WO2021040366A1 - 다중 대역 패치 안테나 - Google Patents

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WO2021040366A1
WO2021040366A1 PCT/KR2020/011291 KR2020011291W WO2021040366A1 WO 2021040366 A1 WO2021040366 A1 WO 2021040366A1 KR 2020011291 W KR2020011291 W KR 2020011291W WO 2021040366 A1 WO2021040366 A1 WO 2021040366A1
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antenna
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feed
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황철
김상오
정인조
봉하빈
최예찬
김인주
김한결
정필중
김홍우
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주식회사 아모텍
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Definitions

  • the present invention relates to a multi-band patch antenna, and more particularly, to a multi-band patch antenna resonating in at least one frequency band of GPS, GLONASS, and SDARS and a frequency band of V2X.
  • the shark antenna refers to an antenna installed to improve the signal reception rate of electronic devices installed in the vehicle.
  • the Shark antenna includes antennas such as GNSS (for example, GPS (USA), Glonass (Russia)), and SDARS (Sirius, XM).
  • the V2X antenna needs to resonate at a frequency of about 5.9Ghz, it needs a length of about 10mm.
  • the existing Shark antenna has a problem in that it is difficult to provide the space required by the V2X antenna due to insufficient mounting space.
  • the present invention has been proposed to solve the above-described conventional problem, and provides a multi-band patch antenna in which an antenna pin is inserted into a single-band patch antenna to minimize mounting space while resonating in the existing frequency band and the V2X frequency band.
  • the purpose is to solve the above-described conventional problem, and provides a multi-band patch antenna in which an antenna pin is inserted into a single-band patch antenna to minimize mounting space while resonating in the existing frequency band and the V2X frequency band.
  • a multi-band patch antenna includes a base substrate having a first through hole and a second through hole, an upper patch disposed on an upper surface of the base substrate, and an upper patch disposed on the lower surface of the base substrate.
  • the antenna pin penetrates the central axis of the base substrate.
  • the central axis may be a virtual axis disposed on a line connecting the central point of the upper surface of the base substrate and the central point of the lower surface of the base substrate.
  • the first through hole may penetrate the central axis of the base substrate, and the second through hole may penetrate the base substrate at a position spaced apart from the central axis of the base substrate.
  • the inner conductor is formed along the inner wall surface of the first through hole to form a hole through which the antenna pin passes, and the antenna pin may be spaced apart from the inner conductor.
  • an insulating layer may be formed in a region of the antenna pin disposed inside the first through hole.
  • the antenna pin is an antenna that resonates in the frequency band of V2X, and the length of the antenna pin exposed to the top of the base substrate may be 10 mm or more.
  • the antenna pin may have one or more curves formed in a portion exposed to the top of the base substrate, and an end exposed to the top of the base substrate may be disposed at a position spaced apart from the central axis of the base substrate.
  • the multi-band patch antenna further includes a metal plate disposed on the base substrate, and the metal plate may be coupled to an end of the antenna pin exposed to the top of the base substrate.
  • the end of the antenna pin may be coupled to a position spaced apart from the central axis of the metal plate.
  • the metal plate is a flat plate shape having an upper surface, a lower surface and a side surface, and an end of the antenna pin may be coupled to the side surface of the metal plate.
  • the multi-band patch antenna constitutes an antenna pin by passing a metal pin through the central axis of the base substrate, such as GNSS (for example, GPS (USA), Glonass ( Russian)), SDARS (Sirius, XM), There is an effect of providing an antenna that resonates in the V2X band along with the existing frequency band.
  • GNSS for example, GPS (USA), Glonass ( Russian)
  • SDARS Syrius, XM
  • the multi-band patch antenna is a dummy space in which the feed pin cannot be inserted in the existing patch antenna, and the antenna pin is inserted in the center of the base substrate, which is not affected by impedance, so that the patch resonates in the multi-band without changing the design of the existing patch antenna.
  • the multi-band patch antenna has the effect of implementing a patch antenna that resonates in multiple bands while minimizing the mounting space by minimizing the height used during installation by forming a bend in the antenna exposed to the top of the base substrate.
  • the multi-band patch antenna has an effect of minimizing degradation of isolation due to a patch antenna composed of an upper patch and a feed pin by arranging an inner conductor in the through hole into which the antenna pin is inserted.
  • the multi-band patch antenna has an effect of improving antenna performance by improving an average gain and a maximum gain by arranging an inner conductor in a through hole into which an antenna pin is inserted.
  • 1 to 3 are views for explaining a multi-band patch antenna according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 and 5 are views for explaining the base substrate of FIG. 1.
  • FIG. 6 is a view for explaining the upper patch of FIG. 1;
  • FIG. 7 is a view for explaining the lower patch of FIG. 1;
  • FIG. 8 to 9 are views for explaining the antenna pin of FIG. 1.
  • FIG. 10 is a view for explaining a modified example of a multi-band patch antenna according to an embodiment of the present invention.
  • 11 to 13 are views for explaining another modified example of a multi-band patch antenna according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 14 to 16 are views for explaining the characteristics of the multi-band patch antenna according to the formation of the inner conductor of FIGS. 10 and 13;
  • 17 to 19 are views for explaining still another modified example of a multi-band patch antenna according to an embodiment of the present invention.
  • 20 to 22 are views for explaining another modified example of a multi-band patch antenna according to an embodiment of the present invention.
  • 23 to 28 are views for explaining still another modified example of a multi-band patch antenna according to an embodiment of the present invention.
  • 29 to 38 are views for explaining a multi-band patch antenna according to another embodiment of the present invention.
  • a multi-band patch antenna includes a base substrate 100, an upper patch 200, a lower patch 300, an antenna pin 400, and a feed pin 500. It consists of including.
  • the base substrate 100 is made of a dielectric material. That is, the base substrate 100 is composed of a dielectric substrate made of a ceramic material having characteristics such as high dielectric constant and low coefficient of thermal expansion.
  • the base substrate 100 may be formed of a magnetic material. That is, the base substrate 100 may be formed of a magnetic substrate made of a magnetic material such as ferrite.
  • the base substrate 100 is formed with a plurality of through-holes through which the antenna pin 400 and the feed pin 500 respectively pass. For example, a first through hole 120 through which the antenna pin passes and a second through hole 140 through which the power feed pin 500 penetrates are formed in the base substrate 100.
  • the first through hole 120 is formed to penetrate the base substrate 100 along the central axis of the base substrate 100. That is, since the antenna pin 400 must penetrate the central axis of the base substrate 100 in order to resonate in the V2X band, the first through hole 120 is formed in the center of the base substrate 100.
