WO2017007075A1 - End-fire antenna using via and method for manufacturing same - Google Patents
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- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
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Definitions
- Embodiments of the present invention relate to an end-fired antenna using a via and a method of manufacturing the same.
- Antennas may be required to produce a well-defined beamwidth and carefully tailored radiation pattern with azimuth and elevation, while operating over broadband and maintaining high gain characteristics.
- customer premises equipment can be installed in a direction determined for communication with the base station, and the antenna minimizes interference to neighboring systems and reduces path loss to the base station. It may be desirable to produce a radiation pattern that yields a beam having directional characteristics that are well defined and having a predictive orientation for the antenna structure to facilitate installation of the equipment. .
- antennas generally require low manufacturing costs and small size.
- patch antennas are generally a type of antenna that can be used in a wireless communication system, for example in a user equipment terminal or base station, such as customer premises equipment.
- Patch antennas generally include a metal sheet, known as a patch emitter, disposed substantially parallel to the ground plane.
- the patch antenna is typically fabricated on a separate board from the feeder circuit and then connected via a connector.
- One embodiment of the present invention is an end-fire antenna using a via that can improve the electrical performance while having a simple manufacturing process and structure by implementing a patch antenna having an end-fire radiation pattern on a substrate such as a feeder circuit and its manufacture Provide a method.
- An end-fired antenna manufacturing method using a via comprises the steps of forming at least one first hole in the substrate; Plating the inner wall of the first long hole; And cutting the substrate in the portion where the first long hole is formed so that the plating is exposed to the outside to function as a patch antenna.
- An end-fired antenna manufacturing method using a via comprises the steps of forming at least one first hole in the substrate; Plating the inner wall of the first long hole; And filling the first long hole with a material for forming a patch antenna or emptying the first long hole to form the patch antenna.
- the method of manufacturing an end-fired antenna using a via may further include forming a feed line on the substrate to be electrically connected to the patch antenna.
- the forming of the feed line may include forming the feed line in a direction crossing the line on the substrate on which the first long hole is formed.
- An end-fired antenna manufacturing method using vias includes forming at least one second hole or at least one via on both sides of the substrate with respect to the feed line; And plating the second long hole or the inner wall of the via to form a reflector for reflecting the beam emitted from the patch antenna.
- Forming at least one first long hole in the substrate may include forming the first long hole by drilling a plurality of vias in the direction to overlap each other in one direction.
- Plating the inner wall of the first long hole may include copper plating the inner wall of the first long hole.
- the forming of the patch antenna may include filling the first long hole with copper to form the patch antenna.
- An end-fire antenna device using vias includes a substrate; And at least one patch antenna formed by cutting the at least one first long hole in which the plating is formed on the inner wall, and the plating is exposed to the outside from the side of the substrate.
- An end-fire antenna device using vias includes a substrate; At least one plating part formed by plating an inner wall of each of the at least one first long hole formed in the substrate; And at least one patch antenna formed in the at least one first hole through filling of a material for forming a patch antenna or by emptying the first hole.
- An end-fired antenna device using vias may further include a feed line formed on the substrate to be electrically connected to the patch antenna.
- An end-fired antenna device using vias is formed by plating the inner wall of at least one second long hole provided on both sides of the substrate with respect to the feed line, thereby radiating a beam radiated from the patch antenna. It may further include a reflector for reflecting.
- An end-fired antenna device using vias is formed by plating at least one via wall provided on both sides of the substrate with respect to the feed line, thereby reflecting a beam emitted from the patch antenna. It may further include a reflector.
- An end-fire antenna device using a via is a first parasitic patch formed by plating on the inner wall of the third long hole provided between the patch antenna formed in the first hole and the front edge of the substrate ; And a first patch part formed by plating an inner wall of a fourth long hole provided between the first parasitic patch and the front edge of the substrate, and a second patch part formed by filling a dielectric material in the fourth long hole. It may further include a second parasitic patch.
- An end-fired antenna device using a via is formed in the form of a hole between the patch antenna formed in the first hole and the front edge of the substrate, or a dielectric material in the fifth hole of the hole form It may further include a dielectric formed by filling.
- 1 to 6 are manufacturing process diagrams for explaining an end-fire antenna manufacturing method using a via according to an embodiment of the present invention.
- 7 to 12 are manufacturing process diagrams for explaining an end-fire antenna manufacturing method using vias according to another embodiment of the present invention.
- 13 to 17 are manufacturing process diagrams illustrating a method for manufacturing an end-fire antenna using vias according to another embodiment of the present invention.
- 18 to 23 are manufacturing process diagrams for explaining an end-fired antenna manufacturing method using vias according to another embodiment of the present invention.
- 24 to 28 are diagrams illustrating a patch antenna using a general superstrate structure and a radiation pattern before and after using the superstrate structure.
- 29 and 30 are diagrams illustrating an end-fired antenna using a superstrate structure having a parasitic patch according to an embodiment of the present invention.
- 31 and 32 are diagrams illustrating an end-fired antenna using a superstrate structure without parasitic patches in an embodiment of the present invention.
- the term 'patch antenna' which is continuously used in embodiments of the present invention, refers to a wide antenna.
- the patch antenna may be viewed as a patch antenna (width 3mm, height 1.5mm).
- the ratio of the width to height of the patch antenna may vary depending on the operating frequency and the material of the substrate.
- 1 to 6 are manufacturing process diagrams for explaining an end-fire antenna manufacturing method using a via according to an embodiment of the present invention.
- a first long hole 110 which is a long hole formed in the substrate 100, is formed.
- the first long hole 110 may be formed near one edge of the substrate 100 and may have a long oval shape.
- the first long hole 110 may be formed through a milling machine.
- the substrate 100 of the portion where the first long hole 110 is formed is cut along the cutting line 120. As a result, the plating is exposed to the outside to function as the patch antenna 130.
- the inner wall of the first long hole 110 is preferably copper (copper) plating, and may be plated by putting an additive such as platinum with copper plating.
- a feed line 140 is formed on the substrate 100 to be electrically connected to the patch antenna 130.
- the feed line 140 may be formed in a direction crossing the line, that is, the cutting line 120, on the substrate 100 on which the first long hole 110 is formed.
- the feed line 140 may be connected to a feed unit (not shown) for supplying power to supply power to the patch antenna 130.
- the feed line 140 may be implemented using a microstrip, and may be implemented using a stripline or coplanar waveguide (CPW) structure, depending on the design.
- CPW coplanar waveguide
- second long holes 150 are formed one by one on both sides of the substrate 100 with respect to the feed line 140. That is, two second long holes 150 are formed on the substrate 100.
- the inner wall of the second long hole 150 is plated to form a reflector 160 for reflecting the beam radiated from the patch antenna 130.
- the reflector 160 may be formed in a hollow plate shape having a length equal to the thickness of the substrate 100.
- Reflector 170 may be formed to reflect the beam emitted from 130.
- the reflector 170 may have a hollow cylindrical rod shape having a length equal to the thickness of the substrate 100.
- 7 to 12 are manufacturing process diagrams for explaining an end-fire antenna manufacturing method using vias according to another embodiment of the present invention.
- one first long hole 210 which is a long hole formed in the substrate 200, is formed.
- the first long hole 110 may be formed near one edge of the substrate 100 and may have a long oval shape.
- the first long hole 110 may be formed through a milling machine.
- the first long hole 210 may be formed by drilling a plurality of vias on the substrate 200 to overlap each other in one direction (the cutting line 220 direction). Therefore, the inner circumferential surface of the first long hole 210 may have a wavy shape.
- the substrate 200 of the portion where the first long hole 210 is formed is cut along the cutting line 220. As a result, the plating is exposed to the outside to function as the patch antenna 230.
- the inner wall of the first long hole 210 is preferably copper (copper) plating, and may be plated by putting an additive such as platinum with copper plating.
- a feed line 240 is formed on the substrate 200 to be electrically connected to the patch antenna 230.
- the feed line 240 may be formed in a direction crossing the line on the substrate 200 on which the first long hole 210 is formed, that is, the cutting line 220.
- the feed line 240 may be connected to a feed unit (not shown) for supplying power to supply power to the patch antenna 230.
- the feed line 240 may be implemented using a microstrip, and may be implemented using a stripline or coplanar waveguide (CPW) structure, depending on the design.
- CPW coplanar waveguide
- second long holes 250 are formed one by one on both sides of the substrate 200 with respect to the feed line 240. That is, two second long holes 250 are formed on the substrate 200.
- the inner wall of the second long hole 250 is plated to form a reflector 260 for reflecting the beam radiated from the patch antenna 230.
- the reflector 260 may be formed in a hollow plate shape having a length equal to the thickness of the substrate 100.
- the patch antenna by plating on the inner wall of the via Reflector 270 may be formed to reflect the beam emitted from 230.
- the reflector 270 may have a hollow cylindrical rod shape having a length equal to the thickness of the substrate 100.
- 13 to 17 are manufacturing process diagrams illustrating a method for manufacturing an end-fire antenna using vias according to another embodiment of the present invention.
- first long holes 310 which are long holes formed in the substrate 300, are formed.
- four first long holes 310 may be formed in the substrate 300 at regular intervals.
- the first long hole 310 may be formed near one side edge of the substrate 300, and may have a long oval shape.
- the first long hole 310 may be formed through a milling machine.
- the first long hole 310 may be formed by drilling in one room through the milling machine, or alternatively, may be formed by drilling a plurality of vias (holes) several times to overlap each other in one direction (see FIG. 7). "210").
- the substrate 300 of the portion where the first long hole 310 is formed is cut along the cutting line 320. As a result, the plating is exposed to the outside to function as the patch antenna 330.
- the inner wall of the first long hole 310 it is preferable to perform copper plating on the inner wall of the first long hole 310, and may be plated by adding an additive such as platinum together with copper plating.
- a feed line 340 is formed on the substrate 300 to be electrically connected to the patch antenna 330.
- the feed line 340 may be formed in a direction crossing the line, that is, the cutting line 320, on the substrate 300 on which the first long hole 310 is formed.
- the feed line 340 may be formed on the substrate 300 in the direction crossing the cutting line 320, the same number as the number of the patch antennas 330 (for example, four). have.
- the feed line 340 may be connected to a feed unit (not shown) for supplying power to supply power to the patch antenna 330.
- the feed line 340 may be implemented using a microstrip, and may be implemented using a stripline or coplanar waveguide (CPW) structure, depending on the design.
- CPW coplanar waveguide
- second long holes 350 are formed one by one on both sides of the substrate 300 with respect to the feed line 340. That is, as shown in the drawing, five second long holes 350 are formed on the substrate 300.
- the inner wall of the second long hole 350 is plated to form a reflector 360 for reflecting the beam radiated from the patch antenna 330.
