 내지 60%의 중심 영역에 배열되어 있다.
다시 말하면, 향상된 대역폭 및 향상된 이득이 특히 GPS 안테나의 경우에서 아래 실시예로부터 발생한다. 더구나, 안테나 구조가 양호하게 단지 2개의 평판 및 플라스틱 지지체로 구성될 수 있기 때문에 대응하는 적층된 패치 안테나의 종래 해법에 비하여 비용 절감이 달성될 수 있다.
이 과정에서 도 19를 참고하면, 적층된 패치 안테나 배열체의 기본 구조는 3차원 도면으로서 도 20에서는 분해도로 도시되어 있다.
이 과정에서 도 20에서, 패치 방사기(A)는 원칙적으로 도 1 및 이하 도면을 참고하여 이미 설명된 바와 같이 최상부를 볼 수 있다. 이 과정에서, 패치 방사기(A)는 금속판으로부터 스탬핑 및 에징에 의하여 형성될 수 있다. 이에 따라서, 리세스(11')가 주변 환형 또는 프레임형 패치 방사기 표면에서 볼 수 있으며, 2개의 위상 변위기 라인(47', 47") 사이에서 피더 라인(42)을 유사하게 스탬핑에 의하여 충분한 길이로 생성할 수 있도록 하기 위해 상기 리세스만이 나오며, 따라서 피더 라인이 충분한 높이에서 에징된 후에 전체 안테나 배열체를 통과하여 양호하게 지지 배열체의 하부 영역까지 연장하게 된다.
도 20에서, 제2 패치 안테나(B)는 이제 중심에서 볼 수 있는데, 이는 도시된 양호한 실시예에서는 패치 안테나(A)와 패치 안테나(B)가 대등한 안테나 구조를 가지도록 구성되어 있다.
이것이 의미하는 바는, 제2 패치 안테나 배열체(B)가 환형 또는 프레임형인 방사기 표면(211)을 가지며, 측면 방사기 구조체(218)가 원주상 측면에 제공되어 있으며, 이는 다수의 측방향 방사기 표면 부분들(219)로 이루어지며, 이 표면 부분들 사이에는 리세스(220)가 마련되어 있고, 이들은 도시된 실시예에서 방사기 표면(11)으로부터 방향이 돌아간(turned away) 측면에서 개방 단부들을 가진다는 것이다. 이러한 관점에서 양쪽 안테나(A 및 B)가 동일하게 구성될 수 있기 때문에, 패치 안테나(B)의 대응하는 구조적 형태부들에는 패치 안테나(A)와 동일한 참고부호에 200 단위를 더하여 제공되어 있다. 이 경우에도 역시, 방사기 표면(211)은 금속판 또는 금속 부품으로 스탬핑되고 부분들이 에징될 수 있으며, 그 다음에 유사하게 공급 구조체(215)는 리세스 영역(213)에서 2개의 위상 변위기 라인(247', 247")과 함께 구성되어 있고, 그 다음에 그들 사이에 유사한 피더 라인(242)이 유사하게 방사기 표면(211)의 평면에 대해 양호하게 횡단하고 양호하게 수직으로 연장되어 있다. 여기서 또한, 대응하는 추가 리세스(211')가 방사기 표면(211)에 제공되어 있고, 이는 대응하는 피더 라인(242)이 금속판으로부터 충분한 길이로 스탬핑될 수 있게 하고 그리고 에징에 의하여 양호하게 이에 수직으로 연장하며 아래로 접힐 수 있어서, 피더 라인이 지지 구조체를 통해 하향으로 다른 측면까지 충분할 길이로 안내될 수 있다. 이러한 과정에서, 2개의 위상 변위기 라인(247', 247")은 각각 리세스를 구비하고 있는 방사기 표면의 내부 에지 상에서 2개의 접속점(248)에서 끝난다.
도 20의 바로 그 바닥에서, 유전체로 구성되어 있는 지지 구조체(10)를 볼 수 있다. 지지 구조체(10)는 지지 디바이스(300)를 포함하며, 이 지지 디바이스는 주변 벽(301), 벽 부분들(302), 및 다른 높이에서 끝나고 이러한 지지 구조체 내부에 제공되어 있는 플랫폼들(303)을 갖는다. 따라서 언급된 제2 하부 또는 내부 패치 안테나(B)는 더 낮은 평면 또는 더 낮은 레벨에 배치 또는 고정될 수 있는 반면에, 패치 안테나(A)는 패치 안테나(B)를 위에서 덮으며 더 높은 레벨에 장착될 수 있으며, 따라서 상부 방사기 표면(11)은 패치 안테나(B)의 방사기 표면(211)보다 접지면에서 더 멀리 배치되어 있다.
간단한 조립을 허용하기 위해서, 제2 패치 안테나(B)는 로킹 디바이스(211)를 갖는 환형 및/또는 프레임형 방사기 표면(211)의 영역에 제공되며, 로킹 디바이스는 반경 방향에서 중심을 향하여 연장하는 하나 이상의 개별 핑거로 구성될 수 있다. 이것은 이렇게 형성된 패치 안테나(B)를 지지 디바이스(300)의 할당된 지지부에 배치하는 것을 용이하게 하고, 다음에 로킹 요소(313)가 양호하게 또한 지지 디바이스(300)의 부분으로서 대응하는 지지부들에 구성되고, 이 지지부들은 버섯 모양으로 형성되어서 핑거형 로킹 요소(311)가 지지부들 아래에 로크될 수 있으며 하부 패치 안테나(B)가 지지 디바이스(300) 상에 단단하게 안전하게 보유된다.
도 21은 도 19 및 도 20에 따른 실시예의 개략 평면도를 도시한다.
도 22 및 도 23은 도 21로부터 선 A-A 및 B-B에서 각각 취한 2개의 단면도를 도시한다.
또한 여기서, 지지 디바이스(300)는 원주상 홈형 리세스 또는 함몰부(321)가 하부 패치 안테나(B)를 위해 형성되도록 지지체로서 작용하는 벽들 또는 벽 부분들 및 플랫폼들을 갖는 유전체의 형태로 구성되어 있고, 여기서 그들은 방사기 표면에 대해 횡방향으로 및 적어도 거의 수직으로, 예로서 91°내지 95°의 각도로 하향 연장할 수 있는 것을 볼 수 있다. 이 과정에서, 측방향 방사기 표면 부분들(219)은 양호하게 약간 외측에 배치되고 그리고 상단에 배치되어 고정될 때 지지 디바이스(300)의 내부 측면(300')에 접하며, 따라서 내부 패치 안테나(B)의 추가의 펌 피트(firm fit)를 달성한다.
도 22 및 도 23에 따른 단면도는 또한, 지지 구조체(10) 및 지지 디바이스(300)가 하부 베이스의 영역에서 외부 벽(301) 상에서 외측으로 상향으로 개방되어 낮은 높이를 갖는 원주상 홈(301')을 도시하며, 여기서 방사기 표면 부분들(19)의 선두 단부들이 상부 패치 안테나(A)와 결합할 수 있으며, 이는 다른 방법으로는 지지 구조체(10)의 외부 벽(301)의 외부면(300")에 접하는 것을 도시하고 있다. 더구나, 이 과정에서 작은 훅(307)들(도 20)이 원주상 벽(301)의 외부면(300")에, 특히 코너 영역에 구성되어 있으며, 그리고 이 영역에 제공된 방사기 표면 부분들(19)이 도시된 실시예에서 리세스의 형태로 대응하는 상호작용 로킹 요소(19')(도 20)를 구비하고, 이 로킹 요소는 훅(307)과 결합하는 것을 볼 수 있다. 따라서 외부 또는 상부 패치 안테나는 지지 구조체(10), 즉 지지 디바이스(300)에 가장 단순한 수단으로 고정된다.
