KR20160100860A - Dual Polarization Patch Antenna Having Improved PIMD Characteristics - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a dual polarization patch antenna having an improved PIMD characteristic. The disclosed antenna comprises: a radiator formed on a first substrate; a second substrate stacked in a first feeding area of the first substrate; a third substrate which is stacked in a second feeding area of the second substrate and is at a distance away from the second substrate; a first feeding unit which is formed on the second substrate and made from metallic materials; and a second feeding unit formed on the third substrate and made from metallic materials. A first polarization signal is provided to the first feeding unit, and a second polarization signal is provided to the second feeding unit. The second substrate and the third substrate have permittivity different from the first substrate. The disclosed antenna does not greatly increase the price of antennas but inhibits a PIMD from generating, such that the performance of antennas is able to be improved.

Description

개선된 PIMD 특성을 가지는 이중 편파 패치 안테나{Dual Polarization Patch Antenna Having Improved PIMD Characteristics}[0001] Dual Polarization Patch Antenna Having Improved PIMD Characteristics [

본 발명의 실시예들은 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이중 편파 패치 안테나에 관한 것으로서, 개선된 PIMD 특성을 가지는 안테나에 관한 것이다. Embodiments of the present invention relate to antennas, and more particularly to dual-polarized patch antennas, and to antennas having improved PIMD characteristics.

도 1은 종래의 안테나의 구조를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 안테나는 소형 기지국 및 중계기 등에 사용되는 안테나로서 종래의 기지국 안테나는 방사체(100) 및 급전부(110, 120)를 포함한다. 제1 급전부(110)는 제1 급전 신호를 방사체(100)에 제공하는 급전부이며, 제2 급전부(120)는 제2 급전 신호를 방사체(100)에 제공하는 급전부이다. 1 is a view showing the structure of a conventional antenna. 1 is an antenna used for a small base station, a repeater, and the like. The conventional base station antenna includes a radiator 100 and power feeders 110 and 120. The first feeder 110 is a feeder for feeding the first feed signal to the radiator 100 and the second feeder 120 is a feeder for supplying a second feed signal to the radiator 100.

방사체(100)는 금속 재질로 이루어지며 기판(120)상에 형성된다. 도 1을 참조하면 방사체(100)는 기판(150)상에서 급전부(110, 120)를 제외한 전 영역에 형성될 수 있다. The radiator 100 is made of a metal material and is formed on the substrate 120. Referring to FIG. 1, the radiator 100 may be formed on the entire region of the substrate 150 except for the feed parts 110 and 120.

급전부(110, 120)는 방사체(100)의 전기적으로 이격되어 커플링 방식으로 급전을 수행한다. 급전부(110, 120)와 방사체 사이에는 패턴 제거 영역(130, 140)이 존재하며, 패턴 제거 영역(130, 140)에 의해 급전부(110) 및 방사체(100)가 분리된다. The feeders 110 and 120 are electrically spaced apart from the radiator 100 to perform feeding in a coupling manner. The pattern removal regions 130 and 140 are present between the feeders 110 and 120 and the radiator and the feeder 110 and the radiator 100 are separated by the pattern removal regions 130 and 140.

패턴 제거 영역(130, 140)은 기판에서 금속 패턴이 제거된 영역으로서, 제1 패턴 제거 영역(130)의 내부는 제1 급전부(110)로 기능하고 제2 패턴 제거 영역(140)의 내부는 제2 급전부(120)로 기능한다. The pattern removal areas 130 and 140 are areas where the metal pattern is removed from the substrate. The interior of the first pattern removal area 130 functions as a first feeding part 110 and the inside of the second pattern removal area 140 The second power feeder 120 functions as the second power feeder 120. [

패턴 제거 영역(130, 140)에서 금속 패턴이 제거되므로 재1 및 제2 급전부(110, 120)는 커플링 방식으로 방사체(100)에 급전을 수행한다. Since the metal pattern is removed from the pattern removal regions 130 and 140, the first and second feeders 110 and 120 feed the radiator 100 in a coupling manner.

도 1과 같은 구조의 안테나에서, 제1 급전부(110) 및 제2 급전부(120)에는 급전 선로가 결합되는데, 급전 선로와의 결합 영역에서는 PIMD가 발생하게 된다, 이와 같은 PIMD는 안테나의 성능을 저하시키는 주요한 요인으로 작용한다.1, a feeding line is coupled to the first feeding part 110 and the second feeding part 120, and a PIMD is generated in a coupling area with the feeding line. In the PIMD, It is a major factor that deteriorates performance.