- the reflector 360 may be formed in a hollow plate shape having a length equal to the thickness of the substrate 100.
- the reflector may have a hollow cylindrical rod shape having a length equal to the thickness of the substrate 100.
- 18 to 23 are manufacturing process diagrams for explaining an end-fired antenna manufacturing method using vias according to another embodiment of the present invention.
- one first long hole 410 which is a long hole formed in the substrate 400, is formed.
- the present invention is not limited thereto, and a plurality of first long holes 410 may be formed on the substrate 400.
- four first long holes 410 may be formed in the substrate 400 at predetermined intervals.
- the first long hole 410 may be formed near one side edge of the substrate 400, and may have a long oval shape.
- the first long hole 410 may be formed through a milling machine.
- the first long hole 410 may be formed by drilling in one room through the milling machine as shown in the drawing, and alternatively, may be formed by drilling a plurality of vias (holes) several times to overlap each other in one direction. It may be possible (see “210" in FIG. 7).
- the plating part 420 is formed by plating the inner wall of the first long hole 410
- the copper for forming the patch antenna 425 in the first long hole 410 is formed.
- the patch antenna 425 is formed by filling a back material.
- copper plating may be performed on the inner wall of the first long hole 410, and plating may be performed by putting an additive such as platinum together with copper plating.
- the patch antenna may be formed by emptying the first long hole 410.
- a feed line 430 is formed on the substrate 400 to be electrically connected to the patch antenna 425.
- the feed line 430 may be connected to a feed unit (not shown) for supplying power to supply power to the patch antenna 425.
- the feed line 430 may be implemented using a microstrip, and may be implemented using a stripline or coplanar waveguide (CPW) structure, depending on the design.
- CPW coplanar waveguide
- second long holes 440 are formed one by one on both sides of the substrate 400 around the feed line 430. That is, as shown in the drawing, two second long holes 440 are formed on the substrate 400.
- the reflector 450 may be formed in a hollow plate shape having a length equal to the thickness of the substrate 400.
- a reflector 460 may be formed to reflect the beam emitted from 425.
- the reflector 460 may have a hollow cylindrical rod shape having a length equal to the thickness of the substrate 400.
- an end-fire antenna manufactured by a manufacturing method may include a substrate 100 and a first long hole (see “110” of FIG. 1) having plating formed on an inner wall thereof.
- the patch antenna 130 is formed by exposing the plating to the outside on the side of the substrate 100, the feed line is formed to be electrically connected to the patch antenna 130 on the substrate 100 140 and plated on inner walls of at least one second long hole (refer to “150” in FIG. 3) formed on both sides of the substrate 100 with respect to the feed line 140.
- a reflector 160 that reflects the beam emitted from 130.
- the end-fire antenna manufactured by the manufacturing method according to another exemplary embodiment of the present invention has a substrate 200 and a wavy first hole having a plating formed on an inner wall thereof (“210” in FIG. 7).
- the patch antenna 230 is formed to be exposed to the outside from the side of the substrate 200, on the substrate 200, is formed to be electrically connected to the patch antenna 230
- the feed line 240 and the second antenna (see “250” in FIG. 9) formed on both sides of the substrate 200 around the feed line 240 are plated to form the patch antenna ( And a reflector 260 that reflects the beam emitted from 230.
- the end-fire antenna manufactured by the manufacturing method according to another embodiment of the present invention includes a substrate 300 and a plurality of first holes ("310" in FIG. 13) having plating formed on an inner wall thereof.
- a plurality of patch antennas 330 formed on the side surface of the substrate 300 to be exposed to the outside, and electrically connected to the patch antenna 330 on the substrate 300
- a plurality of feed line 340 is formed to be formed, and is formed by plating on the inner wall of the second long hole (see "350" in FIG. 15) formed on both sides of the substrate 300 around the feed line 340, It may be configured to include a reflector 360 for reflecting the beam emitted from the patch antenna 330.
- the end-fire antenna manufactured by the manufacturing method according to another exemplary embodiment of the present invention includes a substrate 400 and a first long hole formed in the substrate 400 (“410 in FIG. 18”). Plated portion 420 plated on an inner wall, a patch antenna 425 formed by filling a material such as copper in the first hole, and the patch antenna on the substrate 400 A plurality of feed lines 430 formed to be electrically connected to the 425, and second holes formed on both sides of the substrate 400 around the feed lines 430 (see “440” in FIG. 20) It may be configured to include a reflector 450 is formed by being plated on the inner wall reflecting the beam emitted from the patch antenna 425.
- 24 to 28 illustrate a patch antenna using a general superstrate structure and radiation patterns before and after use of the superstrate structure.
- a patch antenna 510 may be formed of copper (copper) on a substrate 500 of a dielectric to form a basic patch antenna, and layers of dielectrics 520 and 530 may be stacked on the structure of FIG. 24. It is possible to create patch antennas of the general superstrate structure such as Here, the layers 520 and 530 may be implemented as dielectrics having different dielectric constants.
- a parasitic patch 540 made of copper may be added to the structure of FIG. 25 to form a patch antenna having a general superstrate structure as shown in FIG. 26.
- the basic patch antenna without the superstrate structure as shown in FIG. 24 has the radiation pattern as shown in FIG. 27.
- the patch antenna using the superstrate structure as shown in FIGS. 25 and 26 has a radiation pattern having a higher gain than in FIG. 27 as shown in FIG. 28 (the darker the red, the larger the gain). That is, a radiation pattern having a large gain in the z-axis direction in which the layers 520 and 530 are stacked can be obtained.
- an embodiment of the present invention proposes an antenna having a superstrate structure that is advantageous than the structure of FIGS. 24 to 26 in terms of cost and process without requiring an additional layer.
- an antenna having the proposed superstrate structure will be described in detail with reference to FIGS. 29 to 30 and 31 to 32.
- FIGS. 29 and 30 are diagrams illustrating an end-fired antenna using a parasitic patched superstrate structure in one embodiment of the present invention
- FIGS. 31 and 32 are superstrates without a parasitic patch in an embodiment of the present invention.
- the figure shows an end-fire antenna using the structure.
- the end-fire antenna 600 includes a substrate 610, a plating portion 620, a patch antenna 625, a reflector 630, a feed line 640, and a first line.
- Parasitic patches 650, and second parasitic patches 660 and 665 may correspond to the components 400, 420, 425, 450, and 430 of FIG. 22, respectively.
- description thereof will be omitted.
- the first parasitic patch 650 of the third long hole 655 provided between the patch antenna 625 formed in the first long hole (see “410" of FIG. 18) and the front edge of the substrate 610. It may be formed by plating on the inner wall.
- the second parasitic patches 660 and 665 are formed by plating a metal (eg, copper) on an inner wall of a fourth long hole provided between the first parasitic patch 650 and the front edge of the substrate 610.
- the first patch 660 and the second patch 665 may be formed by filling a dielectric material in the fourth long hole.
- the first and second parasitic patches 650, 660 and 665 may be disposed side by side and spaced apart in the radial direction of the patch antenna 625, wherein the first and second parasitic patches 650, 660 and 665
- the patch antenna 625 may act as a dielectric having a different dielectric constant, thereby obtaining a radiation pattern having a large gain, thereby contributing to the gain improvement of the antenna.
- the layers should be stacked in the radial direction of the antenna as shown in FIGS. 24 to 26. Since only the holes (third and fourth holes) need to be drilled with equipment such as a milling machine, it is advantageous compared to the conventional one in terms of cost and process. At this time, the size of the hole can be adjusted by the equipment as described above, it is also possible to adjust the thickness of each layer (dielectric) by adjusting the size of the hole.
- the end-fire antenna 600 includes a dielectric 670 instead of the first and second parasitic patches 650, 660, 665. can do.
- the dielectric 670 may be formed in the form of a long hole between the patch antenna 625 formed in the first long hole and the front edge of the substrate 610, and as shown in the drawing, the fifth long hole in the long hole shape It may be formed by filling the dielectric material.
- the dielectric 670 may be arranged side by side spaced apart in the radial direction of the patch antenna 625, wherein the dielectric 670 and the patch antenna 625 each act as a dielectric having a different dielectric constant A large gain radiation pattern can be obtained to contribute to the gain improvement of the antenna.
- the layers should be stacked in the radial direction of the antenna as shown in FIGS. 24 to 26. It is more advantageous than the conventional one in terms of cost and process because only the holes (chapter 5) need to be drilled with equipment such as a milling machine. At this time, the size of the hole can be adjusted by the equipment as described above, it is also possible to adjust the thickness of each layer (dielectric) by adjusting the size of the hole.
- the inner wall of the fifth long hole is not copper plated, and in the present invention, when the inner wall of the long hole is copper plated, a parasitic patch is defined as a structure; otherwise, a parasitic patch is not defined. do.
- FIGS. 29 and 30 are parasitic patches
- FIGS. 31 and 32 are parasitic patches.
- the substrate 610 is a base between the patch antenna 625 and the reflector 630, and the left region M is made of metal and is right.
- Region D may be made of a dielectric.
- the reflector 630 is disposed in the metal region M on the left side, and the patch antenna 625, the plating part 620, in the dielectric region D on the right side.
- First and second parasitic patches 650, 660, and 665 may be disposed, and in the case of FIGS. 31 and 32, the reflector 630 is disposed in the metal region M on the left side and the dielectric region on the right side.
- the patch antenna 625, the plating part 620, and the dielectric 670 may be disposed in (D).
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
An embodiment of the present invention provides an end-fire antenna using a via and a method for manufacturing the same, which can improve electrical performance while having a simple manufacturing process and a simple structure by implementing a patch antenna having an end-fire radiation pattern on the same substrate as that of a feeding circuit. A method for manufacturing an end-fire antenna using a via according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: forming at least one first elongated hole through a substrate; plating the inner wall of the first elongated hole; and cutting a substrate part, through which the elongated hole is formed, such that the plated part is exposed to the outside and thus serves as a patch antenna.
Description
본 발명의 실시예들은 비아를 이용한 엔드-파이어 안테나 및 그 제조 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to an end-fired antenna using a via and a method of manufacturing the same.
근대의 무선 통신 시스템에는 신호를 전송 및 수신하기 위해 안테나들이 요구된다. 안테나들은 광대역 상에서 작동하고 높은 이득 특성들을 유지하면서, 방위각(azimuth) 및 높이(elevation)가 잘 정의된 빔폭(beamwidth) 및 신중히 제작된(tailored) 방사선 패턴을 산출하는 데 요구될 수 있다.Modern wireless communication systems require antennas to transmit and receive signals. Antennas may be required to produce a well-defined beamwidth and carefully tailored radiation pattern with azimuth and elevation, while operating over broadband and maintaining high gain characteristics.
