WO2020055065A1 - 패치 안테나 - Google Patents

패치 안테나 Download PDF

Info

Publication number
WO2020055065A1
WO2020055065A1 PCT/KR2019/011644 KR2019011644W WO2020055065A1 WO 2020055065 A1 WO2020055065 A1 WO 2020055065A1 KR 2019011644 W KR2019011644 W KR 2019011644W WO 2020055065 A1 WO2020055065 A1 WO 2020055065A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
patch
feeding
coupling gap
feed
pin
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/011644
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
황철
Original Assignee
주식회사 아모텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 아모텍 filed Critical 주식회사 아모텍
Priority to US17/275,589 priority Critical patent/US20220102861A1/en
Priority to CN201980068710.9A priority patent/CN112913080A/zh
Priority to JP2021514008A priority patent/JP7232324B2/ja
Priority to EP19859103.4A priority patent/EP3852196A4/en
Publication of WO2020055065A1 publication Critical patent/WO2020055065A1/ko
Priority to US18/213,530 priority patent/US20240030611A1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
    • H01Q9/0457—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means electromagnetically coupled to the feed line
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/20—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements characterised by the operating wavebands
    • H01Q5/28—Arrangements for establishing polarisation or beam width over two or more different wavebands
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/342—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
    • H01Q5/35—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes using two or more simultaneously fed points