도 24를 참고하면, 설명된 안테나 배열체 아래에서의 도면이 도시되어 있으며, 이는 이렇게 형성된 패치 안테나 배열체를 적절한 위치에, 예로서 새시에 접합하기 위해 접착 테이프(253)를 구비할 수 있다. 또한 2개의 피더 라인(42, 242)을 이 배열체에서 볼 수 있다. 이러한 피더 라인을 방해받지 않는 방법으로 달성 또는 배치하기 위해서, 2개의 패치 안테나(A, B)는 상호작용 위상 변위기 라인들(47', 47" 및 247', 247") 각자의 쌍이 평면도에서 180°만큼 서로에 대해 오프셋되도록, 즉 직경방향으로 대향하도록 그들의 위상 변위기 라인들에 대해 양호하게 정렬되어 있다. 이제 이러한 종류의 안테나를 사용함으로써 패치 안테나는, 예로서 2개의 우너편 패치 안테나가 가장 작은 설치 공간으로 제공될 수 있게 달성될 수 있으며, 예를 들어 상부 또는 외부 패치 안테나가 GPS 링 안테나로서 작용하고 하부 또는 내부 패치 안테나가 SDARS 링 안테나로서 작용할 수 있다. 2개의 안테나에 대한 대응 공진 다이어그램이 도 25에 도시되어 있다.
이러한 실시예에서, 2개의 패치 안테나(A, B)의 변형 실시예는, 전체 안테나 배열체를 중첩하는 패치 안테나(A), 즉 외부 안테나(A) 또는 안테나(A)가 예를 들어 GNSS(글로벌 항법 위성 시스템)에 의해 전송되는 신호를 수신하기에 적절하고, 반면에 하부 또는 내부 패치 안테나(B)가 예를 들어 SDARS 위성 신호를 수신하는 데 사용될 수 있도록 미세하게 조정될 수 있다.
도 20과는 대조적으로, 도 26 및 도 27을 참고하면, 제2 패치 안테나(B)가 또한 단순한 실시예에서, 방사기 표면(211)이 예로서 연속 표면(예로서 리세스 없는)으로서 구성되어 있는 단일 분극 패치 안테나로서 구성될 수도 있다는 것을 도시하고 있다.
이 경우에, 하부 또는 내부 패치 안테나(B)는 예를 들어, 직육면체(cuboid) 또는 유사한 형상의 유전체(261)의 체적을 채우는 유전체(261)의 상부면에 구성되어 있는 다소 연속적 방사기 표면을 포함할 수 있다. 여기서, 예를 들어, 패치 안테나(B)의 유전체의 지지체는 세라믹(이 과정에서 사용된 세라믹은 εr 값이 20 내지 45를 가질 수 있다)으로 구성되어 있는 패치 안테나가 사용될 수 있다. 다음에 지지체(300)는 도 19 및 도 20에 따른 실시예에 따라 다소 원주상 지지 벽들(301)을 갖는 플라스틱 프레임의 형태로 이러한 세라믹 본체를 둘러싸고 있으며, 이러한 유전체 재료가 예를 들어 εr 값이 2 내지 6을 가질 수 있다. 이러한 방법으로 제1 패치 안테나(A)의 방사기 표면은 상술한 방법으로 유지 및 지지되어 있다.
따라서 외부 또는 상부 패치 안테나(양호하게 SDARS 안테나의 형태로)와 관련된 세라믹 부분이 생략되고, 따라서 비용 절감이 달성된다. 특히 SDARS 안테나의 형태로 된 외부 패치 안테나는 양호하게 단순한 시트 금속 구조체에 의하여 달성된다. 이 과정에서 높은 대역폭 AR이 달성될 수 있으며, 예를 들어 2320 MHz 내지 2345 MHz의 3 dB 이상을 가진다 따라서 Sirius/XM 표준에 따른 상호정보 교환이 가능한(interoperable) 데이터 전송이 보장된다.
더구나, 외부 또는 상부 패치 안테나는, 양호하게는 SDARS 수신기 안테나의 형태로서, 정지궤도(geostationary) 위치 데이터의 수신 성능을 개선하며, 즉 예를 들어 GNSS(글로벌 항법 위성 시스템)의 범위 내에서 특히 GPS 위치 데이터를 수신하는 범위 내에서 수신 성능을 향상시킨다. 이 과정에서, 4 dB의 절정(zenith)에서의 이득(Gen Patch Solo = 3 dB)이 예로서 7 dB 이하(≤7 dB)를 갖는 높은 대역폭(AR Patch Solo ≤ 11 dB)에서 달성될 수 있다.
예를 들어, 전체 외부 패치 안테나 배열체(A)가 27 ×27×8 mm의 외부 치수를 가지면, 양호하게 GPS 패치 안테나 또는 이와 유사한 종류로서 기능하는 내부 패치 안테나(B)는 예로서 18×18×4 mm, 예로서 25×25×4 mm의 외부 치수를 가질 수 있다. 다시 말하면, 언급된 외부 치수 미만 또는 초과하는 적절한 중간 치수는 모두 사용될 수 있으며 놀랍게도 양호한 결과를 제공한다.
유사하게, 도 26 및 도 27을 참고하여 도시된 제2 패치 안테나(B)의 제2 방사기 표면(211)은 도 20에 따른 실시예에서와 같이, 원주상 에지에서 다수의 측방향 방사기 표면 부분들(219)을 갖는 측면 방사기 구조체(218)와 함께 구성될 수 있다. 결국 방사기 표면(11)은 또한 원주상 측면 방사기 구조체(218)가 없이 예로서 도시된 2개의 위상 변위기 라인들(247', 247")을 사용하여 소위 이중 또는 원편 안테나를 생성하며, 도 20에 따른 실시예와 같이 구성될 수 있다. 여기서 변경이 가능하다.
끝으로, 도 28 및 도 29에 도시된 다른 실시예를 참고하면, 도 28에서의 추가 실시예는 3차원 도면으로 도시되어 있고 도 29의 실시예는 분해도로 도시되어 있다.
이러한 변형 실시예의 경우에도 역시, 기본적으로 다른 이전 실시예들 모두와 같이 구성되어 있는 효과적으로 3차원 패치 방사기(A)가 제공되어 있다. 방사기 표면(11)은 프레임 형상이고, 방사기 표면 프레임(11')의 폭은 이 실시예에서 비교적 좁게 유지된다. 측방향 방사기 표면 부분들(219)은 다시 방사기 표면(11)의 원주상 에지 상에 구성된다. 도시된 실시예에서, 관련된 측면의 길이방향에서 서로에 대해 오프셋된 방사기 표면(211)의 장측면마다 2개의 측방향 방사기 표면들(19)이 제공되고, 이들은 비교적 넓으며, 즉 방사기 표면(11)의 장측면마다 2개의 측방향 방사기 표면 부분들(219) 사이의 틈과 대략 일치하는 폭을 가진다. 이러한 로브된(lobed) 또는 설형(tongue-shaped) 측방향 방사기 표면들(19)은 수직방향으로 연장하지 않고 오히려 방사기 표면(11)에서부터 멀어지며 사각(oblique angle)으로 외향으로 연장하며, 즉 방사기 표면(11)으로부터 기판(3)을 향하여 분기하는 배열로 연장하며, 도시된 실시예에서 측방향 방사기 표면 부분들(19)의 단부 부분들(19")이 적어도 측벽(3c)에 평행하게 끝나며 접하는 부분 높이까지 기판(3)의 평판형 베이스의 측벽들(3c)을 중첩한다.
