KR20160081892A - 구면 단극 안테나 - Google Patents

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KR20160081892A
KR20160081892A KR1020167003122A KR20167003122A KR20160081892A KR 20160081892 A KR20160081892 A KR 20160081892A KR 1020167003122 A KR1020167003122 A KR 1020167003122A KR 20167003122 A KR20167003122 A KR 20167003122A KR 20160081892 A KR20160081892 A KR 20160081892A
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용규 윤
철복 김
종규 김
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유니버시티 오브 플로리다 리서치 파운데이션, 인크.
한국전자통신연구원
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    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/20—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements characterised by the operating wavebands
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    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/40—Element having extended radiating surface

Abstract

구면 단극 안테나의 각종 예가 제공된다. 일 예에 있어서, 구면 단극 안테나는 다른 무엇보다도 특히 기판의 제1 측면에 있는 구면 도체와 상기 기판상에 배치된 접지면을 포함한다. 상기 구면 도체는 테이퍼드 공급 선로를 통해 커넥터에 전기적으로 결합되고 상기 접지면은 상기 기판의 제2 측면에서 상기 커넥터의 적어도 일부를 둘러싼다. 다른 예에 있어서, 방법은 다른 무엇보다도 특히 기판의 제1 측면에 배치된 다이층에서 테이퍼드 몰드를 형성하는 단계와, 도전성 페이스트로 상기 테이퍼드 몰드를 채우는 단계와, 상기 테이퍼드 몰드의 큰 단부에서 구면 도체를 배치하는 단계를 포함한다. 상기 도전성 페이스트는 상기 테이퍼드 몰드의 작은 단부로 상기 기판을 관통하여 연장하는 신호선과 접촉하고 상기 구면 도체와 접촉한다.

Description

구면 단극 안테나{SPHERICAL MONOPOLE ANTENNA}
관련 출원에 대한 교차 참조
이 출원은 "구면 단극 안테나"의 명칭으로 2013년 7월 3일자 출원된 미국 가특허 출원 제61/842,631호를 우선권 주장하며, 이 우선권 출원은 인용에 의해 그 전체가 본원에 통합된다.
극초광대역(ultra-wideband, UWB)은 500MHz 이상의 큰 대역폭으로 데이터를 전송하는 기술이다. 초광대역(super-wideband, SWB)은 고해상도를 위해 적어도 10:1의 대역폭 비를 제공하는 기술이다. UWB와 SWB는 고데이터율 무선 통신, 장거리 레이더 및 이미징 시스템을 위해 사용된다. UWB/SWB 안테나는 그러한 무선 통신, 레이더 및 이미징 시스템에 있어서 중요한 컴포넌트이다. 안테나 특성은 입력 임피던스, 방사 패턴, 이득, 효율 등을 포함한다. 이들 안테나가 휴대용의 무선 장치에서 사용되기 때문에, 안테나 설계는 공간적 한계, 기하학적 형상, 다중 안테나 간섭 등과 같은 많은 요인들에 의해 영향을 받는다.
구면 단극 안테나의 각종 예가 제공된다. 일 예에 있어서, 구면 단극 안테나는 다른 무엇보다도 특히 기판의 제1 측면에 있는 구면 도체와 상기 기판상에 배치된 접지면을 포함한다. 상기 구면 도체는 테이퍼드 공급 선로를 통해 커넥터에 전기적으로 결합되고 상기 접지면은 상기 기판의 제2 측면에서 상기 커넥터의 적어도 일부를 둘러싼다. 다른 예에 있어서, 방법은 다른 무엇보다도 특히 기판의 제1 측면에 배치된 다이층에서 테이퍼드 몰드를 형성하는 단계와, 도전성 페이스트로 상기 테이퍼드 몰드를 채우는 단계와, 상기 테이퍼드 몰드의 큰 단부에서 구면 도체를 배치하는 단계를 포함한다. 상기 도전성 페이스트는 상기 테이퍼드 몰드의 작은 단부로 상기 기판을 관통하여 연장하는 신호선과 접촉하고 상기 구면 도체와 접촉한다.