Definitions

  • the present invention relates to a patch antenna of an electronic device, and more particularly, to a patch antenna for receiving a frequency in an ultra-wide band including signals in a GPS frequency band and a GNSS frequency band.
  • Vehicle shark antenna is installed to improve the signal reception rate of the electronic devices installed in the vehicle.
  • the vehicle shark antenna is installed outside the vehicle.
  • a general vehicle shark antenna includes a Global Positioning System (GPS) antenna for providing location information services mainly used in vehicles.
  • GPS Global Positioning System
  • GNSS for example, GPS (USA), Glonass (Russia)), SDARS (Sirius, XM), Telematics, FM, T-DMB
  • GNSS for example, GPS (USA), Glonass (Russia)), SDARS (Sirius, XM), Telematics, FM, T-DMB
  • the patch antenna may minimize reflection loss by making the spacing between the feed pins close, but when the feed pins are close, interference occurs between the feed pins, thereby deteriorating antenna performance.
  • the present invention has been proposed to solve the above-mentioned conventional problems, and it is an object of the present invention to provide a patch antenna to maximize antenna performance by forming a coupling gap between the lower patch and the feed pin. That is, an object of the present invention is to provide a patch antenna that maximizes antenna performance by forming a coupling gap between a lower patch and a feed pin to minimize reflection loss while minimizing interference between feed pins.
  • the patch antenna according to an embodiment of the present invention penetrates the base layer, the upper patch disposed on the upper surface of the base layer, the lower patch and base layer disposed on the lower surface of the base layer, the upper patch and the lower patch.
  • the feeding pin includes a feeding pin, which is spaced apart from the upper patch to form a coupling gap.
  • a feed hole through which the feed pin penetrates is formed in the upper patch, and the feed pin is spaced apart from the feed hole formed in the upper patch to form a coupling gap.
  • the width of the coupling gap may be 0.5 mm or more and 1.5 mm or less.
  • the feeding pin includes a first feeding pin penetrating the third feeding hole formed in the upper patch and a second feeding pin penetrating the fourth feeding hole formed in the upper patch
  • the coupling gap includes a first feeding pin and a third feeding pin It may include a first coupling gap formed in the space between the holes and a second coupling gap formed in the space between the second feed pin and the fourth feed hole. At this time, the width of the first coupling gap may be the same as the width of the second coupling gap.
  • the patch antenna according to another embodiment of the present invention includes a base layer, an upper patch disposed on the upper surface of the base layer, and a feeding hole formed to be inserted into the lower patch and the feeding hole disposed on the lower surface of the base layer.
  • the feeding hole may be spaced apart from the feeding patch to form a coupling gap.
  • the area of the feed hole is formed to be larger than the area of the feed patch, and the outer periphery of the feed patch is spaced apart from the feed hole to form a separation area, the separation area forms a coupling gap, and the width of the coupling gap is 0.5 mm or more, It may be less than 1.5mm.
  • the lower patch has a first feeding hole and a second feeding hole
  • the feeding patch includes a first feeding patch into which the first feeding hole is inserted and a second feeding patch inserted into the second feeding hole
  • the coupling gap is It may include a first coupling gap formed in the separation space between the first feeding patch and the first feeding hole and a second coupling gap formed in the spacing between the second feeding patch and the second feeding hole.
  • the width of the first coupling gap may be the same as the width of the second coupling gap.
  • the patch antenna includes a base layer, an upper patch disposed on the upper surface of the base layer, a lower patch disposed on the lower surface of the base layer, and a power supply formed in the base layer and the lower patch. It includes a feed pin that penetrates the hole and contacts the top patch, and the feed pin is spaced apart from the bottom patch to form a coupling gap.
  • the area of the feed hole formed in the lower patch is formed wider than the area of the horizontal cross-section of the feed pin, and the outer periphery of the feed pin is spaced apart from the feed hole formed in the lower patch to form a separation area, and the separation area can form a coupling gap.
  • the width of the coupling gap may be 0.5 mm or more and 1.5 mm or less.
  • the first feeding hole and the second feeding hole are formed in the base layer, the third feeding hole and the fourth feeding hole are formed in the lower patch, and the feeding pin is the first feeding hole passing through the first feeding hole and the third feeding hole.
  • a second coupling gap formed in the space between the pin and the fourth feed hole may be included.
  • the width of the first coupling gap may be the same as the width of the second coupling gap.
  • the patch antenna forms a coupling gap having a width of 0.5 mm or more and 1.5 mm or less between the lower patch and the feeding member (feeding patch, feeding pin), thereby reducing return loss (Return)
  • return loss return loss
  • the patch antenna forms a coupling gap having a width of 0.5 mm or more and 1.5 mm or less between the lower patch and the feeding member (feeding patch, feeding pin), thereby improving transmission efficiency in a patch antenna having a reduced size. It works.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a patch antenna according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining the lower patch of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a view for explaining a first feeding patch, a second feeding patch, and a coupling gap of FIG. 1.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of a patch antenna according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a side view of a patch antenna according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of a patch antenna according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view for explaining the base layer of FIG. 6;
  • FIG. 8 is a view for explaining the upper patch of FIG. 6;
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the patch antenna of FIG. 6;
  • FIG. 10 is a view for explaining a first feed pin, a second feed pin, and a coupling gap of FIG. 6.
  • 11 is a graph measuring the return loss of the patch antenna according to the size reduction.
  • 12 is a graph measuring return loss of a patch antenna according to the presence or absence of a coupling gap.
  • 13 is a graph measuring the return loss of the patch antenna according to the width (size) of the coupling gap.
  • the patch antenna according to the first embodiment of the present invention includes a base layer 110, an upper patch 120, a lower patch 130, a first feeding patch 140 and a second feeding It comprises a patch 150.
  • the base layer 110 is made of a dielectric or magnetic material. That is, the base layer 110 is formed of a dielectric substrate made of a ceramic having characteristics such as high dielectric constant and low coefficient of thermal expansion, or a magnetic substrate made of a magnetic material such as ferrite.
  • the upper patch 120 is formed on the upper surface of the base layer 110. That is, the upper patch 120 is a thin plate of a conductive material having high electrical conductivity, such as copper, aluminum, gold, silver, and the like, and is formed on the upper surface of the base layer 110. At this time, the upper patch 120 is formed in a polygonal shape such as a square, a triangle, a circle, and an octagon.
  • the upper patch 120 is driven through the coupling feed with the first feed patch 140 and the second feed patch 150 to receive signals (ie, frequencies including location information) transmitted from GPS satellites and Glonass satellites. do.
  • the lower patch 130 is formed on the lower surface of the base layer 110. That is, the lower patch 130 is a thin plate of a conductive material having high electrical conductivity such as copper, aluminum, gold, silver, and the like, and is formed on the lower surface of the base layer 110.
  • a plurality of feed holes into which the first feed patch 140 and the second feed patch 150 are inserted may be formed in the lower patch 130. That is, the first feeding hole 132 and the second feeding hole 134 are formed in the lower patch 130. The first feeding patch 140 is inserted into the first feeding hole 132, and the second feeding patch 150 is inserted into the second feeding hole 134. At this time, the virtual line connecting the center point of the first feed hole 132 and the lower patch 130 and the virtual line connecting the center point of the second feed hole 134 and the lower patch 130 are formed to cross to form a set angle. At this time, the set angle is preferably formed of 90 degrees, but may be formed in a range of 70 degrees or more and 110 degrees or less.
  • the first feeding patch 140 and the second feeding patch 150 may be inserted into the feeding hole formed in the lower patch 130. That is, the first feeding patch 140 is inserted into the first feeding hole 132 of the lower patch 130, and the second feeding patch 150 is the second feeding hole 134 of the lower patch 130. ) Is inserted into the form. At this time, the first feeding patch 140 is formed to be spaced apart from the outer periphery of the first feeding hole 132, and the second feeding patch 150 is formed to be spaced apart from the outer periphery of the second feeding hole 134. do.
  • the first feeding patch 140 and the second feeding patch 150 are arranged to have a set angle based on the center of the lower patch 130. That is, referring to FIG. 3, the virtual line A connecting the center point C of the first feed patch 140 and the lower patch 130 and the center point of the second feed patch 150 and the lower patch 130 ( The imaginary line B connecting C) is formed to cross to form a set angle ⁇ . At this time, the set angle ⁇ is preferably formed at 90 degrees, but may be formed in a range of 70 degrees or more and 110 degrees or less.
  • f of FIG. 3 denotes a distance in the y-axis (W2) direction between the center points of the first feed patch 140 and the second feed patch 150.
  • the patch antenna reduces return loss due to interference between the first feed patch 140 and the second feed patch 150, and consequently, the antenna performance deteriorates.
  • the patch antenna according to the first embodiment of the present invention is a coupling gap (Coupling Gap) between the lower patch 130 and the feeding patch (that is, the first feeding patch 140 and the second feeding patch 150)
  • the coupling gap includes a first coupling gap 160 and a second coupling gap 170.
  • the first coupling gap 160 is formed between the lower patch 130 and the first feeding patch 140. That is, the first feeding hole 132 is formed with a larger area than the first feeding patch 140. The first feeding hole 132 is spaced apart from the first feeding patch 140 by a predetermined distance to form a separation region. Accordingly, a first coupling gap 160 (ie, a separation region) is formed between the first feeding hole 132 and the first feeding patch 140.
  • the second coupling gap 170 is formed between the lower patch 130 and the second feeding patch 150. That is, the second feeding hole 134 is formed with a larger area than the second feeding patch 150. The second feeding hole 134 is spaced a predetermined distance from the second feeding patch 150 to form a separation region. Accordingly, a second coupling gap 170 (ie, a separation region) is formed between the second feeding hole 134 and the second feeding patch 150.
  • the width D1 of the first coupling gap 160 and the width D2 of the second coupling gap 170 are formed to a width within a set range. At this time, as an example, the width D1 of the first coupling gap 160 and the width D2 of the second coupling gap 170 are formed to be approximately 0.5 mm or more and 1.5 mm or less in width.
  • the width D1 of the first coupling gap 160 is formed to be the same as the width D2 of the second coupling gap 170.
  • the width D1 of the first coupling gap 160 and the width D2 of the second coupling gap 170 may be formed with different widths.
  • the first coupling gap 160 and the second coupling gap 170 may be formed in a circular donut shape.
  • the first feeding patch 140 and the second feeding patch 150 are formed of a polygon, such as a triangle or a square
  • the first coupling gap 160 and the second coupling gap 170 are triangular, square It may be formed in a polygonal donut shape.
  • the patch antenna according to the second embodiment of the present invention includes a base layer 210, an upper patch 220, a lower patch 230, a first feeding pin 240 and a second feeding It comprises a pin 250.
  • the base layer 210 is made of a dielectric or magnetic material. That is, the base layer 210 is formed of a dielectric substrate composed of a ceramic having characteristics such as high dielectric constant and low coefficient of thermal expansion, or a magnetic substrate composed of a magnetic material such as ferrite.
  • a plurality of feed holes are formed in the base layer 210. That is, the first feeding hole 212 through which the first feeding pin 240 is inserted and the second feeding hole 214 through which the second feeding pin 250 is inserted are formed in the base layer 210. At this time, the virtual line connecting the center point of the first feed hole 212 and the base layer 210 and the virtual line connecting the center point of the second feed hole 214 and the base layer 210 are formed to cross to form a set angle. At this time, the set angle is preferably formed of 90 degrees, but may be formed in a range of 70 degrees or more and 110 degrees or less.
  • the upper patch 220 is formed on the upper surface of the base layer 210. That is, the upper patch 220 is a thin plate of a conductive material having high electrical conductivity such as copper, aluminum, gold, silver, and the like, and is formed on the upper surface of the base layer 210. At this time, the upper patch 220 is formed in a polygonal shape, such as a rectangle, a triangle, a circle, an octagon.
  • the lower surface of the upper patch 220 is electrically connected to the feed pin passing through the base layer 210 and the lower patch 230.
  • the upper patch 220 is driven through feeding or coupling feeding through the first feeding pin 240 and the second feeding pin 250, and signals transmitted from GPS satellites and Glonass satellites (that is, frequencies including location information) ).
  • the lower patch 230 is formed on the lower surface of the base layer 210. That is, the lower patch 230 is a thin plate of a conductive material having high electrical conductivity, such as copper, aluminum, gold, silver, and the like, and is formed on the lower surface of the base layer 210.
  • a plurality of feeding holes through which the first feeding pin 240 and the second feeding pin 250 are inserted may be formed in the lower patch 230. That is, the third feeding hole 232 and the fourth feeding hole 234 are formed in the lower patch 230. The first feeding pin 240 is inserted through the third feeding hole 232, and the second feeding pin 250 is inserted through the fourth feeding hole 234. At this time, the virtual line connecting the center point of the third feed hole 232 and the lower patch 230 and the virtual line connecting the center point of the fourth feed hole 234 and the lower patch 230 are formed to cross to form a set angle. At this time, the set angle is preferably formed of 90 degrees, but may be formed in a range of 70 degrees or more and 110 degrees or less.
