KR20220109111A - Array patch antenna - Google Patents

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KR20220109111A
KR20220109111A KR1020210012391A KR20210012391A KR20220109111A KR 20220109111 A KR20220109111 A KR 20220109111A KR 1020210012391 A KR1020210012391 A KR 1020210012391A KR 20210012391 A KR20210012391 A KR 20210012391A KR 20220109111 A KR20220109111 A KR 20220109111A
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KR
South Korea
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radiation pattern
radiator
radiators
sub
pattern
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Application number
KR1020210012391A
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Korean (ko)
Inventor
오세원
이윤복
임형준
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065Patch antenna array
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna

Abstract

According to one embodiment of the present invention, an array patch antenna includes: a substrate; a plurality of radiators disposed on the substrate in an array form; and a wall structure spaced apart from at least one radiator among the plurality of radiators in a first direction and a second direction, which is an opposite direction of the first direction. The wall structure is connected to the ground.

Description

어레이 패치 안테나{Array patch antenna}Array patch antenna

본 발명은 어레이 패치 안테나에 관한 것으로, 보다 구체적으로 벽 구조체를 이용하여 빔폭이 향상되고, 대역폭이 확장되는 어레이 패치 안테나에 관한 발명이다.The present invention relates to an array patch antenna, and more particularly, to an array patch antenna in which a beam width is improved and a bandwidth is expanded using a wall structure.

5G/Radar용 어레이 패치 안테나는 패치 형태의 어레이 구조로 형성된다. 5G/Radar에 이용되는 신호인 mmW 의 고주파 특성상 파장이 짧다 보니 유전율 및 기판 편차에 따른 성능 변화가 심한 문제가 있다. 이러한 문제를 줄이기 위하여, 유전율이 높고 상대적으로 로스(loss)가 높은 기판보다는 유전율이 낮고 유전체 로스가 적은 고가의 기판을 사용하는데, 이로 인해 제조단가가 지나치게 높아지는 문제가 있다.Array patch antennas for 5G/Radar are formed in a patch-type array structure. Due to the short wavelength due to the high frequency characteristics of mmW, a signal used for 5G/Radar, there is a problem with severe performance change due to dielectric constant and substrate deviation. In order to reduce this problem, an expensive substrate having a low dielectric constant and a low dielectric loss is used rather than a substrate having a high dielectric constant and a relatively high loss.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 벽 구조체를 이용하여 빔폭이 향상되고, 대역폭이 확장되는 어레이 패치 안테나를 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide an array patch antenna in which a beam width is improved and a bandwidth is expanded using a wall structure.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 패치 안테나는 기판; 상기 기판 상에 어레이 형태로 배치되는 복수의 방사체; 및 상기 복수의 방사체 중 적어도 하나의 방사체로부터 제1 방향 및 상기 제1 방향의 반대방향인 제2 방향으로 이격되는 벽 구조체를 포함하고, 상기 벽 구조체는 그라운드와 연결된다.In order to solve the above technical problem, an array patch antenna according to an embodiment of the present invention includes a substrate; a plurality of radiators disposed on the substrate in an array form; and a wall structure spaced apart from at least one of the plurality of radiators in a first direction and a second direction opposite to the first direction, wherein the wall structure is connected to a ground.

또한, 상기 복수의 방사체 중 적어도 일부의 방사체는, 상기 제1 방향 및 제2 방향과 수직인 제3 방향으로 연장되는 동일선상에 직렬로 연결될 수 있다.Also, at least some of the plurality of radiators may be connected in series on the same line extending in a third direction perpendicular to the first and second directions.

또한, 상기 벽 구조체는, 상기 직렬로 연결되는 방사체들의 제1 방향 및 제2 방향으로 이격되되, 상기 그라운드로부터 상기 제3 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.In addition, the wall structure may be formed to be spaced apart in a first direction and a second direction of the radiators connected in series, and to extend from the ground in the third direction.

또한, 상기 벽 구조체의 상기 제3 방향으로의 연장길이는, 방사하고자 하는 신호의 공진주파수 또는 대역폭에 따라 달라질 수 있다.In addition, the extension length of the wall structure in the third direction may vary depending on the resonance frequency or bandwidth of the signal to be radiated.

또한, 상기 복수의 방사체 중 적어도 하나의 제1 방사체는, 메인 방사패턴; 상기 메인 방사패턴과 이격되어 배치되는 서브 방사패턴; 및 상기 메인 방사패턴과 상기 서브 방사패턴을 연결하는 연결패턴을 포함할 수 있다.In addition, at least one first radiator among the plurality of radiators may include a main radiation pattern; a sub radiation pattern spaced apart from the main radiation pattern; and a connection pattern connecting the main radiation pattern and the sub radiation pattern.

또한, 상기 서브 방사패턴은, 상기 메인 방사패턴의 일 면에 배치되는 제1 서브 방사패턴 및 상기 제1 서브 방사패턴이 배치되는 면의 반대면에 배치되는 제2 서브 방사패턴을 포함할 수 있다.In addition, the sub radiation pattern may include a first sub radiation pattern disposed on one surface of the main radiation pattern and a second sub radiation pattern disposed on an opposite surface of the surface on which the first sub radiation pattern is disposed. .

또한, 상기 메인 방사패턴은 사각형상으로 형성되고, 상기 서브 방사패턴은 직사각형상으로 형성되고, 상기 메인 방사패턴과 이격되는 방향인 제2 방향으로의 길이가 제2 방향과 수직인 제1 방향으로의 길이보다 짧을 수 있다.In addition, the main radiation pattern is formed in a rectangular shape, the sub radiation pattern is formed in a rectangular shape, and a length in a second direction spaced apart from the main radiation pattern in a first direction perpendicular to the second direction may be shorter than the length of

또한, 상기 복수의 방사체는, 메인 방사패턴만을 포함하는 적어도 하나의 제2 방사체를 포함할 수 있다.Also, the plurality of radiators may include at least one second radiator including only a main radiation pattern.

또한, 상기 복수의 방사체 중 적어도 하나의 제3 방사체는, 사각형상의 메인 방사패턴; 상기 메인 방사패턴의 하나 이상의 모서리에 소정의 반경을 가지는 원곡선 형상으로 형성되는 곡선 방사패턴; 및 상기 메인 방사패턴의 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 인입되는 홈 패턴을 포함할 수 있다.In addition, at least one third radiator among the plurality of radiators may include a rectangular main radiation pattern; a curved radiation pattern formed in a curved shape having a predetermined radius at one or more corners of the main radiation pattern; and a groove pattern introduced in the first direction or the second direction of the main radiation pattern.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 어레이 패치 안테나는 제3 방향으로 동일선상에 직렬로 연결되는 제1 방사체, 제2 방사체, 및 제3 방사체; 및 상기 제1 방사체로부터 상기 제3 방향과 수직인 제1 방향 및 상기 제1 방향의 반대방향인 제2 방향으로 이격되는 벽 구조체를 포함하고, 상기 벽 구조체는 그라운드와 연결되어 상기 제3 방향으로 상기 제2 방사체까지 연장된다.In order to solve the above technical problem, an array patch antenna according to another embodiment of the present invention includes: a first radiator, a second radiator, and a third radiator connected in series on the same line in a third direction; and a wall structure spaced apart from the first radiator in a first direction perpendicular to the third direction and a second direction opposite to the first direction, wherein the wall structure is connected to a ground in the third direction It extends to the second radiator.