  • the central axis is a virtual axis passing through the upper and lower central points of the base substrate 100.
  • the second through hole 140 is formed to penetrate the base substrate 100 at a position spaced apart from the central axis of the base substrate 100. That is, the second through hole 140 is spaced apart from the first through hole 120 passing through the center of the base substrate 100 by a predetermined distance.
  • the upper patch 200 is disposed on the upper surface of the base substrate 100.
  • the upper patch 200 is made of a thin plate made of a conductive material having high electrical conductivity, such as copper, aluminum, gold, silver, or the like.
  • the upper radiation patch may be formed in various shapes such as a square, a triangle, and an octagon according to the shape of the base substrate 100.
  • the upper radiation patch can be changed into various shapes through a process such as frequency tuning.
  • the upper patch 200 is fed through the feed pin 500 to an antenna resonating in one frequency band of GNSS (for example, GPS (USA), Glonass (Russia)) and SDARS (Sirius, XM). It works.
  • GNSS for example, GPS (USA), Glonass (Russia)
  • SDARS Syrius, XM
  • through holes 220 corresponding to the first through holes 120 and the second through holes 140 of the base substrate 100 are formed in the upper patch 200, respectively.
  • the through holes 220 formed in the upper patch 200 may be formed to have a larger diameter than the first through hole 120 and the second through hole 140.
  • the lower patch 300 is disposed on the lower surface of the base substrate 100.
  • the lower patch 300 is made of a thin plate made of a conductive material having high electrical conductivity, such as copper, aluminum, gold, silver, or the like.
  • the lower radiation patch may be formed in various shapes such as a square, a triangle, and an octagon according to the shape of the base substrate 100.
  • the lower radiation patch may be changed into various shapes through a process such as frequency tuning.
  • the lower patch 300 is a patch for ground (GND).
  • through holes 320 corresponding to the first through holes 120 and the second through holes 140, respectively, are formed in the lower patch 300.
  • the through holes 320 formed in the lower patch 300 may be formed to have a larger diameter than the first through hole 120 and the second through hole 140.
  • the antenna pin 400 passes through the base substrate 100, the upper patch 200 and the lower patch 300. That is, the antenna pin 400 is formed as a straight cylinder having a predetermined diameter and passes through the first through hole 120.
  • the antenna pin 400 passes through the first through hole 120 and passes through a central axis, which is an imaginary axis passing through the center point of the upper surface and the center point of the lower surface of the base substrate 100.
  • the antenna pin 400 is inserted in the center of the base substrate 100, which is a dummy space in which the feed pin 500 cannot be inserted in the existing patch antenna. It is possible to implement a patch antenna that resonates in multiple bands without changing the design.
  • the multi-band patch antenna according to an embodiment of the present invention does not require space for additional antenna implementation, it is possible to implement a patch antenna that resonates in multi-band while preventing an increase in mounting space.
  • the antenna pin 400 operates as a monopole type antenna that is exposed to the top of the base substrate 100 and resonates in a frequency band different from that of the upper patch 200.
  • the antenna pin 400 operates as a monopole antenna that is exposed to a set length (D th) or more in the direction of the top of the base substrate 100 and resonates in the V2X frequency band.
  • the antenna pin 400 is formed in a cylindrical shape having a first end and a second end opposite to the first end.
  • the first end of the antenna pin 400 passes through the upper patch 200, the base substrate 100, and the lower patch 300 and is exposed toward the bottom surface of the base substrate 100. That is, the first end of the antenna pin 400 is the first of the first through hole 120 of the base substrate 100 and the through holes 220 and 320 of the upper patch 200 and the lower patch 300. Through holes 220 and 320 corresponding to the through holes 120 are sequentially passed through. The first end of the antenna pin 400 is exposed by a predetermined length toward the bottom of the base substrate 100.
  • the second end of the antenna pin 400 is disposed on the base substrate 100. It is disposed to be spaced apart from the second end of the antenna pin 400 and the top surface of the base substrate 100. The second end of the antenna pin is disposed to be exposed in the upper direction of the base substrate 100. The second end of the antenna pin 400 is exposed to the upper direction of the base substrate 100 by a set length D th or more.
  • the antenna pin 400 can operate as an antenna that resonates in the V2X frequency band only when exposed to about 10 mm or more in the upper direction of the base substrate 100. Accordingly, it is assumed that the set length (D th) is 10 mm.
  • the set length (D th ) means the length of the antenna pin 400 from the top surface of the base substrate 100 to the second end of the antenna pin 400.
  • the antenna pin 400 includes a first region 410 that is a portion exposed to the top of the base substrate 100, and a first through hole 120 of the base substrate 100. It may be divided into a second region 420 that is a portion disposed therein, and a third region 430 that is a portion exposed to the lower portion of the base substrate 100.
  • the length of the first region 410 corresponds to the above-described set length D th.
  • a step S may be formed in the second region 420 to prevent the antenna pin 400 from falling out of the base substrate 100.
  • another step corresponding to the step S of the antenna pin 400 is formed inside the first through hole 120 of the base substrate 100.
  • An insulating layer may be formed in a region of the antenna pin 400 disposed inside the first through hole 120.
  • the insulating layer may be formed by coating an insulating material on the outer periphery of the second region 420 of the antenna pin 400 or interposing an insulating material inside the second region 420 of the antenna pin 400.
  • the multi-band patch antenna is an inner conductor disposed along the inner wall surface of the first through hole 120 to prevent a decrease in the isolation between the feed pin 500 and the antenna pin 400. It may further include 600. At this time, since the interference between the antenna pin 400 and the existing antenna (the upper patch 200 and the feed pin 500) is more influenced by the existing antenna, in the embodiment of the present invention, the antenna pin is inserted into the first penetration.
  • An inner conductor 600 is disposed on the inner wall surface of the hole 120.
  • the inner conductor 600 is formed of a material selected from copper, aluminum, gold, and silver.
  • the inner conductor 600 may be formed of an alloy containing one material selected from copper, aluminum, gold, and silver.
  • the inner conductor 600 may be configured with a sleeve ring or the like.
  • the inner conductor 600 electrically connects the upper patch 200 and the lower patch 300. That is, the upper end of the inner conductor 600 is electrically connected to the upper patch 200, and the lower end of the inner conductor 600 is electrically connected to the lower patch 300.
  • the antenna pin 400 is spaced apart from the inner conductor 600. That is, a predetermined space is formed between the outside of the antenna pin 400 and the inner circumference of the inner conductor 600. Accordingly, the antenna pin 400 is not electrically connected to the inner conductor 600.