  • first feed pin 240 and the second feed pin 250 penetrates the lower patch 230 and the base layer 210 to contact the lower surface of the upper patch 220. That is, the first feeding pin 240 penetrates through the third feeding hole 232 of the lower patch 230 and the first feeding hole 212 of the base layer 210 to contact the lower surface of the upper patch 220. .
  • the second feeding pin 250 penetrates through the fourth feeding hole 234 of the lower patch 230 and the second feeding hole 214 of the base layer 210 to contact the lower surface of the upper patch 220.
  • the first power supply pin 240 and the second power supply pin 250 are connected to the power supply unit (not shown) of the electronic device to receive power.
  • the first feeding pin 240 and the second feeding pin 250 are in contact with the lower surface of the upper patch 220 formed on the upper surface of the base layer 210 to supply power to the upper patch 220.
  • the first feed pin 240 and the second feed pin 250 are disposed to have a set angle based on the center of the lower patch 230 and the base layer 210. That is, the virtual line connecting the center point of the first feed pin 240 and the lower patch 230 and the virtual line connecting the center point of the second feed pin 250 and the lower patch 230 are formed to cross and form a set angle, The virtual line connecting the center point of the first feed pin 240 and the base layer 210 and the virtual line connecting the center point of the second feed pin 250 and the base layer 210 are formed to cross to form a set angle.
  • the set angle is preferably formed of 90 degrees, but may be formed in a range of 70 degrees or more and 110 degrees or less.
  • the first feed pin 240 and the second feed pin 250 are previously manufactured in a pin shape using a conductive material having high electrical conductivity such as copper, aluminum, gold, and silver.
  • a conductive material having high electrical conductivity such as copper, aluminum, gold, and silver.
  • the first feed pin 240 and the second feed pin 250 are formed of a body by stacking the base layer 210, the upper patch 220, and the lower patch 230, and then copper, aluminum, gold, and silver It may be formed by injecting a conductive material having high electrical conductivity into the feed hole of the base layer 210 and the feed hole of the lower patch 230.
  • the patch antenna reduces return loss due to interference between the first feed pin 240 and the second feed pin 250, and as a result, the performance of the antenna is deteriorated.
  • the coupling gap includes a first coupling gap 260 and a second coupling gap 270.
  • the first coupling gap 260 is formed between the lower patch 230 and the first feed pin 240. That is, the third feeding hole 232 is formed with a larger area than the horizontal section of the first feeding pin 240. The third feeding hole 232 is spaced apart from the first feeding pin 240 by a predetermined distance to form a separation area. Accordingly, a first coupling gap 260 (ie, a separation area) is formed between the third feeding hole 232 and the first feeding pin 240.
  • the second coupling gap 270 is formed between the lower patch 230 and the second feed pin 250. That is, the fourth feeding hole 234 is formed with a larger area than the horizontal section of the second feeding pin 250. The fourth feeding hole 234 is spaced a predetermined distance from the second feeding pin 250 to form a separation region. Accordingly, a second coupling gap 270 (ie, a separation region) is formed between the fourth feeding hole 234 and the second feeding pin 250.
  • the width D3 of the first coupling gap 260 and the width D4 of the second coupling gap 270 are formed to a width within a set range. At this time, as an example, the width D3 of the first coupling gap 260 and the width D4 of the second coupling gap 270 are formed to be approximately 0.5 mm or more and 1.5 mm or less in width.
  • the width D3 of the first coupling gap 260 is formed to be the same as the width D4 of the second coupling gap 270.
  • the width D3 of the first coupling gap 260 and the width D4 of the second coupling gap 270 may be formed with different widths.
  • the first coupling gap 260 and the second coupling gap 270 are formed in a circular donut shape. Can be.
  • the first coupling gap 260 and the second coupling gap 270 are It may be formed in a polygonal donut shape such as a triangle or a square.
  • the patch antenna according to the third embodiment of the present invention includes a base layer 310, an upper patch 320, a lower patch 330, a first feeding pin 340, and a second feeding It comprises a pin 350.
  • the base layer 310 is made of a dielectric or magnetic material. That is, the base layer 310 is formed of a dielectric substrate made of a ceramic having characteristics such as high dielectric constant and low coefficient of thermal expansion, or a magnetic substrate made of a magnetic material such as ferrite.
  • a plurality of feed holes into which the first feed pin 340 and the second feed pin 350 are inserted may be formed in the base layer 310. That is, referring to FIG. 7, the first feeding hole 312 and the second feeding hole 314 are formed in the base layer 310. The first feeding pin 340 is inserted into the first feeding hole 312, and the second feeding pin 350 is inserted into the second feeding hole 314. At this time, the virtual line connecting the center point of the first feed hole 312 and the base layer 310 and the virtual line connecting the center point of the second feed hole 314 and the base layer 310 are formed to cross to form a set angle. At this time, the set angle is preferably formed of 90 degrees, but may be formed in a range of 70 degrees or more and 310 degrees or less.
  • the upper patch 320 is formed on the top surface of the base layer 310. That is, the upper patch 320 is a thin plate of a conductive material having high electrical conductivity such as copper, aluminum, gold, silver, and the like, and is formed on the upper surface of the base layer 310. At this time, the upper patch 320 is formed in a polygonal shape, such as a rectangle, a triangle, a circle, an octagon.
  • a plurality of feed holes into which the first feed pin 340 and the second feed pin 350 are inserted may be formed in the upper patch 320. That is, referring to FIG. 8, a third feeding hole 322 and a fourth feeding hole 324 are formed in the upper patch 320. The first feeding pin 340 is inserted into the third feeding hole 322, and the second feeding pin 350 is inserted into the fourth feeding hole 324. At this time, the virtual line connecting the center point of the third feeding hole 322 and the upper patch 320 and the virtual line connecting the center point of the fourth feeding hole 324 and the upper patch 320 are formed to cross to form a set angle. At this time, the set angle is preferably formed of 90 degrees, but may be formed in a range of 70 degrees or more and 310 degrees or less.
  • the upper patch 320 is driven through coupling feeding with the first feeding pin 340 and the second feeding pin 350 to receive signals (ie, frequencies including location information) transmitted from GPS satellites and Glonass satellites. To receive.
  • signals ie, frequencies including location information
  • the lower patch 330 is formed on the lower surface of the base layer 310. That is, the lower patch 330 is a thin plate of a conductive material having high electrical conductivity such as copper, aluminum, gold, silver, and the like, and is formed on the lower surface of the base layer 310.
  • a plurality of feed holes through which the first feed pin 340 and the second feed pin 350 penetrate may be formed in the lower patch 330. That is, the fifth feeding hole 332 and the sixth feeding hole 334 are formed in the lower patch 330. The first feeding pin 340 passes through the fifth feeding hole 332, and the second feeding pin 350 penetrates through the sixth feeding hole 334.
  • the virtual line connecting the center point of the fifth feeding hole 332 and the lower patch 330 and the virtual line connecting the center point of the sixth feeding hole 334 and the lower patch 330 are formed to cross to form a set angle.
  • the set angle is preferably formed of 90 degrees, but may be formed in a range of 70 degrees or more and 310 degrees or less.
  • the first feed pin 340 and the second feed pin 350 are inserted into feed holes formed in the base layer 310, the upper patch 320 and the lower patch 330.
  • the heads of the first feed pin 340 and the second feed pin 350 are disposed on the top surface of the base layer 310, and the bodies of the first feed pin 340 and the second feed pin 350 are based on the base layer ( 310), the upper patch 320 and the lower patch 330 are disposed inside.
  • the first feeding pin 340 includes the first feeding hole 312 of the base layer 310, the third feeding hole 322 of the upper patch 320 and the fifth feeding hole 332 of the lower patch 330. It is placed inside.
  • the second feeding pin 350 includes the second feeding hole 314 of the base layer 310, the fourth feeding hole 324 of the upper patch 320 and the sixth feeding hole 334 of the lower patch 330. It is placed inside.
  • the outer periphery of the first feed pin 340 is arranged to be spaced apart from the outer periphery (ie, the inner wall surface) of the first feed hole 312, the third feed hole 322, and the fifth feed hole 332 by a predetermined distance.
  • the outer periphery of the second feed pin 350 is arranged to be spaced apart from the outer peripheries (ie, the inner wall surface) of the second feed hole 322, the fourth feed hole 324, and the sixth feed hole 334.
  • the first feeding pin 340 and the second feeding pin 350 are arranged to have a set angle based on the center of the patch antenna. That is, referring to Figure 10, the first feed pin 340 and the virtual line (A ') connecting the center point (C') of the patch antenna and the second feed pin 350 and the center point (C ') of the patch antenna
  • the connecting virtual line B ' is formed to cross and form a set angle ⁇ '.
  • the set angle ⁇ ' is preferably formed at 90 degrees, but may be formed in a range of 70 degrees or more and 310 degrees or less.
  • f ′ in FIG. 10 denotes a distance in the y-axis (W2) direction between the center points of the first feed pin 340 and the second feed pin 350.
  • the first feed pin 340 and the second feed pin 350 are connected to the upper patch 320 by electromagnetic coupling.
  • the spacing between the first feed pin 340 and the second feed pin 350 becomes narrow, and interference occurs.
  • return loss is reduced due to interference between the first feed pin 340 and the second feed pin 350, and as a result, the performance of the antenna is deteriorated.
  • the patch antenna according to the third embodiment of the present invention has a coupling gap between the upper patch 320 and the feed pin (ie, the first feed pin 340 and the second feed pin 350).
  • the coupling gap includes a first coupling gap 360.
  • the first coupling gap 360 is formed between the upper patch 320 and the first feed pin 340. That is, the third feeding hole 322 is formed with a larger area than the first feeding pin 340. The third feeding hole 322 is spaced apart from the first feeding pin 340 by a predetermined distance to form a separation region. Accordingly, a first coupling gap 380 (ie, a separation region) is formed between the third feeding hole 322 and the first feeding pin 340.
  • the coupling gap further includes a second coupling gap 370.
  • the second coupling gap 370 is formed between the upper patch 320 and the second feed pin 350. That is, the fourth feeding hole 324 is formed with a larger area than the second feeding pin 350. The fourth feeding hole 324 is spaced a predetermined distance from the second feeding pin 350 to form a separation region. Accordingly, a second coupling gap 390 (ie, a separation region) is formed between the fourth feeding hole 324 and the second feeding pin 350.
  • the width D3 of the first coupling gap 360 and the width D4 of the second coupling gap 370 are formed to a width within a set range. At this time, as an example, the width D3 of the first coupling gap 360 and the width D4 of the second coupling gap 370 are formed to be approximately 0.5 mm or more and 1.5 mm or less in width.
  • the width D3 of the first coupling gap 360 is formed to be the same as the width D4 of the second coupling gap 370.
  • the width D3 of the first coupling gap 360 and the width D4 of the second coupling gap 370 may be formed with different widths.
  • the first coupling gap 360 and the second coupling gap 370 are formed in a circular donut shape. Can be.
  • the head portions of the first feed pin 340 and the second feed pin 350 are formed of a polygon, such as a triangle or a square
  • the first coupling gap 360 and the second coupling gap 370 are It may be formed in a polygonal donut shape such as a triangle or a square.
  • a patch antenna manufactured with a spacing of 25 ⁇ 25, a distance between the first feed line and the second feed line of about 2.6 mm has a return loss of about ⁇ 11.6 dB, and a transmission efficiency of about 93 >
  • the first feeding line and the second feeding line are the first feeding patch and the second feeding patch of the first embodiment of the present invention, the first feeding pin and the second feeding pin of the second and third embodiments of the present invention Corresponds to.
  • the size of the sieve having the sieve size maintained at approximately 2.6 mm between the first feed line and the second feed line was reduced to 20 ⁇ 20, and the patch antenna produced was increased by approximately 7.9dB compared to the 25 ⁇ 25 patch antenna. It has a return loss of about dB, and the transmission efficiency is reduced to about 66%.
  • the patch antenna according to an embodiment of the present invention forms a coupling gap in order to solve the above-described problem.
  • the coupling gap is formed in the patch antenna of the same size, it has a reflection loss of about -20.4dB, which is reduced by about 16.7dB compared to the patch antenna where the coupling gap is not formed, and is increased by about 33% to about 99% It has the transmission efficiency of.
  • the patch antenna according to the embodiment of the present invention forms a coupling gap to satisfy the return loss and transmission efficiency required in the market.
  • a patch antenna having a coupling gap width of about 0.5 mm has a return loss of about -10.9 dB and a transmission efficiency of about 92%.
  • the patch antenna formed by increasing the width of the coupling gap to about 1.0 mm has a return loss of about -20.4 dB due to a reduction in return loss of about 9.5 dB compared to a patch antenna of 0.5 mm width, and the transmission efficiency is about 7%. It has a degree of increase and has a transmission efficiency of about 99%.
  • the patch antenna formed by increasing the width of the coupling gap to about 1.5 mm has a reflection loss of approximately 11.4 dB, which is reduced by approximately 11.4 dB compared to a patch antenna of 0.5 mm width, and has a transmission efficiency of approximately 7.4%. It has a degree of increase and has a transmission efficiency of 99.4%.
  • the patch antenna can satisfy the return loss and transmission efficiency required in the antenna market when the width of the coupling gap is formed to be about 0.5 mm or more and 1.5 mm or less.
  • the width of the coupling gap is less than about 0.5 mm or more than 1.5 mm, the return loss increases and the transmission efficiency decreases, so that the return loss and transmission efficiency required in the antenna market cannot be satisfied.
  • the patch antenna according to an embodiment of the present invention forms the width of the coupling gap to be approximately 0.5 mm or more and 1.5 mm or less.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