특히, 고정 무선 접근 시스템에서, 고객 댁내 장비(customer premises equipment)는 기지국과 통신을 위해 결정된 방향에서 설치될 수 있고, 안테나는 이웃하는 시스템들에 대한 간섭을 최소화하고 기지국에 대한 경로 손실을 감소시키기 위해 잘 정의된 방향 특성들(directional characteristics)을 구비하고, 장비의 설치를 수월하게 하기 위해 안테나 구조에 대해 당연한 방향(predictable orientation)을 구비하는 빔을 산출하는 방사선 패턴을 산출하는 것이 요구될 수 있다. 게다가, 안테나는 일반적으로 적은 제조 비용 및 작은 크기를 구비할 것을 요구한다.In particular, in fixed wireless access systems, customer premises equipment can be installed in a direction determined for communication with the base station, and the antenna minimizes interference to neighboring systems and reduces path loss to the base station. It may be desirable to produce a radiation pattern that yields a beam having directional characteristics that are well defined and having a predictive orientation for the antenna structure to facilitate installation of the equipment. . In addition, antennas generally require low manufacturing costs and small size.
한편, 밀리미터 대역의 각종 애플리케이션에는 안테나 이득을 높이고 빔 조향이 가능하도록 다수의 배열 안테나가 필요하다. 이는 대개 z축 방향(broadside)의 방사 패턴을 갖는 패치 안테나로 구현된다.On the other hand, various applications in the millimeter band require a plurality of array antennas to increase antenna gain and enable beam steering. This is usually implemented with a patch antenna having a radiation pattern in the z-axis direction.
이러한 패치 안테나는 일반적으로 무선 통신 시스템에서, 예를 들어 고객 댁내 장비 같은, 사용자 장비 터미널 또는 기지국에서 사용될 수 있는 안테나의 유형이다. 패치 안테나는 일반적으로 접지면에 대해 실질적으로 평행 관계로 배치되는, 패치 방사기로 알려진 금속 시트를 포함한다.Such patch antennas are generally a type of antenna that can be used in a wireless communication system, for example in a user equipment terminal or base station, such as customer premises equipment. Patch antennas generally include a metal sheet, known as a patch emitter, disposed substantially parallel to the ground plane.
애플리케이션에 따라서 x 또는 y축 방향(end-fire)의 방사 패턴이 필요한 경우, 일반적으로 패치 안테나를 급전 회로와 별도의 기판에 제작한 다음 커넥터 등을 통해 연결하여 구현한다.Depending on the application, if a radiation pattern in the x- or y-axis direction (end-fire) is required, the patch antenna is typically fabricated on a separate board from the feeder circuit and then connected via a connector.
그러나, 패치 안테나를 급전부와 별도의 기판에 제작하여 커넥터로 연결하는 것은 구현이 복잡할뿐더러 피드 라인이 길어지고 커넥터가 포함되면서 전기적 손실이 커진다. 따라서, end-fire 방사 패턴을 갖는 다수의 패치 안테나를 급전 회로와 같은 기판에 구현할 수 있는 기술이 필요한 실정이다. 아울러, 안테나가 포함된 모듈을 하나의 기판(PCB)으로 제작하여 간단한 공정 및 구조를 가지면서 전기적 성능도 향상시킬 수 있는 기술이 요구되고 있다.However, fabricating the patch antenna on a separate board from the feeder and connecting it to the connector is complicated to implement, and the feed line is longer and the electrical loss is increased as the connector is included. Accordingly, there is a need for a technology capable of implementing a plurality of patch antennas having an end-fire radiation pattern on a substrate such as a power feeding circuit. In addition, there is a demand for a technology capable of improving electrical performance while having a simple process and structure by manufacturing a module including an antenna as a single substrate (PCB).
본 발명의 일 실시예는 end-fire 방사 패턴을 갖는 패치 안테나를 급전 회로와 같은 기판에 구현함으로써 간단한 제조 공정 및 구조를 가지면서 전기적 성능도 향상시킬 수 있는 비아를 이용한 엔드-파이어 안테나 및 그 제조 방법을 제공한다.One embodiment of the present invention is an end-fire antenna using a via that can improve the electrical performance while having a simple manufacturing process and structure by implementing a patch antenna having an end-fire radiation pattern on a substrate such as a feeder circuit and its manufacture Provide a method.
본 발명의 일 실시예에 따른 비아를 이용한 엔드-파이어 안테나 제조 방법은 기판에 적어도 하나의 제1 장공을 형성하는 단계; 상기 제1 장공의 내벽에 도금을 하는 단계; 및 상기 도금이 외부에 노출되어 패치 안테나의 기능을 하도록, 상기 제1 장공이 형성된 부분의 기판을 절단하는 단계를 포함한다.An end-fired antenna manufacturing method using a via according to an embodiment of the present invention comprises the steps of forming at least one first hole in the substrate; Plating the inner wall of the first long hole; And cutting the substrate in the portion where the first long hole is formed so that the plating is exposed to the outside to function as a patch antenna.
본 발명의 일 실시예에 따른 비아를 이용한 엔드-파이어 안테나 제조 방법은 기판에 적어도 하나의 제1 장공을 형성하는 단계; 상기 제1 장공의 내벽에 도금을 하는 단계; 및 상기 제1 장공에 패치 안테나의 형성을 위한 소재를 충진하거나 상기 제1 장공의 속을 비워 상기 패치 안테나를 형성하는 단계를 포함한다.An end-fired antenna manufacturing method using a via according to an embodiment of the present invention comprises the steps of forming at least one first hole in the substrate; Plating the inner wall of the first long hole; And filling the first long hole with a material for forming a patch antenna or emptying the first long hole to form the patch antenna.
본 발명의 일 실시예에 따른 비아를 이용한 엔드-파이어 안테나 제조 방법은 상기 기판 상에, 상기 패치 안테나와 전기적으로 연결되도록 급전 선로를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of manufacturing an end-fired antenna using a via according to an embodiment of the present invention may further include forming a feed line on the substrate to be electrically connected to the patch antenna.
상기 급전 선로를 형성하는 단계는 상기 제1 장공이 형성된 상기 기판상의 라인과 교차되는 방향으로, 상기 급전 선로를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The forming of the feed line may include forming the feed line in a direction crossing the line on the substrate on which the first long hole is formed.
본 발명의 일 실시예에 따른 비아를 이용한 엔드-파이어 안테나 제조 방법은 상기 급전 선로를 중심으로 상기 기판의 양측에 적어도 하나의 제2 장공 또는 적어도 하나의 비아를 형성하는 단계; 및 상기 제2 장공 또는 상기 비아의 내벽에 도금을 하여, 상기 패치 안테나로부터 방사된 빔을 반사하기 위한 리플렉터를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.An end-fired antenna manufacturing method using vias according to an embodiment of the present invention includes forming at least one second hole or at least one via on both sides of the substrate with respect to the feed line; And plating the second long hole or the inner wall of the via to form a reflector for reflecting the beam emitted from the patch antenna.
상기 기판에 적어도 하나의 제1 장공을 형성하는 단계는 상기 기판에 복수의 비아를 일 방향으로 서로 겹치도록 뚫어서 상기 제1 장공을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.Forming at least one first long hole in the substrate may include forming the first long hole by drilling a plurality of vias in the direction to overlap each other in one direction.
상기 제1 장공의 내벽에 도금을 하는 단계는 상기 제1 장공의 내벽에 동도금을 하는 단계를 포함할 수 있다.Plating the inner wall of the first long hole may include copper plating the inner wall of the first long hole.
상기 패치 안테나를 형성하는 단계는 상기 제1 장공에 동을 충진하여 상기 패치 안테나를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The forming of the patch antenna may include filling the first long hole with copper to form the patch antenna.
본 발명의 일 실시예에 따른 비아를 이용한 엔드-파이어 안테나 장치는 기판; 및 내벽에 도금이 형성된 적어도 하나의 제1 장공의 절단을 통해, 상기 기판의 측면에서 상기 도금이 외부로 노출되어 형성되는 적어도 하나의 패치 안테나를 포함한다.An end-fire antenna device using vias according to an embodiment of the present invention includes a substrate; And at least one patch antenna formed by cutting the at least one first long hole in which the plating is formed on the inner wall, and the plating is exposed to the outside from the side of the substrate.
본 발명의 일 실시예에 따른 비아를 이용한 엔드-파이어 안테나 장치는 기판; 상기 기판에 형성된 적어도 하나의 제1 장공 각각의 내벽에 도금되어 형성되는 적어도 하나의 도금부; 및 상기 적어도 하나의 제1 장공에, 패치 안테나의 형성을 위한 소재의 충진을 통해 형성되거나 상기 제1 장공의 속을 비워 형성되는 적어도 하나의 패치 안테나를 포함한다.An end-fire antenna device using vias according to an embodiment of the present invention includes a substrate; At least one plating part formed by plating an inner wall of each of the at least one first long hole formed in the substrate; And at least one patch antenna formed in the at least one first hole through filling of a material for forming a patch antenna or by emptying the first hole.
본 발명의 일 실시예에 따른 비아를 이용한 엔드-파이어 안테나 장치는 상기 기판 상에, 상기 패치 안테나와 전기적으로 연결되도록 형성되는 급전 선로를 더 포함할 수 있다.An end-fired antenna device using vias according to an embodiment of the present invention may further include a feed line formed on the substrate to be electrically connected to the patch antenna.
본 발명의 일 실시예에 따른 비아를 이용한 엔드-파이어 안테나 장치는 상기 급전 선로를 중심으로 상기 기판의 양측에 구비된 적어도 하나의 제2 장공 내벽에 도금되어 형성됨으로써, 상기 패치 안테나로부터 방사된 빔을 반사하는 리플렉터를 더 포함할 수 있다.An end-fired antenna device using vias according to an embodiment of the present invention is formed by plating the inner wall of at least one second long hole provided on both sides of the substrate with respect to the feed line, thereby radiating a beam radiated from the patch antenna. It may further include a reflector for reflecting.
본 발명의 일 실시예에 따른 비아를 이용한 엔드-파이어 안테나 장치는 상기 급전 선로를 중심으로 상기 기판의 양측에 구비된 적어도 하나의 비아 내벽에 도금되어 형성됨으로써, 상기 패치 안테나로부터 방사된 빔을 반사하는 리플렉터를 더 포함할 수 있다.An end-fired antenna device using vias according to an embodiment of the present invention is formed by plating at least one via wall provided on both sides of the substrate with respect to the feed line, thereby reflecting a beam emitted from the patch antenna. It may further include a reflector.