  • the multi-band patch antenna has a different inner conductor 600 on the inner wall surface of the second through hole 140 in order to prevent a decrease in the degree of isolation between the feed pin 500 and the antenna pin 400. May be formed.
  • the antenna pin 400 may be formed in a cylindrical shape without a step difference.
  • the antenna pin 400 is spaced apart from the inner conductor 600 formed on the inner wall surface of the first through hole 120 and is not electrically connected to the inner conductor 600.
  • the multi-band patch antenna further includes an insulating substrate (not shown) interposed between the antenna pin 400 and the inner conductor 600 to prevent the antenna pin 400 from falling below the base substrate 100 can do.
  • the average gain and the maximum gain increase by about 2.0 dBi compared to when the inner conductor 600 is not included. This is improved.
  • the antenna pin 400 may have one or more curves R. That is, the antenna pin 400 may have one or more curves R formed in a portion exposed to the top of the base substrate 100. As the curve R is formed, the second end of the antenna pin 400 is disposed at a position spaced apart from the central axis of the base substrate 100. In this case, the location of the bend R may be set differently according to the installed location, target, and the like.
  • the multi-band patch antenna may further include a metal plate 700 operating as an antenna together with the antenna pin 400.
  • the metal plate 700 is disposed on the base substrate 100.
  • the metal plate 700 is disposed above the base substrate 100 to be spaced apart from the upper surface of the base substrate 100 by a predetermined distance.
  • the metal plate 700 is coupled to the end of the antenna pin 400 exposed to the top of the base substrate 100.
  • the metal plate 700 is coupled to the second end of the antenna pin 400 exposed to the top of the base substrate 100.
  • the second end of the antenna pin 400 is coupled to the metal plate 700 at a position spaced apart from the central axis of the metal plate 700 by a predetermined distance.
  • the second end of the antenna pin 400 is spaced apart from the central axis of the metal plate 700 by a predetermined distance and is coupled to the metal plate 700 so as to be adjacent to the outer circumference of the metal plate 700.
  • the second end of the antenna pin 400 may be coupled to a side surface of the metal plate 700. That is, the metal plate 700 is formed in a flat plate shape having an upper surface, a lower surface and a side surface having a shape such as a circle, an oval shape, and a square, and the second end of the antenna pin 400 is coupled to the side surface of the metal plate 700 do.
  • the metal plate 700 may be formed to have various shapes and sizes depending on the location, object, etc. to be installed.
  • the feed pin 500 feeds the upper patch 200 to operate the upper patch 200 as a first antenna. As the feed pin 500 passes through the second through hole 140, it is disposed at a position spaced apart from the central axis of the base substrate 100 by a predetermined distance to penetrate the base substrate 100.
  • the first end of the feed pin 500 is a second through hole 140 of the base substrate 100 and a second through hole among the through holes 220 and 320 of the upper patch 200 and the lower patch 300. Through holes 220 and 320 corresponding to 140 are passed through.
  • the first end of the power feed pin 500 passes through the second through hole 140 and is disposed under the base substrate 100.
  • a plate-shaped pin head may be formed at the second end of the power supply pin 500 to prevent the power supply pin 500 from falling below the base substrate 100.
  • the feed pin 500 is disposed to be spaced apart from the upper patch 200 by a predetermined distance, and is not connected to the inner conductor 600 formed on the inner wall surface of the first through hole 120.
  • the multi-band patch antenna may include a plurality of feed pins 500 to improve an axial ratio, which is an index of polarization characteristics of the antenna.
  • a multi-band patch antenna may include a first feed pin 510 and a second feed pin 520.
  • the first feed pin 510 and the second feed pin 520 feed the upper patch 200 in order to operate the upper patch 200 as a first antenna.
  • the first feed pin 510 and the second feed pin 520 pass through a multi-band patch antenna in which the base substrate 100, the upper patch 200, and the lower patch 300 are stacked.
  • the first end of the first feed pin 510 and the first end of the second feed pin 520 pass through the base substrate 100, the upper patch 200, and the lower patch 300, It is placed at the bottom.
  • the first feed pin 510 and the second feed pin 520 are disposed below the base substrate 100.
  • a plate-shaped pin head may be formed to prevent it from falling out.
  • the first feed pin 510 and the second feed pin 520 are disposed to form an angle of approximately 90 degrees. That is, when viewed from the top of the multi-band patch antenna, the first feed pin 510 and the second feed pin 520 pass through the center of the antenna pin 400 and the center of the first feed pin 510. It is arranged such that the angle between the first straight line and the center of the antenna pin 400 and the second straight line passing through the center of the first feed pin 510 is approximately 90 degrees.
  • the second feed pin 520 is disposed at a position (see FIG. 24) rotated approximately 90 degrees from the first feed pin 510 in the counterclockwise direction (CCW) with the antenna pin 400 as the center, or It is disposed at a position rotated approximately 90 degrees in the clockwise direction (CW) by the first power supply pin 510 (see FIG. 25).
  • a second through hole 140 and a third through hole 150 are formed in the multi-band patch antenna, and the second through hole 140 and the third through hole 150 are at an angle of approximately 90 degrees.
  • the second through-hole 140 and the third through-hole 150 are the center of the first through-hole 120 and the second through-hole 120 through which the antenna pin 400 passes.
  • the angle between the first straight line passing through the center of the hole 140 and the center of the first through hole 120 and the second straight line passing through the center of the third through hole 150 is approximately 90 degrees.
  • the third through hole 150 is disposed at a position (see FIG.
  • An inner conductor 600 may be formed on the inner wall surface of the first through hole 120. That is, in order to prevent interference between the antenna pin 400 and the first feed pin 510, and the antenna pin 400 and the second feed pin 520, an inner conductor ( 600) is formed.
  • a multi-band patch antenna includes a first feed pin 510, a second feed pin 520, a third feed pin 530, and a fourth feed pin ( 540).
  • the first to fourth feed pins 510 to 540 feed the upper patch 200 to operate the upper patch 200 as a first antenna.
  • the first to fourth feed pins 510 to 540 pass through a multi-band patch antenna in which the base substrate 100, the upper patch 200, and the lower patch 300 are stacked.
  • the first ends of the first to fourth feed pins 510 to 540 pass through the base substrate 100, the upper patch 200, and the lower patch 300, respectively, and are disposed under the base substrate 100 do.
  • a plate-shaped pin head for can be formed.