하부 패치와 급전 핀 사이에 커플링 갭을 형성하여 안테나 성능을 최대화하도록 한 패치 안테나를 제시한다. 제시된 패치 안테나는 베이스층, 베이스층의 상면에 배치된 상부 패치, 베이스층의 하면에 배치된 하부 패치 및 베이스층, 상부 패치 및 하부 패치를 관통하는 급전 핀을 포함하고, 급전 핀은 상부 패치와 이격되어 커플링 갭을 형성한다.

Description

패치 안테나
본 발명은 전자기기의 패치 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 GPS 주파수 대역 및 GNSS 주파수 대역의 신호를 포함하는 초광대역에서 주파수를 수신하는 패치 안테나에 관한 것이다.
차량용 샤크 안테나는 차량 내에 설치되는 전자기기들의 신호 수신율을 향상시키기 위해 설치된다. 차량용 샤크 안테나는 차량의 외부에 설치된다.
일반적인 차량용 샤크 안테나에는 차량에서 주로 사용되는 위치정보 서비스를 제공하기 위한 GPS(Global Positioning System) 안테나가 포함된다. 최근에는, DMB, 오디오 등의 전자기기들이 설치됨에 따라, 차량용 샤크 안테나에도 GNSS(예를 들면, GPS(미국), Glonass(러시아)), SDARS(Sirius, XM), Telematics, FM, T-DMB 등의 주파수 대역의 신호를 수신하는 다수의 안테나가 내장되고 있다.
최근에 시장 및 사용자의 요구에 따라 패치 안테나의 크기가 소형화되고 있다. 패치 안테나의 사이즈가 소형화되면 반사 손실(Return loss)이 증가한다. 패치 안테나는 급전 핀 간의 간격을 가깝게 해서 반사 손실을 최소화할 수 있지만, 급전 핀이 가까워지는 경우 급전 핀들 간에 간섭이 발생하여 안테나 성능이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 하부 패치와 급전 핀 사이에 커플링 갭을 형성하여 안테나 성능을 최대화하도록 한 패치 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다. 즉, 본 발명은 하부 패치와 급전 핀 사이에 커플링 갭을 형성하여 반사 손실을 최소화하면서 급전 핀 간의 간섭을 최소화하여 안테나 성능을 최대화하도록 한 패치 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 패치 안테나는 베이스층, 베이스층의 상면에 배치된 상부 패치, 베이스층의 하면에 배치된 하부 패치 및 베이스층, 상부 패치 및 하부 패치를 관통하는 급전 핀을 포함하고, 급전 핀은 상부 패치와 이격되어 커플링 갭을 형성한다.
상부 패치에는 급전 핀이 관통하는 급전 홀이 형성되고, 급전 핀은 상부 패치에 형성된 급전 홀과 이격되어 커플링 갭을 형성할 수 있다. 이때, 커플링 갭의 폭은 0.5mm 이상이고, 1.5mm 이하일 수 있다.
급전 핀은 상부 패치에 형성된 제3 급전 홀을 관통하는 제1 급전 핀 및 상부 패치에 형성된 제4 급전 홀을 관통하는 제2 급전 핀을 포함하고, 커플링 갭은 제1 급전 핀과 제3 급전 홀 사이의 이격 공간에 형성된 제1 커플링 갭 및 제2 급전 핀과 제4 급전 홀 사이의 이격 공간에 형성된 제2 커플링 갭을 포함할 수 있다. 이때, 제1 커플링 갭의 폭은 제2 커플링 갭의 폭과 동일할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 패치 안테나는 베이스층, 베이스층의 상면에 배치된 상부 패치, 급전 홀이 형성되어 베이스층의 하면에 배치된 하부 패치 및 급전 홀에 삽입되어 베이스층의 하면에 배치된 급전 패치를 포함하고, 급전 홀은 급전 패치와 이격되어 커플링 갭을 형성할 수 있다.
급전 홀의 면적은 급전 패치의 면적보다 넓게 형성되고, 급전 패치의 외주는 급전 홀과 이격되어 이격 영역을 형성하고, 이격 영역은 커플링 갭을 형성하고, 커플링 갭의 폭은 0.5mm 이상이고, 1.5mm 이하일 수 있다.
하부 패치는 제1 급전 홀 및 제2 급전 홀이 형성되고, 급전 패치는 제1 급전 홀이 삽입되는 제1 급전 패치 및 제2 급전 홀에 삽입되는 제2 급전 패치를 포함하고, 커플링 갭은 제1 급전 패치 및 제1 급전 홀 사이의 이격 공간에 형성된 제1 커플링 갭 및 제2 급전 패치 및 제2 급전 홀 사이의 이격 공간에 형성된 제2 커플링 갭을 포함할 수 있다. 이때, 제1 커플링 갭의 폭은 제2 커플링 갭의 폭과 동일할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 패치 안테나는 베이스층, 베이스층의 상면에 배치된 상부 패치, 베이스층의 하면에 배치된 하부 패치 및 베이스층 및 하부 패치에 형성된 급전 홀을 관통하여 상부 패치에 접촉된 급전 핀을 포함하고, 급전 핀은 하부 패치와 이격되어 커플링 갭을 형성한다.
하부 패치에 형성된 급전 홀의 면적은 급전 핀의 수평 단면의 면적보다 넓게 형성되고, 급전 핀의 외주는 하부 패치에 형성된 급전 홀과 이격되어 이격 영역을 형성하고, 이격 영역은 커플링 갭을 형성할 수 있다. 이때, 커플링 갭의 폭은 0.5mm 이상이고, 1.5mm 이하일 수 있다.
베이스층은 제1 급전 홀 및 제2 급전 홀이 형성되고, 하부 패치는 제3 급전 홀 및 제4 급전 홀이 형성되고, 급전 핀은 제1 급전 홀 및 제3 급전 홀을 관통하는 제1 급전 핀 및 제2 급전 홀 및 제4 급전 홀을 관통하는 제2 급전 핀을 포함하고, 커플링 갭은 제1 급전 핀 및 제3 급전 홀 사이의 이격 공간에 형성된 제1 커플링 갭 및 제2 급전 핀 및 제4 급전 홀 사이의 이격 공간에 형성된 제2 커플링 갭을 포함할 수 있다. 이때, 제1 커플링 갭의 폭은 제2 커플링 갭의 폭과 동일할 수 있다.
본 발명에 의하면, 패치 안테나는 하부 패치와 급전 부재(급전 패치, 급전 핀) 사이에 0.5mm 이상 1.5mm 이하의 폭을 갖는 커플링 갭을 형성함으로써, 사이즈가 감소된 패치 안테나에서 반사 손실(Return loss)의 저하를 방지하여 안테나 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 패치 안테나는 하부 패치와 급전 부재(급전 패치, 급전 핀) 사이에 0.5mm 이상 1.5mm 이하의 폭을 갖는 커플링 갭을 형성함으로써, 사이즈가 감소된 패치 안테나에서 송신 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 패치 안테나의 분해 사시도.
도 2는 도 1의 하부 패치를 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 1의 제1 급전 패치, 제2 급전 패치 및 커플링 갭을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 패치 안테나의 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 패치 안테나의 측면도.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 패치 안테나의 분해 사시도.
도 7은 도 6의 베이스층을 설명하기 위한 도면.
도 8은 도 6의 상부 패치를 설명하기 위한 도면.
도 9는 도 6의 패치 안테나의 단면도.
도 10은 도 6의 제1 급전 핀, 제2 급전 핀 및 커플링 갭을 설명하기 위한 도면.
도 11은 사이즈 감소에 따른 패치 안테나의 반사 손실을 측정한 그래프.
도 12는 커플링 갭 유무에 따른 패치 안테나의 반사 손실을 측정한 그래프.
도 13은 커플링 갭의 폭(사이즈)에 따른 패치 안테나의 반사 손실을 측정한 그래프.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 패치 안테나는 베이스층(110), 상부 패치(120), 하부 패치(130), 제1 급전 패치(140) 및 제2 급전 패치(150)를 포함하여 구성된다.
베이스층(110)은 유전체 또는 자성체로 구성된다. 즉, 베이스층(110)은 고유전율 및 낮은 열팽창계수 등의 특성을 갖는 세라믹으로 구성되는 유전체기판으로 형성되거나, 페라이트 등의 자성체로 구성되는 자성체기판으로 형성된다.
상부 패치(120)는 베이스층(110)의 상면에 형성된다. 즉, 상부 패치(120)는 구리, 알루미늄, 금, 은 등과 같이 전기전도도가 높은 도전성 재질의 박판으로서, 베이스층(110)의 상면에 형성된다. 이때, 상부 패치(120)는 사각형, 삼각형, 원형, 팔각형 등의 다각형 형상으로 형성된다.
상부 패치(120)는 제1 급전 패치(140) 및 제2 급전 패치(150)와 커플링 급전을 통해 구동하여 GPS 위성 및 글로나스 위성에서 송출되는 신호(즉, 위치 정보를 포함한 주파수)를 수신한다.
하부 패치(130)는 베이스층(110)의 하면에 형성된다. 즉, 하부 패치(130)는 구리, 알루미늄, 금, 은 등과 같이 전기전도도가 높은 도전성 재질의 박판으로서, 베이스층(110)의 하면에 형성된다.
하부 패치(130)에는 제1 급전 패치(140) 및 제2 급전 패치(150)가 삽입되는 복수의 급전 홀이 형성될 수도 있다. 즉, 하부 패치(130)에는 제1 급전 홀(132) 및 제2 급전 홀(134)이 형성된다. 제1 급전 홀(132)에는 제1 급전 패치(140)가 삽입되고, 제2 급전 홀(134)에는 제2 급전 패치(150)가 삽입된다. 이때, 제1 급전 홀(132)과 하부 패치(130)의 중심점을 잇는 가상선과 제2 급전 홀(134)과 하부 패치(130)의 중심점을 잇는 가상선은 교차하여 설정각도를 이루도록 형성된다. 이때, 설정각도는 90도로 형성되는 것이 바람직하나, 70도 이상 110도 이하의 범위로 형성되어도 무방하다.
제1 급전 패치(140) 및 제2 급전 패치(150)는 하부 패치(130)에 형성된 급전 홀에 삽입 형성될 수도 있다. 즉, 제1 급전 패치(140)는 하부 패치(130)의 제1 급전 홀(132)의 내부에 삽입 형성되고, 제2 급전 패치(150)는 하부 패치(130)의 제2 급전 홀(134)에 삽입 형성된다. 이때, 제1 급전 패치(140)는 제1 급전 홀(132)의 외주와 소정간격 이격되어 형성되고, 제2 급전 패치(150)는 제2 급전 홀(134)의 외주와 소정간격 이격되어 형성된다.
제1 급전 패치(140)와 제2 급전 패치(150)는 하부 패치(130)의 중심을 기준으로 설정 각도를 갖도록 배치된다. 즉, 도 3을 참조하면, 제1 급전 패치(140)와 하부 패치(130)의 중심점(C)을 잇는 가상선(A)과 제2 급전 패치(150)와 하부 패치(130)의 중심점(C)을 잇는 가상선(B)은 교차하여 설정 각도(θ)를 이루도록 형성된다. 이때, 설정 각도(θ)는 90도로 형성되는 것이 바람직하나, 70도 이상 110도 이하의 범위로 형성되어도 무방하다. 여기서, 도 3의 f는 제1 급전 패치(140) 및 제2 급전 패치(150)의 중심점 간의 y축(W2) 방향 거리를 의미한다.
이때, 패치 안테나의 크기가 25×25(W1=25mm, W2=25mm) 이상의 면적으로 형성된 경우, 제1 급전 패치(140) 및 제2 급전 패치(150) 사이에 간섭이 발생하지 않아 패치 안테나의 성능에는 영향을 미치지 않는다.
하지만, 패치 안테나의 크기가 20×20(W1=20mm, W2=20mm) 이하의 면적으로 형성된 경우, 제1 급전 패치(140) 및 제2 급전 패치(150) 사이의 간격이 좁아지기 때문에 간섭이 발생하여 패치 안테나의 성능이 저하된다.
즉, 패치 안테나의 크기가 감소하면 제1 급전 패치(140) 및 제2 급전 패치(150) 사이의 이격 간격이 좁아지기 때문에, 제1 급전 패치(140) 및 제2 급전 패치(150) 사이에 간섭이 발생한다. 패치 안테나는 제1 급전 패치(140) 및 제2 급전 패치(150) 사이의 간섭 발생으로 인해 반사 손실(Return loss)이 감소되고, 결과적으로 안테나의 성능이 저하된다.