기본적으로 평판형 기판(3) 내부에서, 플랫폼(303), 즉 플랫폼형, 볼록형 앵귤러 스페이서들(angular spacers)(303)에 제공되어 있으며, 이들은 기판의 외부면을 향하여 내향으로 변이된 각자의 코너 영역에 배열되어 있다. 이들은 모두 동일한 높이에서 끝난다.
도시된 실시예에서, 제2 패치 안테나는 이제 3차원이 아니며 단지 플랫(flat) 레벨 패치 안테나로서 구성되어 있다. 원칙적으로, 이러한 패치 안테나(B)는 마찬가지로, 내부 공간 리세스 및 대응 공급부를 갖는 프레임형 방사기 표면(211)으로 구성될 수 있으며, 상기 공급부는 또한 가능하면 2개의 상호작용 위상 변위기 라인(247', 247")을 포함한다. 양호하게 도시된 실시예에서 시트 형상인 플랫 패치 안테나(B)는 각각의 코너 영역에서 앵귤러 리세스(401)를 가지며, 이는 그 외부 원주상 제한 라인으로부터 멀리 내향으로 오프셋되며 그리고 그 크기, 즉 치수 및 위치는 유전체에서 플랫폼형 볼록부(303)에 대응한다. 이것은, 이러한 패치 안테나(B)를 유전체(3) 상에, 즉 그 표면(3a) 상에 배치할 수 있어서, 유전체(3)의 상부면(3a) 또는 표면을 위에서 오버프레임(overframe)하는 앵귤러 플랫폼(303)이 패치 안테나(B)의 방사기 표면(11)에서 대응 리세스들(401)을 통과하여 연장한다는 것을 의미한다. 따라서 패치 안테나(B)는 이러한 유전체(3)의 표면(3a) 상에 평평하게 배치되고, 패치 안테나(B)의 대응 리세스들(401)에 의하여 안전하게 유지 및 고정된다.
다음에 패치 안테나(A)는 이 구조체 상에 배치되고 다음에 상기 패치 안테나(A)의 프레임형 방사기 표면(11)이 플랫폼형 코너 또는 앵귤러 부재의 상부면(303') 상에 놓이며 패치 안테나(A)를 중첩한다.
여전히 도시된 실시예에서 실제 유전체가 이를 통과하는 다수의 정사각형 개구부를 갖는다는 사실은 결정적으로 중요한 것이 아니다.
설명된 변형 실시예의 경우에, 양쪽 패치 안테나(A, B)는 양호하게 금속 시트 구조로 이루어질 수 있고, 즉 패치 안테나(A, B)는 스탬핑에 의해 제조되며, 다음에 패치 안테나(A)는 추가로 동일한 공정에서 설명된 대응 측방향 방사기 표면 부분들(219)을 구성하기 위해 에징에 의해 3차원적으로 변형되어 있다. 피더 라인들은 마찬가지로 설명한 바와 같이 스탬핑 및 에징에 의하여 양쪽 패치 안테나(A, B)에서 제조될 수 있다. 양호하게는, 그러나, 이 실시예에서 피더 라인 대신에 공급부를 위해 방사상 핀들이 사용되고, 이들은 굴곡되고, 즉 에지들을 스탬핑함으로써 제조되고, 그리고 다른 실시예를 참고하여 설명되어 있다. 이것은, 관련된 피드 지점에 납땜될 수 있는 원통형 핀이 양호하게 외부 및 내부 패치 안테나(A, B) 모두에 사용된다는 것을 의미한다.
따라서 외부 패치 안테나(A)가 다른 실시예에서 유사하게 3차원인 완성된 구조가 나타나고, 완성된 폼은 피라미드 형상(상단에서부터 분기하여 하향으로 경사져 있는 측방향 방사기 표면 부분들(219)의 결과로서)보다는 직육면체 형상을 가지며, 내부 제2 패치 안테나(B)는 3차원이 아니게, 즉 측방향 방사기 표면 부분들(219)이 없이 순수하게 평평하도록 구성되어 있다.
설명된 안테나의 경우에, 외부 즉 상부 패치 안테나 배열체(A)는 양호하게 SDARS 서비스를 수신하는데 사용되고, 반면에 도시된 실시예에서 평평한 내부 또는 하부 패치 안테나(B)는 양호하게 GPS 서비스를 위해 사용된다. 다시 말하면, 내부제2 패치 안테나(B)는 2차원 구조체를 가지며, 즉 2차원 표면을 가지며, 반면에 외부 패치 안테나는 3차원이다.

Claims (32)

  1. 패치 방사기로서,
    - 상부면(3a), 상기 상부면으로부터 일정 거리에 있는 저부면(3b), 및 상기 상부면(3a)과 상기 저부면(3b) 사이에 있는 원주상 측면들 또는 측벽들(3c)을 갖는 유전체 기판(3)을 구비하고,
    - 전기 전도성 방사기 표면(11)이 상기 상부면(3a) 상에 또는 상기 기판(3)의 상부면(3a)보다 위에 배열되어 있고,
    - 상기 기판(3)이 그 저부면(3b) 상에 또는 그 저부면(3b)보다 아래에서 접지면(17)을 구비하거나 또는 접지면(17) 상에 배치될 수 있고,
    - 방사기 표면(11)을 공급하기 위한 공급 구조체(15)를 구비하고,
    - 상기 방사기 표면(11)이 리세스 영역(13) 둘레를 연장하는 환형 및/또는 프레임형 방사기 표면(11)으로서 구성되어 있는, 특징들을 갖는 패치 방사기에 있어서,
    다음의 추가 특징들:
    - 상기 방사기 표면(11)은 측면들 또는 측벽들(3c) 내로 및/또는 방사기 표면들 또는 측방향 영역 공간(S) 둘레로 전이되도록 연장되고,
    - 상기 측면들 또는 측벽들(3c) 상에서 또는 상기 측면들 또는 측벽들(3c)에 대해 일정 거리에서 상기 방사기 표면 또는 측면 공간(S)에서, 상기 방사기 표면(11)에 갈바니전기로(galvanically) 접속된 측면 방사기 구조체(18)가 형성되고, 상기 측면들 또는 측벽들(3c)의 주변 방향에서 측방향 방사기 표면 섹션들(19)을 포함하고, 상기 섹션들 사이에 전기 비전도성 리세스 영역(20)들이 제공되어 있고,
    - 상기 공급 구조체(15)가 상기 방사기 표면(11)의 리세스(13)의 영역 내에 제공되어 있고,
    - 상기 공급 구조체(15)는, 위상 변위를 일으키는 2개의 접속점(48)에서 상기 방사기 표면(11)에 접속되어 있는 위상 변위기 배열체를 포함하거나 또는 위상 변위기 배열체로 이루어져 있는, 특징들을 갖는 패치 방사기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공급 구조체(15)는 위상 변위기 배열체의 형태로 상기 방사기 표면(11)에 갈바니전기로 또는 용량성으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공급 구조체(15)는 내부 경계부(11a)에서 상기 방사기 표면(11)에 접속되어 있고, 상기 접속점(48)들은 상기 방사기 표면(11)에 대해 양호하게 중앙으로 또는 수직으로 상기 패치 안테나를 지나가는 중심축에 대하여 90°로 오프셋되어 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측면 방사기 구조체(18)는 다수의 측방향 방사기 표면 부분들(19) 및/또는 리세스 영역들(20)을 포함하고, 이들은 핑거형, 설형, 직사각형, 삼각형, 평행사변형 또는 파형 또는 이와 유사한 형상이고 또는 상기 방사기 표면(11)으로부터 상기 접지면(17)을 향하여 프랙탈(fractal) 패턴의 방식으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 측면 방사기 표면 부분들(19)은 상기 기판(3)의 높이(H)보다 더 낮은 부분 높이(19')로 연장되고, 상기 기판(3)의 저부면(3b)에서부터 일정 거리(27)에서 끝나고, 및/또는 전기 비전도성 리세스 영역들(20)은 상기 기판(3)의 높이(H)로 또는 그것의 부분 높이(20')로 연장되고, 상기 기판(3)의 저부면(3b) 아래로 및/또는 방사기 표면(11) 아래로 일정 거리(29)에서 끝나는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    중첩 영역(35)이 상기 측면들 또는 측벽들(3c) 상에 나타나고, 여기서 원주상 측방향 방사기 표면 부분(19)들이 리세스 영역들(20)과 교대로 위치하는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판(3)의 원주 길이보다 긴 제한 및/또는 컨투어(contour) 라인(23)이 측방향 방사기 표면 섹션들(19)과 전기 비전도성 리세스 영역들(20)을 상호접속시키고 이러한 두 영역 사이에서 연장하게 함으로써 상기 측면들 또는 측벽들(3c) 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    피더 라인(42)을 위한 피드 지점(53)이 90°위상 변위가 상기 환형 또는 프레임형 방사기 표면(11)의 접속점들(48)에 생성되도록 상기 위상 변위기 라인(47) 내에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위상 변위기 라인(47)은 평면도에서 부분 원의 형태로, 직각으로, 다중 각도로 또는 아치형으로 연장되고, 2개의 커플링 라인(47', 47"; 147', 147")이 상기 방사기 표면(11) 상에서 상기 피드 지점(53)에서 시작하여 상기 접속점(48)까지 형성되어 있고, 이를 경유하여 런타임과 따라서 90°위상 변위가 상기 방사기 표면(11)상의 피드 지점(48)에 대하여 발생할 수 있는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    2개의 위상 변위기 라인(47, 147)이 180°만큼 회전방향으로 오프셋 되며 및/또는 180°만큼 회전방향으로 회전된 다른 쌍의 접속점(148)에 접속되어 제공되고, 상기 위상 변위기 라인(47) 내에 이렇게 형성된 2개의 피드 지점(53, 153)에는 180°위상 변위가 공급되는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  11. 제2항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리세스(13) 내에 상기 위상 변위기(47)의 커플링 라인들(47', 47")에 평행하게 연장하는, 상기 위상 변위기 라인(47)과 커플링 라인들(47a, 47b) 사이에 용량성 커플링이 존재하는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판(3)은 평면도에서 정사각형 환형 및/또는 프레임형 방사기 표면(11)을 갖는 정사각형 폼 또는 환형 방사기 표면(11)이 상단에 구성된 원통형 형태 또는 방사기 표면(11)이 대응하여 형성된 정다각형의 방식으로 형성된 외부 컨투어를 갖는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측면들 또는 측벽들(3c)은 상기 방사기 표면(11)에 대해 수직으로 및/또는 상기 기판(3)의 상부면(3a) 및/또는 저부면(3b)에 대해 수직으로 및/또는 상기 패치 안테나의 중심축(7)에 평행하게 연장하는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측면들 또는 측벽들(3c)은 상기 방사기 표면(11)에 대해 일정 각도로 및/또는 상기 기판(3)의 상부면(3a) 및/또는 저부면(3b)에 대해 수직으로 및/또는 상기 패치 안테나의 중심축(7)에 평행하게 연장하고, 상기 각도(σ)는 상기 기판(3)의 저부면(3b)과 상기 중심축(7)에 대해 수직으로 연장하는 평면과 상기 평면에 수직으로 연장하며 중심축(7)을 차지하는 섹션 평면과의 사이에 형성되고, 10°를 초과, 특히 20°, 30°, 40°, 50°, 60°, 70°를 초과 및 특히 80°를 초과하고, 상기 각도(σ)는 170° 미만, 특히 160°, 150°, 140°, 130°, 120°, 110° 및 특히 100° 미만인 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패치 안테나는 원편(circular polarised) 패치 안테나로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측방향 방사기 표면 부분들(19)은 상기 기판(3)의 측벽들 또는 측면들(3c)의 표면 상에 직접 설치 또는 구성되고, 특히 금속화 표면의 형태로, 양호하게는 상기 기판(3)의 표면(3a) 상에 구성된 금속화 표면과 함께 제공되거나 구성되고, 이와 같이 상기 방사기 표면(11)이 형성되는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  17. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측방향 방사기 표면 부분들(19)은 상기 기판(3)의 측벽들 또는 측면들(3c)로부터 측방향 틈(A)을 두고 그리고 양호하게는 방사기 표면(11)에 대해 수직으로 또는 일정 각도로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  18. 제1항 내지 제15항 및 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측면 방사기들(18) 및, 특히 상기 방사기 표면(11)과 측면 방사기 구조체(18)와 양호하게 상기 위상 변위기 라인(47)을 갖고 그리고 양호하게 피더 라인(42)을 갖는 전체 방사기 구조체(25)는 전기 전도성 금속 시트로 이루어지고, 여기에 측방향 방사기 표면 부분들(19) 및/또는 피더 라인(42)은 벤딩 또는 에징(edging)을 통해 상기 방사기 표면(11) 및 위상 변위기 라인(47)에 대하여 경사지는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 측방향 방사기 표면 부분들(19)은 다중 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    중공 공간(103)이 기판 내에 형성되고, 여기에는 적어도 한 측면에서 접근할 수 있고, 따라서 상기 기판(3)은 상자 형상인 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  21. 제20항에 있어서,
    적어도 하나의 추가 전기 조립체 또는 구성부품(109)이 양호하게 회로판(107)이 배치된 상태로 상기 기판(3) 내의 상기 중공 공간(103)에 수용되는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 패치 방사기(A)는 상기 방사기 표면(11), 상기 측면 방사기 구조체(18) 및 상기 공급 구조체(15)에 의해 형성되고, 제2 방사기 표면(211)을 갖는 제2 패치 안테나(B)는 상기 제1 패치 방사기(A)의 상기 방사기 표면(11) 아래에 그리고 접지면(17) 위에 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제2 패치 안테나(B)의 상기 방사기 표면(211)은 리세스 영역(213) 둘레를 연장하는, 환형 및/또는 프레임형 방사기 표면(211)으로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제2 패치 안테나(B)를 위한 공급 구조체(215)는 제2 패치 방사기(B)의 리세스(213) 내부에 제공되고, 그리고 위상 변위를 초래하는 상기 방사기 표면(211)에 2개의 접속점(248)에서 접속되어 있는 위상 변위기 배열체를 포함하거나 또는 구성되고, 상기 공급 구조체(215)는 위상 변위기 배열체의 형태로서 상기 방사기 표면(211)에 갈바니전기로 또는 용량성으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 위상 변위기 배열체를 갖는 상기 제2 패치 안테나(B)의 공급 구조체(211)는 관련 피더 라인(242)이 끝나는 접속점들에서 2개의 위상 변위기 라인(247', 247")을 포함하는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  26. 제23항에 있어서,
    상기 제2 패치 안테나(B)의 상기 방사기 표면(211)은 중실체의 형태로 유전체 상에 배열되어 있고, 양호하게 중실체는 세라믹으로 구성되고, 상기 제2 패치 안테나(B)는 양호하게 플라스틱으로 구성되어 있는 지지 디바이스(300)의 유전체에 의해 둘러싸여 있고, 이에 의하여 상기 제1 패치 안테나(A)의 상기 방사기 표면(11)이 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  27. 제23항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 패치 안테나(B)의 상기 방사기 표면(211)은 상기 제1 패치 안테나(A)의 측면 방사기 구조체(18)에 의해 적어도 부분 높이로 중첩되어 있는, 상기 방사기 표면에 횡단하는 측면 방사기 구조체(218)를 포함하고, 상기 제1 패치 안테나(A)의 측방향 방사기 표면 부분들(19)은 상기 제2 패치 안테나(B)의 상기 방사기 표면(211)과 접지면(17) 사이에서 끝나는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  28. 제23항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 패치 안테나(A, B)는 유전체 및/또는 지지 디바이스(300)로 이루어진 지지 구조체(10) 상에 장착되어 있고, 지지 구조체는 상기 제2 패치 안테나(B)의 상기 측방향 방사기 표면 부분들(219)이 위치해 있는 내부 원주상 홈 또는 내부 원주상 수용 공간(321) 및/또는 상기 지지 구조체(10) 또는 지지 디바이스(300) 상의 외부 원주상 홈형 수용 공간(301')을 포함하고, 여기에 상기 제1 패치 안테나(A)의 상기 측방향 방사기 표면 부분들(19)이 끝나고 그리고 양호하게 상기 지지 구조체(10) 또는 지지 디바이스(300)에 의해 제 위치에 로킹되어 있는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  29. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사기 표면(211)은 연속적 표면 및/또는 리세스 없이 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  30. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 패치 안테나(B)는 단순히 구조가 평평한(flat) 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 제2 패치 안테나(B)는 리세스들(401)을 가지며, 상기 유전체(3)는 상기 유전체(3)의 상부면(3a)을 지나 상향으로 돌출하는 플랫폼형 볼록부(303)를 가지며, 이 볼록부는 상기 제2 패치 안테나(B)가 양호하게 상기 유전체(3)의 표면(3a) 상에 놓이도록 평평한 제2 패치 안테나(B) 내에서 리세스들(401)을 통해 연장하고, 상기 제1 패치 안테나(A)는 상기 플랫폼형 볼록부(303)의 상부면(303') 상에 그 방사기 표면(11)을 가진 상태로 놓여 있는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
  32. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패치 안테나(A)의 상기 측방향 방사기 표면 부분들(19)은 그들의 방사기 표면(11)에서부터 상기 접지판(17)을 향하여 분기하며 배열되어 있고, 그 결과로서 양호하게 절두 피라미드형 구조체가 나타나는 것을 특징으로 하는 패치 안테나.
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RU (1) RU2587105C2 (ko)
WO (1) WO2013064204A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102120685B1 (ko) * 2019-11-05 2020-06-09 주식회사 알씨엔 다중 사용자 다중 입력 다중 출력 안테나

Families Citing this family (151)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10063106B2 (en) 2014-05-23 2018-08-28 Energous Corporation System and method for a self-system analysis in a wireless power transmission network
US10439448B2 (en) 2014-08-21 2019-10-08 Energous Corporation Systems and methods for automatically testing the communication between wireless power transmitter and wireless power receiver
US10270261B2 (en) 2015-09-16 2019-04-23 Energous Corporation Systems and methods of object detection in wireless power charging systems
US10205239B1 (en) 2014-05-07 2019-02-12 Energous Corporation Compact PIFA antenna
US10199835B2 (en) 2015-12-29 2019-02-05 Energous Corporation Radar motion detection using stepped frequency in wireless power transmission system
US10103582B2 (en) 2012-07-06 2018-10-16 Energous Corporation Transmitters for wireless power transmission
US10243414B1 (en) 2014-05-07 2019-03-26 Energous Corporation Wearable device with wireless power and payload receiver
US10186913B2 (en) 2012-07-06 2019-01-22 Energous Corporation System and methods for pocket-forming based on constructive and destructive interferences to power one or more wireless power receivers using a wireless power transmitter including a plurality of antennas
US9867062B1 (en) 2014-07-21 2018-01-09 Energous Corporation System and methods for using a remote server to authorize a receiving device that has requested wireless power and to determine whether another receiving device should request wireless power in a wireless power transmission system
US9876394B1 (en) 2014-05-07 2018-01-23 Energous Corporation Boost-charger-boost system for enhanced power delivery
US10381880B2 (en) 2014-07-21 2019-08-13 Energous Corporation Integrated antenna structure arrays for wireless power transmission