  • the first to fourth power feed pins 510 to 540 are disposed to form an angle of approximately 90 degrees with the other adjacent power feed pins 500. That is, when viewed from the top of the multi-band patch antenna, the first feed pin 510 and the third feed pin 530 are the center of the antenna pin 400 and the first feed pin 510; or the third feed pin ( 530), the second feed pin 520 and the fourth feed pin 540 are disposed on a first straight line passing through the center of the antenna pin 400 and the second feed pin 520; or the fourth It is disposed on a second straight line passing through the center of the power feeding pin 540. In this case, the first to fourth power feed pins 510 to 540 are disposed so that an angle between the first straight line and the second straight line is approximately 90 degrees.
  • the second feed pin 520 is disposed at a position rotated approximately 90 degrees in a counterclockwise direction (CCW) from the first feed pin 510 with the antenna pin 400 as the center
  • the third feed pin ( 530 is disposed at a position rotated approximately 180 degrees in a counterclockwise direction (CCW) from the first feed pin 510 with the antenna pin 400 as the center
  • the fourth feed pin 540 is the antenna pin 400 It is disposed at a position rotated by approximately 270 degrees in the counterclockwise direction (CCW) in the first power feeding pin 510 with the center of.
  • a second through hole 140, a third through hole 150, a fourth through hole 160, and a fifth through hole 170 are formed in the multi-band patch antenna, and two adjacent through holes are approximately It is placed at an angle of about 90 degrees. That is, when viewed from the top of the multi-band patch antenna, the second through-hole 140 and the fourth through-hole 160 are the center of the first through-hole 120 and the second through-hole 120 through which the antenna pin 400 passes. It is disposed on a first straight line passing through the center of the hole 140 (or the fourth through hole 160), and the third through hole 150 and the fifth through hole 170 are It is disposed on a second straight line passing through the center and the center of the third through hole 150 (or the fifth through hole 170 ).
  • the second through-holes 140 to the fifth through-holes 170 are disposed such that an angle between the first straight line and the second straight line is approximately 90 degrees. Accordingly, between the second through hole 140 and the third through hole 150, between the third through hole 150 and the fourth through hole 160, the fourth through hole 160 and the fifth through hole ( Between 170 ), an angle of approximately 90 degrees is formed between the fifth through hole 170 and the second through hole 140.
  • the third through-hole 150 is disposed at a position rotated approximately 90 degrees in a counterclockwise direction (CCW) in the second through-hole 140 with the first through-hole 120 as the center
  • the fourth through-hole 150 The hole 160 is disposed at a position rotated approximately 180 degrees in the counterclockwise direction (CCW) in the second through hole 140 with the first through hole 120 as the center
  • the fifth through hole 170 is It is disposed at a position rotated by approximately 270 degrees in the counterclockwise direction (CCW) in the second through hole 140 with the first through hole 120 as the center.
  • An inner conductor 600 may be formed on the inner wall surface of the first through hole 120. That is, the antenna pin 400 and the first feeding pin 510, the antenna pin 400 and the second feeding pin 520, the antenna pin 400 and the third feeding pin 530, the antenna pin 400 and In order to prevent interference between the fourth feed pin 540, the antenna pin 400, and the fifth feed pin 500, an inner conductor 600 is formed on the inner wall surface of the first through hole 120.
  • a multi-band patch antenna is a stacked patch antenna, and an upper radiation patch 820 disposed on an upper base substrate 810 and an upper base substrate 810 , A lower base substrate 830 disposed under the upper base substrate 810, a lower part disposed above the lower base substrate 830 and partially interposed between the upper base substrate 810 and the lower base substrate 830 It is configured to include a radiation patch 840 and a lower patch 850 disposed under the lower base substrate 830.
  • the multi-band patch antenna further includes an antenna pin 400 penetrating the upper base substrate 810, the upper radiation patch 820, the lower base substrate 830, the lower radiation patch 840, and the lower patch 850. .
  • the antenna pin 400 is formed as a straight cylinder having a predetermined diameter and passes through the first through hole 861.
  • the antenna pin 400 penetrates the first through hole 861 and is a virtual axis vertically passing through the upper and lower center points of the upper base substrate 810 and the upper and lower center points of the lower base substrate 830. It penetrates the central axis.
  • the first through hole 861 is a multi-band patch antenna in which the upper base substrate 810, the upper radiation patch 820, the lower base substrate 830, the lower radiation patch 840, and the lower patch 850 are stacked. Penetrates through the center point of.
  • the multi-band patch antenna further includes a feed pin 500 penetrating the upper base substrate 810, the upper radiation patch 820, the lower base substrate 830, the lower radiation patch 840 and the lower patch 850. .
  • the feed pin 500 passes through the second through hole 862 formed to be spaced apart from the first through hole 861.
  • the feed pin 500 feeds the upper radiation patch 820 in order to operate the upper radiation patch 820 as a first antenna.
  • the power supply pin 500 feeds the lower radiation patch 840 through electromagnetic coupling with the lower radiation patch 840. Accordingly, the lower radiation patch 840 operates as a second antenna resonating in a frequency band different from that of the upper radiation patch 820.
  • the multi-band patch antenna includes a first layer disposed along the inner wall surface of the first through hole 861 in order to prevent a decrease in isolation between the antenna pin 400 and the feed pin 500. It may include an inner conductor 610.
  • the first inner conductor 610 is formed of a material selected from copper, aluminum, gold, and silver.
  • the first inner conductor 610 may be formed of an alloy containing one material selected from copper, aluminum, gold, and silver.
  • the first inner conductor 610 may be formed of a sleeve ring or the like.
  • the first inner conductor 610 electrically connects the upper radiation patch 820 and the lower patch 850. That is, the upper end of the first inner conductor 610 is electrically connected to the upper radiation patch 820, and the lower end of the first inner conductor 610 is electrically connected to the lower patch 850.
  • the antenna pin 400 is spaced apart from the first inner conductor 610. That is, a predetermined spaced space is formed between the outside of the antenna pin 400 and the inner circumference of the first inner conductor 610. Accordingly, the antenna pin 400 is not electrically connected to the second inner conductor 620.
  • the multi-band patch antenna includes a second inner conductor 620 disposed along the inner wall surface of the second through hole 862 in order to prevent a decrease in the isolation between the antenna pin 400 and the feed pin 500. It may contain more.
  • the second inner conductor 620 is formed of a material selected from copper, aluminum, gold, and silver.
  • the second inner conductor 620 may be formed of an alloy including one selected from copper, aluminum, gold, and silver.
  • the second inner conductor 620 may be formed of a sleeve ring or the like.
  • the second inner conductor 620 is disposed on the lower base substrate 830 to electrically connect the lower radiation patch 840 and the lower patch 850. That is, the upper end of the second inner conductor 620 is electrically connected to the lower radiation patch 840, and the lower end of the second inner conductor 620 is electrically connected to the lower patch 850.