본 발명의 일 실시예에 따른 비아를 이용한 엔드-파이어 안테나 장치는 상기 제1 장공에 형성된 패치 안테나와 상기 기판의 전면부 테두리 사이에 구비된 제3 장공의 내벽에 도금되어 형성되는 제1 기생 패치; 및 상기 제1 기생 패치와 상기 기판의 전면부 테두리 사이에 구비된 제4 장공의 내벽에 도금되어 형성되는 제1 패치부, 및 상기 제4 장공에 유전 소재가 충진되어 형성되는 제2 패치부를 구비하는 제2 기생 패치를 더 포함할 수 있다.An end-fire antenna device using a via according to an embodiment of the present invention is a first parasitic patch formed by plating on the inner wall of the third long hole provided between the patch antenna formed in the first hole and the front edge of the substrate ; And a first patch part formed by plating an inner wall of a fourth long hole provided between the first parasitic patch and the front edge of the substrate, and a second patch part formed by filling a dielectric material in the fourth long hole. It may further include a second parasitic patch.
본 발명의 일 실시예에 따른 비아를 이용한 엔드-파이어 안테나 장치는 상기 제1 장공에 형성된 패치 안테나와 상기 기판의 전면부 테두리 사이에 장공 형태로 형성되거나, 상기 장공 형태의 제5 장공에 유전 소재가 충진되어 형성되는 유전체를 더 포함할 수 있다.An end-fired antenna device using a via according to an embodiment of the present invention is formed in the form of a hole between the patch antenna formed in the first hole and the front edge of the substrate, or a dielectric material in the fifth hole of the hole form It may further include a dielectric formed by filling.
본 발명의 일 실시예에 따르면, end-fire 방사 패턴을 갖는 패치 안테나를 급전 회로와 같은 기판에 구현함으로써 간단한 제조 공정 및 구조를 가지면서 전기적 성능도 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by implementing a patch antenna having an end-fire radiation pattern on a substrate such as a feeder circuit, it is possible to improve electrical performance while having a simple manufacturing process and structure.
도 1 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비아(via)를 이용한 엔드-파이어(end-fire) 안테나 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 제조 공정도이다.1 to 6 are manufacturing process diagrams for explaining an end-fire antenna manufacturing method using a via according to an embodiment of the present invention.
도 7 내지 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비아(via)를 이용한 엔드-파이어(end-fire) 안테나 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 제조 공정도이다.7 to 12 are manufacturing process diagrams for explaining an end-fire antenna manufacturing method using vias according to another embodiment of the present invention.
도 13 내지 도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비아(via)를 이용한 엔드-파이어(end-fire) 안테나 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 제조 공정도이다.13 to 17 are manufacturing process diagrams illustrating a method for manufacturing an end-fire antenna using vias according to another embodiment of the present invention.
도 18 내지 도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비아를 이용한 엔드-파이어 안테나 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 제조 공정도이다.18 to 23 are manufacturing process diagrams for explaining an end-fired antenna manufacturing method using vias according to another embodiment of the present invention.
도 24 내지 도 28은 일반적인 superstrate 구조를 사용한 패치 안테나 및 superstrate 구조 사용 전후의 방사 패턴을 도시한 도면이다.24 to 28 are diagrams illustrating a patch antenna using a general superstrate structure and a radiation pattern before and after using the superstrate structure.
도 29 및 도 30은 본 발명의 일 실시예에 있어서 기생 패치가 있는 superstrate 구조를 사용한 엔드-파이어 안테나를 도시한 도면이다.29 and 30 are diagrams illustrating an end-fired antenna using a superstrate structure having a parasitic patch according to an embodiment of the present invention.
도 31 및 도 32는 본 발명의 실시예에 있어서 기생 패치가 없는 superstrate 구조를 사용한 엔드-파이어 안테나를 도시한 도면이다.31 and 32 are diagrams illustrating an end-fired antenna using a superstrate structure without parasitic patches in an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and / or features of the present invention and methods for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, only the present embodiments to make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention;
본 발명의 실시예들에서 지속적으로 사용되는 용어인 '패치 안테나'란 넓적한 안테나를 말하며, 예시로서 가로 길이가 높이의 2배인 경우 패치 안테나로 볼 수 있다(가로 3mm, 높이 1.5mm). 상기 패치 안테나의 가로 대 높이 비율은 동작 주파수 및 기판(PCB) 재질에 따라 달라질 수 있다.The term 'patch antenna', which is continuously used in embodiments of the present invention, refers to a wide antenna. For example, when the horizontal length is twice the height, the patch antenna may be viewed as a patch antenna (width 3mm, height 1.5mm). The ratio of the width to height of the patch antenna may vary depending on the operating frequency and the material of the substrate.
도 1 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비아(via)를 이용한 엔드-파이어(end-fire) 안테나 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 제조 공정도이다.1 to 6 are manufacturing process diagrams for explaining an end-fire antenna manufacturing method using a via according to an embodiment of the present invention.
먼저 도 1을 참조하면, 기판(100)에 길게 형성된 구멍인 제1 장공(110)을 하나 형성한다.First, referring to FIG. 1, a first long hole 110, which is a long hole formed in the substrate 100, is formed.
이때, 상기 제1 장공(110)은 상기 기판(100)의 일측 테두리 부근에 형성될 수 있으며, 긴 타원형의 모양을 가질 수 있다. 상기 제1 장공(110)은 밀링머신(milling machine)을 통해 형성될 수 있다.In this case, the first long hole 110 may be formed near one edge of the substrate 100 and may have a long oval shape. The first long hole 110 may be formed through a milling machine.
다음으로, 도 2를 참조하면, 상기 제1 장공(110)의 내벽에 도금을 한 후 절단선(120)을 따라 상기 제1 장공(110)이 형성된 부분의 기판(100)을 절단한다. 이로써, 상기 도금이 외부에 노출되어 상기 패치 안테나(130) 기능을 하게 된다.Next, referring to FIG. 2, after plating the inner wall of the first long hole 110, the substrate 100 of the portion where the first long hole 110 is formed is cut along the cutting line 120. As a result, the plating is exposed to the outside to function as the patch antenna 130.
이때, 상기 제1 장공(110)의 내벽에는 동(copper)도금을 하는 것이 바람직하며, 동도금과 함께 백금 등의 첨가제를 넣어 도금을 할 수도 있다.At this time, the inner wall of the first long hole 110 is preferably copper (copper) plating, and may be plated by putting an additive such as platinum with copper plating.
다음으로, 도 2를 참조하면, 상기 기판(100) 상에, 상기 패치 안테나(130)와 전기적으로 연결되도록 급전 선로(140)를 형성한다.Next, referring to FIG. 2, a feed line 140 is formed on the substrate 100 to be electrically connected to the patch antenna 130.
이때, 상기 급전 선로(140)는 상기 제1 장공(110)이 형성된 기판(100) 상의 라인, 즉 절단선(120)과 교차되는 방향으로 형성될 수 있다. 상기 급전 선로(140)는 전원을 공급하는 급전부(미도시)와 연결되어 상기 패치 안테나(130)에 전원을 공급할 수 있다.In this case, the feed line 140 may be formed in a direction crossing the line, that is, the cutting line 120, on the substrate 100 on which the first long hole 110 is formed. The feed line 140 may be connected to a feed unit (not shown) for supplying power to supply power to the patch antenna 130.
상기 급전 선로(140)는 마이크로스트립(microstrip)을 사용하여 구현될 수 있으며, 설계에 따라 스트립라인 또는 coplanar waveguide(CPW) 구조를 사용하여 구현될 수 있다.The feed line 140 may be implemented using a microstrip, and may be implemented using a stripline or coplanar waveguide (CPW) structure, depending on the design.
다음으로, 도 3을 참조하면, 상기 급전 선로(140)를 중심으로 상기 기판(100)의 양측에 제2 장공(150)을 하나씩 형성한다. 즉, 상기 기판(100) 상에는 2개의 제2 장공(150)이 형성된다.Next, referring to FIG. 3, second long holes 150 are formed one by one on both sides of the substrate 100 with respect to the feed line 140. That is, two second long holes 150 are formed on the substrate 100.
다음으로, 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 제2 장공(150)의 내벽에 도금을 하여, 상기 패치 안테나(130)로부터 방사된 빔을 반사하기 위한 리플렉터(reflector)(160)를 형성한다. 이러한 경우, 상기 리플렉터(160)는 상기 기판(100)의 두께만큼의 길이를 가지는 중공된 판(plate) 형상으로 형성될 수 있다.Next, referring to FIGS. 4 and 5, the inner wall of the second long hole 150 is plated to form a reflector 160 for reflecting the beam radiated from the patch antenna 130. . In this case, the reflector 160 may be formed in a hollow plate shape having a length equal to the thickness of the substrate 100.
한편, 다른 실시예로서 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 급전 선로(140)를 중심으로 상기 기판(100)의 양측에 복수의 비아를 형성한 후, 상기 비아의 내벽에 도금을 하여 상기 패치 안테나(130)로부터 방사된 빔을 반사하기 위한 리플렉터(170)를 형성할 수 있다. 이러한 경우, 상기 리플렉터(170)는 상기 기판(100)의 두께만큼의 길이를 가지는 중공된 원통형의 막대 모양의 형상을 가질 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 6 as another embodiment, after forming a plurality of vias on both sides of the substrate 100 centering on the feed line 140, and plating the inner wall of the via to the patch antenna Reflector 170 may be formed to reflect the beam emitted from 130. In this case, the reflector 170 may have a hollow cylindrical rod shape having a length equal to the thickness of the substrate 100.
도 7 내지 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비아(via)를 이용한 엔드-파이어(end-fire) 안테나 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 제조 공정도이다.7 to 12 are manufacturing process diagrams for explaining an end-fire antenna manufacturing method using vias according to another embodiment of the present invention.
먼저 도 7를 참조하면, 기판(200)에 길게 형성된 구멍인 제1 장공(210)을 하나 형성한다.First, referring to FIG. 7, one first long hole 210, which is a long hole formed in the substrate 200, is formed.
이때, 상기 제1 장공(110)은 상기 기판(100)의 일측 테두리 부근에 형성될 수 있으며, 긴 타원형의 모양을 가질 수 있다. 상기 제1 장공(110)은 밀링머신(milling machine)을 통해 형성될 수 있다.In this case, the first long hole 110 may be formed near one edge of the substrate 100 and may have a long oval shape. The first long hole 110 may be formed through a milling machine.
즉, 상기 제1 장공(210)은 상기 기판(200)에 복수의 비아를 일 방향(절단선(220) 방향)으로 서로 겹치도록 뚫는 과정을 통해 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제1 장공(210)은 그 내주면이 물결 모양을 가질 수 있다.That is, the first long hole 210 may be formed by drilling a plurality of vias on the substrate 200 to overlap each other in one direction (the cutting line 220 direction). Therefore, the inner circumferential surface of the first long hole 210 may have a wavy shape.