US10291055B1 (en) 2014-12-29 2019-05-14 Energous Corporation Systems and methods for controlling far-field wireless power transmission based on battery power levels of a receiving device
US10211674B1 (en) 2013-06-12 2019-02-19 Energous Corporation Wireless charging using selected reflectors
US11502551B2 (en) 2012-07-06 2022-11-15 Energous Corporation Wirelessly charging multiple wireless-power receivers using different subsets of an antenna array to focus energy at different locations
US10291066B1 (en) 2014-05-07 2019-05-14 Energous Corporation Power transmission control systems and methods
US10256657B2 (en) 2015-12-24 2019-04-09 Energous Corporation Antenna having coaxial structure for near field wireless power charging
US10141768B2 (en) 2013-06-03 2018-11-27 Energous Corporation Systems and methods for maximizing wireless power transfer efficiency by instructing a user to change a receiver device's position
US9843201B1 (en) 2012-07-06 2017-12-12 Energous Corporation Wireless power transmitter that selects antenna sets for transmitting wireless power to a receiver based on location of the receiver, and methods of use thereof
US10090699B1 (en) 2013-11-01 2018-10-02 Energous Corporation Wireless powered house
US10263432B1 (en) 2013-06-25 2019-04-16 Energous Corporation Multi-mode transmitter with an antenna array for delivering wireless power and providing Wi-Fi access
US9853458B1 (en) 2014-05-07 2017-12-26 Energous Corporation Systems and methods for device and power receiver pairing
US10199849B1 (en) 2014-08-21 2019-02-05 Energous Corporation Method for automatically testing the operational status of a wireless power receiver in a wireless power transmission system
US10312715B2 (en) 2015-09-16 2019-06-04 Energous Corporation Systems and methods for wireless power charging
US10230266B1 (en) 2014-02-06 2019-03-12 Energous Corporation Wireless power receivers that communicate status data indicating wireless power transmission effectiveness with a transmitter using a built-in communications component of a mobile device, and methods of use thereof
US10211680B2 (en) 2013-07-19 2019-02-19 Energous Corporation Method for 3 dimensional pocket-forming
US9887584B1 (en) 2014-08-21 2018-02-06 Energous Corporation Systems and methods for a configuration web service to provide configuration of a wireless power transmitter within a wireless power transmission system
US10128693B2 (en) 2014-07-14 2018-11-13 Energous Corporation System and method for providing health safety in a wireless power transmission system
US10090886B1 (en) 2014-07-14 2018-10-02 Energous Corporation System and method for enabling automatic charging schedules in a wireless power network to one or more devices
US10224758B2 (en) 2013-05-10 2019-03-05 Energous Corporation Wireless powering of electronic devices with selective delivery range
US10141791B2 (en) 2014-05-07 2018-11-27 Energous Corporation Systems and methods for controlling communications during wireless transmission of power using application programming interfaces
US10124754B1 (en) 2013-07-19 2018-11-13 Energous Corporation Wireless charging and powering of electronic sensors in a vehicle
US10008889B2 (en) 2014-08-21 2018-06-26 Energous Corporation Method for automatically testing the operational status of a wireless power receiver in a wireless power transmission system
US9438045B1 (en) 2013-05-10 2016-09-06 Energous Corporation Methods and systems for maximum power point transfer in receivers
US20150326070A1 (en) 2014-05-07 2015-11-12 Energous Corporation Methods and Systems for Maximum Power Point Transfer in Receivers
US10223717B1 (en) 2014-05-23 2019-03-05 Energous Corporation Systems and methods for payment-based authorization of wireless power transmission service
US9812890B1 (en) 2013-07-11 2017-11-07 Energous Corporation Portable wireless charging pad
US9859797B1 (en) 2014-05-07 2018-01-02 Energous Corporation Synchronous rectifier design for wireless power receiver
US10211682B2 (en) 2014-05-07 2019-02-19 Energous Corporation Systems and methods for controlling operation of a transmitter of a wireless power network based on user instructions received from an authenticated computing device powered or charged by a receiver of the wireless power network
US9871398B1 (en) 2013-07-01 2018-01-16 Energous Corporation Hybrid charging method for wireless power transmission based on pocket-forming
US10128699B2 (en) 2014-07-14 2018-11-13 Energous Corporation Systems and methods of providing wireless power using receiver device sensor inputs
US10965164B2 (en) 2012-07-06 2021-03-30 Energous Corporation Systems and methods of wirelessly delivering power to a receiver device
US9825674B1 (en) 2014-05-23 2017-11-21 Energous Corporation Enhanced transmitter that selects configurations of antenna elements for performing wireless power transmission and receiving functions
US9787103B1 (en) 2013-08-06 2017-10-10 Energous Corporation Systems and methods for wirelessly delivering power to electronic devices that are unable to communicate with a transmitter
US10992185B2 (en) 2012-07-06 2021-04-27 Energous Corporation Systems and methods of using electromagnetic waves to wirelessly deliver power to game controllers
US10193396B1 (en) 2014-05-07 2019-01-29 Energous Corporation Cluster management of transmitters in a wireless power transmission system
US10063105B2 (en) 2013-07-11 2018-08-28 Energous Corporation Proximity transmitters for wireless power charging systems
US10218227B2 (en) 2014-05-07 2019-02-26 Energous Corporation Compact PIFA antenna
US10992187B2 (en) 2012-07-06 2021-04-27 Energous Corporation System and methods of using electromagnetic waves to wirelessly deliver power to electronic devices
US10063064B1 (en) 2014-05-23 2018-08-28 Energous Corporation System and method for generating a power receiver identifier in a wireless power network