본 발명의 실시예들에 따르면, 벽 구조체를 통해 빔폭을 향상시키고, 대역폭을 확장할 수 있다. 빔폭을 향상하고 대역폭을 확장함으로써 유전체 편차를 보상할 수 있다. 또한, 저가 소재 사용이 가능하여 적은 비용으로 제작이 가능하여 단가 경쟁력이 높아진다.According to embodiments of the present invention, it is possible to improve the beam width and expand the bandwidth through the wall structure. Dielectric variations can be compensated for by improving the beamwidth and extending the bandwidth. In addition, since it is possible to use low-cost materials, it is possible to manufacture at a low cost, thereby increasing unit price competitiveness.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 패치 안테나를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 어레이 패치 안테나의 직렬로 연결되는 방사체 및 벽 구조체를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 어레이 패치 안테나의 제1 방사체를 구체적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 어레이 패치 안테나의 제3 방사체를 구체적으로 도시한 것이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 어레이 패치 안테나를 설명하기 위한 도면이다.
1 illustrates an array patch antenna according to an embodiment of the present invention.
2 shows a radiator and a wall structure connected in series of an array patch antenna according to an embodiment of the present invention.
3 is a detailed view of a first radiator of an array patch antenna according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram specifically illustrating a third radiator of an array patch antenna according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are diagrams for explaining an array patch antenna according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합 또는 치환하여 사용할 수 있다.However, the technical spirit of the present invention is not limited to some embodiments described, but may be implemented in various different forms, and within the scope of the technical spirit of the present invention, one or more of the components may be selected between the embodiments. It can be used by combining or substituted with

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention may be generally understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, unless specifically defined and described explicitly. It may be interpreted as a meaning, and generally used terms such as terms defined in advance may be interpreted in consideration of the contextual meaning of the related art.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. In addition, the terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In this specification, the singular form may also include the plural form unless otherwise specified in the phrase, and when it is described as "at least one (or one or more) of A and (and) B, C", it is combined with A, B, C It may include one or more of all possible combinations.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.In addition, in describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and are not limited to the essence, order, or order of the component by the term.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결', '결합', 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.And, when it is described that a component is 'connected', 'coupled', or 'connected' to another component, the component is directly 'connected', 'coupled', or 'connected' to the other component. In addition to the case, it may include a case of 'connected', 'coupled', or 'connected' by another element between the element and the other element.

또한, 각 구성 요소의 "상(위)" 또는 "하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, "상(위)" 또는 "하(아래)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라, 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위)" 또는 "하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함될 수 있다. In addition, when it is described as being formed or disposed on "above (above)" or "below (below)" of each component, "above (above)" or "below (below)" means that two components are directly connected to each other. It includes not only the case of contact, but also the case where one or more other components are formed or disposed between two components. In addition, when expressed as "upper (upper)" or "lower (lower)", the meaning of not only an upper direction but also a lower direction based on one component may be included.

본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 패치 안테나는 기판, 기판 상에 어레이 형태로 배치되는 복수의 방사체 및 상기 복수의 방사체 중 적어도 하나의 방사체로부터 제1 방향 및 상기 제1 방향의 반대방향인 제2 방향으로 이격되는 벽 구조체로 구성된다. 이외에 신호를 생성하고 처리하는 부품들이 실장되거나 패턴으로 형성될 수 있다. An array patch antenna according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a plurality of radiators disposed on the substrate in an array form, and a first direction and a second direction opposite to the first direction from at least one radiator among the plurality of radiators. It consists of wall structures spaced apart in the direction. In addition, components that generate and process signals may be mounted or formed in a pattern.

본 발명의 일 실시예에 따른 어레치 패치 안테나는 5G/Radar용 안테나일 수 있다. 예를 들어, 차량의 뒷좌석에 탑승자가 위치하는지를 판단하는 ROA(Radar Occupant Alert) 안테나로 이용될 수 있다. mmW 단위의 고주파 신호를 이용하는바, 유전율 및 기판 편차에 따라 공진 주파수의 변화가 커지는 문제가 있다. mmW 고주파는 이용하는 주파수 영역이 좁기 때문에, 환경의 영향에 "따라 공진 주파수의 변화가 커진다. 예를 들어, 이용하고자 하는 주파수의 영역이 60 내지 64 GHz일 때, 유전율 및 기판 편차나 환경 변화에 따라 55 내지 70 GHz까지 주파수가 변화되어 성능이 저하될 수 있다. 이때, 고가의 기판을 이용하는 경우, 제조단가가 지나치게 커지는 문제가 있다. The array patch antenna according to an embodiment of the present invention may be an antenna for 5G/Radar. For example, it may be used as a radar occupant alert (ROA) antenna that determines whether a occupant is located in the rear seat of a vehicle. Since a high-frequency signal in mmW is used, there is a problem in that the change of the resonance frequency increases according to the dielectric constant and substrate deviation. Because the mmW high frequency band has a narrow frequency range, the change in the resonance frequency increases depending on the influence of the environment. For example, when the frequency range to be used is 60 to 64 GHz, the dielectric constant and substrate deviation or environmental change If the frequency is changed from 55 to 70 GHz, the performance may be deteriorated In this case, when an expensive substrate is used, there is a problem in that the manufacturing cost becomes excessively large.

또한, 주파수 특성상 지향성이 강한 어레이 구조로 설계하는 경우, 빔패턴이 샤프(Sharp)한 형태로 형성되는데, 어플리케이션(application) 특성상 커버해야 하는 영역이 넓다 보니 빔폭이 넓게 형성될 필요가 있다.In addition, when designing an array structure with strong directivity due to frequency characteristics, the beam pattern is formed in a sharp shape. Since the area to be covered is wide due to the characteristics of the application, the beam width needs to be formed.

이를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 패치 안테나는 전류의 다변화를 통해 메인 공진주파수에 인접한 복수의 공진주파수를 형성함으로써 대역폭을 확장하고, 방사체 양측에 그라운드와 연결되는 벽 구조체인 전자벽(Electrical wall)을 두어 빔을 보강함으로써 빔폭 향상과 대역폭 확장을 동시에 구현할 수 있다. 이를 통해, 유전율 및 기판 편차 또는 환경요인에 따른 성능이 떨어지는 것을 방지할 수 있고, 저가의 기판을 이용하더라도 성능을 확보할 수 있어, 제조 단가를 낮출 수 있다. 빔 보강은 벽 구조체를 통해 구현될 수 있고, 전류의 다변화는 메인 방사패턴에 서브 방사패턴을 연결하는 구조를 통해 구현될 수 있다.In order to solve this problem, the array patch antenna according to an embodiment of the present invention expands the bandwidth by forming a plurality of resonant frequencies adjacent to the main resonant frequency through current diversification, and is a wall structure connected to the ground on both sides of the radiator. By reinforcing the beam by placing an electrical wall, it is possible to simultaneously improve the beam width and expand the bandwidth. Through this, it is possible to prevent deterioration in performance due to dielectric constant and substrate variation or environmental factors, and it is possible to secure performance even if a low-cost substrate is used, thereby reducing the manufacturing cost. Beam reinforcement may be implemented through a wall structure, and current diversification may be implemented through a structure connecting the sub radiation pattern to the main radiation pattern.