본 발명의 많은 양태들은 첨부 도면을 참조함으로써 더 잘 이해할 수 있다. 도면에 도시된 컴포넌트들은 반드시 정확한 축척으로 된 것이 아니고, 그 대신에 본 발명의 원리를 명확히 설명하는 것에 강조를 둔다. 더욱이, 도면에서 동일한 참조 번호는 도면 전체에 걸쳐서 대응하는 부분을 나타낸다.
도 1a 및 도 1b는 각각 본 발명의 각종 실시형태에 따른 예시적인 구면 초광대역(SWB) 안테나의 투시도 및 단면도이다.
도 2는 본 발명의 각종 실시형태에 따른, 도 1a 및 도 1b의 구면 SWB 안테나의 반사 손실의 예를 보인 도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 각종 실시형태에 따른, 공면 도파관 공급을 포함한 예시적인 구면 SWB 안테나의 그래픽 표시도이다.
도 4는 본 발명의 각종 실시형태에 따른, 도 1a 및 도 1b의 구면 SWB 안테나의 제조 공정의 예를 보인 그래픽 표시도이다.
도 5는 본 발명의 각종 실시형태에 따른, 도 1a 및 도 1b의 제조된 구면 SWB 안테나의 반사 손실의 예를 보인 도이다.
도 6a-6d는 본 발명의 각종 실시형태에 따른, 도 1a 및 도 1b의 제조된 구면 SWB 안테나의 방사 패턴의 예를 보인 도이다.
도 7은 본 발명의 각종 실시형태에 따른, 도 1a 및 도 1b의 제조된 구면 SWB 안테나의 이득 및 그룹 지연의 예를 보인 도이다.
여기에서는 구면 단극 안테나의 각종 실시형태에 관한 각종 예가 설명된다. 이 설명에서는 테이퍼드(tapered) 공급 선로를 가진 초광대역 기술을 이용한 구면 단극 안테나의 설계, 제조 및 특징화가 설명된다. 이제, 도면에 예시된 실시형태의 설명을 상세히 참조할 것이며, 도면에 있어서 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 표시한다.
초광대역(SWB) 기술을 사용하면 예컨대 벽 레이더 및 감시 시스템을 통해 감지하는 고해상도를 위해 적어도 10:1의 비 대역폭을 제공할 수 있다. 극히 넓은 대역폭은 테이퍼드 공급 선로, 둥근 접지면 및/또는 원형/타원형 패치와 같은 매끄러운 안테나 기하학적 형상을 채용함으로써 달성될 수 있다. 양호한 대역폭 성능을 보이기는 하지만, 평면 단극 안테나는 무지향성 방사 패턴에 있어서 기판 유전체 손실 및 왜곡을 받을 수 있다. 3차원(3D) SWB 안테나는 더 좋은 무지향성을 제공할 수 있다.
예컨대 구면 SWB 안테나와 같은 3D SWB 단극 안테나는 여기에서 설명하는 것처럼 설계, 제조 및 특징화될 수 있다. 예를 들면, 별도의 도전성 구(예를 들면, 스틸 볼)가 주 복사체(radiator)로서 채용될 수 있다. 3D 테이퍼드 공급 선로는 예를 들면 포토패터너블(photopatternable) 폴리우레탄(예를 들면, 맥더미드사(MacDermid Inc.)의 D50, 또는 다른 적당한 패터너블 물질), 다방향성 자외선(UV) 리소그래피, 및 주조된 도전성 페이스트로 구현될 수 있다.
구면 SWB 안테나의 저주파수 컷오프는 도전성 구를 주 복사체로서 사용하는 경우 그 1/4 파장에서 구면 SWB 안테나의 도전성 구의 직경에 의해 주로 결정될 수 있다. 상위 컷오프는 동축 접속부와 도전성 구 사이에 테이퍼드 공급 선로를 사용함으로써 크게 확대될 수 있고, 이것은 두꺼운 포토패터너블 폴리우레탄(예를 들면, 맥더미드사의 D50) 및 3D 다방향성 UV 리소그래피를 이용하여 제조될 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 구면 SWB 안테나는 약 2.4GHz와 약 23.2GHz 사이에서 10dB의 대역폭(비 대역폭은 9.7:1임), 및 10GHz에서 약 2.9dBi의 최대 이득을 가진 무지향성 방사 패턴을 가질 수 있다.