US10148097B1 (en) 2013-11-08 2018-12-04 Energous Corporation Systems and methods for using a predetermined number of communication channels of a wireless power transmitter to communicate with different wireless power receivers
US10038337B1 (en) 2013-09-16 2018-07-31 Energous Corporation Wireless power supply for rescue devices
US9124125B2 (en) 2013-05-10 2015-09-01 Energous Corporation Wireless power transmission with selective range
US10206185B2 (en) 2013-05-10 2019-02-12 Energous Corporation System and methods for wireless power transmission to an electronic device in accordance with user-defined restrictions
US10103552B1 (en) 2013-06-03 2018-10-16 Energous Corporation Protocols for authenticated wireless power transmission
US10021523B2 (en) 2013-07-11 2018-07-10 Energous Corporation Proximity transmitters for wireless power charging systems
TWM472963U (zh) * 2013-07-26 2014-02-21 Shun Fu Technology Inc 使用相位偏移器的圍繞型天線
KR102193434B1 (ko) * 2013-12-26 2020-12-21 삼성전자주식회사 안테나 장치 및 이를 구비하는 무선 통신용 전자 장치
US10075017B2 (en) 2014-02-06 2018-09-11 Energous Corporation External or internal wireless power receiver with spaced-apart antenna elements for charging or powering mobile devices using wirelessly delivered power
US10158257B2 (en) 2014-05-01 2018-12-18 Energous Corporation System and methods for using sound waves to wirelessly deliver power to electronic devices
US10153653B1 (en) 2014-05-07 2018-12-11 Energous Corporation Systems and methods for using application programming interfaces to control communications between a transmitter and a receiver
US10170917B1 (en) 2014-05-07 2019-01-01 Energous Corporation Systems and methods for managing and controlling a wireless power network by establishing time intervals during which receivers communicate with a transmitter
US10153645B1 (en) 2014-05-07 2018-12-11 Energous Corporation Systems and methods for designating a master power transmitter in a cluster of wireless power transmitters
US10116143B1 (en) 2014-07-21 2018-10-30 Energous Corporation Integrated antenna arrays for wireless power transmission
US10068703B1 (en) 2014-07-21 2018-09-04 Energous Corporation Integrated miniature PIFA with artificial magnetic conductor metamaterials
JP6413624B2 (ja) * 2014-10-23 2018-10-31 株式会社デンソーウェーブ アンテナ装置
CN104409842A (zh) * 2014-11-27 2015-03-11 广州中海达卫星导航技术股份有限公司 单层宽带gnss测量型天线
US10122415B2 (en) 2014-12-27 2018-11-06 Energous Corporation Systems and methods for assigning a set of antennas of a wireless power transmitter to a wireless power receiver based on a location of the wireless power receiver
CN104900992B (zh) * 2015-06-19 2017-07-07 清华大学 一种半宽度微带贴片天线阵列
US10523033B2 (en) 2015-09-15 2019-12-31 Energous Corporation Receiver devices configured to determine location within a transmission field
US10008875B1 (en) 2015-09-16 2018-06-26 Energous Corporation Wireless power transmitter configured to transmit power waves to a predicted location of a moving wireless power receiver
US10211685B2 (en) 2015-09-16 2019-02-19 Energous Corporation Systems and methods for real or near real time wireless communications between a wireless power transmitter and a wireless power receiver
US9871387B1 (en) 2015-09-16 2018-01-16 Energous Corporation Systems and methods of object detection using one or more video cameras in wireless power charging systems
US10158259B1 (en) 2015-09-16 2018-12-18 Energous Corporation Systems and methods for identifying receivers in a transmission field by transmitting exploratory power waves towards different segments of a transmission field
US11710321B2 (en) 2015-09-16 2023-07-25 Energous Corporation Systems and methods of object detection in wireless power charging systems
US10186893B2 (en) 2015-09-16 2019-01-22 Energous Corporation Systems and methods for real time or near real time wireless communications between a wireless power transmitter and a wireless power receiver
US10199850B2 (en) 2015-09-16 2019-02-05 Energous Corporation Systems and methods for wirelessly transmitting power from a transmitter to a receiver by determining refined locations of the receiver in a segmented transmission field associated with the transmitter
US10778041B2 (en) 2015-09-16 2020-09-15 Energous Corporation Systems and methods for generating power waves in a wireless power transmission system
US10027168B2 (en) 2015-09-22 2018-07-17 Energous Corporation Systems and methods for generating and transmitting wireless power transmission waves using antennas having a spacing that is selected by the transmitter
US10135294B1 (en) 2015-09-22 2018-11-20 Energous Corporation Systems and methods for preconfiguring transmission devices for power wave transmissions based on location data of one or more receivers
US10050470B1 (en) 2015-09-22 2018-08-14 Energous Corporation Wireless power transmission device having antennas oriented in three dimensions
US10033222B1 (en) 2015-09-22 2018-07-24 Energous Corporation Systems and methods for determining and generating a waveform for wireless power transmission waves
US10020678B1 (en) 2015-09-22 2018-07-10 Energous Corporation Systems and methods for selecting antennas to generate and transmit power transmission waves
US10153660B1 (en) 2015-09-22 2018-12-11 Energous Corporation Systems and methods for preconfiguring sensor data for wireless charging systems
US10135295B2 (en) 2015-09-22 2018-11-20 Energous Corporation Systems and methods for nullifying energy levels for wireless power transmission waves
US10128686B1 (en) 2015-09-22 2018-11-13 Energous Corporation Systems and methods for identifying receiver locations using sensor technologies
US10734717B2 (en) 2015-10-13 2020-08-04 Energous Corporation 3D ceramic mold antenna
US10333332B1 (en) 2015-10-13 2019-06-25 Energous Corporation Cross-polarized dipole antenna