이하, 도면을 참조하여 방사체 및 벽 구조체를 중심으로 본 발명의 일 실시예에 따른 어레치 패치 안테나를 설명하도록 한다.Hereinafter, an array patch antenna according to an embodiment of the present invention will be described with reference to a radiator and a wall structure with reference to the drawings.

본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 방사체는 도 1과 같이, 기판 상에 어레이 형태로 배치된다. 여기서, 기판은 유전체를 포함하는 기판일 수 있다. 또는, 유전체 및 자성체를 포함하는 기판일 수 있다. 기판이 유전체를 포함하기 때문에, 유전율에 영향을 많이 받을 수 있다.A plurality of radiators according to an embodiment of the present invention are disposed on a substrate in an array form as shown in FIG. 1 . Here, the substrate may be a substrate including a dielectric. Alternatively, the substrate may include a dielectric material and a magnetic material. Since the substrate contains a dielectric, it can be greatly affected by the dielectric constant.

복수의 방사체 중 적어도 일부의 방사체는 일 방향인 제1 방향으로 연장되는 동일선상에 직렬로 연결될 수 있다. 하나의 열을 형성하는 방사체는 일 방향으로 배열되고, 직렬로 연결된다. 도 1과 같이, 제1 방사체(110), 제2 방사체(120), 제3 방사체(130)가 제3 방향으로 직렬로 연결된다. 여기서, 하나의 열을 형성하는 복수의 방사체의 수와 종류는 예시적으로 도시 및 설명하는 것으로, 하나의 열을 형성하는 복수의 방사체의 수와 종류, 그 연결 순서 등은 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 1에는 3 개의 방사체가 제1 방사체(110) - 제2 방사체(120) - 제3 방사체(130) 순으로 연결되었으나, 1 개 또는 2 개의 방사체가 연결되거나 4 개 이상의 방사체가 연결될 수 있다. 또한, 순서도 제1 방사체(110) - 제2 방사체(120) - 제3 방사체(130)가 아닌 제1 방사체(110) - 제3 방사체(130) - 제2 방사체(120), 제3 방사체(130) - 제2 방사체(120) - 제1 방사체(110), 또는 제2 방사체(120) - 제1 방사체(110) - 제2 방사체(120)로 형성될 수도 있다. 또는, 모두 제1 방사체(110)로 형성되거나 모두 제2 방사체(120) 또는 모두 제3 방사체(130)로 형성될 수 있다. At least some of the plurality of radiators may be connected in series on the same line extending in a first direction, which is one direction. Radiators forming one row are arranged in one direction and connected in series. 1 , the first radiator 110 , the second radiator 120 , and the third radiator 130 are connected in series in a third direction. Here, the number and types of the plurality of radiators forming one row are illustrated and described by way of example, and the number and types of the plurality of radiators forming one row, the order of their connection, and the like may vary. For example, in FIG. 1 , three radiators are connected in the order of the first radiator 110 , the second radiator 120 , and the third radiator 130 , but one or two radiators are connected or four or more radiators are connected in the sequence. can be connected In addition, the flowchart of the first radiator 110 - the second radiator 120 - the third radiator 130 other than the first radiator 110 - the third radiator 130 - the second radiator 120, the third radiator ( 130 ) - second radiator 120 - first radiator 110 , or second radiator 120 - first radiator 110 - second radiator 120 may be formed. Alternatively, all of the first radiators 110 may be formed, all of the second radiators 120 or all of the third radiators 130 may be formed.

제3 방사체(130)는 방사하고자 하는 신호가 입력되는 급전선과 연결되고, 급전선을 통해 입력된 신호는 제3 방사체(130), 제2 방사체(120) 및 제1 방사체(110)로 전달되어, 각 방사체에서 방사된다. 이때, 신호는 특정 공진주파수 및 대역폭을 가지고, 방향성을 가지며 방사될 수 있다.The third radiator 130 is connected to a feed line through which a signal to be radiated is input, and the signal input through the feed line is transmitted to the third radiator 130 , the second radiator 120 and the first radiator 110 , radiated from each emitter. In this case, the signal may have a specific resonant frequency and bandwidth, and may be radiated with directionality.

어레이의 각 열은 복수의 방사체가 직렬로 연결되어 형성된다. 도 1과 같이, 제1 방사체(110), 제2 방사체(120), 제3 방사체(130)가 하나의 열을 형성하고, 다른 제1 방사체(110-1 내지 110-6), 제2 방사체(120-1 내지 120-6), 제3 방사체(130-1 내지 130-6)가 각각 열을 형성할 수 있다. 제1 내지 제3 방사체로 형성되는 각 열은 해당 열을 형성하는 방사체의 수, 순서, 종류는 모두 다를 수 있다.Each row of the array is formed by connecting a plurality of radiators in series. 1 , the first radiator 110 , the second radiator 120 , and the third radiator 130 form one row, and the other first radiators 110 - 1 to 110 - 6 and the second radiator (120-1 to 120-6) and the third radiators 130-1 to 130-6 may form heat, respectively. Each row formed of the first to third radiators may have a different number, order, and type of radiators forming the corresponding row.

벽 구조체(141, 141-1)는 복수의 방사체 중 적어도 하나의 방사체의 제1 방향 및 제2 방향에 이격되어 형성된다. 여기서, 제1 방향 및 제2 방향은 서로 반대 방향일 수 있다. 벽 구조체(141, 141-1)는 그라운드와 연결되어, 근접한 방사체의 방사패턴을 조절할 수 있다. 벽 구조체(141, 141-1)는 그라운드와 연결되는 전자벽(electrical wall) 패턴일 수 있고, 신호를 방사하는 방사체에 영향이 미쳐, 벽 구조체(141, 141-1)에 의해 방사체에서 방사되는 신호의 공진주파수 및 대역폭이 달라질 수 있다. 이와 같이, 벽 구조체(141, 141-1)의 방사체와의 이격 방향, 이격 거리, 연장 길이를 조절함으로써 방사 신호의 빔폭 및 대역폭을 향상시킬 수 있다.The wall structures 141 and 141-1 are formed to be spaced apart from each other in the first direction and the second direction of at least one radiator among the plurality of radiators. Here, the first direction and the second direction may be opposite to each other. The wall structures 141 and 141-1 are connected to the ground to adjust the radiation pattern of the adjacent radiator. The wall structures 141 and 141-1 may be an electrical wall pattern connected to the ground, and have an effect on the radiator emitting a signal, so that the wall structures 141 and 141-1 radiate from the radiator. The resonant frequency and bandwidth of the signal may vary. In this way, the beam width and bandwidth of the radiation signal can be improved by adjusting the separation direction, the separation distance, and the extension length of the wall structures 141 and 141-1 from the radiator.