이에, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 패치 안테나는 하부 패치(130)와 급전 패치(즉, 제1 급전 패치(140) 및 제2 급전 패치(150)) 사이에 커플링 갭(Coupling Gap)을 형성하여 기준(20×20(W1=20mm, W2=20mm)) 이하의 사이즈로 형성되어도 안테나 성능이 저하되지 않도록 한다.
커플링 갭은 제1 커플링 갭(160) 및 제2 커플링 갭(170)을 포함한다.
제1 커플링 갭(160)은 하부 패치(130) 및 제1 급전 패치(140) 사이에 형성된다. 즉, 제1 급전 홀(132)은 제1 급전 패치(140)보다 큰 면적으로 형성된다. 제1 급전 홀(132)은 제1 급전 패치(140)와 소정간격 이격되어 이격 영역을 형성된다. 그에 따라, 제1 급전 홀(132) 및 제1 급전 패치(140) 사이에는 제1 커플링 갭(160, 즉, 이격 영역)이 형성된다.
제2 커플링 갭(170)은 하부 패치(130) 및 제2 급전 패치(150) 사이에 형성된다. 즉, 제2 급전 홀(134)은 제2 급전 패치(150)보다 큰 면적으로 형성된다. 제2 급전 홀(134)은 제2 급전 패치(150)와 소정간격 이격되어 이격 영역을 형성한다. 그에 따라, 제2 급전 홀(134) 및 제2 급전 패치(150) 사이에는 제2 커플링 갭(170, 즉, 이격 영역)이 형성된다.
제1 커플링 갭(160)의 폭(D1) 및 제2 커플링 갭(170)의 폭(D2)은 설정 범위 내의 폭으로 형성된다. 이때, 제1 커플링 갭(160)의 폭(D1) 및 제2 커플링 갭(170)의 폭(D2)은 대략 0.5mm 이상 1.5mm 이하의 폭으로 형성되는 것을 일례로 한다. 제1 커플링 갭(160)의 폭(D1)은 제2 커플링 갭(170)의 폭(D2)과 동일하게 형성된다. 물론, 제1 커플링 갭(160)의 폭(D1) 및 제2 커플링 갭(170)의 폭(D2)은 서로 다른 폭으로 형성될 수 있다.
제1 급전 패치(140) 및 제2 급전 패치(150)가 일반적으로 원형으로 형성되기 때문에, 제1 커플링 갭(160) 및 제2 커플링 갭(170)은 원형 도넛 형상으로 형성될 수 있다. 물론, 제1 급전 패치(140) 및 제2 급전 패치(150)가 삼각형, 사각형 등의 다각형으로 형성되는 경우, 제1 커플링 갭(160) 및 제2 커플링 갭(170)은 삼각형, 사각형 등의 다각형 도넛 형상으로 형성될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 패치 안테나는 베이스층(210), 상부 패치(220), 하부 패치(230), 제1 급전 핀(240) 및 제2 급전 핀(250)을 포함하여 구성된다.
베이스층(210)은 유전체 또는 자성체로 구성된다. 즉, 베이스층(210)은 고유전율 및 낮은 열팽창계수 등의 특성을 갖는 세라믹으로 구성되는 유전체기판으로 형성되거나, 페라이트 등의 자성체로 구성되는 자성체기판으로 형성된다.
베이스층(210)에는 복수의 급전 홀이 형성된다. 즉, 베이스층(210)에는 제1 급전 핀(240)이 관통 삽입되는 제1 급전 홀(212), 제2 급전 핀(250)이 관통 삽입되는 제2 급전 홀(214)이 형성된다. 이때, 제1 급전 홀(212)과 베이스층(210)의 중심점을 잇는 가상선과 제2 급전 홀(214)과 베이스층(210)의 중심점을 잇는 가상선은 교차하여 설정 각도를 이루도록 형성된다. 이때, 설정 각도는 90도로 형성되는 것이 바람직하나, 70도 이상 110도 이하의 범위로 형성되어도 무방하다.
상부 패치(220)는 베이스층(210)의 상면에 형성된다. 즉, 상부 패치(220)는 구리, 알루미늄, 금, 은 등과 같이 전기전도도가 높은 도전성 재질의 박판으로서, 베이스층(210)의 상면에 형성된다. 이때, 상부 패치(220)는 사각형, 삼각형, 원형, 팔각형 등의 다각형 형상으로 형성된다.
상부 패치(220)의 하면은 베이스층(210) 및 하부 패치(230)를 관통한 급전 핀과 전기적으로 연결된다. 상부 패치(220)는 제1 급전 핀(240) 및 제2 급전 핀(250)을 통한 급전 또는 커플링 급전을 통해 구동하여 GPS 위성 및 글로나스 위성에서 송출되는 신호(즉, 위치 정보를 포함한 주파수)를 수신한다.
하부 패치(230)는 베이스층(210)의 하면에 형성된다. 즉, 하부 패치(230)는 구리, 알루미늄, 금, 은 등과 같이 전기전도도가 높은 도전성 재질의 박판으로서, 베이스층(210)의 하면에 형성된다.
하부 패치(230)에는 제1 급전 핀(240) 및 제2 급전 핀(250)이 관통 삽입되는 복수의 급전 홀이 형성될 수도 있다. 즉, 하부 패치(230)에는 제3 급전 홀(232) 및 제4 급전 홀(234)이 형성된다. 제3 급전 홀(232)에는 제1 급전 핀(240)이 관통 삽입되고, 제4 급전 홀(234)에는 제2 급전 핀(250)이 관통 삽입된다. 이때, 제3 급전 홀(232)과 하부 패치(230)의 중심점을 잇는 가상선과 제4 급전 홀(234)과 하부 패치(230)의 중심점을 잇는 가상선은 교차하여 설정각도를 이루도록 형성된다. 이때, 설정각도는 90도로 형성되는 것이 바람직하나, 70도 이상 110도 이하의 범위로 형성되어도 무방하다.
제1 급전 핀(240) 및 제2 급전 핀(250)은 일측이 하부 패치(230) 및 베이스층(210)을 관통하여 상부 패치(220)의 하면에 접촉된다. 즉, 제1 급전 핀(240)은 하부 패치(230)의 제3 급전 홀(232) 및 베이스층(210)의 제1 급전 홀(212)을 관통하여 상부 패치(220)의 하면에 접촉된다. 제2 급전 핀(250)은 하부 패치(230)의 제4 급전 홀(234) 및 베이스층(210)의 제2 급전 홀(214)을 관통하여 상부 패치(220)의 하면에 접촉된다.
제1 급전 핀(240) 및 제2 급전 핀(250)은 타측이 전자기기의 급전부(미도시)와 연결되어 급전 전원을 공급받는다. 제1 급전 핀(240) 및 제2 급전 핀(250)은 베이스층(210)의 상면에 형성된 상부 패치(220)의 하면에 접촉되어 상부 패치(220)에게로 급전 전원을 공급한다.
제1 급전 핀(240) 및 제2 급전 핀(250)은 하부 패치(230) 및 베이스층(210)의 중심부를 기준으로 설정각도를 갖도록 배치된다. 즉, 제1 급전 핀(240)과 하부 패치(230)의 중심점을 잇는 가상선과 제2 급전 핀(250)과 하부 패치(230)의 중심점을 잇는 가상선은 교차하여 설정각도를 이루도록 형성되고, 제1 급전 핀(240)과 베이스층(210)의 중심점을 잇는 가상선과 제2 급전 핀(250)과 베이스층(210)의 중심점을 잇는 가상선은 교차하여 설정각도를 이루도록 형성된다. 이때, 설정각도는 90도로 형성되는 것이 바람직하나, 70도 이상 110도 이하의 범위로 형성되어도 무방하다.
이때, 제1 급전 핀(240) 및 제2 급전 핀(250)은 구리, 알루미늄, 금, 은 등과 같이 전기전도도가 높은 도전성 재질을 이용하여 핀 형상으로 미리 제작된다. 물론, 제1 급전 핀(240) 및 제2 급전 핀(250)은 베이스층(210), 상부 패치(220), 하부 패치(230)를 적층하여 소체를 형성한 후에 구리, 알루미늄, 금, 은 등과 같이 전기전도도가 높은 도전성 재질을 베이스층(210)의 급전 홀 및 하부 패치(230)의 급전 홀에 주입하여 형성될 수도 있다.
이때, 패치 안테나의 크기가 25×25(W1=25mm, W2=25mm) 이상의 면적으로 형성된 경우, 제1 급전 핀(240) 및 제2 급전 핀(250) 사이에 간섭이 발생하지 않아 패치 안테나의 성능에는 영향을 미치지 않는다.
하지만, 패치 안테나의 크기가 20×20(W1=20mm, W2=20mm) 이하의 면적으로 형성된 경우, 제1 급전 핀(240) 및 제2 급전 핀(250) 사이의 간격이 좁아지기 때문에 간섭이 발생하여 패치 안테나의 성능이 저하된다.
즉, 패치 안테나의 크기가 감소하면 제1 급전 핀(240) 및 제2 급전 핀(250) 사이의 이격 간격이 좁아지기 때문에, 제1 급전 핀(240) 및 제2 급전 핀(250) 사이에 간섭이 발생한다. 패치 안테나는 제1 급전 핀(240) 및 제2 급전 핀(250) 사이의 간섭 발생으로 인해 반사 손실(Return loss)이 감소되고, 결과적으로 안테나의 성능이 저하된다.
이에, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 패치 안테나는 하부 패치(230)와 급전 핀(즉, 제1 급전 핀(240) 및 제2 급전 핀(250)) 사이에 커플링 갭(Coupling Gap)을 형성하여 기준(20×20(W1=20mm, W2=20mm)) 이하의 사이즈로 형성되어도 안테나 성능이 저하되지 않도록 한다.
커플링 갭은 제1 커플링 갭(260) 및 제2 커플링 갭(270)을 포함한다.
제1 커플링 갭(260)은 하부 패치(230) 및 제1 급전 핀(240) 사이에 형성된다. 즉, 제3 급전 홀(232)은 제1 급전 핀(240)의 수평 단면보다 큰 면적으로 형성된다. 제3 급전 홀(232)은 제1 급전 핀(240)과 소정간격 이격되어 이격 영역을 형성한다. 그에 따라, 제3 급전 홀(232) 및 제1 급전 핀(240) 사이에는 제1 커플링 갭(260, 즉, 이격 영역)이 형성된다.
제2 커플링 갭(270)은 하부 패치(230) 및 제2 급전 핀(250) 사이에 형성된다. 즉, 제4 급전 홀(234)은 제2 급전 핀(250)의 수평 단면보다 큰 면적으로 형성된다. 제4 급전 홀(234)은 제2 급전 핀(250)과 소정간격 이격되어 이격 영역을 형성한다. 그에 따라, 제4 급전 홀(234) 및 제2 급전 핀(250) 사이에는 제2 커플링 갭(270, 즉, 이격 영역)이 형성된다.
제1 커플링 갭(260)의 폭(D3) 및 제2 커플링 갭(270)의 폭(D4)은 설정 범위 내의 폭으로 형성된다. 이때, 제1 커플링 갭(260)의 폭(D3) 및 제2 커플링 갭(270)의 폭(D4)은 대략 0.5mm 이상 1.5mm 이하의 폭으로 형성되는 것을 일례로 한다. 제1 커플링 갭(260)의 폭(D3)은 제2 커플링 갭(270)의 폭(D4)과 동일하게 형성된다. 물론, 제1 커플링 갭(260)의 폭(D3) 및 제2 커플링 갭(270)의 폭(D4)은 서로 다른 폭으로 형성될 수 있다.
제1 급전 핀(240) 및 제2 급전 핀(250)의 수직 단면이 일반적으로 원형으로 형성되기 때문에, 제1 커플링 갭(260) 및 제2 커플링 갭(270)은 원형 도넛 형상으로 형성될 수 있다. 물론, 제1 급전 핀(240) 및 제2 급전 핀(250)의 수직 단면이 삼각형, 사각형 등의 다각형으로 형성되는 경우, 제1 커플링 갭(260) 및 제2 커플링 갭(270)은 삼각형, 사각형 등의 다각형 도넛 형상으로 형성될 수 있다.
도 6 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 패치 안테나는 베이스층(310), 상부 패치(320), 하부 패치(330), 제1 급전 핀(340) 및 제2 급전 핀(350)을 포함하여 구성된다.
베이스층(310)은 유전체 또는 자성체로 구성된다. 즉, 베이스층(310)은 고유전율 및 낮은 열팽창계수 등의 특성을 갖는 세라믹으로 구성되는 유전체기판으로 형성되거나, 페라이트 등의 자성체로 구성되는 자성체기판으로 형성된다.