  • parasitic resonance may occur due to the coupling
  • the second inner conductor 620 is the lower base substrate 830 through which the feed pin 500 passes. Isolation can be improved by preventing parasitic resonance in ).
  • the feed pin 500 is spaced apart from the second inner conductor 620. That is, a predetermined spaced space is formed between the outside of the power supply pin 500 and the inner circumference of the second inner conductor 620. Accordingly, the power supply pin 500 is not electrically connected to the second inner conductor 620.
  • the interference between the antenna pin 400 and the existing antenna (the upper radiation patch 820 and the feeding pin 500) is more influenced by the existing antenna
  • the first through hole into which the antenna pin 400 is inserted ( The inner conductor 600 may be disposed only on the inner wall surface of the 861.
  • the multi-band patch antenna may include a plurality of feed pins 500 to improve an axial ratio of the antenna.
  • a multi-band patch antenna may include a first feed pin 510 and a second feed pin 520.
  • the first feed pin 510 and the second feed pin 520 feed the upper radiation patch 820 in order to operate the upper radiation patch 820 as a first antenna.
  • the first feed pin 510 and the second feed pin 520 pass through the multi-band patch antenna.
  • the first end of the first feed pin 510 and the first end of the second feed pin 520 pass through the multi-band patch antenna and are disposed under the lower base substrate 830.
  • the first feed pin 510 and the second feed pin 520 are located under the lower base substrate 830.
  • a plate-shaped pin head may be formed to prevent it from falling out.
  • the first feed pin 510 and the second feed pin 520 are disposed to form an angle of approximately 90 degrees. That is, when viewed from the top of the multi-band patch antenna, the first feed pin 510 and the second feed pin 520 pass through the center of the antenna pin 400 and the center of the first feed pin 510. It is arranged such that the angle between the first straight line and the center of the antenna pin 400 and the second straight line passing through the center of the first feed pin 510 is approximately 90 degrees.
  • the second feed pin 520 is disposed at a position rotated approximately 90 degrees in the counterclockwise direction (CCW) from the first feed pin 510 with the antenna pin 400 as the center.
  • the second power feeding pin 520 may be disposed at a position rotated approximately 90 degrees from the first power feeding pin 510 in the clockwise direction (CW).
  • a second through hole 862 and a third through hole 863 are formed in the multi-band patch antenna, and the second through hole 862 and the third through hole 863 are at an angle of approximately 90 degrees.
  • the second through hole 862 and the third through hole 863 pass through the center of the first through hole 861 through which the antenna pin 400 passes.
  • the angle between the first straight line passing through the center of the hole 862 and the center of the first through hole 861 and the second straight line passing through the center of the third through hole 863 is approximately 90 degrees.
  • the third through hole 863 is disposed at a position (see FIG.
  • An inner conductor 600 may be formed on an inner wall surface of the first through hole 861 and the second through hole 862. That is, in order to prevent interference between the antenna pin 400 and the first feeding pin 510, and the antenna pin 400 and the second feeding pin 520, the first through hole 861 and the second through hole 862 A first inner conductor 610 and a second inner conductor 620 are formed on the inner wall surface of ), respectively. At this time, the second inner conductor 620 is not disposed in the region located on the upper base substrate 810, but is disposed only in the region located on the lower base substrate 830, and includes the lower radiation patch 840 and the lower patch 850. Connect electrically.
  • the interference between the antenna pin 400 and the existing antenna is more influenced by the existing antenna, the inside of the first through hole 861 into which the antenna pin 400 is inserted.
  • the inner conductor 600 may be disposed only on the wall surface.
  • the first feed pin 510 feeds the upper radiation patch 820 to operate as a first antenna
  • the second feed pin 520 feeds the lower radiation patch 840 It can be operated as a second antenna.
  • the first feed pin 510 feeds the upper radiation patch 820 to operate the upper radiation patch 820 as a first antenna.
  • the first feed pin 510 passes through the first through hole 861 of the multi-band patch antenna.
  • the first end of the first feed pin 510 passes through the upper radiation patch 820, the upper base substrate 810, the lower radiation patch 840, the lower base substrate 830, and the lower patch 850 to provide a lower base. It is disposed under the substrate 830.
  • a plate-shaped pin head may be formed at a second end of the first power supply pin 510 to prevent the first power supply pin 510 from falling out of the lower base substrate 830.
  • the second feed pin 520 feeds the lower radiation patch 840 to operate the lower radiation patch 840 as a second antenna.
  • the second feed pin 520 passes through the second through hole 862 of the multi-band patch antenna.
  • the first end of the second feed pin 520 passes through the lower radiation patch 840, the lower base substrate 830 and the lower patch 850 and is disposed under the lower base substrate 830, and the second feed pin
  • the second end of 520 is interposed between the lower surface of the upper base substrate 810 and the upper surface of the lower base substrate 830.
  • a plate-shaped pin head may be formed at the second end of the second feed pin 520 to prevent the second feed pin 520 from falling out of the lower base substrate 830.
  • the pin head Is interposed between the lower surface of the upper base substrate 810 and the upper surface of the lower base substrate 830.
  • the first feed pin 510 and the second feed pin 520 are disposed to form an angle of approximately 180 degrees. That is, when viewed from the top of the multi-band patch antenna, the first feed pin 510 and the second feed pin 520 are disposed on the same line as the antenna pin 400, and each They are placed opposite to each other. In other words, a straight line passing through the center of the first feed pin 510 and the center of the antenna pin 400 passes through the center of the second feed pin 520, and the first feed pin 510 and the antenna pin 400 , The second feed pins 520 are arranged in the order. Accordingly, the first feed pin 510 and the second feed pin 520 are disposed to face each other with the antenna pin 400 in the center to form an angle of approximately 180 degrees.
  • a second through hole 862 and a third through hole 863 are formed in the multi-band patch antenna, and the second through hole 862 and the third through hole 863 are at an angle of approximately 180 degrees.
  • the first through hole 861, the second through hole 862, and the third through hole 863 through which the antenna pin 400 passes are disposed on the same line.
  • the second through hole 862 and the third through hole 863 are disposed to face each other with the first through hole 861 therebetween, the second through hole 862 and the third through hole 863 are approximately It is arranged to achieve about 90 degrees.
  • the second through hole 862 is defined to pass through the upper base substrate 810, the upper radiation patch 820, the lower base substrate 830, the lower radiation patch 840, and the lower patch 850
  • the 3 through hole 863 is defined through the lower base substrate 830, the lower radiation patch 840, and the lower patch 850.