벽 구조체(141, 141-1)는 각 열을 중심으로 제1 방향 및 제2 방향에 이격되어 양측에 형성되되, 각 열의 간격에 따라 근접한 두 개의 열 사이에 하나의 벽 구조체만 형성될 수 있다. 도 1의 좌측과 같이, 방사체로 구성되는 각 열 사이가 좁은 경우, 각 열 사이에 하나의 벽 구조체(141-1 내지 141-3)만 형성될 수 있고, 우측과 같이, 각 열 사이가 넓은 경우, 각 열 마다 각각 두 개의 벽 구조체(141-5 내지 141-10)가 형성될 수 있다.The wall structures 141 and 141-1 are spaced apart from each other in the first direction and the second direction with respect to each row and are formed on both sides, and only one wall structure may be formed between two adjacent rows according to the spacing of each row. . As shown on the left side of FIG. 1 , when each row composed of a radiator is narrow, only one wall structure 141-1 to 141-3 may be formed between each row, and as shown on the right side, between each row is wide. In this case, two wall structures 141-5 to 141-10 may be formed for each column.

벽 구조체(141, 141-1)는, 상기 직렬로 연결되는 방사체들의 제1 방향 및 제2 방향으로 이격되되, 상기 그라운드로부터 상기 제3 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 즉, 벽 구조체(141, 141-1)는 제1 방향 및 제2 방향과 수직인 방사체가 직렬로 연결되는 제3 방향으로 연장된다. The wall structures 141 and 141-1 may be spaced apart in a first direction and a second direction of the serially connected radiators, and may be formed to extend from the ground in the third direction. That is, the wall structures 141 and 141-1 extend in the third direction in which the radiators perpendicular to the first and second directions are connected in series.

도 2와 같이, 벽 구조체(141, 141-1)는 제1 방사체(110), 제2 방사체(120), 및 제3 방사체(130)로 구성되는 열의 양측면에 제1방향 및 제2 방향으로 이격되어 제3 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.As shown in FIG. 2 , the wall structures 141 and 141-1 are formed on both sides of a row composed of the first radiator 110 , the second radiator 120 , and the third radiator 130 in the first direction and the second direction. It may be formed to be spaced apart and extend in the third direction.

본 발명의 실시예에 따른 어레이 패치 안테나는 제3 방향으로 동일선상에 직렬로 연결되는 제1 방사체(110), 제2 방사체(120), 및 제3 방사체(130), 및 제1 방사체(110)로부터 상기 제3 방향과 수직인 제1 방향 및 상기 제1 방향의 반대방향인 제2 방향으로 이격되는 벽 구조체(141, 141-1)를 포함하고, 벽 구조체(141, 141-1)는 그라운드와 연결되어 상기 제3 방향으로 상기 제2 방사체까지 연장될 수 있다.The array patch antenna according to an embodiment of the present invention includes a first radiator 110 , a second radiator 120 , a third radiator 130 , and a first radiator 110 connected in series on the same line in a third direction. ) and a wall structure (141, 141-1) spaced apart in a first direction perpendicular to the third direction and a second direction opposite to the first direction, and the wall structures (141, 141-1) are It may be connected to the ground and extend to the second radiator in the third direction.

이때, 벽 구조체(141, 141-1)의 제3 방향으로의 연장길이는 상기 직렬로 연결되는 방사체들의 상기 제3 방향으로의 연장길이와 상이할 수 있다. 즉, 모든 방사체 양측에 벽 구조체(141, 141-1)가 형성되지 않고, 일부의 방사체 양측에만 벽 구조체(141, 141-1)가 형성될 수 있다. 도 2와 같이, 벽 구조체(141, 141-1)는 그라운드(150)로부터 연장되어 제3 방사체(130) 및 제2 방사체(120)까지만 연장되고, 제1 방사체(110)까지 연장되지 않을 수 있다. 제2 방사체(120)의 끝단이 아닌 중간 지점까지만 연장될 수도 있다. 또는, 제1 방사체(110)까지 연장되거나, 제1 방사체(110)보다 길게 연장될 수도 있음은 당연하다.In this case, the extension length of the wall structures 141 and 141-1 in the third direction may be different from the extension length of the radiators connected in series in the third direction. That is, the wall structures 141 and 141-1 may not be formed on both sides of all radiators, but the wall structures 141 and 141-1 may be formed only on both sides of some radiators. As shown in FIG. 2 , the wall structures 141 and 141-1 may extend from the ground 150 to only the third radiator 130 and the second radiator 120 , but may not extend to the first radiator 110 . have. The second radiator 120 may extend only to an intermediate point rather than an end. Alternatively, it is natural that it may extend to the first radiator 110 or may extend longer than the first radiator 110 .

벽 구조체(141, 141-1)의 제3 방향으로의 연장 길이는 방사하고자 하는 신호의 공진주파수 또는 대역폭에 따라 달라질 수 있다. 벽 구조체(141, 141-1)는 방사 신호의 특성을 조절할 수 있는바, 방사하고자 하는 신호의 공진주파수 및 대역폭에 따라 벽 구조체(141, 141-1)의 연장 길이는 다르게 설정할 수 있다. 동일 기판에 형성되는 벽 구조체라 하더라도 벽 구조체마다 연장되는 길이가 같거나 다를 수 있다. 이는 안테나의 설계스펙에 따라 사용자에 의해 설정되거나, 시뮬레이션을 통해 설정할 수 있다.The extension length of the wall structures 141 and 141-1 in the third direction may vary depending on the resonance frequency or bandwidth of the signal to be radiated. Since the wall structures 141 and 141-1 can adjust the characteristics of the radiation signal, the extension length of the wall structures 141 and 141-1 can be set differently according to the resonant frequency and bandwidth of the signal to be radiated. Even wall structures formed on the same substrate may have the same length or different lengths for each wall structure. This may be set by the user according to the design specification of the antenna or may be set through simulation.

제1 방사체(110)는 메인 방사패턴(111), 서브 방사패턴(112), 및 연결패턴(113)으로 구성될 수 있다. 제1 방사체는 도 3과 같이 형성될 수 있다. The first radiator 110 may include a main radiation pattern 111 , a sub radiation pattern 112 , and a connection pattern 113 . The first radiator may be formed as shown in FIG. 3 .

메인 방사패턴(111)은 방사하고자 하는 신호에 따른 형상으로 형성될 수 있다. 메인 방사패턴(111)은 사각형상을 형성될 수 있다. 메인 방사패턴(111)의 방사하고자 하는 신호의 주파수에 따라 소정의 제1 방향 길이와 제1 방향과 수직인 제3 방향 길이로 형성될 수 있다. 이외에 다른 형상이나 길이로 형성될 수 있음은 당연하다.The main radiation pattern 111 may be formed in a shape according to a signal to be radiated. The main radiation pattern 111 may have a rectangular shape. The main radiation pattern 111 may have a predetermined length in a first direction and a length in a third direction perpendicular to the first direction according to the frequency of the signal to be radiated. In addition, it is of course that it may be formed in other shapes or lengths.