안테나 구성
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 각각 예시적인 구면 SWB 안테나(100)의 투시도 및 단면도가 도시되어 있다. 도 1의 예에서, 구면 SWB 안테나(100)는 도전성 구(103), 테이퍼드 공급 선로(106) 및 원형 접지면(109)을 포함한다. 일부 실시형태에 있어서, 상기 도전성 구(103)는 예를 들면 스틸 볼, 구리 볼 또는 다른 적당한 중공 도전성 외피(shell) 또는 딱딱한 도전성 볼일 수 있다. 도 1b에 단면도로 도시된 바와 같이, 테이퍼드 공급 선로(106)는 접지면(109)을 통하여 연장하는 동축 접속부(112) 및 도전성 구(103)와 전기적으로 결합한다. 도 1a 및 도 1b의 예에서, 예컨대 포토패터너블 폴리우레탄(PU) 층과 같은 패터너블 다이층(115)이 테이퍼드 공급 선로(106)를 둘러싼다. 패터너블 다이층(115)은 원형 또는 다른 적당한 기하학적 패턴, 예를 들면 다각형일 수 있다. 도 1a 및 도 1b에 예시된 것처럼, 원형 접지면은 예를 들면 인쇄 회로 기판(PCB)의 라미네이트 층(118) 밑에 위치될 수 있다. 예를 들면, 라미네이트 층(또는 기판)(118)은 예컨대 RT-듀로이드 5880LZ 등의 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)의 층일 수 있다. 접지면(109)은 도 1b에 도시된 것처럼 도전성 구(103) 및 테이퍼드 공급 선로(106)에 대향하는(opposite) 라미네이트 층(118)의 측면에 위치된다. 접지면(109)의 기하학적 형상은 원형, 육각형, 팔각형 또는 다른 적당한 패턴일 수 있다.
구면 SWB 안테나(100)의 높이는 볼(또는 구) 직경(Bd)과 다이층(115)의 높이(Dh)의 합과 대략 같고, 이것은 최저 주파수에서의 1/4 파장에 대략 대응하는 최저 공진 주파수를 결정한다. 구면 SWB 안테나(100)의 동작 대역폭은 테이퍼드 공급 선로(106)의 치수에 의존한다. 테이퍼드 공급 선로(106)의 치수는 예컨대 CST 마이크로웨이브 스튜디오 또는 ANSYS 고주파수 구조 시뮬레이터와 같은 상용의 3D 전자기 시뮬레이터를 이용하여 설계 및 최적화될 수 있다.
구면 SWB 안테나(100)의 예는 동작 특성을 테스트하도록 구현되었다. 도 1a 및 도 1b의 제조된 구면 SWB 안테나(100)의 기하학적 형상은 도전성 구(103)의 볼 직경 Bd=24mm; 다이층(115)의 직경 Dd=30mm; 다이층(115)의 높이 Dh=5mm; 원형 접지면(109)의 직경 Gd=70mm; 테이퍼드 공급 선로(106)의 상부 직경 Tu=6mm; 및 테이퍼드 공급 선로(106)의 하부 직경 Tb=1mm일 수 있다. 라미네이트 층(118)은 두께가 0.508mm인 RT-듀로이드 5880LZ(εr=1.96)이다. 다른 두께의 라미네이트 층(118)도 사용할 수 있다.
도 2는 테이퍼드 공급 선로(106)의 상부 직경(Tu)의 변동에 대한 반사 손실의 효과를 보인 도(200)이다. 도 2는 상부 직경이 Tu=1mm(곡선 203), Tu=3mm(곡선 206) 및 Tu=6mm(곡선 209)인 경우의 시뮬레이트 결과들을 제공한다. 테이퍼드 공급 선로(106)의 하부 직경은 Tb=1mm로 일정하게 유지된다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 공면 도파관 공급(feeding)을 포함한 구면 SWB 안테나(300)의 예가 도시되어 있다. 도 3a는 도전성 구(103), 테이퍼드 공급 선로(106), 및 도전성 구(103)에 인접한 기판(318)의 측면에 위치된 공면 도파관(312) 간의 관계를 보여주는 확대도이다. 도 3b는 공면 도파관 공급을 포함하는 구면 SWB 안테나(300)의 단면도를 제공한다. 구면 SWB 안테나(300)는 테이퍼드 공급 선로(106)를 통해 공면 도파관(312)에 결합된 도전성 구(103)를 포함한다. 도 3a 및 도 3b의 예에서, 공면 도파관(312) 및 접지면(309)은 도전성 구(103) 및 테이퍼드 공급 선로(106)와 동일한 기판(318)의 측면에 배치된다. 다른 구현예에서는 공면 도파관(312) 및 접지면(309)이 도전성 구(103) 및 테이퍼드 공급 선로(106)에 대향하는 기판(318)의 측면에 배치될 수 있다.