베이스층(310)에는 제1 급전 핀(340) 및 제2 급전 핀(350)이 삽입되는 복수의 급전 홀이 형성될 수도 있다. 즉, 도 7을 참조하면, 베이스층(310)에는 제1 급전 홀(312) 및 제2 급전 홀(314)이 형성된다. 제1 급전 홀(312)에는 제1 급전 핀(340)이 삽입되고, 제2 급전 홀(314)에는 제2 급전 핀(350)이 삽입된다. 이때, 제1 급전 홀(312)과 베이스층(310)의 중심점을 잇는 가상선과 제2 급전 홀(314)과 베이스층(310)의 중심점을 잇는 가상선은 교차하여 설정각도를 이루도록 형성된다. 이때, 설정각도는 90도로 형성되는 것이 바람직하나, 70도 이상 310도 이하의 범위로 형성되어도 무방하다.
상부 패치(320)는 베이스층(310)의 상면에 형성된다. 즉, 상부 패치(320)는 구리, 알루미늄, 금, 은 등과 같이 전기전도도가 높은 도전성 재질의 박판으로서, 베이스층(310)의 상면에 형성된다. 이때, 상부 패치(320)는 사각형, 삼각형, 원형, 팔각형 등의 다각형 형상으로 형성된다.
상부 패치(320)에는 제1 급전 핀(340) 및 제2 급전 핀(350)이 삽입되는 복수의 급전 홀이 형성될 수도 있다. 즉, 도 8을 참조하면, 상부 패치(320)에는 제3 급전 홀(322) 및 제4 급전 홀(324)이 형성된다. 제3 급전 홀(322)에는 제1 급전 핀(340)이 삽입되고, 제4 급전 홀(324)에는 제2 급전 핀(350)이 삽입된다. 이때, 제3 급전 홀(322)과 상부 패치(320)의 중심점을 잇는 가상선과 제4 급전 홀(324)과 상부 패치(320)의 중심점을 잇는 가상선은 교차하여 설정각도를 이루도록 형성된다. 이때, 설정각도는 90도로 형성되는 것이 바람직하나, 70도 이상 310도 이하의 범위로 형성되어도 무방하다.
상부 패치(320)는 제1 급전 핀(340) 및 제2 급전 핀(350)과의 커플링 급전을 통해 구동하여 GPS 위성 및 글로나스 위성에서 송출되는 신호(즉, 위치 정보를 포함한 주파수)를 수신한다.
하부 패치(330)는 베이스층(310)의 하면에 형성된다. 즉, 하부 패치(330)는 구리, 알루미늄, 금, 은 등과 같이 전기전도도가 높은 도전성 재질의 박판으로서, 베이스층(310)의 하면에 형성된다.
하부 패치(330)에는 제1 급전 핀(340) 및 제2 급전 핀(350)이 관통하는 복수의 급전 홀이 형성될 수도 있다. 즉, 하부 패치(330)에는 제5 급전 홀(332) 및 제6 급전 홀(334)이 형성된다. 제5 급전 홀(332)에는 제1 급전 핀(340)이 관통되고, 제6 급전 홀(334)에는 제2 급전 핀(350)이 관통된다. 이때, 제5 급전 홀(332)과 하부 패치(330)의 중심점을 잇는 가상선과 제6 급전 홀(334)과 하부 패치(330)의 중심점을 잇는 가상선은 교차하여 설정각도를 이루도록 형성된다. 이때, 설정각도는 90도로 형성되는 것이 바람직하나, 70도 이상 310도 이하의 범위로 형성되어도 무방하다.
도 9를 참조하면, 제1 급전 핀(340) 및 제2 급전 핀(350)은 베이스층(310), 상부 패치(320) 및 하부 패치(330)에 형성된 급전 홀들에 삽입된다. 제1 급전 핀(340) 및 제2 급전 핀(350)의 헤드는 베이스층(310)의 상면에 배치되고, 제1 급전 핀(340) 및 제2 급전 핀(350)의 바디는 베이스층(310), 상부 패치(320) 및 하부 패치(330)의 내부에 삽입 배치된다.
제1 급전 핀(340)은 베이스층(310)의 제1 급전 홀(312), 상부 패치(320)의 제3 급전 홀(322) 및 하부 패치(330)의 제5 급전 홀(332)의 내부에 삽입 배치된다. 제2 급전 핀(350)은 베이스층(310)의 제2 급전 홀(314), 상부 패치(320)의 제4 급전 홀(324) 및 하부 패치(330)의 제6 급전 홀(334)의 내부에 삽입 배치된다.
이때, 제1 급전 핀(340)의 외주는 제1 급전 홀(312), 제3 급전 홀(322) 및 제5 급전 홀(332)의 외주(즉, 내벽면)과 소정간격 이격되도록 배치되고, 제2 급전 핀(350)의 외주는 제2 급전 홀(322), 제4 급전 홀(324) 및 제6 급전 홀(334)의 외주(즉, 내벽면)과 소정간격 이격되도록 배치된다.
제1 급전 핀(340) 및 제2 급전 핀(350)은 패치 안테나의 중심을 기준으로 설정 각도를 갖도록 배치된다. 즉, 도 10을 참조하면, 제1 급전 핀(340)과 패치 안테나의 중심점(C')을 잇는 가상선(A')과 제2 급전 핀(350)과 패치 안테나의 중심점(C')을 잇는 가상선(B')은 교차하여 설정 각도(θ')를 이루도록 형성된다. 이때, 설정 각도(θ')는 90도로 형성되는 것이 바람직하나, 70도 이상 310도 이하의 범위로 형성되어도 무방하다. 여기서, 도 10의 f'는 제1 급전 핀(340) 및 제2 급전 핀(350)의 중심점 간의 y축(W2) 방향 거리를 의미한다.
제1 급전 핀(340) 및 제2 급전 핀(350)은 상부 패치(320)와 전자기적 커플링으로 연결된다.
이때, 패치 안테나의 크기가 25×25(W1=25mm, W2=25mm) 이상의 면적으로 형성된 경우, 제1 급전 핀(340) 및 제2 급전 핀(350) 사이에 간섭이 발생하지 않아 패치 안테나의 성능에는 영향을 미치지 않는다.
하지만, 패치 안테나의 크기가 20×20(W1=20mm, W2=20mm) 이하의 면적으로 형성된 경우, 제1 급전 핀(340) 및 제2 급전 핀(350) 사이의 간격이 좁아지기 때문에 간섭이 발생하여 패치 안테나의 성능이 저하된다.
즉, 패치 안테나의 크기가 감소하면 제1 급전 핀(340) 및 제2 급전 핀(350) 사이의 이격 간격이 좁아지기 때문에 간섭이 발생한다. 패치 안테나는 제1 급전 핀(340) 및 제2 급전 핀(350) 사이의 간섭 발생으로 인해 반사 손실(Return loss)이 감소되고, 결과적으로 안테나의 성능이 저하된다.
이에, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 패치 안테나는 상부 패치(320)와 급전 핀(즉, 제1 급전 핀(340) 및 제2 급전 핀(350)) 사이에 커플링 갭(Coupling Gap)을 형성하여 기준(20×20(W1=20mm, W2=20mm)) 이하의 사이즈로 형성되어도 안테나 성능이 저하되지 않도록 한다.
커플링 갭은 제1 커플링 갭(360)을 포함한다. 제1 커플링 갭(360)은 상부 패치(320) 및 제1 급전 핀(340) 사이에 형성된다. 즉, 제3 급전 홀(322)은 제1 급전 핀(340)보다 큰 면적으로 형성된다. 제3 급전 홀(322)은 제1 급전 핀(340)과 소정간격 이격되어 이격 영역을 형성된다. 그에 따라, 제3 급전 홀(322) 및 제1 급전 핀(340) 사이에는 제1 커플링 갭(380, 즉, 이격 영역)이 형성된다.
커플링 갭은 제2 커플링 갭(370)을 더 포함한다. 제2 커플링 갭(370)은 상부 패치(320) 및 제2 급전 핀(350) 사이에 형성된다. 즉, 제4 급전 홀(324)은 제2 급전 핀(350)보다 큰 면적으로 형성된다. 제4 급전 홀(324)은 제2 급전 핀(350)과 소정간격 이격되어 이격 영역을 형성한다. 그에 따라, 제4 급전 홀(324) 및 제2 급전 핀(350) 사이에는 제2 커플링 갭(390, 즉, 이격 영역)이 형성된다.
제1 커플링 갭(360)의 폭(D3) 및 제2 커플링 갭(370)의 폭(D4)은 설정 범위 내의 폭으로 형성된다. 이때, 제1 커플링 갭(360)의 폭(D3) 및 제2 커플링 갭(370)의 폭(D4)은 대략 0.5mm 이상 1.5mm 이하의 폭으로 형성되는 것을 일례로 한다. 제1 커플링 갭(360)의 폭(D3)은 제2 커플링 갭(370)의 폭(D4)과 동일하게 형성된다. 물론, 제1 커플링 갭(360)의 폭(D3) 및 제2 커플링 갭(370)의 폭(D4)은 서로 다른 폭으로 형성될 수 있다.
일반적으로 제1 급전 핀(340) 및 제2 급전 핀(350)의 헤드 부분이 원형으로 형성되기 때문에, 제1 커플링 갭(360) 및 제2 커플링 갭(370)은 원형 도넛 형상으로 형성될 수 있다.
물론, 제1 급전 핀(340) 및 제2 급전 핀(350)의 헤드 부분이 삼각형, 사각형 등의 다각형으로 형성되는 경우, 제1 커플링 갭(360) 및 제2 커플링 갭(370)은 삼각형, 사각형 등의 다각형 도넛 형상으로 형성될 수 있다.
도 11을 참조하면, 25×25, 제1 급전 라인 및 제2 급전 라인 사이의 간격을 대략 2.6mm로 제작된 패치 안테나는 대략 -11.6dB 정도의 반사 손실을 갖고, 대략 93& 정도의 송신효율을 갖는다. 여기서, 제1 급전 라인 및 제2 급전 라인은 본 발명의 제1 실시 예의 제1 급전 패치 및 제2 급전 패치, 본 발명의 제2 실시 예 및 제3 실시 예의 제1 급전 핀 및 제2 급전 핀에 대응된다.
이때, 제1 급전 라인 및 제2 급전 라인 사이의 간격을 대략 2.6mm로 유지한 체 크기를 20×20으로 축소 제작된 패치 안테나는 25×25 크기의 패치 안테나에 비해 대략 7.9dB 정도 증가한 -3.7dB 정도의 반사 손실을 갖고, 송신효율이 대략 66% 정도로 감소한다.
이는, 패치 안테나의 사이즈 감소로 인해 제1 급전 라인 및 제2 급전 라인 사이에 간섭이 발생하기 때문이다.
본 발명의 실시 예에 따른 패치 안테나는 상술한 문제점을 해소하기 위해서 커플링 갭을 형성한다.
도 12를 참조하면, 20×20 사이즈(f=2.6mm)로 제작된 패치 안테나에 커플링 갭을 형성하지 않은 경우, 대략 -3.7dB 정도의 반사 손실과 대략 66% 정도의 송신 효율을 갖는다.
이때, 동일한 사이즈의 패치 안테나에 커플링 갭을 형성하면, 커플링 갭이 형성되지 않은 패치 안테나에 비해 대략 16.7dB 정도 감소한 -20.4dB 정도의 반사 손실을 갖고, 대략 33% 정도 증가한 대략 99% 정도의 송신 효율을 갖는다.
이처럼, 본 발명의 실시 에에 따른 패치 안테나는 커플링 갭을 형성하여 시장에서 요구되는 반사 손실 및 송신 효율을 만족시킨다.
한편, 도 13을 참조하면, 20×20 사이즈(f=2.6mm)로 제작된 패치 안테나에 형성된 커플링 갭의 폭을 대략 0.5mm 단위로 증가시키면 패치 안테나의 반사 손실 및 송신 효율이 향상되는 것을 알 수 있다.
즉, 커플링 갭의 폭을 대략 0.5mm 정도로 형성한 패치 안테나는 대략 -10.9dB 정도의 반사 손실과 대략 92% 정도의 송신 효율을 갖는다.
커플링 갭의 폭을 증가시켜 대략 1.0mm 정도로 형성한 패치 안테나는 0.5mm 폭인 패치 안테나에 비해 반사 손실이 대략 9.5dB 정도 감소하여 대략 -20.4dB 정도의 반사 손실을 갖고, 송신 효율이 대략 7% 정도 증가하여 99% 정도의 송신 효율을 갖는다.
커플링 갭의 폭을 증가시켜 대략 1.5mm 정도로 형성한 패치 안테나는 0.5mm 폭인 패치 안테나에 비해 반사 손실이 대략 11.4dB 정도 감소하여 대략 -22.3dB 정도의 반사 손실을 갖고, 송신 효율이 대략 7.4% 정도 증가하여 99.4% 정도의 송신 효율을 갖는다.
이처럼, 패치 안테나는 커플링 갭의 폭이 대략 0.5mm 이상 1.5mm 이하로 형성될 때 안테나 시장에서 요구되는 반사 손실 및 송신 효율을 만족시킬 수 있다.
이때, 커플링 갭의 폭이 대략 0.5mm 미만이거나, 1.5mm를 초과하는 경우 반사 손실이 증가하여 송신 효율이 저하되기 때문에 안테나 시장에서 요구되는 반사 손실 및 송신 효율을 만족시킬 수 없다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 패치 안테나는 커플링 갭의 폭을 대략 0.5mm 이상 1.5mm 이하로 형성한다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형 예 및 수정 예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