서브 방사패턴(112)은 메인 방사패턴(111)과 이격되어 배치될 수 있다. 서브 방사패턴(111)은 메인 방사패턴(111)과 소정의 간격으로 제1 방향 및 제2 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 이격되는 거리는 방사하고자 하는 신호의 주파수, 구현하고자 하는 대역폭의 크기에 따라 사용자에 의해 설정되거나 시뮬레이션, 설계를 통해 설정될 수 있다. 서브 방사패턴(112)은 스터브(stub)라고 할 수 있다.The sub radiation pattern 112 may be disposed to be spaced apart from the main radiation pattern 111 . The sub radiation pattern 111 may be disposed to be spaced apart from the main radiation pattern 111 in the first direction and the second direction at a predetermined interval. The separation distance may be set by a user according to the frequency of the signal to be radiated and the size of the bandwidth to be implemented, or may be set through simulation or design. The sub radiation pattern 112 may be referred to as a stub.

서브 방사패턴(112)은 직사각형상으로 형성될 수 있고, 메인 방사패턴(111)과 이격되는 방향인 제1 방향으로의 길이가 제3 방향으로의 길이보다 짧을 수 있다. 도 2와 같이, 서브 방사패턴(112)은 제3 방향으로 긴 직사각형 형상으로 형성될 수 있다. 서브 방사패턴(112)의 제3 방향으로 길이는 메인 방사패턴(111)과 같거나 짧을 수 있고, 길 수도 있다. 이에 반해, 서브 방사패턴(112)의 제1 방향으로 길이는 메인 방사패턴(111)보다 상당히 짧게 형성될 수 있다. The sub radiation pattern 112 may be formed in a rectangular shape, and a length in a first direction that is spaced apart from the main radiation pattern 111 may be shorter than a length in a third direction. As shown in FIG. 2 , the sub radiation pattern 112 may be formed in a rectangular shape elongated in the third direction. A length of the sub radiation pattern 112 in the third direction may be equal to, shorter than, or longer than that of the main radiation pattern 111 . On the other hand, the length of the sub radiation pattern 112 in the first direction may be significantly shorter than that of the main radiation pattern 111 .

서브 방사패턴(112)은 메인 방사패턴(111)의 일 면에 배치되는 제1 서브 방사패턴 및 제1 서브 방사패턴이 배치되는 면의 반대면에 배치되는 제2 서브 방사패턴을 포함할 수 있다. 제1 서브 방사패턴 및 제2 서브 방사패턴 이외에, 제1 서브 방사패턴 및 제2 서브 방사패턴이 배치되는 다른 면에 배치되는 제3 서브 방사패턴 또는 제4 방사패턴을 더 포함할 수 있고, 제1 서브 방사패턴 또는 제2 서브 방사패턴이 배치되는 면으로 제1 서브 방사패턴 또는 제2 서브 방사패턴과 이격되어 배치되는 제5 방사패턴 또는 제6 방사패턴을 더 포함할 수 있다. 서브 방사패턴의 수와 배치되는 위치는 다양하게 형성할 수 있다.The sub radiation pattern 112 may include a first sub radiation pattern disposed on one surface of the main radiation pattern 111 and a second sub radiation pattern disposed on an opposite surface of the surface on which the first sub radiation pattern is disposed. . In addition to the first sub radiation pattern and the second sub radiation pattern, it may further include a third sub radiation pattern or a fourth radiation pattern disposed on the other surface on which the first sub radiation pattern and the second sub radiation pattern are disposed, The surface on which the first sub radiation pattern or the second sub radiation pattern is disposed may further include a fifth radiation pattern or a sixth radiation pattern spaced apart from the first sub radiation pattern or the second sub radiation pattern. The number and arrangement positions of the sub radiation patterns may be formed in various ways.

연결패턴(113)은 메인 방사패턴(111)과 서브 방사패턴(112)을 연결한다. 연결패턴(113)은 서로 이격되어 배치되는 메인 방사패턴(111)과 서브 방사패턴(112)을 연결한다. 연결패턴은 연결브릿지라고 할 수 있다. 연결패턴은 제1 연결패턴 및 제1 연결패턴과 이격되어 평행하게 배치되는 제2 연결패턴을 포함할 수 있다. 제1 연결패턴 및 제2 연결패턴 이외에 제3 연결패턴 내지 제4 연결패턴과 같이, 복수의 연결패턴이 형성될 수 있음은 당연하다. 하나 또는 복수의 연결패턴으로 메인 방사패턴(111)과 서브 방사패턴(112)을 연결함으로써 전류의 변화를 다변화할 수 있다. The connection pattern 113 connects the main radiation pattern 111 and the sub radiation pattern 112 . The connection pattern 113 connects the main radiation pattern 111 and the sub radiation pattern 112 spaced apart from each other. A connection pattern can be called a connection bridge. The connection pattern may include a first connection pattern and a second connection pattern spaced apart from and parallel to the first connection pattern. It goes without saying that a plurality of connection patterns may be formed in addition to the first connection pattern and the second connection pattern, such as the third connection pattern to the fourth connection pattern. By connecting the main radiation pattern 111 and the sub radiation pattern 112 with one or a plurality of connection patterns, the change in current may be diversified.

급전선 또는 다른 방사체와 연결되는 연결라인을 통해 메인 방사패턴(111)으로 인가되는 전류는 메인 방사패턴(111)에서 메인 공진주파수를 형성하고, 연결패턴(113)을 통해 서브 방사패턴(112)로 전류 흐름이 발생하고, 서브 방사패턴(112)에서 메인 공진주파수와 주파수가 다른 서브 공진주파수를 형성한다. 서브 공진주파수와 메인 공진주파수의 주파수 차이는 소정의 값 이하가 되도록 서브 방사패턴(112) 및 연결패턴(113)을 형성할 수 있다. 이와 같이, 메인 공진주파수 및 주변의 서브 공진주파수를 형성함으로써 신호의 대역폭을 확장할 수 있다. A current applied to the main radiation pattern 111 through a connection line connected to a feed line or another radiator forms a main resonance frequency in the main radiation pattern 111, and is transmitted to the sub radiation pattern 112 through the connection pattern 113. A current flow is generated, and a sub-resonant frequency different from the main resonant frequency is formed in the sub-radiation pattern 112 . The sub-radiation pattern 112 and the connection pattern 113 may be formed so that the frequency difference between the sub-resonant frequency and the main resonant frequency is less than or equal to a predetermined value. In this way, the bandwidth of the signal can be extended by forming the main resonant frequency and the surrounding sub resonant frequencies.