일부 실시형태에 있어서, 도전성 구(103)는 예를 들면 스틸 볼, 구리 볼 또는 다른 적당한 중공 도전성 외피 또는 딱딱한 도전성 볼일 수 있다. 도 1b의 예에서, 도전성 구(103)는 중공 도전성 외피를 포함하고, 그 중앙 공간(303)은 공기, 유전체, 중합체(예를 들면, 스티로폼), 금속 또는 다른 적당한 물질로 채워질 수 있다. 중공 도전성 외피의 두께는 약 1GHz에서 사용하는 경우에 약 10㎛ 내지 약 20㎛의 두께일 수 있다. 테이퍼드 공급 선로(106)는 도 3a에 도시된 바와 같이 접지면(309)을 통하여 연장하는 동축 도파관(312) 및 도전성 구(103)와 전기적으로 결합한다. 공면 도파관(312) 및 접지면(309)이 도전성 구(103) 및 테이퍼드 공급 선로(106)에 대향하는 기판(318)의 측면에 배치된 경우, 기판을 통해 연장하는 비아(또는 다른 적당한 접속물)이 상기 테이퍼드 공급 선로(106)를 공면 도파관(312)에 결합하기 위해 사용될 수 있다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 예컨대 포토패터너블 폴리우레탄(PU) 층과 같은 패터너블 다이층(115)이 테이퍼드 공급 선로(106)를 둘러싼다.
안테나 구성
도 4를 참조하면, 마이크로 제조 공정을 이용하여 테이퍼드 공급 선로(106)를 구비한 도 1a 및 도 1b의 구면 SWB 안테나(100)를 제조하는 예가 도시되어 있다. 공정은 구리(406)의 단일 측면에 피복된 기판(403)(예를 들면, 평면 기판)으로 시작한다(도 4(a)). 원형 접지면(109)이 상기 구리층(406) 내에 형성될 수 있다. 구리 피복 기판(403)의 단일 측면에서, 다이층(115)에 대하여 직경(Dd) 및 높이(Dh)를 가진 원형 공동(cavity)(409)이 구리(406)에 대향하는 기판(403)의 측면에 규정되고(도 4(b)) 액상의 네가티브 포토패터너블 PU(412)(예를 들면, D50 또는 다른 적당한 패터너블 물질)가 상기 원형 공동(409)에 부어진다. 도 4(c)에서, 포토마스크(415)가 포토패터너블 PU(412) 위에 배치되고 그 상부에 얇은 보호막(418)이 배치된다. 3D 무지향성 UV 복사선(421)을 이용한 리소그래픽 노출이 액상 네가티브 포토패터너블 PU(412)를 교차결합하기 위해 수행된다. UV 복사선(421)의 방향은 테이퍼드 공급 선로(106)를 위해 다이층(115)에서 테이퍼드 몰드(424)를 형성한다. 예를 들면, 노출되지 않은 D50이 테이퍼드 몰드(424)를 형성하기 위해 물로 세척될 수 있고, 그 다음에 공급공(feeding hole)(427)이 도 4(d)에 도시된 바와 같이 기판(403)을 관통하여 드릴링될 수 있다(예를 들면, CNC(computer numerical controlled, 컴퓨터 수치 제어) 선반을 이용해서).