Claims (20)

  1. 베이스층;
    상기 베이스층의 상면에 배치된 상부 패치;
    상기 베이스층의 하면에 배치된 하부 패치; 및
    상기 베이스층, 상기 상부 패치 및 상기 하부 패치를 관통하는 급전 핀을 포함하고,
    상기 급전 핀은 상기 상부 패치와 이격되어 커플링 갭을 형성하는 패치 안테나.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 패치에는 상기 급전 핀이 관통하는 급전 홀이 형성되고,
    상기 급전 핀은 상기 상부 패치에 형성된 급전 홀과 이격되어 상기 커플링 갭을 형성하는 패치 안테나.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 커플링 갭의 폭은 0.5mm 이상이고, 1.5mm 이하인 패치 안테나.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 급전 핀은,
    상기 상부 패치에 형성된 제3 급전 홀을 관통하는 제1 급전 핀; 및
    상기 상부 패치에 형성된 제4 급전 홀을 관통하는 제2 급전 핀을 포함하는 패치 안테나.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 커플링 갭은.
    상기 제1 급전 핀과 상기 제3 급전 홀 사이의 이격 공간에 형성된 제1 커플링 갭; 및
    상기 제2 급전 핀과 상기 제4 급전 홀 사이의 이격 공간에 형성된 제2 커플링 갭을 포함하는 패치 안테나.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 커플링 갭의 폭은 상기 제2 커플링 갭의 폭과 동일한 패치 안테나.
  7. 베이스층;
    상기 베이스층의 상면에 배치된 상부 패치;
    급전 홀이 형성되어 상기 베이스층의 하면에 배치된 하부 패치; 및
    상기 급전 홀에 삽입되어 상기 베이스층의 하면에 배치된 급전 패치를 포함하고,
    상기 급전 홀은 상기 급전 패치와 이격되어 커플링 갭을 형성하는 패치 안테나.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 급전 홀의 면적은 상기 급전 패치의 면적보다 넓게 형성된 패치 안테나.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 급전 패치의 외주는 상기 급전 홀과 이격되어 이격 영역을 형성하고, 상기 이격 영역은 커플링 갭을 형성하는 패치 안테나.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 커플링 갭의 폭은 0.5mm 이상이고, 1.5mm 이하인 패치 안테나.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 하부 패치는 제1 급전 홀 및 제2 급전 홀이 형성되고,
    상기 급전 패치는,
    상기 제1 급전 홀이 삽입되는 제1 급전 패치; 및
    상기 제2 급전 홀에 삽입되는 제2 급전 패치를 포함하는 패치 안테나.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 커플링 갭은,
    상기 제1 급전 패치 및 상기 제1 급전 홀 사이의 이격 공간에 형성된 제1 커플링 갭; 및
    상기 제2 급전 패치 및 상기 제2 급전 홀 사이의 이격 공간에 형성된 제2 커플링 갭을 포함하는 패치 안테나.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 커플링 갭의 폭은 상기 제2 커플링 갭의 폭과 동일한 패치 안테나.
  14. 베이스층;
    상기 베이스층의 상면에 배치된 상부 패치;
    상기 베이스층의 하면에 배치된 하부 패치; 및
    상기 베이스층 및 상기 하부 패치에 형성된 급전 홀을 관통하여 상기 상부 패치에 접촉된 급전 핀을 포함하고,
    상기 급전 핀은 상기 하부 패치와 이격되어 커플링 갭을 형성하는 패치 안테나.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 하부 패치에 형성된 급전 홀의 면적은 상기 급전 핀의 수평 단면의 면적보다 넓게 형성된 패치 안테나.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 급전 핀의 외주는 상기 하부 패치에 형성된 급전 홀과 이격되어 이격 영역을 형성하고, 상기 이격 영역은 커플링 갭을 형성하는 패치 안테나.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 커플링 갭의 폭은 0.5mm 이상이고, 1.5mm 이하인 패치 안테나.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 베이스층은 제1 급전 홀 및 제2 급전 홀이 형성되고,
    상기 하부 패치는 제3 급전 홀 및 제4 급전 홀이 형성되고,
    상기 급전 핀은,
    상기 제1 급전 홀 및 상기 제3 급전 홀을 관통하는 제1 급전 핀; 및
    상기 제2 급전 홀 및 상기 제4 급전 홀을 관통하는 제2 급전 핀을 포함하는 패치 안테나.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 커플링 갭은,
    상기 제1 급전 핀 및 상기 제3 급전 홀 사이의 이격 공간에 형성된 제1 커플링 갭; 및
    상기 제2 급전 핀 및 상기 제4 급전 홀 사이의 이격 공간에 형성된 제2 커플링 갭을 포함하는 패치 안테나.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 커플링 갭의 폭은 상기 제2 커플링 갭의 폭과 동일한 패치 안테나.
PCT/KR2019/011644 2018-09-12 2019-09-09 패치 안테나 WO2020055065A1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/275,589 US20220102861A1 (en) 2018-09-12 2019-09-09 Patch antenna
CN201980068710.9A CN112913080A (zh) 2018-09-12 2019-09-09 贴片天线
JP2021514008A JP7232324B2 (ja) 2018-09-12 2019-09-09 パッチアンテナ
EP19859103.4A EP3852196A4 (en) 2018-09-12 2019-09-09 PATCH ANTENNA
US18/213,530 US20240030611A1 (en) 2018-09-12 2023-06-23 Patch antenna