  • An inner conductor 600 may be formed on an inner wall surface of the first through hole 861 to the third through hole 863. That is, in order to prevent interference between the antenna pin 400 and the first feed pin 510, and the antenna pin 400 and the second feed pin 520, the first through hole 861 to the third through hole 863 A first inner conductor 610, a second inner conductor 620, and a third inner conductor 630 are formed on the inner wall surface of ).
  • the second inner conductor 620 and the third inner conductor 630 are not disposed in the region located on the upper base substrate 810, but are disposed only in the region located on the lower base substrate 830, and the lower radiation patch 840 ) And the lower patch 850 are electrically connected.
  • the feed pin 500 passes through the lower base substrate 830, parasitic resonance may occur due to the coupling, and the second inner conductor 620 and the third inner conductor 630 are the feed pin 500. Isolation may be improved by preventing parasitic resonance in the penetrating lower base substrate 830.
  • the first through hole into which the antenna pin 400 is inserted The inner conductor 600 may be disposed only on the inner wall surface of 861.
  • the multi-band patch antenna may be configured to include a first feed pin 510, a second feed pin 520, a third feed pin 530, and a fourth feed pin 540. I can.
  • the first feed pin 510 and the second feed pin 520 feed the upper radiation patch 820 in order to operate the upper radiation patch 820 as a first antenna.
  • the first feed pin 510 and the second feed pin 520 pass through the multi-band patch antenna.
  • the first end of the first feed pin 510 and the first end of the second feed pin 520 pass through the multi-band patch antenna and are disposed under the lower base substrate 830.
  • the first feed pin 510 and the second feed pin 520 are located under the lower base substrate 830.
  • a plate-shaped pin head may be formed to prevent it from falling out.
  • the first feed pin 510 and the second feed pin 520 are disposed to form an angle of approximately 90 degrees. That is, when viewed from the top of the multi-band patch antenna, the first feed pin 510 and the second feed pin 520 pass through the center of the antenna pin 400 and the center of the first feed pin 510. It is arranged such that the angle between the first straight line and the center of the antenna pin 400 and the second straight line passing through the center of the first feed pin 510 is approximately 90 degrees.
  • the second feed pin 520 is disposed at a position rotated approximately 90 degrees from the first feed pin 510 in the counterclockwise direction (CCW) with the antenna pin 400 as the center, or the first feed pin 510 ) May be arranged at a position rotated approximately 90 degrees in the clockwise direction (CW).
  • a second through hole 862 and a third through hole 863 are formed in the multi-band patch antenna, and the second through hole 862 and the third through hole 863 are at an angle of approximately 90 degrees.
  • the second through hole 862 and the third through hole 863 pass through the center of the first through hole 861 through which the antenna pin 400 passes.
  • the angle between the first straight line passing through the center of the hole 862 and the center of the first through hole 861 and the second straight line passing through the center of the third through hole 863 is approximately 90 degrees. .
  • the third through hole 863 is disposed at a position rotated approximately 90 degrees in the counterclockwise direction (CCW) from the second through hole 862 with the first through hole 861 as the center, or the second through hole It may be disposed at a position rotated approximately 90 degrees in the clockwise direction (CW) at 862.
  • the third feed pin 530 and the fourth feed pin 540 feed the lower radiation patch 840 to operate the lower radiation patch 840 as a second antenna.
  • the third feed pin 530 and the fourth feed pin 540 pass through a part of the multi-band patch antenna (for example, the lower base substrate 830, the lower radiation patch 840, and the lower patch 850).
  • the first end of the third feed pin 530 and the first end of the fourth feed pin 540 penetrate a part of the multi-band patch antenna and are disposed under the lower base substrate 830, and the third feed pin ( The second end of the 530 and the second end of the fourth feed pin 540 are interposed between the lower surface of the upper base substrate 810 and the upper surface of the lower base substrate 830.
  • the third feed pin 530 and the fourth feed pin 540 are at the second end of the third feed pin 530 and the second end of the fourth feed pin 540.
  • a plate-shaped pin head may be formed to prevent it from falling out, and in this case, the pin head is interposed between the lower surface of the upper base substrate 810 and the upper surface of the lower base substrate 830.
  • the third feed pin 530 and the fourth feed pin 540 are disposed to form an angle of approximately 90 degrees. That is, when viewed from the top of the multi-band patch antenna, the third feed pin 530 and the fourth feed pin 540 pass through the center of the antenna pin 400 and the center of the third feed pin 530. It is arranged such that the angle between the 3 straight line and the center of the antenna pin 400 and the fourth straight line passing through the center of the fourth feed pin 540 is approximately 90 degrees.
  • the fourth feed pin 540 is disposed at a position rotated approximately 90 degrees in a counterclockwise direction (CCW) from the third feed pin 530 with the antenna pin 400 as the center, or the third feed pin 530 ) May be arranged at a position rotated approximately 90 degrees in the clockwise direction (CW).
  • CCW counterclockwise direction
  • a fourth through hole 864 and a fifth through hole 865 are formed in the multi-band patch antenna, and the fourth through hole 864 and the fifth through hole 865 are at an angle of approximately 90 degrees.
  • the fourth through-hole 864 and the fifth through-hole 865 pass through the center of the first through-hole 861 through which the antenna pin 400 passes.
  • the angle between the third straight line passing through the center of the hole 864 and the center of the first through hole 861 and the fourth straight line passing through the center of the fifth through hole 865 is arranged to form about 90 degrees. .
  • the fifth through hole 865 is disposed at a position rotated approximately 90 degrees in a counterclockwise direction (CCW) from the fourth through hole 864 with the first through hole 861 as the center, or the fourth through hole It may be disposed at a position rotated approximately 90 degrees in the clockwise direction (CW) at 864.
  • CCW counterclockwise direction
  • the first feed pin 510 is disposed to face the third feed pin 530 based on the antenna pin 400. That is, the first feeding pin 510 and the third feeding pin 530 are disposed to have an angle of approximately 180 degrees.
  • the first feed pin 510 and the third feed pin 530 are disposed on the same line as the antenna pin 400, and face each other around the antenna pin 400. Is placed. In other words, a straight line passing through the center of the first feeding pin 510 and the center of the antenna pin 400 passes through the center of the third feeding pin 530, and the first feeding pin 510 and the antenna pin 400 , Are arranged in the order of the third feed pin 530. Accordingly, the first feed pin 510 and the third feed pin 530 are disposed to face each other with the antenna pin 400 in the center to form an angle of approximately 180 degrees.