도 4(e)로 이동해서, 테이퍼드 몰드(424)가 도전성 페이스트(예를 들면, 겔 상태의 은 페이스트)로 채워지고, 이어서 예컨대 SMA(SubMinature version A) 커넥터와 같은 동축 접속부(112)가 상기 공급공(427)을 통해 조립된다. 이 방식으로, 동축 접속부(112)의 신호선(430)이 테이퍼드 공급 선로(106)에 전기적으로 접속된다. 동축 접속부의 제2 접속부가 구리층(406)에 결합될 수 있다. 원형 공동(409)으로부터 폼(form)을 제거하고 도전성 페이스트가 채워진 테이퍼드 공급 공동 위에 도전성 구(103)를 배치(도 4(f))한 후에, 도전성 페이스트를 고화하고 도전성 구(103)와의 전기 접속을 완성하기 위해 구면 SWB 안테나(100)가 실온에서 약 12 시간 동안 남겨질 수 있다. 도전성 구(103) 및/또는 신호선(430)을 제위치에 고정하기 위해 도전성 페이스트를 고화하는 다른 방법이 또한 사용될 수 있다. 도 4(g) 및 (h)는 D50의 다이층(115)에서 제조된 테이퍼드 몰드(424)의 투시도 및 단면도를 보인 것이다. 도 5는 제조된 구면 SWB 안테나(100)의 이미지를 포함한다.
공면 도파관 공급을 포함한 도 3a 및 도 3b의 구면 SWB 안테나(300)는 유사한 방식으로 제조될 수 있다. 공면 도파관(312) 및 접지면(309)은 기판(318)의 일 측면에 형성될 수 있다. 공동이 공면 도파관(312) 위에 규정되고, 접지면(309) 및 액상 네가티브 포토패터너블 PU(예를 들면, D50 또는 다른 적당한 패터너블 물질)이 상기 공동에 부어질 수 있다. 공동은 공면 도파관(312) 및 접지면(309)과 동일한 기판(318)의 측면에 또는 대향하는 기판(318)의 측면에 있을 수 있다. 포토마스크가 포토패터너블 PU 위에 배치되고 그 상부에 얇은 보호막이 배치된다. 3D 무지향성 UV 복사선을 이용한 리소그래픽 노출이 액상 네가티브 포토패터너블 PU를 교차결합하고 테이퍼드 공급 선로(106)를 위한 테이퍼드 몰드를 다이층(115)에 형성하기 위해 수행된다. 테이퍼드 몰드는 다이층(115)을 관통해서 연장하여 공면 도파관(312)의 접촉 영역에 대한 접근을 제공한다. 테이퍼드 몰드는 테이퍼드 공급 선로(106)를 형성하기 위해 도전성 페이스트(예를 들면, 겔 상태의 은 페이스트)로 채워질 수 있고, 이것에 의해 공면 도파관(312)에 전기적으로 접속된다. 상기 접촉 영역은 공면 도파관(312)의 단부에 있을 수 있고, 일부 구현예에서는 기판(318)을 관통하여 연장할 수 있다. 예를 들면, 상기 접촉 영역은 테이퍼드 공급 선로(106)와의 접속을 위해 공면 도파관(312)의 단부로부터 기판(318)을 관통하여 연장하는 비아를 포함할 수 있다. 도전성 구(103)가 그 다음에 도전성 페이스트가 채워진 테이퍼드 공급 공동 위에 배치되고, 도전성 페이스트를 고화시켜서 도전성 구(103)와의 전기 접속을 완성할 수 있다.
테스트 결과
도 5의 제조된 구면 SWB 안테나(100)는 1~40GHz의 1포트 교정(one port calibration) 후의 벡터 네트워크 분석기(HP E8361a) 및 표준 혼 안테나(에인포사(AINFO Inc.)의 JXTXLB-10180)를 이용하여 특징화되었다. 도 5는 제조된 구면 SWB 안테나(100)의 시뮬레이트 반사 손실과 측정된 반사 손실을 각각 곡선 503 및 508로 보인 도(500)이다. 안테나의 시뮬레이트된 10dB 대역폭 및 측정된 10dB 대역폭은 각각 166%(2.5GHz - 26.8GHz, 10.7:1 비 대역폭) 및 163%(2.45GHz - 23.2GHz, 9.7:1 비 대역폭)이었다. 측정 대역폭과 시뮬레이트 대역폭 간의 약간의 편차는 제조상의 허용공차에 기인할 수 있다.