다음으로, 도 8을 참조하면, 상기 제1 장공(210)의 내벽에 도금을 한 후 절단선(220)을 따라 상기 제1 장공(210)이 형성된 부분의 기판(200)을 절단한다. 이로써, 상기 도금이 외부에 노출되어 상기 패치 안테나(230) 기능을 하게 된다.Next, referring to FIG. 8, after plating the inner wall of the first long hole 210, the substrate 200 of the portion where the first long hole 210 is formed is cut along the cutting line 220. As a result, the plating is exposed to the outside to function as the patch antenna 230.
이때, 상기 제1 장공(210)의 내벽에는 동(copper)도금을 하는 것이 바람직하며, 동도금과 함께 백금 등의 첨가제를 넣어 도금을 할 수도 있다.At this time, the inner wall of the first long hole 210 is preferably copper (copper) plating, and may be plated by putting an additive such as platinum with copper plating.
다음으로, 도 8을 참조하면, 상기 기판(200) 상에, 상기 패치 안테나(230)와 전기적으로 연결되도록 급전 선로(240)를 형성한다.Next, referring to FIG. 8, a feed line 240 is formed on the substrate 200 to be electrically connected to the patch antenna 230.
이때, 상기 급전 선로(240)는 상기 제1 장공(210)이 형성된 기판(200) 상의 라인, 즉 절단선(220)과 교차되는 방향으로 형성될 수 있다. 상기 급전 선로(240)는 전원을 공급하는 급전부(미도시)와 연결되어 상기 패치 안테나(230)에 전원을 공급할 수 있다.In this case, the feed line 240 may be formed in a direction crossing the line on the substrate 200 on which the first long hole 210 is formed, that is, the cutting line 220. The feed line 240 may be connected to a feed unit (not shown) for supplying power to supply power to the patch antenna 230.
상기 급전 선로(240)는 마이크로스트립(microstrip)을 사용하여 구현될 수 있으며, 설계에 따라 스트립라인 또는 coplanar waveguide(CPW) 구조를 사용하여 구현될 수 있다.The feed line 240 may be implemented using a microstrip, and may be implemented using a stripline or coplanar waveguide (CPW) structure, depending on the design.
다음으로, 도 9를 참조하면, 상기 급전 선로(240)를 중심으로 상기 기판(200)의 양측에 제2 장공(250)을 하나씩 형성한다. 즉, 상기 기판(200) 상에는 2개의 제2 장공(250)이 형성된다.Next, referring to FIG. 9, second long holes 250 are formed one by one on both sides of the substrate 200 with respect to the feed line 240. That is, two second long holes 250 are formed on the substrate 200.
다음으로, 도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 제2 장공(250)의 내벽에 도금을 하여, 상기 패치 안테나(230)로부터 방사된 빔을 반사하기 위한 리플렉터(reflector)(260)를 형성한다. 이러한 경우, 상기 리플렉터(260)는 상기 기판(100)의 두께만큼의 길이를 가지는 중공된 판(plate) 형상으로 형성될 수 있다.Next, referring to FIGS. 10 and 11, the inner wall of the second long hole 250 is plated to form a reflector 260 for reflecting the beam radiated from the patch antenna 230. . In this case, the reflector 260 may be formed in a hollow plate shape having a length equal to the thickness of the substrate 100.
한편, 다른 실시예로서 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 급전 선로(240)를 중심으로 상기 기판(200)의 양측에 복수의 비아를 형성한 후, 상기 비아의 내벽에 도금을 하여 상기 패치 안테나(230)로부터 방사된 빔을 반사하기 위한 리플렉터(270)를 형성할 수 있다. 이러한 경우, 상기 리플렉터(270)는 상기 기판(100)의 두께만큼의 길이를 가지는 중공된 원통형의 막대 모양의 형상을 가질 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 12 as another embodiment, after forming a plurality of vias on both sides of the substrate 200 centering on the feed line 240, the patch antenna by plating on the inner wall of the via Reflector 270 may be formed to reflect the beam emitted from 230. In this case, the reflector 270 may have a hollow cylindrical rod shape having a length equal to the thickness of the substrate 100.
도 13 내지 도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비아(via)를 이용한 엔드-파이어(end-fire) 안테나 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 제조 공정도이다.13 to 17 are manufacturing process diagrams illustrating a method for manufacturing an end-fire antenna using vias according to another embodiment of the present invention.
먼저 도 13을 참조하면, 기판(300)에 길게 형성된 구멍인 제1 장공(310)을 다수 개 형성한다. 예컨대 도면에서와 같이 상기 제1 장공(310)을 상기 기판(300)에 일정 간격으로 4개 형성할 수 있다.First, referring to FIG. 13, a plurality of first long holes 310, which are long holes formed in the substrate 300, are formed. For example, as shown in the drawing, four first long holes 310 may be formed in the substrate 300 at regular intervals.
이때, 상기 제1 장공(310)은 상기 기판(300)의 일측 테두리 부근에 형성될 수 있으며, 긴 타원형의 모양을 가질 수 있다. 상기 제1 장공(310)은 밀링머신(milling machine)을 통해 형성될 수 있다.In this case, the first long hole 310 may be formed near one side edge of the substrate 300, and may have a long oval shape. The first long hole 310 may be formed through a milling machine.
이때, 상기 제1 장공(310)은 상기 밀링머신을 통해 한 방에 뚫어서 형성될 수도 있으며, 또 달리 다수의 비아(구멍)를 일 방향으로 서로 겹치도록 여러 번 뚫어서 형성될 수도 있다(도 7의 "210" 참조).In this case, the first long hole 310 may be formed by drilling in one room through the milling machine, or alternatively, may be formed by drilling a plurality of vias (holes) several times to overlap each other in one direction (see FIG. 7). "210").
다음으로, 도 14를 참조하면, 상기 제1 장공(310)의 내벽에 도금을 한 후 절단선(320)을 따라 상기 제1 장공(310)이 형성된 부분의 기판(300)을 절단한다. 이로써, 상기 도금이 외부에 노출되어 상기 패치 안테나(330) 기능을 하게 된다.Next, referring to FIG. 14, after plating the inner wall of the first long hole 310, the substrate 300 of the portion where the first long hole 310 is formed is cut along the cutting line 320. As a result, the plating is exposed to the outside to function as the patch antenna 330.
이때, 상기 제1 장공(310)의 내벽에는 동(copper)도금을 하는 것이 바람직하며, 동도금과 함께 백금 등의 첨가제를 넣어 도금을 할 수도 있다.In this case, it is preferable to perform copper plating on the inner wall of the first long hole 310, and may be plated by adding an additive such as platinum together with copper plating.
다음으로, 도 14를 참조하면, 상기 기판(300) 상에, 상기 패치 안테나(330)와 전기적으로 연결되도록 급전 선로(340)를 형성한다.Next, referring to FIG. 14, a feed line 340 is formed on the substrate 300 to be electrically connected to the patch antenna 330.
이때, 상기 급전 선로(340)는 상기 제1 장공(310)이 형성된 기판(300) 상의 라인, 즉 절단선(320)과 교차되는 방향으로 형성될 수 있다. 다시 말해, 상기 급전 선로(340)는 상기 기판(300) 상에 상기 절단선(320)과 교차되는 방향으로, 상기 패치 안테나(330)의 개수와 동일한 개수(예: 4개)가 형성될 수 있다.In this case, the feed line 340 may be formed in a direction crossing the line, that is, the cutting line 320, on the substrate 300 on which the first long hole 310 is formed. In other words, the feed line 340 may be formed on the substrate 300 in the direction crossing the cutting line 320, the same number as the number of the patch antennas 330 (for example, four). have.
상기 급전 선로(340)는 전원을 공급하는 급전부(미도시)와 연결되어 상기 패치 안테나(330)에 전원을 공급할 수 있다.The feed line 340 may be connected to a feed unit (not shown) for supplying power to supply power to the patch antenna 330.
상기 급전 선로(340)는 마이크로스트립(microstrip)을 사용하여 구현될 수 있으며, 설계에 따라 스트립라인 또는 coplanar waveguide(CPW) 구조를 사용하여 구현될 수 있다.The feed line 340 may be implemented using a microstrip, and may be implemented using a stripline or coplanar waveguide (CPW) structure, depending on the design.
다음으로, 도 15를 참조하면, 상기 급전 선로(340)를 중심으로 상기 기판(300)의 양측에 제2 장공(350)을 하나씩 형성한다. 즉, 도면에서와 같은 경우, 상기 기판(300) 상에는 5개의 제2 장공(350)이 형성된다.Next, referring to FIG. 15, second long holes 350 are formed one by one on both sides of the substrate 300 with respect to the feed line 340. That is, as shown in the drawing, five second long holes 350 are formed on the substrate 300.
다음으로, 도 16 및 도 17을 참조하면, 상기 제2 장공(350)의 내벽에 도금을 하여, 상기 패치 안테나(330)로부터 방사된 빔을 반사하기 위한 리플렉터(reflector)(360)를 형성한다. 이러한 경우, 상기 리플렉터(360)는 상기 기판(100)의 두께만큼의 길이를 가지는 중공된 판(plate) 형상으로 형성될 수 있다.Next, referring to FIGS. 16 and 17, the inner wall of the second long hole 350 is plated to form a reflector 360 for reflecting the beam radiated from the patch antenna 330. . In this case, the reflector 360 may be formed in a hollow plate shape having a length equal to the thickness of the substrate 100.
한편, 다른 실시예로서 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 급전 선로(340)를 중심으로 상기 기판(300)의 양측에 복수의 비아를 형성한 후, 상기 비아의 내벽에 도금을 하여 상기 패치 안테나(330)로부터 방사된 빔을 반사하기 위한 리플렉터를 형성할 수 있다. 이러한 경우, 상기 리플렉터는 상기 기판(100)의 두께만큼의 길이를 가지는 중공된 원통형의 막대 모양의 형상을 가질 수 있다.On the other hand, although not shown in the drawing as another embodiment, after forming a plurality of vias on both sides of the substrate 300 centering on the feed line 340, the patch antenna 330 by plating the inner wall of the via Reflector for reflecting the beam emitted from the < RTI ID = 0.0 > In this case, the reflector may have a hollow cylindrical rod shape having a length equal to the thickness of the substrate 100.
도 18 내지 도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비아를 이용한 엔드-파이어 안테나 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 제조 공정도이다.18 to 23 are manufacturing process diagrams for explaining an end-fired antenna manufacturing method using vias according to another embodiment of the present invention.
먼저 도 18을 참조하면, 기판(400)에 길게 형성된 구멍인 제1 장공(410)을 하나 형성한다. 하지만, 이에 한정되지 않고 상기 제1 장공(410)을 상기 기판(400) 상에 다수개 형성할 수도 있다. 예컨대, 도 18에서와 같이 상기 제1 장공(410)을 상기 기판(400)에 일정 간격으로 4개 형성할 수 있다.First, referring to FIG. 18, one first long hole 410, which is a long hole formed in the substrate 400, is formed. However, the present invention is not limited thereto, and a plurality of first long holes 410 may be formed on the substrate 400. For example, as shown in FIG. 18, four first long holes 410 may be formed in the substrate 400 at predetermined intervals.