복수의 방사체는 메인 방사패턴만을 포함하는 적어도 하나의 제2 방사체(120)를 포함할 수 있다. 제2 방사체(120)는 도 2와 같이, 제1 방사체(110)와 다르게 메인 방사패턴만 포함하고, 서브 방사패턴 및 연결패턴을 포함하지 않을 수 있다. 제2 방사체(120)는 메인 공진주파수를 가지는 신호만을 형성한다. 제1 방사체(110)가 서브 공진주파수를 형성함으로 인해 효율이 떨어지는 것을 방지하기 위하여, 서브 공진주파수를 형성하지 않는 제2 방사체(120)를 포함하여, 안테나 전체의 효율이 떨어지는 것을 완충할 수 있다. 제2 방사체(120)의 메인 방사패턴은 제1 방사체(110)의 메인 방사패턴보다 제1 방향으로의 길이가 길 수 있다. 제2 방사체(120)의 메인 방사패턴(111)의 제1 방향으로의 길이는 메인 방사패턴 및 서브 방사패턴으로 형성되는 제1 방사체(110) 제1 방향으로의 전체 길이과 같게 형성될 수 있다.The plurality of radiators may include at least one second radiator 120 including only the main radiation pattern. As shown in FIG. 2 , the second radiator 120 may include only the main radiation pattern and not include the sub radiation pattern and the connection pattern, unlike the first radiator 110 . The second radiator 120 forms only a signal having a main resonance frequency. In order to prevent the efficiency from being lowered due to the formation of the sub-resonant frequency of the first radiator 110, the second radiator 120 that does not form the sub-resonant frequency may be included to cushion the decrease in the efficiency of the entire antenna. . The main radiation pattern of the second radiator 120 may have a longer length in the first direction than the main radiation pattern of the first radiator 110 . The length of the main radiation pattern 111 of the second radiator 120 in the first direction may be the same as the total length in the first direction of the first radiator 110 formed of the main radiation pattern and the sub radiation pattern.

제2 방사체(120)는 적어도 하나의 상기 제1 방사체(110)와 직렬로 연결될 수 있다. 도 2와 같이, 제1 방사체(110) 및 제3 방사체(130) 사이에 직렬로 연결될 수 있다. 제2 방사체(120)는 자체적으로 서브 공진주파수를 형성하지 못하는바, 제1 방사체(110)와 직렬로 연결되어 대역폭을 확장하는 효과를 함께 형성할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 제2 방사체(120)가 제1 방사체(110)와 연결되는 순서와 형태는 다양하게 형성될 수 있다.The second radiator 120 may be connected in series with the at least one first radiator 110 . 2 , the first radiator 110 and the third radiator 130 may be connected in series. Since the second radiator 120 cannot form a sub-resonant frequency by itself, it is connected in series with the first radiator 110 to form an effect of extending a bandwidth. As described above, the order and shape in which the second radiator 120 is connected to the first radiator 110 may be formed in various ways.

제3 방사체(130)는 메인 방사패턴(131), 곡선 방사패턴(132), 및 홈패턴(133)으로 구성될 수 있다. 제3 방사체는 도 4와 같이 형성될 수 있다. The third radiator 130 may include a main radiation pattern 131 , a curved radiation pattern 132 , and a groove pattern 133 . The third radiator may be formed as shown in FIG. 4 .

메인 방사패턴(131)은 방사하고자 하는 신호에 따른 형상으로 형성될 수 있다. 메인 방사패턴(131)은 사각형상을 형성될 수 있다. 메인 방사패턴(131)의 방사하고자 하는 신호의 주파수에 따라 소정의 제1 방향 길이와 제1 방향과 수직인 제3 방향 길이로 형성될 수 있다. 이외에 다른 형상이나 길이로 형성될 수 있음은 당연하다.The main radiation pattern 131 may be formed in a shape according to a signal to be radiated. The main radiation pattern 131 may have a rectangular shape. The main radiation pattern 131 may have a predetermined length in a first direction and a length in a third direction perpendicular to the first direction according to the frequency of the signal to be radiated. In addition, it is of course that it may be formed in other shapes or lengths.

곡선 방사패턴(132)은 메인 방사패턴(131)의 하나 이상의 모서리에 소정의 반경을 가지는 원곡선 형상으로 형성될 수 있다. 곡선 방사패턴(132)은 도 4와 같이, 사각형상의 메인 방사패턴(131) 모서리에 형성되는 3/4 원형상으로 형성될 수 있다. 곡선 방사패턴(132)의 반경은 방사하고자 하는 신호의 주파수, 구현하고자 하는 대역폭의 크기에 따라 사용자에 의해 설정되거나 시뮬레이션, 설계를 통해 설정될 수 있다. 곡선 방사패턴(132)은 써클(circle)구조라고 할 수 있다. 곡선 방사패턴(132)을 메인 방사패턴(131)의 네 모서리에 형성함으로써 방사효율을 높일 수 있다.The curved radiation pattern 132 may be formed in a curved shape having a predetermined radius at one or more corners of the main radiation pattern 131 . As shown in FIG. 4 , the curved radiation pattern 132 may be formed in a 3/4 circular shape formed at the corner of the rectangular main radiation pattern 131 . The radius of the curved radiation pattern 132 may be set by a user according to the frequency of the signal to be radiated and the size of the bandwidth to be implemented, or may be set through simulation or design. The curved radiation pattern 132 may be referred to as a circle structure. By forming the curved radiation pattern 132 at the four corners of the main radiation pattern 131, radiation efficiency can be increased.

곡선 방사패턴(132)은 도 4와 같이, 네 모서리 모두가 아닌 하나의 모서리 또는 두 개의 모서리에만 형성될 수 있다. 두 개의 모서리에 형성되는 경우, 방사체가 직렬 연결되는 제3 방향에 위치하는 두 개의 모서리에 형성될 수 있다. 즉, 곡선 방사패턴(132)의 수와 배치되는 위치는 다양하게 형성할 수 있다.The curved radiation pattern 132 may be formed in only one corner or two corners, not all four corners, as shown in FIG. 4 . When formed at the two corners, the radiator may be formed at the two corners located in the third direction in which they are connected in series. That is, the number and arrangement of the curved radiation patterns 132 may be formed in various ways.

홈 패턴(133)은 메인 방사패턴(131)의 제1 방향 또는 제2 방향으로 인입되어 형성될 수 있다. 홈 패턴(133)은 도 4와 같이, 메인 방사패턴(131)에 중앙 영역에 제1 방향 또는 제2 방향으로 안으로 들어간 홈 형상으로 형성될 수 있다. 홈 패턴(133)은 그루브(groove)라 할 수 있다. 홈 패턴(133)은 전류의 흐름을 변경하여 효율을 높이거나 대역폭을 확장시킬 수 있다. 홈 패턴(133)은 도 4와 같이, 양측면에 형성될 수 있고, 제3 방향에 형성되거나, 한 개 또는 세 개 이상으로 형성될 수도 있다. 홈 패턴(133)의 수와 배치되는 위치는 다양하게 형성할 수 있다.The groove pattern 133 may be formed by being drawn in in the first direction or the second direction of the main radiation pattern 131 . As shown in FIG. 4 , the groove pattern 133 may be formed in the shape of a groove recessed in the first direction or the second direction in the central region of the main radiation pattern 131 . The groove pattern 133 may be referred to as a groove. The groove pattern 133 may increase the efficiency or expand the bandwidth by changing the flow of current. As shown in FIG. 4 , the groove patterns 133 may be formed on both sides, may be formed in the third direction, or may be formed in one or three or more. The number and arrangement of the groove patterns 133 may be formed in various ways.