도 6a-6d를 참조하면, 3GHz, 5GHz, 7.5GHz 및 10GHz에서의 시뮬레이트 방사 패턴과 측정 방사 패턴이 각각 도시되어 있다. 도 6a-6d의 도면은 E-평면 및 H-평면 양측에서의 시뮬레이트 방사 패턴과 측정 방사 패턴을 포함한다. 도 6a-6d는 구면 SWB 안테나(100)에 대한 각 주파수에서 단극형 방사 패턴을 나타낸다. 또한, 도 6a-6d는 양호한 무지향성 방사 패턴을 나타낸다.
다음에, 도 7을 참조하면, 시뮬레이트된 및 측정된 최대 이득(각각, 곡선 703 및 706) 및 그룹 지연(각각, 곡선 709 및 712)이 도표(700)로 도시되어 있다. 비록 시뮬레이트된 및 측정된 최대 이득 및 그룹 지연 사이에 작은 불일치가 있지만, 이들은 유사한 추세를 나타낸다. 12GHz에서의 감소된 이득은 유한 크기를 가진 D50 층의 자기 공명(self-resonance)의 부여에 기인할 수 있다. 다이층(112)의 치수를 변경하면 이것을 경감할 수 있다. 구면 SWB 안테나(100)의 시뮬레이트된 및 측정된 그룹 지연(각각, 곡선 709 및 712)은 ±1ns 미만이고, 이것은 펄스 통신에서 훌륭한 것이다.
3D 구면 SWB 안테나(100)가 설계, 제조 및 특징화되었다. 도 5, 6a-6d 및 7에서 알 수 있는 바와 같이, 측정 결과는 시뮬레이트 결과와 잘 일치하였다. 구면 SWB 안테나(100)는 163%의 10dB 대역폭(9.7:1의 비 대역폭) 및 10GHz에서 약 2.9dBi의 최대 이득을 갖는다. 구면 SWB 안테나(100)는 양호한 제조성, 저비용 및 양호한 무지향성 방사 패턴을 나타낸다. 또한, 최저 공진 주파수가 다른 크기의 도전성 구(103)를 조립함으로써 쉽게 동조 가능하고, 그러므로, 설계 및 공정이 조정 가능하다.
전술한 본 발명의 실시형태는 발명의 원리를 명확히 이해할 수 있도록 개시된 구현예의 단순히 가능한 예에 불과하다는 것을 이해하여야 한다. 발명의 정신 및 원리로부터 실질적으로 벗어나지 않고 전술한 실시형태에 대하여 많은 변형 및 수정이 가해질 수 있다. 이러한 수정 및 변형은 모두 본 발명의 범위 내에 포함되고 첨부된 특허 청구범위에 의해 보호되는 것으로 의도된다.
비율, 농도, 양 및 다른 수치 데이터는 여기에서 범위의 형식으로 표현되었음에 주목하여야 한다. 이러한 범위 형식은 편리성 및 간략성을 위해 사용된 것이고, 따라서 범위의 한계로서 명시적으로 인용된 수치뿐만 아니라 그 범위 내에 포함되는 모든 개별 수치 및 종속 범위를 마치 각각의 수치 및 종속 범위가 명시적으로 인용된 것처럼 포함하도록 유연성 있게 해석되어야 한다는 점을 이해하여야 한다. 예를 들면, "약 0.1% 내지 약 5%"의 농도 범위는 명시적으로 인용된 농도인 약 0.1wt% 내지 약 5wt% 뿐만 아니라 표시된 범위 내의 개별적인 농도(예를 들면, 1%, 2%, 3% 및 4%) 및 종속 범위(예를 들면, 0.5%, 1.1%, 2.2%, 3.3% 및 4.4%)도 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 용어 "약"은 수치의 유효 숫자에 따른 관습적 반올림을 포함할 수 있다. 또한, 구 "약 'x' 내지 'y'"는 "약 'x' 내지 약 'y'"를 포함한다.

Claims (24)

  1. 구면 단극 안테나에 있어서,
    기판의 제1 측면에 있고 테이퍼드(tapered) 공급 선로를 통해 커넥터에 전기적으로 결합된 구면 도체; 및
    상기 기판에 배치되고 상기 커넥터의 적어도 일부를 둘러싸는 접지면
    을 포함한, 구면 단극 안테나.