이때, 상기 제1 장공(410)은 상기 기판(400)의 일측 테두리 부근에 형성될 수 있으며, 긴 타원형의 모양을 가질 수 있다. 상기 제1 장공(410)은 밀링머신(milling machine)을 통해 형성될 수 있다.In this case, the first long hole 410 may be formed near one side edge of the substrate 400, and may have a long oval shape. The first long hole 410 may be formed through a milling machine.
이때, 상기 제1 장공(410)은 도면에 도시된 바와 같이 상기 밀링머신을 통해 한 방에 뚫어서 형성될 수도 있으며, 또 달리 다수의 비아(구멍)를 일 방향으로 서로 겹치도록 여러 번 뚫어서 형성될 수도 있다(도 7의 "210" 참조).In this case, the first long hole 410 may be formed by drilling in one room through the milling machine as shown in the drawing, and alternatively, may be formed by drilling a plurality of vias (holes) several times to overlap each other in one direction. It may be possible (see "210" in FIG. 7).
다음으로, 도 19를 참조하면, 상기 제1 장공(410)의 내벽에 도금을 하여 도금부(420)를 형성한 후, 상기 제1 장공(410)에 패치 안테나(425)의 형성을 위한 동 등의 소재를 충진하여 상기 패치 안테나(425)를 형성한다.Next, referring to FIG. 19, after the plating part 420 is formed by plating the inner wall of the first long hole 410, the copper for forming the patch antenna 425 in the first long hole 410 is formed. The patch antenna 425 is formed by filling a back material.
이때, 상기 제1 장공(410)의 내벽에는 동(copper)도금을 하는 것이 바람직하며, 동도금과 함께 백금 등의 첨가제를 넣어 도금을 할 수도 있다.In this case, copper plating may be performed on the inner wall of the first long hole 410, and plating may be performed by putting an additive such as platinum together with copper plating.
또는, 상기 제1 장공(410)의 속을 비워 상기 패치 안테나를 형성할 수도 있다.Alternatively, the patch antenna may be formed by emptying the first long hole 410.
다음으로, 도 19를 참조하면, 상기 기판(400) 상에, 상기 패치 안테나(425)와 전기적으로 연결되도록 급전 선로(430)를 형성한다.Next, referring to FIG. 19, a feed line 430 is formed on the substrate 400 to be electrically connected to the patch antenna 425.
상기 급전 선로(430)는 전원을 공급하는 급전부(미도시)와 연결되어 상기 패치 안테나(425)에 전원을 공급할 수 있다. 또한, 상기 급전 선로(430)는 마이크로스트립(microstrip)을 사용하여 구현될 수 있으며, 설계에 따라 스트립라인 또는 coplanar waveguide(CPW) 구조를 사용하여 구현될 수 있다.The feed line 430 may be connected to a feed unit (not shown) for supplying power to supply power to the patch antenna 425. In addition, the feed line 430 may be implemented using a microstrip, and may be implemented using a stripline or coplanar waveguide (CPW) structure, depending on the design.
다음으로, 도 20을 참조하면, 상기 급전 선로(430)를 중심으로 상기 기판(400)의 양측에 제2 장공(440)을 하나씩 형성한다. 즉, 도면에서와 같은 경우, 상기 기판(400) 상에는 2개의 제2 장공(440)이 형성된다.Next, referring to FIG. 20, second long holes 440 are formed one by one on both sides of the substrate 400 around the feed line 430. That is, as shown in the drawing, two second long holes 440 are formed on the substrate 400.
다음으로, 도 21 및 도 22를 참조하면, 상기 제2 장공(440)의 내벽에 동도금을 하여, 상기 패치 안테나(425)로부터 방사된 빔을 반사하기 위한 리플렉터(reflector)(450)를 형성한다. 이러한 경우, 상기 리플렉터(450)는 상기 기판(400)의 두께만큼의 길이를 가지는 중공된 판(plate) 형상으로 형성될 수 있다.Next, referring to FIGS. 21 and 22, copper plating is performed on the inner wall of the second long hole 440 to form a reflector 450 for reflecting the beam radiated from the patch antenna 425. . In this case, the reflector 450 may be formed in a hollow plate shape having a length equal to the thickness of the substrate 400.
한편, 다른 실시예로서 도 23에 도시된 바와 같이, 상기 급전 선로(430)를 중심으로 상기 기판(400)의 양측에 복수의 비아를 형성한 후, 상기 비아의 내벽에 동도금을 하여 상기 패치 안테나(425)로부터 방사된 빔을 반사하기 위한 리플렉터(460)를 형성할 수 있다. 이러한 경우, 상기 리플렉터(460)는 상기 기판(400)의 두께만큼의 길이를 가지는 중공된 원통형의 막대 모양의 형상을 가질 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 23, as shown in FIG. 23, a plurality of vias are formed on both sides of the substrate 400 around the feed line 430, and copper plating is performed on the inner walls of the vias to form the patch antenna. A reflector 460 may be formed to reflect the beam emitted from 425. In this case, the reflector 460 may have a hollow cylindrical rod shape having a length equal to the thickness of the substrate 400.
이하에서는 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 엔드-파이어 안테나에 대해 설명한다.Hereinafter, an end-fired antenna manufactured by the manufacturing method of the present invention will be described.
본 발명의 일 실시예에 따른 제조 방법에 의해 제조된 엔드-파이어 안테나는 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(100), 내벽에 도금이 형성된 제1 장공(도 1의 "110" 참조)의 절단을 통해, 상기 기판(100)의 측면에서 상기 도금이 외부로 노출되어 형성되는 패치 안테나(130), 상기 기판(100) 상에, 상기 패치 안테나(130)와 전기적으로 연결되도록 형성되는 급전 선로(140), 및 상기 급전 선로(140)를 중심으로 상기 기판(100)의 양측에 형성되는 적어도 하나의 제2 장공(도 3의 "150" 참조) 내벽에 도금되어 형성됨으로써, 상기 패치 안테나(130)로부터 방사된 빔을 반사하는 리플렉터(160)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 5, an end-fire antenna manufactured by a manufacturing method according to an exemplary embodiment of the present invention may include a substrate 100 and a first long hole (see “110” of FIG. 1) having plating formed on an inner wall thereof. Through cutting, the patch antenna 130 is formed by exposing the plating to the outside on the side of the substrate 100, the feed line is formed to be electrically connected to the patch antenna 130 on the substrate 100 140 and plated on inner walls of at least one second long hole (refer to “150” in FIG. 3) formed on both sides of the substrate 100 with respect to the feed line 140. And a reflector 160 that reflects the beam emitted from 130.
본 발명의 다른 실시예에 따른 제조 방법에 의해 제조된 엔드-파이어 안테나는 도 11에 도시된 바와 같이, 기판(200), 내벽에 도금이 형성된 물결 모양의 제1 장공(도 7의 "210" 참조)의 절단을 통해, 상기 기판(200)의 측면에서 상기 도금이 외부로 노출되어 형성되는 패치 안테나(230), 상기 기판(200) 상에, 상기 패치 안테나(230)와 전기적으로 연결되도록 형성되는 급전 선로(240), 및 상기 급전 선로(240)를 중심으로 상기 기판(200)의 양측에 형성되는 제2 장공(도 9의 "250" 참조) 내벽에 도금되어 형성됨으로써, 상기 패치 안테나(230)로부터 방사된 빔을 반사하는 리플렉터(260)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 11, the end-fire antenna manufactured by the manufacturing method according to another exemplary embodiment of the present invention has a substrate 200 and a wavy first hole having a plating formed on an inner wall thereof (“210” in FIG. 7). By cutting), the patch antenna 230 is formed to be exposed to the outside from the side of the substrate 200, on the substrate 200, is formed to be electrically connected to the patch antenna 230 The feed line 240 and the second antenna (see “250” in FIG. 9) formed on both sides of the substrate 200 around the feed line 240 are plated to form the patch antenna ( And a reflector 260 that reflects the beam emitted from 230.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제조 방법에 의해 제조된 엔드-파이어 안테나는 도 17에 도시된 바와 같이, 기판(300), 내벽에 도금이 형성된 복수의 제1 장공(도 13의 "310" 참조)의 절단을 통해, 상기 기판(300)의 측면에서 상기 도금이 외부로 노출되어 형성되는 복수의 패치 안테나(330), 상기 기판(300) 상에, 상기 패치 안테나(330)와 전기적으로 연결되도록 형성되는 복수의 급전 선로(340), 및 상기 급전 선로(340)를 중심으로 상기 기판(300)의 양측에 형성되는 제2 장공(도 15의 "350" 참조) 내벽에 도금되어 형성됨으로써, 상기 패치 안테나(330)로부터 방사된 빔을 반사하는 리플렉터(360)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 17, the end-fire antenna manufactured by the manufacturing method according to another embodiment of the present invention includes a substrate 300 and a plurality of first holes ("310" in FIG. 13) having plating formed on an inner wall thereof. By cutting), a plurality of patch antennas 330 formed on the side surface of the substrate 300 to be exposed to the outside, and electrically connected to the patch antenna 330 on the substrate 300 A plurality of feed line 340 is formed to be formed, and is formed by plating on the inner wall of the second long hole (see "350" in FIG. 15) formed on both sides of the substrate 300 around the feed line 340, It may be configured to include a reflector 360 for reflecting the beam emitted from the patch antenna 330.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제조 방법에 의해 제조된 엔드-파이어 안테나는 도 22에 도시된 바와 같이, 기판(400), 상기 기판(400)에 형성되는 제1 장공(도 18의 "410" 참조) 내벽에 도금되어 형성되는 도금부(420), 상기 제1 장공에 동(copper) 등의 소재의 충진을 통해 형성되는 패치 안테나(425), 상기 기판(400) 상에, 상기 패치 안테나(425)와 전기적으로 연결되도록 형성되는 복수의 급전 선로(430), 및 상기 급전 선로(430)를 중심으로 상기 기판(400)의 양측에 형성되는 제2 장공(도 20의 "440" 참조) 내벽에 도금되어 형성됨으로써 상기 패치 안테나(425)로부터 방사된 빔을 반사하는 리플렉터(450)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 22, the end-fire antenna manufactured by the manufacturing method according to another exemplary embodiment of the present invention includes a substrate 400 and a first long hole formed in the substrate 400 (“410 in FIG. 18”). Plated portion 420 plated on an inner wall, a patch antenna 425 formed by filling a material such as copper in the first hole, and the patch antenna on the substrate 400 A plurality of feed lines 430 formed to be electrically connected to the 425, and second holes formed on both sides of the substrate 400 around the feed lines 430 (see “440” in FIG. 20) It may be configured to include a reflector 450 is formed by being plated on the inner wall reflecting the beam emitted from the patch antenna 425.