US9853485B2 (en) 2015-10-28 2017-12-26 Energous Corporation Antenna for wireless charging systems
US10063108B1 (en) 2015-11-02 2018-08-28 Energous Corporation Stamped three-dimensional antenna
US10027180B1 (en) * 2015-11-02 2018-07-17 Energous Corporation 3D triple linear antenna that acts as heat sink
US10135112B1 (en) 2015-11-02 2018-11-20 Energous Corporation 3D antenna mount
US10027159B2 (en) 2015-12-24 2018-07-17 Energous Corporation Antenna for transmitting wireless power signals
US10320446B2 (en) 2015-12-24 2019-06-11 Energous Corporation Miniaturized highly-efficient designs for near-field power transfer system
US10038332B1 (en) 2015-12-24 2018-07-31 Energous Corporation Systems and methods of wireless power charging through multiple receiving devices
US10116162B2 (en) 2015-12-24 2018-10-30 Energous Corporation Near field transmitters with harmonic filters for wireless power charging
US11863001B2 (en) 2015-12-24 2024-01-02 Energous Corporation Near-field antenna for wireless power transmission with antenna elements that follow meandering patterns
US10079515B2 (en) 2016-12-12 2018-09-18 Energous Corporation Near-field RF charging pad with multi-band antenna element with adaptive loading to efficiently charge an electronic device at any position on the pad
US10256677B2 (en) 2016-12-12 2019-04-09 Energous Corporation Near-field RF charging pad with adaptive loading to efficiently charge an electronic device at any position on the pad
US10263476B2 (en) 2015-12-29 2019-04-16 Energous Corporation Transmitter board allowing for modular antenna configurations in wireless power transmission systems
DE102016207434B4 (de) 2016-04-07 2017-11-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Antennenvorrichtung
CN105914465A (zh) * 2016-04-15 2016-08-31 上海安费诺永亿通讯电子有限公司 圆极化天线及其无线通信设备
US10454174B2 (en) * 2016-05-10 2019-10-22 Novatel Inc. Stacked patch antennas using dielectric substrates with patterned cavities
RU2638082C1 (ru) * 2016-06-29 2017-12-11 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Фрактальный излучатель
US10923954B2 (en) 2016-11-03 2021-02-16 Energous Corporation Wireless power receiver with a synchronous rectifier
US10096893B2 (en) * 2016-12-02 2018-10-09 Laird Technologies, Inc. Patch antennas
JP6691273B2 (ja) 2016-12-12 2020-04-28 エナージャス コーポレイション 配送される無線電力を最大化するために近接場充電パッドのアンテナ区域を選択的に活性化する方法
US10680319B2 (en) 2017-01-06 2020-06-09 Energous Corporation Devices and methods for reducing mutual coupling effects in wireless power transmission systems
US10389161B2 (en) 2017-03-15 2019-08-20 Energous Corporation Surface mount dielectric antennas for wireless power transmitters
US10439442B2 (en) 2017-01-24 2019-10-08 Energous Corporation Microstrip antennas for wireless power transmitters
JP6819381B2 (ja) * 2017-03-16 2021-01-27 カシオ計算機株式会社 アンテナ装置及び電子機器
WO2018183892A1 (en) 2017-03-30 2018-10-04 Energous Corporation Flat antennas having two or more resonant frequencies for use in wireless power transmission systems
US10511097B2 (en) 2017-05-12 2019-12-17 Energous Corporation Near-field antennas for accumulating energy at a near-field distance with minimal far-field gain
US11462949B2 (en) 2017-05-16 2022-10-04 Wireless electrical Grid LAN, WiGL Inc Wireless charging method and system
CN107104258B (zh) * 2017-05-25 2019-09-06 潘浩然 3dB电桥
US10848853B2 (en) 2017-06-23 2020-11-24 Energous Corporation Systems, methods, and devices for utilizing a wire of a sound-producing device as an antenna for receipt of wirelessly delivered power
KR102402411B1 (ko) * 2017-06-28 2022-05-27 삼성전자주식회사 안테나 장치 및 안테나를 포함하는 전자 장치
US10122219B1 (en) 2017-10-10 2018-11-06 Energous Corporation Systems, methods, and devices for using a battery as a antenna for receiving wirelessly delivered power from radio frequency power waves
US11342798B2 (en) 2017-10-30 2022-05-24 Energous Corporation Systems and methods for managing coexistence of wireless-power signals and data signals operating in a same frequency band
GB2569164A (en) * 2017-12-08 2019-06-12 Cambridge Consultants Antenna
CN108023163B (zh) * 2018-01-05 2023-05-02 西安电子科技大学 矢量合成基站天线单元
US10615647B2 (en) 2018-02-02 2020-04-07 Energous Corporation Systems and methods for detecting wireless power receivers and other objects at a near-field charging pad
US11159057B2 (en) 2018-03-14 2021-10-26 Energous Corporation Loop antennas with selectively-activated feeds to control propagation patterns of wireless power signals
CN108777362B (zh) * 2018-06-05 2021-01-19 成都电科星天科技有限公司 抗金属的高增益圆极化卫星接收天线
KR102481505B1 (ko) * 2018-06-11 2022-12-26 엘지이노텍 주식회사 안테나
US11515732B2 (en) 2018-06-25 2022-11-29 Energous Corporation Power wave transmission techniques to focus wirelessly delivered power at a receiving device
CN112335120B (zh) * 2018-06-29 2023-09-19 上海诺基亚贝尔股份有限公司 多频带天线结构
US11437735B2 (en) 2018-11-14 2022-09-06 Energous Corporation Systems for receiving electromagnetic energy using antennas that are minimally affected by the presence of the human body
CN109546331B (zh) * 2018-12-27 2020-10-16 上海华测导航技术股份有限公司 一种小型化平面双频段高精度卫星导航天线
KR20210117283A (ko) 2019-01-28 2021-09-28 에너저스 코포레이션 무선 전력 전송을 위한 소형 안테나에 대한 시스템들 및 방법들
CN113661660B (zh) 2019-02-06 2023-01-24 艾诺格思公司 估计最佳相位的方法、无线电力发射设备及存储介质
EP3972057A4 (en) * 2019-05-16 2023-06-14 KMW Inc. DUAL POLARIZED ANTENNA USING OFFSET SERIAL FEED
EP4022511B1 (en) * 2019-08-28 2023-07-26 Avery Dennison Retail Information Services LLC Rotation-insensitive rfid devices and methods of forming the same
US11381118B2 (en) 2019-09-20 2022-07-05 Energous Corporation Systems and methods for machine learning based foreign object detection for wireless power transmission
EP4032166A4 (en) 2019-09-20 2023-10-18 Energous Corporation SYSTEMS AND METHODS FOR PROTECTING WIRELESS POWER RECEIVERS USING MULTIPLE RECTIFIER AND ESTABLISHING IN-BAND COMMUNICATIONS USING MULTIPLE RECTIFIER