  2. 제1항에 있어서, 상기 커넥터는 상기 기판의 제2 측면에 있고 상기 접지면은 상기 기판의 제2 측면에 배치된 것인, 구면 단극 안테나.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 테이퍼드 공급 선로는 큰 단부에서 상기 구면 도체에 전기적으로 결합되고 상기 기판의 제1 측면에 인접한 작은 단부에서 상기 커넥터의 신호선에 전기적으로 결합된 것인, 구면 단극 안테나.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커넥터는, 제2 접속부가 상기 접지면에 전기적으로 결합된 동축 커넥터인 것인, 구면 단극 안테나.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접지면은 상기 테이퍼드 공급 선로 주위에서 중심이 맞추어진 원형 접지면인 것인, 구면 단극 안테나.
  6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커넥터는 상기 테이퍼드 공급 선로의 작은 단부에서 전기적으로 결합된 공면 도파관이고 상기 구면 도체는 상기 테이퍼드 공급 선로의 큰 단부에서 전기적으로 결합된 것인, 구면 단극 안테나.
  7. 제1항에 있어서, 상기 커넥터는 상기 기판의 제1 측면에 있고 상기 접지면은 상기 기판의 제1 측면에 배치된 것인, 구면 단극 안테나.
  8. 제1항 또는 제7항에 있어서, 상기 커넥터는 상기 테이퍼드 공급 선로의 작은 단부에서 전기적으로 결합된 공면 도파관이고 상기 구면 도체는 상기 테이퍼드 공급 선로의 큰 단부에서 전기적으로 결합된 것인, 구면 단극 안테나.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판의 제1 측면에 배치되고 상기 테이퍼드 공급 선로를 둘러싸는 다이층을 더 포함한, 구면 단극 안테나.
  10. 제9항에 있어서, 상기 다이층은 상기 테이퍼드 공급 선로 주위에서 중심이 맞추어진 것인, 구면 단극 안테나.
  11. 제9항에 있어서, 상기 구면 도체는 상기 기판의 제1 측면에 대향하는 상기 다이층의 제1 표면에 배치된 것인, 구면 단극 안테나.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구면 도체는 도전성 외피(shell) 내의 공간을 포함한 것인, 구면 단극 안테나.
  13. 제12항에 있어서, 상기 공간은 중합체로 채워진 것인, 구면 단극 안테나.
  14. 방법에 있어서,
    기판의 제1 측면에 배치된 다이층에서 테이퍼드 몰드를 형성하는 단계;
    상기 테이퍼드 몰드의 작은 단부로 상기 기판을 관통하여 연장하는 신호선과 접촉하는 도전성 페이스트로 상기 테이퍼드 몰드를 채우는 단계; 및
    상기 테이퍼드 몰드의 큰 단부에서 상기 도전성 페이스트와 접촉하게 구면 도체를 배치하는 단계
    를 포함한, 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 구면 도체를 제위치에 고정하기 위해 상기 도전성 페이스트를 고화(secure)시키는 단계를 더 포함한, 방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 다이층에서 상기 테이퍼드 몰드를 형성하는 단계는,
    상기 테이퍼드 몰드의 큰 단부를 규정하는 보호막을 포함한 포토마스크를 포토패터너블 폴리우레탄층 위에 배치하는 단계;
    상기 포토패터너블 폴리우레탄층을 상기 포토마스크를 통하여 자외 복사선에 노출시키는 단계; 및
    노출되지 않은 폴리우레탄을 상기 테이퍼드 몰드로부터 제거하는 단계
    를 포함한 것인, 방법.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 테이퍼드 몰드의 작은 단부에서 상기 기판을 관통하여 연장하는 공급공(feeding hole)을 형성하는 단계를 더 포함한, 방법.
  18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공급공을 관통하여 상기 신호선을 배치하는 단계를 더 포함하고, 상기 신호선은 상기 기판을 관통하여 상기 테이퍼드 몰드로 연장하는 것인, 방법.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 포토패터너블 폴리우레탄층의 기하학적 형상을 규정하는 공동을 상기 기판의 상기 제1 측면에 형성하는 단계; 및
    상기 포토패터너블 폴리우레탄층을 형성하기 위해 상기 공동을 폴리우레탄으로 채우는 단계
    를 더 포함한, 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 공동은 원형 공동인 것인, 방법.