선로패턴는 기판 상에 패치 형태로 형성될 수 있고, 연결되는 복수의 방사체로 신호를 전달한다. 선로패턴은 급전부와 연결되어, 급전부로부터 인가되는 전류를 직렬로 연결되어 있는 복수의 방사체로 인가할 수 있다. 선로패턴은 연장 길이 방향과 수직인 방향으로 돌출되는 적어도 하나의 보조패턴을 포함할 수 있다. 보조패턴은 직사각형 형상으로 형성되거나 다른 형상으로 형성될 수 있다. 복수로 형성되는 경우, 보조패턴은 양방향으로 서로 엇갈려 형성되거나 동일 위치에서 양방향으로 돌출되거나, 일방향으로 돌출될 수 있다. 이외에 다양한 수, 방향, 및 형상으로 형성될 수 있다. 보조패턴은 제1 방사체의 서브 방사패턴과 같이, 전류의 다변화를 통해 대역폭을 확장하는 역할을 한다. 복수의 방사체로 대역폭이 확장된 신호를 전달하고, 복수의 방사체가 대역폭을 확장하는 것을 보조하는 역할을 할 수 있다. 선로패턴이 형성되는 위치에는 보조패턴 이외에도 신호의 주파수 매칭을 위한 패턴들이 형성될 수 있다. The line pattern may be formed in the form of a patch on the substrate, and a signal is transmitted to a plurality of radiators connected thereto. The line pattern may be connected to the power feeding unit to apply a current applied from the power feeding unit to a plurality of radiators connected in series. The line pattern may include at least one auxiliary pattern protruding in a direction perpendicular to the extension length direction. The auxiliary pattern may be formed in a rectangular shape or may be formed in another shape. When a plurality of auxiliary patterns are formed, the auxiliary patterns may be formed to cross each other in both directions, protrude in both directions at the same location, or protrude in one direction. In addition, it may be formed in various numbers, directions, and shapes. The auxiliary pattern, like the sub-radiation pattern of the first radiator, serves to expand the bandwidth by diversifying the current. A signal having an extended bandwidth may be transmitted to the plurality of radiators, and the plurality of radiators may serve to assist in extending the bandwidth. In addition to the auxiliary patterns, patterns for frequency matching of signals may be formed at positions where the line patterns are formed.

도 1의 좌측에 제1열 내지 제4열을 형성하는 복수의 방사체는 신호를 방사하는 송신 안테나(Tx) 또는 방사되고 객체에 반사되는 신호를 수신하는 수신 안테나(Rx)일 수 있다. 제1열 내지 제4열을 형성하는 복수의 방사체가 수신 안테나를 형성하는 경우, 송신 안테나를 형성하는 방사체들은 기판의 다른 영역에 배치되거나, 별도의 안테나로 구현될 수 있다. 하나의 기판에 형성되는 경우, 송신 안테나 방사체들은 수신 안테나 방사체들과 간섭이 발생하지 않는 거리로 이격되어 형성되거나, 간섭을 방지하는 구성이 더 포함할 수 있다. 송신 안테나 또한, 제1 방사체, 제2 방사체, 제3 방사체, 벽 구조체를 포함하는 어레이 형태로 배치될 수 있고, 복수의 방사체로 형성되는 복수의 열을 포함할 수 있다. 복수의 열로 형성되는 경우, 시분할을 통해 서로 신호의 방사를 방해하지 않고 신호를 방사할 수 있다. 예를 들어, 복수의 열에 시간 순서대로 신호가 인가되어 신호를 방사할 수 있다. 신호를 방사하고자 하는 방향에 따라 길이나 위치 방향, 열을 형성하 방사체의 수, 종류, 순서들이 다양하게 형성될 수 있음은 당연하다.The plurality of radiators forming the first to fourth columns on the left side of FIG. 1 may be a transmitting antenna (Tx) emitting a signal or a receiving antenna (Rx) receiving a signal that is radiated and reflected by an object. When the plurality of radiators forming the first to fourth columns form the reception antenna, the radiators forming the transmission antenna may be disposed in different areas of the substrate or may be implemented as separate antennas. When formed on one substrate, the transmitting antenna radiators may be formed to be spaced apart from the receiving antenna radiators at a distance that does not cause interference, or may further include a configuration for preventing interference. The transmitting antenna may also be disposed in an array form including a first radiator, a second radiator, a third radiator, and a wall structure, and may include a plurality of columns formed of a plurality of radiators. When formed in a plurality of columns, signals may be radiated without interfering with each other through time division. For example, a signal may be applied to a plurality of columns in chronological order to radiate the signal. It goes without saying that the number, type, and order of the number, type, and order of radiators forming a column may be variously formed according to the direction in which the signal is to be radiated.

서브 방사패턴, 연결패턴, 곡선 방사패턴, 또는 홈 패턴은 메인 방사패턴에 그루브(groove)를 형성함으로써 형성될 수 있다. 즉, 제2 방사체의 메인 방사패턴과 같은 방사패턴을 제1 방사체의 서브 방사패턴 및 연결패턴을 형성하는 그루브들을 형성하거나, 제3 방사체의 곡선 방사패턴 및 홈 패턴을 형성하는 그루브들을 형성함으로써 형성할 수 있다. 이때, 그루브는 에칭등을 통해 형성할 수 있다. 이는 방사체를 형성하는 하나의 예시로 이외에 다양한 방식으로 형성할 수 있음은 당연하다.The sub radiation pattern, connection pattern, curved radiation pattern, or groove pattern may be formed by forming a groove in the main radiation pattern. That is, the same radiation pattern as the main radiation pattern of the second radiator is formed by forming grooves forming the sub radiation pattern and the connection pattern of the first radiator, or grooves forming the curved radiation pattern and the groove pattern of the third radiator are formed. can do. In this case, the groove may be formed through etching or the like. It goes without saying that this may be formed in various ways other than as one example of forming the radiator.