도 24 내지 도 28은 일반적인 수퍼스트레이트(superstrate) 구조를 사용한 패치 안테나 및 superstrate 구조 사용 전후의 방사 패턴을 도시한 도면이다.24 to 28 illustrate a patch antenna using a general superstrate structure and radiation patterns before and after use of the superstrate structure.
도 24에서와 같이, 유전체의 기판(500) 위에 구리(동)로 패치 안테나(510)를 형성하여 기본적인 패치 안테나를 만들 수 있으며, 도 24의 구조에 유전체의 레이어(520, 530)를 쌓아 도 25와 같은 일반적인 superstrate 구조의 패치 안테나를 만들 수 있다. 여기서, 상기 레이어(520, 530)는 각각 서로 다른 유전율을 가지는 유전체로 구현될 수 있다. 또한, 도 25의 구조에 구리로 된 기생 패치(parasitic patch)(540)를 추가하여 도 26과 같은 일반적인 superstrate 구조의 패치 안테나를 만들 수 있다.As shown in FIG. 24, a patch antenna 510 may be formed of copper (copper) on a substrate 500 of a dielectric to form a basic patch antenna, and layers of dielectrics 520 and 530 may be stacked on the structure of FIG. 24. It is possible to create patch antennas of the general superstrate structure such as Here, the layers 520 and 530 may be implemented as dielectrics having different dielectric constants. In addition, a parasitic patch 540 made of copper may be added to the structure of FIG. 25 to form a patch antenna having a general superstrate structure as shown in FIG. 26.
도 24와 같이 superstrate 구조를 사용하지 않은 기본적인 패치 안테나의 경우, 도 27와 같은 방사 패턴을 가진다. 반면, 도 25 및 도 26과 같이 superstrate 구조를 사용한 패치 안테나의 경우, 도 28와 같이 도 27에 비해 높은 이득을 가지는 방사 패턴을 가진다(빨간색이 진할수록 이득이 크다). 즉, 레이어(520, 530)가 쌓인 z축 방향으로 이득이 큰 방사 패턴을 얻을 수 있다.The basic patch antenna without the superstrate structure as shown in FIG. 24 has the radiation pattern as shown in FIG. 27. On the other hand, the patch antenna using the superstrate structure as shown in FIGS. 25 and 26 has a radiation pattern having a higher gain than in FIG. 27 as shown in FIG. 28 (the darker the red, the larger the gain). That is, a radiation pattern having a large gain in the z-axis direction in which the layers 520 and 530 are stacked can be obtained.
그러나, 이와 같은 일반적인 superstrate 구조를 사용한 패치 안테나는 레이어의 개수, 종류, 각 레이어의 높이 등을 고려해 설계되므로, 많은 파라미터와 제한사항 때문에 최적화하기 어려운 문제가 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 추가적인 레이어가 필요 없이 비용, 공정 면에서 도 24 내지 도 26의 구조보다 유리한 superstrate 구조를 가지는 안테나를 제안한다. 이하에서는 제안된 superstrate 구조를 가지는 안테나에 대해 도 29 내지 도 30, 및 도 31 내지 도 32를 참조하여 자세히 설명한다.However, since the patch antenna using the general superstrate structure is designed in consideration of the number, type, and height of each layer, it is difficult to optimize because of many parameters and limitations. Accordingly, an embodiment of the present invention proposes an antenna having a superstrate structure that is advantageous than the structure of FIGS. 24 to 26 in terms of cost and process without requiring an additional layer. Hereinafter, an antenna having the proposed superstrate structure will be described in detail with reference to FIGS. 29 to 30 and 31 to 32.
도 29 및 도 30은 본 발명의 일 실시예에 있어서 기생 패치가 있는 superstrate 구조를 사용한 엔드-파이어 안테나를 도시한 도면이고, 도 31 및 도 32는 본 발명의 실시예에 있어서 기생 패치가 없는 superstrate 구조를 사용한 엔드-파이어 안테나를 도시한 도면이다.29 and 30 are diagrams illustrating an end-fired antenna using a parasitic patched superstrate structure in one embodiment of the present invention, and FIGS. 31 and 32 are superstrates without a parasitic patch in an embodiment of the present invention. The figure shows an end-fire antenna using the structure.
먼저 도 29 및 도 30에 도시된 바와 같이, 엔드-파이어 안테나(600)는 기판(610), 도금부(620), 패치 안테나(625), 리플렉터(630), 급전 선로(640), 제1 기생 패치(650), 및 제2 기생 패치(660, 665)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 기판(610), 도금부(620), 패치 안테나(625), 리플렉터(630), 급전 선로(640)는 도 22의 구성요소들(400, 420, 425, 450, 430)과 각각 대응되므로 본 실시예에서는 그것들에 대한 설명은 생략한다.First, as shown in FIGS. 29 and 30, the end-fire antenna 600 includes a substrate 610, a plating portion 620, a patch antenna 625, a reflector 630, a feed line 640, and a first line. Parasitic patches 650, and second parasitic patches 660 and 665. Here, the substrate 610, the plating part 620, the patch antenna 625, the reflector 630, and the feed line 640 may correspond to the components 400, 420, 425, 450, and 430 of FIG. 22, respectively. Correspondingly, in the present embodiment, description thereof will be omitted.
상기 제1 기생 패치(650)는 상기 제1 장공(도 18의 "410" 참조)에 형성된 패치 안테나(625)와 상기 기판(610)의 전면부 테두리 사이에 구비된 제3 장공(655)의 내벽에 도금되어 형성될 수 있다.The first parasitic patch 650 of the third long hole 655 provided between the patch antenna 625 formed in the first long hole (see "410" of FIG. 18) and the front edge of the substrate 610. It may be formed by plating on the inner wall.
상기 제2 기생 패치(660, 665)는 상기 제1 기생 패치(650)와 상기 기판(610)의 전면부 테두리 사이에 구비된 제4 장공의 내벽에 금속(예: 구리)이 도금되어 형성되는 제1 패치부(660), 및 상기 제4 장공에 유전 소재가 충진되어 형성되는 제2 패치부(665)로 구성될 수 있다.The second parasitic patches 660 and 665 are formed by plating a metal (eg, copper) on an inner wall of a fourth long hole provided between the first parasitic patch 650 and the front edge of the substrate 610. The first patch 660 and the second patch 665 may be formed by filling a dielectric material in the fourth long hole.
상기 제1 및 제2 기생 패치(650, 660, 665)는 상기 패치 안테나(625)의 방사 방향으로 이격되어 나란히 배치될 수 있으며, 이때 상기 제1 및 제2 기생 패치(650, 660, 665)와 상기 패치 안테나(625)는 각각 서로 다른 유전율을 가지는 유전체로서 작용함으로써 이득이 큰 방사 패턴을 얻어 안테나의 이득 향상에 기여할 수 있다.The first and second parasitic patches 650, 660 and 665 may be disposed side by side and spaced apart in the radial direction of the patch antenna 625, wherein the first and second parasitic patches 650, 660 and 665 The patch antenna 625 may act as a dielectric having a different dielectric constant, thereby obtaining a radiation pattern having a large gain, thereby contributing to the gain improvement of the antenna.
또한, 상기 제1 및 제2 기생 패치(650, 660, 665)를 구현하기 위해 기존에는 도 24 내지 도 26에 도시된 바와 같이 레이어를 안테나의 방사 방향으로 쌓아 올려야 했지만, 본 실시예에서는 드릴이나 밀링머신 등의 장비로 구멍(제3 및 제4 장공)만 뚫어주면 되므로 비용이나 공정 면에서 종래에 비해 유리하다. 이때, 구멍은 상기와 같은 장비로 그 크기가 조절 가능하며, 이러한 구멍 크기의 조절을 통해 각 레이어(유전체)의 두께를 조절할 수도 있다.In addition, in order to implement the first and second parasitic patches 650, 660, and 665, the layers should be stacked in the radial direction of the antenna as shown in FIGS. 24 to 26. Since only the holes (third and fourth holes) need to be drilled with equipment such as a milling machine, it is advantageous compared to the conventional one in terms of cost and process. At this time, the size of the hole can be adjusted by the equipment as described above, it is also possible to adjust the thickness of each layer (dielectric) by adjusting the size of the hole.
한편, 다른 실시예로서, 도 31 및 도 32에 도시된 바와 같이, 상기 엔드-파이어 안테나(600)는 상기 제1 및 제2 기생 패치(650, 660, 665) 대신에 유전체(670)를 포함할 수 있다.Meanwhile, as another embodiment, as shown in FIGS. 31 and 32, the end-fire antenna 600 includes a dielectric 670 instead of the first and second parasitic patches 650, 660, 665. can do.
상기 유전체(670)는 상기 제1 장공에 형성된 패치 안테나(625)와 상기 기판(610)의 전면부 테두리 사이에 장공 형태로 형성될 수 있으며, 도면에 도시된 바와 같이 상기 장공 형태의 제5 장공에 유전 소재가 충진되어 형성될 수 있다.The dielectric 670 may be formed in the form of a long hole between the patch antenna 625 formed in the first long hole and the front edge of the substrate 610, and as shown in the drawing, the fifth long hole in the long hole shape It may be formed by filling the dielectric material.
즉, 상기 유전체(670)는 상기 패치 안테나(625)의 방사 방향으로 이격되어 나란히 배치될 수 있으며, 이때 상기 유전체(670)와 상기 패치 안테나(625)는 각각 서로 다른 유전율을 가지는 유전체로서 작용함으로써 이득이 큰 방사 패턴을 얻어 안테나의 이득 향상에 기여할 수 있다.That is, the dielectric 670 may be arranged side by side spaced apart in the radial direction of the patch antenna 625, wherein the dielectric 670 and the patch antenna 625 each act as a dielectric having a different dielectric constant A large gain radiation pattern can be obtained to contribute to the gain improvement of the antenna.
또한, 상기 제1 및 제2 기생 패치(650, 660, 665)를 구현하기 위해 기존에는 도 24 내지 도 26에 도시된 바와 같이 레이어를 안테나의 방사 방향으로 쌓아 올려야 했지만, 본 실시예에서는 드릴이나 밀링머신 등의 장비로 구멍(제5 장공)만 뚫어주면 되므로 비용이나 공정 면에서 종래에 비해 유리하다. 이때, 구멍은 상기와 같은 장비로 그 크기가 조절 가능하며, 이러한 구멍 크기의 조절을 통해 각 레이어(유전체)의 두께를 조절할 수도 있다.In addition, in order to implement the first and second parasitic patches 650, 660, and 665, the layers should be stacked in the radial direction of the antenna as shown in FIGS. 24 to 26. It is more advantageous than the conventional one in terms of cost and process because only the holes (chapter 5) need to be drilled with equipment such as a milling machine. At this time, the size of the hole can be adjusted by the equipment as described above, it is also possible to adjust the thickness of each layer (dielectric) by adjusting the size of the hole.