  21. 제14항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 상기 기판의 상기 제1 측면에 대향하는 상기 기판의 제2 측면에 배치된 접지면을 포함한 것인, 방법.
  22. 방법에 있어서,
    기판의 제1 측면에 배치된 다이층에서 테이퍼드 몰드를 형성하는 단계;
    공면 도파관의 접촉 영역과 접촉하는 도전성 페이스트로 상기 테이퍼드 몰드를 채우는 단계; 및
    상기 테이퍼드 몰드의 큰 단부에서 상기 도전성 페이스트와 접촉하게 구면 도체를 배치하는 단계
    를 포함한 것인, 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 공면 도파관의 접촉 영역은 상기 공면 도파관의 단부인 것인, 방법.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 접촉 영역은 상기 공면 도파관의 단부로부터 상기 기판을 관통하여 연장하는 것인, 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110600855A (zh) * 2019-08-12 2019-12-20 南京天之谱科技有限公司 一种宽频带球锥监测天线

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10498047B1 (en) * 2017-09-20 2019-12-03 Pc-Tel, Inc. Capacitively-coupled dual-band antenna
US11411306B2 (en) 2019-01-30 2022-08-09 Aeroantenna Technology, Inc. Broad band monopole antenna
KR102499762B1 (ko) * 2019-07-26 2023-02-16 엘지전자 주식회사 안테나를 구비하는 전자 기기

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3757334A (en) 1968-02-29 1973-09-04 Ibm Stabilized communication and control system
US6027826A (en) * 1994-06-16 2000-02-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Method for making ceramic-metal composites and the resulting composites
US6081239A (en) 1998-10-23 2000-06-27 Gradient Technologies, Llc Planar antenna including a superstrate lens having an effective dielectric constant
US6845253B1 (en) 2000-09-27 2005-01-18 Time Domain Corporation Electromagnetic antenna apparatus
US6812902B2 (en) 2002-05-13 2004-11-02 Centurion Wireless Technologies, Inc. Low profile two-antenna assembly having a ring antenna and a concentrically-located monopole antenna
EP1653558A4 (en) * 2003-08-06 2006-07-12 Shinko Sangyo Co Ltd ANTENNA
FR2859824A1 (fr) * 2003-09-12 2005-03-18 Thomson Licensing Sa Antenne a diversite de polarisation
US7444734B2 (en) * 2003-12-09 2008-11-04 International Business Machines Corporation Apparatus and methods for constructing antennas using vias as radiating elements formed in a substrate
US6999028B2 (en) * 2003-12-23 2006-02-14 3M Innovative Properties Company Ultra high frequency radio frequency identification tag
JP4234617B2 (ja) * 2004-01-30 2009-03-04 富士通コンポーネント株式会社 アンテナ装置
JP4280182B2 (ja) * 2004-03-09 2009-06-17 富士通コンポーネント株式会社 アンテナ装置
US7202819B2 (en) 2004-04-14 2007-04-10 Qualcomm Incorporated Tapered multiband antenna
US20070247371A1 (en) 2006-04-25 2007-10-25 Waldemar Kunysz Dual sphere uwb antenna
US8101460B2 (en) * 2008-06-04 2012-01-24 Stats Chippac, Ltd. Semiconductor device and method of shielding semiconductor die from inter-device interference
WO2010016799A1 (en) 2008-08-07 2010-02-11 Em Technologies Group Pte Ltd Antenna for omni directional, multi-beam, high gain communication
JP2013528963A (ja) 2010-03-24 2013-07-11 ダネッシュ ミナ 一体型光電池・無線周波数アンテナ
US8969132B2 (en) * 2010-09-20 2015-03-03 Nuvotronics, Llc Device package and methods for the fabrication thereof
US20130021207A1 (en) * 2011-07-18 2013-01-24 Lee Youn M Coplanar-waveguide fed monopole antenna
US8847842B2 (en) * 2011-11-14 2014-09-30 Continental Automotive Systems, Inc. GPS antenna on-shield/housing with grounding

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110600855A (zh) * 2019-08-12 2019-12-20 南京天之谱科技有限公司 一种宽频带球锥监测天线

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