본 발명의 일 측면은 PIMD의 발생을 억제하여 안테나의 성능을 향상시킬 수 있는 안테나를 제안하는 것이다. One aspect of the present invention is to provide an antenna capable of suppressing the occurrence of PIMD and improving the performance of the antenna.

본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 기판상에 형성되는 방사체; 상기 제1 기판의 제1 급전 영역에 적층되는 제2 기판; 상기 제2 기판의 제2 급전 영역에 적층되며 상기 제2 기판과 이격되는 제3 기판; 상기 제2 기판상에 형성되며 급속 재질로 이루어진 제1 급전부; 및 상기 제3 기판상에 형성되며 금속 재질로 이루어진 제2 급전부를 포함하되, 상기 제1 급전부로는 제1 편파의 신호가 제공되고 상기 제2 급전부로는 제2 편파의 신호가 제공되며, 상기 제2 기판 및 상기 제3 기판은 상기 제1 기판과 다른 유전을을 가지는 기판인 개선된 PIMD 특성을 가지는 안테나가 제공된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a radiator formed on a first substrate; A second substrate stacked on the first feed region of the first substrate; A third substrate stacked on the second feed region of the second substrate and spaced apart from the second substrate; A first feeding part formed on the second substrate and made of a rapid material; And a second feeder formed on the third substrate, the first feeder being provided with a first polarization signal and the second feeder being provided with a second polarization signal, Wherein the second substrate and the third substrate are substrates having different dielectric properties from the first substrate.

상기 제1 기판 및 상기 제2 기판에 서로 관통하는 제1 비아홀이 형성되며, 상기 비아홀을 통해 상기 제1 급전부에 제1 급전 선로가 결합된다. A first via hole is formed through the first substrate and the second substrate. The first feed line is coupled to the first feeding part via the via hole.

상기 제1 기판 및 상기 제3 기판에 서로 관통하는 제2 비아홀이 형성되며, 상기 비아홀을 통해 상기 제2 급전부에 상기 제2 급전 선로가 결합된다.  A second via hole passing through the first substrate and the third substrate is formed, and the second feed line is coupled to the second feeding part via the via hole.

상기 제1 급전부로는 +45도의 편파 신호가 급전되고 상기 제2 급전부로는 -45도의 편파 신호가 급전된다. A polarized signal of +45 degrees is fed to the first feeder and a polarized signal of -45 degrees is fed to the second feeder.

본 발명에 따르면, 안테나의 가격을 크게 증가시키지 않으면서 PIMD의 발생을 억제하여 안테나의 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, there is an advantage that the performance of the antenna can be improved by suppressing the occurrence of PIMD without significantly increasing the price of the antenna.

도 1은 종래의 안테나의 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나의 구조를 도시한 도면.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나의 단면도를 도시한 도면.1 is a view showing the structure of a conventional antenna.
2 illustrates a structure of an antenna according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of an antenna according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나의 구조를 도시한 도면이고, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나의 단면도를 도시한 도면이다. FIG. 2 is a view illustrating a structure of an antenna according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view of an antenna according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나는 제1 기판(250)상에 형성되는 방사체(200), 상기 제1 기판(250)상에 적층되는 제2 기판(260)상에 형성되는 제1 급전부(210), 상기 제1 기판(250)상에 적층되는 제3 기판(270)상에 형성되는 제3 급전부(220)를 포함한다. 2 and 3, an antenna according to an exemplary embodiment of the present invention includes a radiator 200 formed on a first substrate 250, a second substrate 260 stacked on the first substrate 250, And a third feeding part 220 formed on a third substrate 270 stacked on the first substrate 250. The first feeding part 210 may be formed on the first feeding part 210,

본 발명의 일 실시예에 따른 안테나에서, 제2 기판(260) 및 제3 기판(270)은 제1 기판(250)과는 다른 유전율을 가지는 기판이며 제1 기판(250)에 비해 우수한 PIMD 성능을 가지는 기판이다. 제2 기판(260) 및 제3 기판(270)은 동일한 종류의 기판인 것이 바람직하다. The second substrate 260 and the third substrate 270 may have a dielectric constant different from that of the first substrate 250 and may have a better PIMD performance than the first substrate 250. [ Lt; / RTI > The second substrate 260 and the third substrate 270 are preferably the same type of substrate.