여기서, 상기 제5 장공의 내벽에는 동도금이 되어 있지 않으며, 본 발명에서는 장공의 내벽에 동도금이 되어 있는 경우 기생 패치(parasitic patch)가 있는 구조로 정의하고, 그렇지 않은 경우 기생 패치가 없는 구조로 정의한다. 따라서, 도 29 및 도 30은 기생 패치가 있는 구조이고 도 31 및 도 32는 기생 패치가 없는 구조라 할 수 있다.Here, the inner wall of the fifth long hole is not copper plated, and in the present invention, when the inner wall of the long hole is copper plated, a parasitic patch is defined as a structure; otherwise, a parasitic patch is not defined. do. Thus, FIGS. 29 and 30 are parasitic patches, and FIGS. 31 and 32 are parasitic patches.
참고로, 도 29 및 도 30과 도 31 및 도 32에서, 상기 기판(610)은 상기 패치 안테나(625)와 상기 리플렉터(630) 사이를 기점으로, 좌측 영역(M)은 금속으로 이루어지고 우측 영역(D)은 유전체로 이루어질 수 있다. 다시 말해, 도 29 및 도 30과 같은 경우, 좌측의 금속 영역(M)에는 상기 리플렉터(630)가 배치되고, 우측의 유전체 영역(D)에는 상기 패치 안테나(625), 도금부(620), 제1 및 제2 기생 패치(650, 660, 665)가 배치될 수 있으며, 도 31 및 도 32와 같은 경우, 좌측의 금속 영역(M)에는 상기 리플렉터(630)가 배치되고, 우측의 유전체 영역(D)에는 상기 패치 안테나(625), 도금부(620), 및 유전체(670)가 배치될 수 있다.For reference, in FIGS. 29 and 30, and 31 and 32, the substrate 610 is a base between the patch antenna 625 and the reflector 630, and the left region M is made of metal and is right. Region D may be made of a dielectric. In other words, as shown in FIGS. 29 and 30, the reflector 630 is disposed in the metal region M on the left side, and the patch antenna 625, the plating part 620, in the dielectric region D on the right side. First and second parasitic patches 650, 660, and 665 may be disposed, and in the case of FIGS. 31 and 32, the reflector 630 is disposed in the metal region M on the left side and the dielectric region on the right side. The patch antenna 625, the plating part 620, and the dielectric 670 may be disposed in (D).
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While specific embodiments of the present invention have been described so far, various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below, but also by the equivalents of the claims.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, which can be variously modified and modified by those skilled in the art to which the present invention pertains. Modifications are possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only by the claims set forth below, and all equivalent or equivalent modifications thereof will belong to the scope of the present invention.
Claims (15)
- 기판에 적어도 하나의 제1 장공을 형성하는 단계;Forming at least one first long hole in the substrate;상기 제1 장공의 내벽에 도금을 하는 단계; 및Plating the inner wall of the first long hole; And상기 도금이 외부에 노출되어 패치 안테나의 기능을 하도록, 상기 제1 장공이 형성된 부분의 기판을 절단하는 단계Cutting the substrate of the portion where the first long hole is formed so that the plating is exposed to the outside to function as a patch antenna를 포함하는 것을 특징으로 하는 비아를 이용한 엔드-파이어 안테나 제조 방법.End-fire antenna manufacturing method using a via comprising a.
- 기판에 적어도 하나의 제1 장공을 형성하는 단계;Forming at least one first long hole in the substrate;상기 제1 장공의 내벽에 도금을 하는 단계; 및Plating the inner wall of the first long hole; And상기 제1 장공에 패치 안테나의 형성을 위한 소재를 충진하거나 상기 제1 장공의 속을 비워 상기 패치 안테나를 형성하는 단계Filling the first long hole with a material for forming a patch antenna or emptying the first long hole to form the patch antenna를 포함하는 것을 특징으로 하는 비아를 이용한 엔드-파이어 안테나 제조 방법.End-fire antenna manufacturing method using a via comprising a.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2,상기 기판 상에, 상기 패치 안테나와 전기적으로 연결되도록 급전 선로를 형성하는 단계Forming a feed line on the substrate to be electrically connected to the patch antenna를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비아를 이용한 엔드-파이어 안테나 제조 방법.End-fire antenna manufacturing method using a via, characterized in that it further comprises.
- 제3항에 있어서,The method of claim 3,상기 급전 선로를 형성하는 단계는Forming the feed line is상기 제1 장공이 형성된 상기 기판상의 라인과 교차되는 방향으로, 상기 급전 선로를 형성하는 단계Forming the feed line in a direction crossing the line on the substrate on which the first long hole is formed를 포함하는 것을 특징으로 하는 비아를 이용한 엔드-파이어 안테나 제조 방법.End-fire antenna manufacturing method using a via comprising a.
- 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein상기 급전 선로를 중심으로 상기 기판의 양측에 적어도 하나의 제2 장공 또는 적어도 하나의 비아를 형성하는 단계; 및Forming at least one second long hole or at least one via on both sides of the substrate around the feed line; And상기 제2 장공 또는 상기 비아의 내벽에 도금을 하여, 상기 패치 안테나로부터 방사된 빔을 반사하기 위한 리플렉터를 형성하는 단계Plating the second long hole or the inner wall of the via to form a reflector for reflecting the beam emitted from the patch antenna를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비아를 이용한 엔드-파이어 안테나 제조 방법.End-fire antenna manufacturing method using a via, characterized in that it further comprises.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2,상기 기판에 적어도 하나의 제1 장공을 형성하는 단계는Forming at least one first long hole in the substrate상기 기판에 복수의 비아를 일 방향으로 서로 겹치도록 뚫어서 상기 제1 장공을 형성하는 단계Forming a plurality of vias on the substrate to overlap each other in one direction to form the first long hole;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비아를 이용한 엔드-파이어 안테나 제조 방법.End-fire antenna manufacturing method using a via comprising a.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2,상기 제1 장공의 내벽에 도금을 하는 단계는Plating the inner wall of the first long hole상기 제1 장공의 내벽에 동도금을 하는 단계Copper plating the inner wall of the first long hole를 포함하는 것을 특징으로 하는 비아를 이용한 엔드-파이어 안테나 제조 방법.End-fire antenna manufacturing method using a via comprising a.
- 제2항에 있어서,The method of claim 2,상기 패치 안테나를 형성하는 단계는Forming the patch antenna상기 제1 장공에 동을 충진하여 상기 패치 안테나를 형성하는 단계Filling the first long hole with copper to form the patch antenna를 포함하는 것을 특징으로 하는 비아를 이용한 엔드-파이어 안테나 제조 방법.End-fire antenna manufacturing method using a via comprising a.
- 기판; 및Board; And내벽에 도금이 형성된 적어도 하나의 제1 장공의 절단을 통해, 상기 기판의 측면에서 상기 도금이 외부로 노출되어 형성되는 적어도 하나의 패치 안테나At least one patch antenna formed by cutting at least one first long hole in which an inner wall is formed with the plating exposed to the outside from the side of the substrate를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔드-파이어 안테나.End-fire antenna comprising a.
- 기판;Board;상기 기판에 형성된 적어도 하나의 제1 장공 각각의 내벽에 도금되어 형성되는 적어도 하나의 도금부; 및At least one plating part formed by plating an inner wall of each of the at least one first long hole formed in the substrate; And상기 적어도 하나의 제1 장공에, 패치 안테나의 형성을 위한 소재의 충진을 통해 형성되거나 상기 제1 장공의 속을 비워 형성되는 적어도 하나의 패치 안테나At least one patch antenna formed in the at least one first hole by filling a material for forming a patch antenna or by hollowing the first hole를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔드-파이어 안테나.End-fire antenna comprising a.
- 제9항 또는 제10항에 있어서,The method of claim 9 or 10,상기 기판 상에, 상기 패치 안테나와 전기적으로 연결되도록 형성되는 급전 선로A feed line formed on the substrate to be electrically connected to the patch antenna를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔드-파이어 안테나.End-fire antenna, characterized in that it further comprises.
- 제11항에 있어서,The method of claim 11,상기 급전 선로를 중심으로 상기 기판의 양측에 구비된 적어도 하나의 제2 장공 내벽에 도금되어 형성됨으로써, 상기 패치 안테나로부터 방사된 빔을 반사하는 리플렉터The reflector reflects the beam radiated from the patch antenna by being plated and formed on at least one second long hole inner wall provided at both sides of the substrate with respect to the feed line.를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔드-파이어 안테나.End-fire antenna, characterized in that it further comprises.
- 제11항에 있어서,The method of claim 11,상기 급전 선로를 중심으로 상기 기판의 양측에 구비된 적어도 하나의 비아 내벽에 도금되어 형성됨으로써, 상기 패치 안테나로부터 방사된 빔을 반사하는 리플렉터The reflector reflects the beam radiated from the patch antenna by being plated and formed on at least one via inner wall provided at both sides of the substrate with respect to the feed line.를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔드-파이어 안테나.End-fire antenna, characterized in that it further comprises.
- 제10항에 있어서,The method of claim 10,상기 제1 장공에 형성된 패치 안테나와 상기 기판의 전면부 테두리 사이에 구비된 제3 장공의 내벽에 도금되어 형성되는 제1 기생 패치; 및A first parasitic patch plated on an inner wall of the third long hole provided between the patch antenna formed in the first long hole and the front edge of the substrate; And상기 제1 기생 패치와 상기 기판의 전면부 테두리 사이에 구비된 제4 장공의 내벽에 도금되어 형성되는 제1 패치부, 및 상기 제4 장공에 유전 소재가 충진되어 형성되는 제2 패치부를 구비하는 제2 기생 패치And a first patch part formed by plating an inner wall of a fourth long hole provided between the first parasitic patch and the front edge of the substrate, and a second patch part formed by filling a dielectric material in the fourth long hole. Parasitic patch를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔드-파이어 안테나.End-fire antenna, characterized in that it further comprises.
- 제10항에 있어서,The method of claim 10,상기 제1 장공에 형성된 패치 안테나와 상기 기판의 전면부 테두리 사이에 장공 형태로 형성되거나, 상기 장공 형태의 제5 장공에 유전 소재가 충진되어 형성되는 유전체A dielectric formed in the form of a long hole between the patch antenna formed in the first hole and the front edge of the substrate, or the dielectric material is filled in the fifth hole of the long hole form를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔드-파이어 안테나.End-fire antenna, characterized in that it further comprises.
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