  • the second feed pin 520 is disposed to face the fourth feed pin 540 based on the antenna pin 400. That is, the second feed pin 520 and the fourth feed pin 540 are disposed to have an angle of approximately 180 degrees.
  • the second feed pin 520 and the fourth feed pin 540 are disposed on the same line as the antenna pin 400, and face each other around the antenna pin 400. Is placed. In other words, a straight line passing through the center of the second feed pin 520 and the center of the antenna pin 400 passes through the center of the fourth feed pin 540, and the second feed pin 520 and the antenna pin 400 , Are arranged in the order of the fourth feed pin 540. Accordingly, the second feed pin 520 and the fourth feed pin 540 are disposed to face each other with the antenna pin 400 in the center to form an angle of approximately 180 degrees.
  • An inner conductor 600 may be formed on an inner wall surface of the first through hole 861 to the third through hole 863. That is, the antenna pin 400 and the first feeding pin 510, the antenna pin 400 and the second feeding pin 520, the antenna pin 400 and the third feeding pin 530, the antenna pin 400 and In order to prevent interference between the fourth power feed pins 540, the first inner conductor 610, the second inner conductor 620, and the second inner conductor 610 are formed on the inner wall surfaces of the first through hole 861 to the third through hole 863. 3 inner conductors 630 are formed respectively.
  • the second inner conductor 620 and the third inner conductor 630 are not disposed in the region located on the upper base substrate 810, but are disposed only in the region located on the lower base substrate 830, and the lower radiation patch 840 ) And the lower patch 850 are electrically connected.
  • the feed pin 500 passes through the lower base substrate 830, parasitic resonance may occur due to the coupling, and the feed pin 500 passes through the second inner conductor 620 and the third inner conductor 630 Isolation may be improved by preventing parasitic resonance in the lower base substrate 830.
  • the interference between the antenna pin 400 and the existing antenna is more influenced by the existing antenna, the inside of the first through hole 861 into which the antenna pin 400 is inserted.
  • the inner conductor 600 may be disposed only on the wall surface.

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Abstract

단일 대역 패치 안테나에 안테나 핀을 삽입하여 실장 공간을 최소화하면서 기존 주파수 대역과 V2X 주파수 대역에 공진하도록 한 다중 대역 패치 안테나를 제시한다. 제시된 다중 대역 패치 안테나는 제1 관통 홀 및 제2 관통 홀이 형성된 베이스 기재, 베이스 기재의 상하면에 각각 배치된 상부 패치 및 하부 패치, 제1 관통 홀의 내벽면에 배치되어 상부 패치 및 하부 패치를 전기적으로 연결하는 내부 도체, 제1 관통 홀을 관통하고, 단부가 베이스 기재의 상부에 배치된 안테나 핀 및 제2 관통 홀을 관통하는 제1 급전 핀을 포함한다.

Description

다중 대역 패치 안테나
본 발명은 다중 대역 패치 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 GPS, GLONASS 및 SDARS 중 적어도 하나의 주파수 대역과 V2X의 주파수 대역에 공진하는 다중 대역 패치 안테나에 관한 것이다.
샤크 안테나는 차량 내에 설치되는 전자기기들의 신호 수신율을 향상시키기 위해 설치된 안테나를 의미한다. 일반적으로 샤크 안테나에는 GNSS(예를 들면, GPS(미국), Glonass(러시아)), SDARS(Sirius, XM) 등의 안테나가 내장된다.
최근에는 자율 주행 등의 영향으로 인해 추가되는 V2X 안테나를 샤크 안테나에 내장하기 위한 연구가 진행되고 있다.
하지만, V2X 안테나는 대략 5.9Ghz 정도의 주파수에 공진해야 하기 때문에 대략 10mm 정도의 길이를 필요로 한다. 하지만, 기존 샤크 안테나는 실장 공간이 부족하여 V2X 안테나가 요구하는 공간을 제공하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 기존 패치 안테나에 V2X 안테나를 추가하는 경우 제조 공정이 증가하고, 기존 패치 안테나의 설계를 변경해야만 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 단일 대역 패치 안테나에 안테나 핀을 삽입하여 실장 공간을 최소화하면서 기존 주파수 대역과 V2X 주파수 대역에 공진하도록 한 다중 대역 패치 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 다중 대역 패치 안테나는 제1 관통 홀 및 제2 관통 홀이 형성된 베이스 기재, 베이스 기재의 상면에 배치된 상부 패치, 베이스 기재의 하면에 배치된 하부 패치, 제1 관통 홀의 내벽면에 배치되어 상부 패치 및 하부 패치를 전기적으로 연결하는 내부 도체, 제1 관통 홀을 관통하고, 단부가 베이스 기재의 상부에 배치된 안테나 핀 및 제2 관통 홀을 관통하는 급전 핀을 포함한다.
안테나 핀은 베이스 기재의 중심축을 관통한다. 이때, 중심축은 베이스 기재의 상면 중심점과 베이스 기재의 하면 중심점을 연결한 선상에 배치된 가상의 축일 수 있다.
제1 관통 홀은 베이스 기재의 중심축을 관통하고, 제2 관통 홀은 베이스 기재의 중심축과 이격된 위치에서 베이스 기재를 관통할 수 있다.
내부 도체는 제1 관통 홀의 내벽면을 따라 형성되어 안테나 핀이 관통하는 홀을 형성하고, 안테나 핀은 내부 도체와 이격될 수 있다. 이때, 안테나 핀은 제1 관통 홀의 내부에 배치된 영역에 절연층이 형성될 수 있다.
안테나 핀은 V2X의 주파수 대역에 공진하는 안테나이고, 베이스 기재의 상부로 노출된 안테나 핀의 길이는 10mm 이상일 수 있다.
안테나 핀은 베이스 기재의 상부로 노출된 부분에 하나 이상의 굴곡이 형성되고, 베이스 기재의 상부로 노출된 단부가 베이스 기재의 중심축과 이격된 위치에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 다중 대역 패치 안테나는 베이스 기재의 상부에 배치된 금속 플레이트를 더 포함하고, 금속 플레이트는 베이스 기재의 상부로 노출된 안테나 핀의 단부와 결합될 수 있다. 이때, 안테나 핀의 단부는 금속 플레이트의 중심축과 이격된 위치에 결합될 수 있다. 금속 플레이트는 상면, 하면 및 측면을 갖는 평판 형상이고, 안테나 핀의 단부는 금속 플레이트의 측면에 결합될 수도 있다.