제2 기판(260) 및 제3 기판(270)은 급전 선로와 결합되는 영역에서만 적층되며 작은 사이즈를 가진다. 제2 기판(260) 및 제3 기판(270)과 같은 기판을 사용하게 된다면 PIMD의 성능 향상을 도모할 수 있겠으나 많은 비용이 소모된다. The second substrate 260 and the third substrate 270 are laminated only in a region where they are coupled with the feed line and have a small size. If a substrate such as the second substrate 260 and the third substrate 270 is used, the performance of the PIMD can be improved, but a great deal of cost is consumed.

따라서, 본 발명에서는 방사체가 형성되는 기판과 급전선로와 결합되는 기판으로 서로 다른 기판을 사용한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 기판(260) 및 제3 기판(170)은 제1 기판에서 금속 영역을 제거한 후 제1 기판(250)상에 적층되는 것이 바람직하다. Accordingly, in the present invention, different substrates are used for the substrate on which the radiator is formed and the substrate connected to the feeder line. According to an embodiment of the present invention, the second substrate 260 and the third substrate 170 are preferably stacked on the first substrate 250 after removing the metal regions from the first substrate.

도 2에 도시된 바와 같이, 제2 기판(260) 및 제3 기판(270)은 원형의 형상을 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. As shown in FIG. 2, the second substrate 260 and the third substrate 270 may have a circular shape, but are not limited thereto.

제2 기판(260)과 제3 기판(270)의 상부에는 금속 재질로 이루어지진 제1 급전부(210) 및 제2 급전부(220)가 형성된다. 제1 급전부(210) 및 제2 급전부(220)에는 급전 선로가 결합된다. A first feeder 210 and a second feeder 220 are formed on the second substrate 260 and the third substrate 270. The first feeder 210 and the second feeder 220 are made of a metal. The feed line is coupled to the first feeder 210 and the second feeder 220.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 기판(260) 및 제3 기판(270)의 제1 급전부(210) 및 제2 급전부(220)로의 급전은 제1 기판(250), 제2 기판(260) 및 제3 기판(270)에 형성되는 비아홀을 통해 제공될 수 있다. The feeding of the second substrate 260 and the third substrate 270 to the first feeding part 210 and the second feeding part 220 is performed by supplying the first substrate 250, Via the via hole formed in the substrate 260 and the third substrate 270.

도 3을 참조하면, 제1 기판(250)에는 제1 비아홀(300) 및 제2 비아홀(310)이 형성된다. 제1 기판(250)의 소정 영역에 적층되는 제2 기판(260)에는 제3 비아홀(320)이 형성된다. 제3 비아홀(320)은 제1 비아홀(300)에 상응하여 형성되며 제1 비아홀(300) 및 제3 비아홀(320)에 의해 관통 영역이 형성되며, 이를 통해 제1 급전 선로(400)가 제2 기판(260)의 상부에 형성되는 제1 급전부(210)로의 급전이 가능하다. Referring to FIG. 3, a first via hole 300 and a second via hole 310 are formed in the first substrate 250. A third via hole 320 is formed in a second substrate 260 stacked on a predetermined region of the first substrate 250. The third via hole 320 is formed corresponding to the first via hole 300 and a through region is formed by the first via hole 300 and the third via hole 320, 2 to the first power feeder 210 formed on the upper portion of the substrate 260.

제2 기판(260)의 제1 급전부(210)로는 제1 편파의 신호가 급전되며, 일례로 제1 편파 신호는 +45도의 편파를 가지는 신호일 수 있다. The first polarized wave signal is fed to the first feeding part 210 of the second substrate 260. For example, the first polarized wave signal may have a polarized wave of +45 degrees.