WO2021055898A1 (en) 2019-09-20 2021-03-25 Energous Corporation Systems and methods for machine learning based foreign object detection for wireless power transmission
US11139699B2 (en) 2019-09-20 2021-10-05 Energous Corporation Classifying and detecting foreign objects using a power amplifier controller integrated circuit in wireless power transmission systems
EP4073905A4 (en) 2019-12-13 2024-01-03 Energous Corp CHARGING PAD WITH GUIDING CONTOURS FOR ALIGNING AN ELECTRONIC DEVICE ON THE CHARGING PAD AND FOR EFFICIENTLY TRANSMITTING NEAR FIELD HIGH FREQUENCY ENERGY TO THE ELECTRONIC DEVICE
US10985617B1 (en) 2019-12-31 2021-04-20 Energous Corporation System for wirelessly transmitting energy at a near-field distance without using beam-forming control
EP3859893B1 (en) * 2020-01-28 2023-08-09 Nokia Solutions and Networks Oy An antenna system
US11799324B2 (en) 2020-04-13 2023-10-24 Energous Corporation Wireless-power transmitting device for creating a uniform near-field charging area
JP7264861B2 (ja) * 2020-11-11 2023-04-25 矢崎総業株式会社 薄型アンテナ
TWI764682B (zh) * 2021-04-22 2022-05-11 和碩聯合科技股份有限公司 天線模組
US20220397683A1 (en) * 2021-06-10 2022-12-15 Trimble Inc. Low-profile parasitically-coupled patch antenna
US11791558B2 (en) 2021-08-23 2023-10-17 GM Global Technology Operations LLC Simple ultra wide band very low profile antenna
US11652290B2 (en) * 2021-08-23 2023-05-16 GM Global Technology Operations LLC Extremely low profile ultra wide band antenna
US11901616B2 (en) 2021-08-23 2024-02-13 GM Global Technology Operations LLC Simple ultra wide band very low profile antenna arranged above sloped surface
CN114094329B (zh) * 2021-11-22 2023-10-03 江苏科技大学 一种对称式顶部Peano分形加载的微带贴片天线
US11916398B2 (en) 2021-12-29 2024-02-27 Energous Corporation Small form-factor devices with integrated and modular harvesting receivers, and shelving-mounted wireless-power transmitters for use therewith
DE102022203585A1 (de) 2022-04-08 2023-10-12 Continental Automotive Technologies GmbH Mehrschichtige Patchantennenvorrichtung, Antennenmodul und Fahrzeug mit einer mehrschichtige Patchantennenvorrichtung
DE202022002816U1 (de) 2022-04-08 2023-07-20 Continental Automotive Technologies GmbH Mehrschichtige Patchantennenvorrichtung, Antennenmodul und Fahrzeug mit einer mehrschichtigen Patchantennenvorrichtung
JP2024046779A (ja) * 2022-09-26 2024-04-05 カシオ計算機株式会社 アンテナ、電子機器及び電子時計

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4987421A (en) * 1988-06-09 1991-01-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Microstrip antenna
US5200756A (en) * 1991-05-03 1993-04-06 Novatel Communications Ltd. Three dimensional microstrip patch antenna
JPH04337908A (ja) * 1991-05-15 1992-11-25 Sony Corp 平面アンテナ
JP2840493B2 (ja) * 1991-12-27 1998-12-24 株式会社日立製作所 一体型マイクロ波回路
JP3464277B2 (ja) * 1994-06-20 2003-11-05 株式会社東芝 円偏波パッチアンテナ
US6160522A (en) * 1998-04-02 2000-12-12 L3 Communications Corporation, Randtron Antenna Systems Division Cavity-backed slot antenna
JP2002152069A (ja) * 2000-11-14 2002-05-24 Murata Mfg Co Ltd 複合通信モジュール
WO2002063714A1 (en) 2001-02-07 2002-08-15 Fractus, S.A. Miniature broadband ring-like microstrip patch antenna
JP3420233B2 (ja) * 2001-11-28 2003-06-23 日本アンテナ株式会社 複合アンテナ
FR2841046B1 (fr) 2002-06-17 2006-06-16 France Telecom Antenne pastille compacte avec un moyen d'adaptation
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
JP2005159944A (ja) * 2003-11-28 2005-06-16 Alps Electric Co Ltd アンテナ装置
US7064714B2 (en) * 2003-12-29 2006-06-20 Transcore Link Logistics Corporation Miniature circularly polarized patch antenna
DE102004016158B4 (de) 2004-04-01 2010-06-24 Kathrein-Werke Kg Antenne nach planarer Bauart
FR2869727B1 (fr) * 2004-04-30 2007-04-06 Get Enst Bretagne Etablissemen Antenne planaire a plots conducteurs s'etendant a partir du plan de masse et/ou d'au moins un element rayonnant, et procede de fabrication correspondant
FR2869726B1 (fr) 2004-04-30 2006-07-14 Get Enst Bretagne Etablissemen Antenne plane a plots conducteurs s'etendant a partir d'au moins un element rayonnant, et procede de fabrication correspondant
SE0402333D0 (sv) 2004-09-27 2004-09-27 Tomas Rutfors Ringantenn
US7710324B2 (en) 2005-01-19 2010-05-04 Topcon Gps, Llc Patch antenna with comb substrate
GB2429336A (en) * 2005-08-18 2007-02-21 Andrew John Fox Compact loop antenna
JP2007129417A (ja) * 2005-11-02 2007-05-24 Japan Radio Co Ltd パッチアンテナの製造方法
CN101038984A (zh) * 2007-05-10 2007-09-19 北京航空航天大学 一种小型化的gps微带贴片天线的设计
US8446322B2 (en) * 2007-11-29 2013-05-21 Topcon Gps, Llc Patch antenna with capacitive elements
WO2009093980A1 (en) 2008-01-22 2009-07-30 Agency For Science, Technology & Research Broadband circularly polarized patch antenna
TWI372488B (en) 2008-08-11 2012-09-11 Unictron Technologies Corp Circularly polarized antenna
US8723731B2 (en) 2008-09-25 2014-05-13 Topcon Gps, Llc Compact circularly-polarized antenna with expanded frequency bandwidth
US8878727B2 (en) * 2009-02-12 2014-11-04 Origin Gps Ltd. Antenna-module hybrid circuit
CN101807739A (zh) * 2009-02-13 2010-08-18 公安部第三研究所 一种用于rfid管理领域的小型化、圆极化天线
US20110012788A1 (en) 2009-07-14 2011-01-20 Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. Miniature Circularly Polarized Folded Patch Antenna
CN102104190A (zh) 2009-12-21 2011-06-22 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 天线及其小型化方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102120685B1 (ko) * 2019-11-05 2020-06-09 주식회사 알씨엔 다중 사용자 다중 입력 다중 출력 안테나

Also Published As

Publication number Publication date
CN103959557B (zh) 2016-12-14
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JP6100272B2 (ja) 2017-03-22
CN103959557A (zh) 2014-07-30

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