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20180109188 2018-09-12
KR10-2018-0109188 2018-09-12

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US17/275,589 A-371-Of-International US20220102861A1 (en) 2018-09-12 2019-09-09 Patch antenna
US18/213,530 Continuation US20240030611A1 (en) 2018-09-12 2023-06-23 Patch antenna

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020055065A1 true WO2020055065A1 (ko) 2020-03-19

Family

ID=69777140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2019/011644 WO2020055065A1 (ko) 2018-09-12 2019-09-09 패치 안테나

Country Status (6)

Country Link
US (2) US20220102861A1 (ko)
EP (1) EP3852196A4 (ko)
JP (1) JP7232324B2 (ko)
KR (1) KR102154226B1 (ko)
CN (1) CN112913080A (ko)
WO (1) WO2020055065A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022154514A1 (ko) * 2021-01-15 2022-07-21 주식회사 아모텍 다중 대역 패치 안테나

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110089901A (ko) * 2010-02-02 2011-08-10 한양네비콤주식회사 다중대역 안테나 장치
KR20140095130A (ko) * 2013-01-23 2014-08-01 주식회사 아모텍 적층형 패치 안테나
KR20140095131A (ko) * 2013-01-23 2014-08-01 주식회사 아모텍 초광대역 패치 안테나
JP2016149687A (ja) * 2015-02-13 2016-08-18 富士通株式会社 アンテナ装置
US20180048069A1 (en) * 2012-04-05 2018-02-15 Tallysman Wireless Inc. Capacitively coupled patch antenna

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4827271A (en) * 1986-11-24 1989-05-02 Mcdonnell Douglas Corporation Dual frequency microstrip patch antenna with improved feed and increased bandwidth
US5153600A (en) * 1991-07-01 1992-10-06 Ball Corporation Multiple-frequency stacked microstrip antenna
DE69423939T2 (de) * 1993-08-20 2000-10-19 Raytheon Co Antennen
JPH08222940A (ja) * 1995-02-14 1996-08-30 Mitsubishi Electric Corp アンテナ装置
SE523191C2 (sv) * 2000-09-25 2004-03-30 Ericsson Telefon Ab L M En portabel kommunikationsapparat med en första och en andra antenn varvid den första antennens strålande del är integrerad med en display i en flerskiktsstruktur
US6795021B2 (en) * 2002-03-01 2004-09-21 Massachusetts Institute Of Technology Tunable multi-band antenna array
KR200326365Y1 (ko) 2003-03-28 2003-09-17 (주)마이크로라인 축비 및 반사손실 개선 gps 패치 안테나
KR100764105B1 (ko) * 2006-02-28 2007-10-08 주식회사 손텍 무선주파수식별표지 및 세라믹패치안테나
US8587480B2 (en) * 2006-08-31 2013-11-19 Amotech Co., Ltd. Patch antenna and manufacturing method thereof
US20090058731A1 (en) * 2007-08-30 2009-03-05 Gm Global Technology Operations, Inc. Dual Band Stacked Patch Antenna
US7994999B2 (en) * 2007-11-30 2011-08-09 Harada Industry Of America, Inc. Microstrip antenna
US8803757B2 (en) * 2008-09-15 2014-08-12 Tenxc Wireless Inc. Patch antenna, element thereof and feeding method therefor
KR101105443B1 (ko) 2008-10-23 2012-01-19 한국항공대학교산학협력단 Ｇｐｓ용 세라믹 패치 안테나
US8102330B1 (en) * 2009-05-14 2012-01-24 Ball Aerospace & Technologies Corp. Dual band circularly polarized feed
JP5522386B2 (ja) * 2010-04-27 2014-06-18 ミツミ電機株式会社 パッチアンテナおよびその製造方法
GB2517852A (en) * 2012-04-05 2015-03-04 Tallysman Wireless Inc Capacitively coupled patch antenna
DE102012009846B4 (de) * 2012-05-16 2014-11-06 Kathrein-Werke Kg Patch-Antennen-Anordnung
KR101432787B1 (ko) * 2013-01-23 2014-08-22 주식회사 아모텍 초광대역 패치 안테나
US9711853B2 (en) * 2013-08-07 2017-07-18 Huawei Technologies Co., Ltd. Broadband low-beam-coupling dual-beam phased array
US9653808B2 (en) * 2014-07-10 2017-05-16 Amotech Co., Ltd. Multilayer patch antenna
US10439266B2 (en) * 2014-11-03 2019-10-08 Amotech Co., Ltd. Wideband patch antenna module
US9825357B2 (en) * 2015-03-06 2017-11-21 Harris Corporation Electronic device including patch antenna assembly having capacitive feed points and spaced apart conductive shielding vias and related methods
KR101989820B1 (ko) * 2017-03-14 2019-06-18 주식회사 아모텍 적층형 패치 안테나
TWI689130B (zh) * 2017-08-02 2020-03-21 佳邦科技股份有限公司 可攜式電子裝置及其堆疊式天線模組
US11417959B2 (en) * 2019-04-11 2022-08-16 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Chip antenna module and electronic device
KR102323000B1 (ko) * 2019-08-27 2021-11-09 주식회사 아모텍 다중 대역 패치 안테나

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110089901A (ko) * 2010-02-02 2011-08-10 한양네비콤주식회사 다중대역 안테나 장치
US20180048069A1 (en) * 2012-04-05 2018-02-15 Tallysman Wireless Inc. Capacitively coupled patch antenna
KR20140095130A (ko) * 2013-01-23 2014-08-01 주식회사 아모텍 적층형 패치 안테나
KR20140095131A (ko) * 2013-01-23 2014-08-01 주식회사 아모텍 초광대역 패치 안테나
JP2016149687A (ja) * 2015-02-13 2016-08-18 富士通株式会社 アンテナ装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3852196A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200030462A (ko) 2020-03-20
US20220102861A1 (en) 2022-03-31
US20240030611A1 (en) 2024-01-25
JP2021536201A (ja) 2021-12-23
EP3852196A4 (en) 2022-06-22
KR102154226B1 (ko) 2020-09-09
EP3852196A1 (en) 2021-07-21
JP7232324B2 (ja) 2023-03-02
CN112913080A (zh) 2021-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018169239A1 (ko) 적층형 패치 안테나
WO2021040366A1 (ko) 다중 대역 패치 안테나
WO2016072555A1 (ko) 광대역 패치 안테나 모듈
WO2015041422A1 (ko) 안테나 장치 및 그를 구비하는 전자 기기
WO2019088791A1 (ko) 필름 안테나 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
CN1843053A (zh) 耳机天线连接装置以及便携式无线设备
US6661386B1 (en) Through glass RF coupler system
WO2020204436A1 (ko) 안테나 구조체
WO2017146394A1 (ko) 연성회로기판
TW541764B (en) Microstrip antenna with improved low angle performance
WO2019035561A1 (ko) 링형 안테나 및 이를 구비한 이어 모듈
WO2018004136A1 (ko) 패치 안테나
WO2020055065A1 (ko) 패치 안테나
WO2018034478A1 (ko) 패치 안테나 모듈
WO2017007075A1 (ko) 비아를 이용한 엔드-파이어 안테나 및 그 제조 방법
KR20180080612A (ko) 연성회로기판
WO2010098564A2 (ko) 개방종단 폴디드 슬롯 안테나
WO2022154412A1 (ko) 히든 안테나 장치 및 이를 포함하는 차량
WO2010151088A2 (en) Shield case and antenna set comprising it
WO2022154514A1 (ko) 다중 대역 패치 안테나
WO2021125466A1 (ko) 전자기 밴드갭 구조물
WO2020262942A1 (ko) Ｕｗｂ 안테나 모듈
CN210040526U (zh) 一种光纤分布系统设备全向双极化天线
WO2017074033A1 (ko) 다중 대역 패치 안테나 모듈
KR20120130682A (ko) 발룬 내장형 인쇄회로기판 기반의 이중편파 다이폴 안테나

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19859103

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021514008

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019859103

Country of ref document: EP

Effective date: 20210412