상기와 같이, 다양한 구조를 가지는 방사체를 통해 전류의 다변화를 구현하여 메인 공진주파수 및 서브 공진주파수를 형성함과 동시에 벽 구조체를 통해 빔폭을 향상시키고 대역폭을 확장함으로써 다중 빔을 형성함에 있어서, 빔 각도 등을 조절할 수 있다. 복수의 공진주파수를 통해 대역폭을 확장할 수 있고, 유전율 및 기판 편차나 환경 변화에 따라 공진주파수가 변화더라도 사용하고자 하는 주파수 대역내에 공진주파수가 위치할 수 있다. 즉, 대역폭을 확장함으로써 유전체 편차 등을 보상할 수 있다. 또한, 저가 소재의 기판을 이용하여 안테나를 제작할 수 있는바, 적은 비용으로 제작이 가능하여 단가 경쟁력이 높아진다. 본 발명의 실시예에 따른 패치 어레이 안테나의 빔포밍 각도별 위상은 도 5와 같고, 각도별 빔 ID(위상)은 도 6과 같다. As described above, in forming a multi-beam by forming a main resonant frequency and a sub-resonant frequency by implementing the diversification of current through the radiator having various structures, and at the same time improving the beam width and expanding the bandwidth through the wall structure, the beam angle You can adjust your back. The bandwidth can be extended through a plurality of resonant frequencies, and even if the resonant frequency is changed according to dielectric constant, substrate deviation, or environmental change, the resonant frequency can be located within a desired frequency band. That is, by extending the bandwidth, it is possible to compensate for dielectric variation and the like. In addition, since the antenna can be manufactured using a low-cost substrate, it can be manufactured at a low cost, thereby increasing unit price competitiveness. A phase for each beamforming angle of the patch array antenna according to an embodiment of the present invention is as shown in FIG. 5, and a beam ID (phase) for each angle is as shown in FIG. 6 .

본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.A person of ordinary skill in the art related to this embodiment will understand that it can be implemented in a modified form within a range that does not deviate from the essential characteristics of the above description. Therefore, the disclosed methods are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.

100: 어레이 패치 안테나
110, 130: 제1 방사체
111: 메인 방사패턴
112: 서브 방사패턴
113: 연결패턴
120: 제2 방사체
130: 제3 방사체
131: 메인 방사패턴
132: 곡선 방사패턴
133: 홈 패턴
100: array patch antenna
110, 130: first radiator
111: main radiation pattern
112: sub radiation pattern
113: connection pattern
120: second radiator
130: third emitter
131: main radiation pattern
132: curved radiation pattern
133: home pattern

Claims (10)

기판;
상기 기판 상에 어레이 형태로 배치되는 복수의 방사체; 및
상기 복수의 방사체 중 적어도 하나의 방사체로부터 제1 방향 및 상기 제1 방향의 반대방향인 제2 방향으로 이격되는 벽 구조체를 포함하고,
상기 벽 구조체는 그라운드와 연결되는 어레이 패치 안테나.
Board;
a plurality of radiators disposed on the substrate in an array form; and
a wall structure spaced apart from at least one radiator among the plurality of radiators in a first direction and a second direction opposite to the first direction;
The wall structure is an array patch antenna connected to the ground.
제1항에 있어서,
상기 복수의 방사체 중 적어도 일부의 방사체는,
상기 제1 방향 및 제2 방향과 수직인 제3 방향으로 연장되는 동일선상에 직렬로 연결되는 어레이 패치 안테나.
According to claim 1,
At least some of the radiators of the plurality of radiators,
Array patch antennas connected in series on the same line extending in a third direction perpendicular to the first and second directions.
제2항에 있어서,
상기 벽 구조체는,
상기 직렬로 연결되는 방사체들의 제1 방향 및 제2 방향으로 이격되되, 상기 그라운드로부터 상기 제3 방향으로 연장되어 형성되는 어레이 패치 안테나.
3. The method of claim 2,
The wall structure is
The array patch antenna is spaced apart in a first direction and a second direction of the radiators connected in series, and is formed to extend from the ground in the third direction.
제3항에 있어서,
상기 벽 구조체의 상기 제3 방향으로의 연장길이는,
방사하고자 하는 신호의 공진주파수 또는 대역폭에 따라 달라지는 어레이 패치 안테나.
4. The method of claim 3,
The extension length in the third direction of the wall structure is,
An array patch antenna that depends on the resonant frequency or bandwidth of the signal to be radiated.
제1항에 있어서,
상기 복수의 방사체 중 적어도 하나의 제1 방사체는,
메인 방사패턴;
상기 메인 방사패턴과 이격되어 배치되는 서브 방사패턴; 및
상기 메인 방사패턴과 상기 서브 방사패턴을 연결하는 연결패턴을 포함하는 어레이 패치 안테나.
According to claim 1,
At least one first radiator among the plurality of radiators,
main radiation pattern;
a sub radiation pattern spaced apart from the main radiation pattern; and
Array patch antenna including a connection pattern connecting the main radiation pattern and the sub radiation pattern.
제5항에 있어서,
상기 서브 방사패턴은,
상기 메인 방사패턴의 일 면에 배치되는 제1 서브 방사패턴 및 상기 제1 서브 방사패턴이 배치되는 면의 반대면에 배치되는 제2 서브 방사패턴을 포함하는 어레이 패치 안테나.
6. The method of claim 5,
The sub radiation pattern is
An array patch antenna comprising a first sub radiation pattern disposed on one surface of the main radiation pattern and a second sub radiation pattern disposed on an opposite surface of the surface on which the first sub radiation pattern is disposed.
제5항에 있어서,
상기 메인 방사패턴은 사각형상으로 형성되고,
상기 서브 방사패턴은 직사각형상으로 형성되고, 상기 메인 방사패턴과 이격되는 방향인 제2 방향으로의 길이가 제2 방향과 수직인 제1 방향으로의 길이보다 짧은 어레이 패치 안테나.
6. The method of claim 5,
The main radiation pattern is formed in a rectangular shape,
The sub radiation pattern is formed in a rectangular shape, and a length in a second direction spaced apart from the main radiation pattern is shorter than a length in a first direction perpendicular to the second direction.
제5항에 있어서,
상기 복수의 방사체는,
메인 방사패턴만을 포함하는 적어도 하나의 제2 방사체를 포함하는 어레이 패치 안테나.
6. The method of claim 5,
The plurality of radiators,
An array patch antenna comprising at least one second radiator including only a main radiation pattern.
제1항에 있어서,
상기 복수의 방사체 중 적어도 하나의 제3 방사체는,
사각형상의 메인 방사패턴;
상기 메인 방사패턴의 하나 이상의 모서리에 소정의 반경을 가지는 원곡선 형상으로 형성되는 곡선 방사패턴; 및
상기 메인 방사패턴의 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 인입되는 홈 패턴을 포함하는 어레이 패치 안테나.
According to claim 1,
At least one third radiator among the plurality of radiators,
square main radiation pattern;
a curved radiation pattern formed in a curved shape having a predetermined radius at one or more corners of the main radiation pattern; and
Array patch antenna including a groove pattern introduced in the first direction or the second direction of the main radiation pattern.
제3 방향으로 동일선상에 직렬로 연결되는 제1 방사체, 제2 방사체, 및 제3 방사체; 및
상기 제1 방사체로부터 상기 제3 방향과 수직인 제1 방향 및 상기 제1 방향의 반대방향인 제2 방향으로 이격되는 벽 구조체를 포함하고,
상기 벽 구조체는 그라운드와 연결되어 상기 제3 방향으로 상기 제2 방사체까지 연장되는 어레이 패치 안테나.
a first radiator, a second radiator, and a third radiator connected in series on the same line in a third direction; and
a wall structure spaced apart from the first radiator in a first direction perpendicular to the third direction and a second direction opposite to the first direction;
and the wall structure is connected to a ground and extends to the second radiator in the third direction.
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