제1 기판(250)의 소정 영역에 적층되는 제3 기판(270)에는 제4 비아홀(330)이 형성된다. 제4 비아홀(330)은 제2 비아홀(310)에 상응하여 형성되며 제2 비아홀(310) 및 제4 비아홀(330)에 의해 관통 영역이 형성되고 이를 통해 제2 급전 선로(410)가 제3 기판(270) 상부에 형성되는 제2 급전부(210) 급전이 가능하다. A fourth via hole 330 is formed in a third substrate 270 stacked on a predetermined region of the first substrate 250. The fourth via hole 330 is formed in correspondence with the second via hole 310 and a through region is formed by the second via hole 310 and the fourth via hole 330 and through the second feed line 410, The second feeding part 210 formed on the substrate 270 can be fed.

제3 기판(170)의 금속 영역으로는 제2 편파의 신호가 급전되며, 일례로 제2 편파 신호는 -45도의 편파를 가지는 신호일 수 있다. A signal of a second polarized wave is supplied to the metal region of the third substrate 170. For example, the second polarized signal may be a signal having a polarized wave of -45 degrees.

제2 기판(260) 및 제3 기판(270) 상부의 금속부로부터 제1 기판(250)의 상부에 형성된 방사체(200)로의 커플링 급전이 이루어진다. Coupling is fed from the metal portion on the second substrate 260 and the third substrate 270 to the radiator 200 formed on the first substrate 250.

제2 기판(260) 및 제3 기판(270)은 제1 기판(250)과는 다른 유전율을 가지는 기판이며 제1 기판에 비해 높은 가격을 가지는 기판이지만 급전 부분에만 작은 사이즈로 적층되기 때문에 전체적인 비용을 크게 증가시키지 않으면서 PIMD 성능을 향상시킬 수 있게 된다. Since the second substrate 260 and the third substrate 270 have a dielectric constant different from that of the first substrate 250 and are higher in price than the first substrate 250, The PIMD performance can be improved without greatly increasing the PIMD performance.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and specific embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- And various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

Claims (4)

제1 기판상에 형성되는 방사체;
상기 제1 기판의 제1 급전 영역에 적층되는 제2 기판;
상기 제2 기판의 제2 급전 영역에 적층되며 상기 제2 기판과 이격되는 제3 기판;
상기 제2 기판상에 형성되며 급속 재질로 이루어진 제1 급전부; 및
상기 제3 기판상에 형성되며 금속 재질로 이루어진 제2 급전부를 포함하되,
상기 제1 급전부로는 제1 편파의 신호가 제공되고 상기 제2 급전부로는 제2 편파의 신호가 제공되며, 상기 제2 기판 및 상기 제3 기판은 상기 제1 기판과 다른 유전을을 가지는 기판인 것을 특징으로 하는 개선된 PIMD 특성을 가지는 안테나.
A radiator formed on the first substrate;
A second substrate stacked on the first feed region of the first substrate;
A third substrate stacked on the second feed region of the second substrate and spaced apart from the second substrate;
A first feeding part formed on the second substrate and made of a rapid material; And
And a second power feeder formed on the third substrate and made of a metal material,
Wherein a signal of a first polarized wave is provided to the first feeder and a signal of a second polarized wave is supplied to the second feeder, and the second substrate and the third substrate are provided on a substrate ≪ / RTI > wherein the antenna has improved PIMD characteristics.
제1항에 있어서,
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판에 서로 관통하는 제1 비아홀이 형성되며, 상기 비아홀을 통해 상기 제1 급전부에 제1 급전 선로가 결합되는 것을 특징으로 하는 개선된 PIMD 특성을 가지는 안테나. The method according to claim 1,
Wherein a first via hole penetrating through the first substrate and the second substrate is formed and a first feed line is coupled to the first feeder via the via hole. 제2항에 있어서,
상기 제1 기판 및 상기 제3 기판에 서로 관통하는 제2 비아홀이 형성되며, 상기 비아홀을 통해 상기 제2 급전부에 상기 제2 급전 선로가 결합되는 것을 특징으로 하는 개선된 PIMD 특성을 가지는 안테나. 3. The method of claim 2,
Wherein a second via hole is formed through the first substrate and the third substrate, and the second feed line is coupled to the second feeder via the via hole. 제3항에 있어서,
상기 제1 급전부로는 +45도의 편파 신호가 급전되고 상기 제2 급전부로는 -45도의 편파 신호가 급전되는 것을 특징으로 하는 개선된 PIMD 특성을 가지는 안테나.



The method of claim 3,
Wherein a polarized signal of +45 degrees is fed to the first feeder and a polarized signal of -45 degrees is fed to the second feeder.



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