본 발명에 의하면, 다중 대역 패치 안테나는 금속핀을 베이스 기재의 중심축을 관통시켜 안테나 핀을 구성함으로써, GNSS(예를 들면, GPS(미국), Glonass(러시아)), SDARS(Sirius, XM) 등의 기존 주파수 대역과 함께 V2X 대역에도 공진하는 안테나를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 다중 대역 패치 안테나는 기존 패치 안테나에서 급전 핀이 삽입되지 못하는 더미 공간이면서 임피던스의 영향이 없는 베이스 기재의 중심에 안테나 핀을 삽입하여 기존 패치 안테나의 설계를 변경하지 않고 다중 대역에 공진하는 패치 안테나를 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 다중 대역 패치 안테나는 베이스 기재의 상부로 노출된 안테나에 굴곡을 형성함으로써, 설치시 사용되는 높이를 최소화하여 실장 공간을 최소화하면서 다중 대역에 공진하는 패치 안테나를 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 다중 대역 패치 안테나는 안테나 핀이 삽입된 관통 홀에 내부 도체를 배치함으로써, 상부 패치 및 급전 핀으로 구성되는 패치 안테나에 의한 격리도(Isolation) 저하를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 다중 대역 패치 안테나는 안테나 핀이 삽입된 관통 홀에 내부 도체를 배치함으로써, 평균 이득 및 최대 이득을 향상시켜 안테나 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 대역 패치 안테나를 설명하기 위한 도면.
도 4 및 도 5는 도 1의 베이스 기재를 설명하기 위한 도면.
도 6은 도 1의 상부 패치를 설명하기 위한 도면.
도 7은 도 1의 하부 패치를 설명하기 위한 도면.
도 8 내지 도 9는 도 1의 안테나 핀을 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 대역 패치 안테나의 변형 예를 설명하기 위한 도면.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 대역 패치 안테나의 다른 변형 예를 설명하기 위한 도면.
도 14 내지 도 16은 도 10 및 도 13의 내부 도체 형성에 따른 다중 대역 패치 안테나의 특성을 설명하기 위한 도면.
도 17 내지 도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 대역 패치 안테나의 또 다른 변형 예를 설명하기 위한 도면.
도 20 내지 도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 대역 패치 안테나의 또 다른 변형 예를 설명하기 위한 도면.
도 23 내지 도 28은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 대역 패치 안테나의 또 다른 변형 예를 설명하기 위한 도면.
도 29 내지 도 38은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 대역 패치 안테나를 설명하기 위한 도면.
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 실시 예에 따른 다중 대역 패치 안테나는 베이스 기재(100), 상부 패치(200), 하부 패치(300), 안테나 핀(400), 급전 핀(500)을 포함하여 구성된다.
베이스 기재(100)는 유전체로 구성된다. 즉, 베이스 기재(100)는 고유전율 및 낮은 열팽창계수 등의 특성이 있는 세라믹 재질의 유전체 기판으로 구성된다.
베이스 기재(100)는 자성체로 구성될 수도 있다. 즉, 베이스 기재(100)는 페라이트 등의 자성체로 구성된 자성체 기판으로 구성될 수 있다.
베이스 기재(100)에는 안테나 핀(400) 및 급전 핀(500)이 각각 관통하는 복수의 관통 홀이 형성된다. 일례로, 베이스 기재(100)에는 안테나 핀이 관통하는 제1 관통 홀(120)과 급전 핀(500)이 관통하는 제2 관통 홀(140)이 형성된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 관통 홀(120)은 베이스 기재(100)의 중심축을 따라 베이스 기재(100)를 관통하도록 형성된다. 즉, 안테나 핀(400)이 V2X 대역에 공진하기 위해서는 베이스 기재(100)의 중심축을 관통해야 하므로, 제1 관통 홀(120)이 베이스 기재(100)의 중심에 형성된다. 여기서, 중심축은 베이스 기재(100)의 상면 중심점과 하면 중심점을 통과하는 가상의 축이다.
제2 관통 홀(140)은 베이스 기재(100)의 중심축과 이격된 위치에서 베이스 기재(100)를 관통하도록 형성된다. 즉, 제2 관통 홀(140)은 베이스 기재(100)의 중심을 관통하는 제1 관통 홀(120)과 소정 간격 이격된다.
상부 패치(200)는 베이스 기재(100)의 상면에 배치된다. 상부 패치(200)는 구리, 알루미늄, 금, 은 등과 같이 전기전도도가 높은 도전성 재질의 박판으로 구성된다. 상부 방사 패치는 베이스 기재(100)의 형상에 따라 사각형, 삼각형, 팔각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 상부 방사 패치는 주파수 튜닝 등의 과정을 통해 다양한 형상으로 변경될 수 있다. 이때, 상부 패치(200)는 급전 핀(500)을 통해 급전되어 GNSS(예를 들면, GPS(미국), Glonass(러시아)) 및 SDARS(Sirius, XM) 중 하나의 주파수 대역에 공진하는 안테나로 동작한다.
도 6을 참조하면, 상부 패치(200)에는 베이스 기재(100)의 제1 관통 홀(120) 및 제2 관통 홀(140)에 각각 대응되는 관통 홀 (220)들이 형성된다. 이때, 상부 패치(200)에 형성되는 관통 홀 (220)들은 제1 관통 홀(120) 및 제2 관통 홀(140)에 비해 큰 직경을 갖도록 형성될 수 있다.
하부 패치(300)는 베이스 기재(100)의 하면에 배치된다. 하부 패치(300)는 구리, 알루미늄, 금, 은 등과 같이 전기전도도가 높은 도전성 재질의 박판으로 구성된다. 하부 방사 패치는 베이스 기재(100)의 형상에 따라 사각형, 삼각형, 팔각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 하부 방사 패치는 주파수 튜닝 등의 과정을 통해 다양한 형상으로 변경될 수 있다. 이때, 하부 패치(300)는 그라운드(GND)용 패치인 것을 일례로 한다.
도 7을 참조하면, 하부 패치(300)에는 제1 관통 홀(120) 및 제2 관통 홀(140)과 각각 대응되는 관통 홀(320)들이 형성된다. 이때, 하부 패치(300)에 형성되는 관통 홀(320)들은 제1 관통 홀(120) 및 제2 관통 홀(140)에 비해 큰 직경을 갖도록 형성될 수 있다.
안테나 핀(400)은 베이스 기재(100), 상부 패치(200) 및 하부 패치(300)를 관통한다. 즉, 안테나 핀(400)은 소정 직경을 갖는 직선의 원통으로 형성되어 제1 관통 홀(120)을 관통한다. 안테나 핀(400)은 제1 관통 홀(120)을 관통하여 베이스 기재(100)의 상면 중심점과 하면 중심점을 통과하는 가상의 축인 중심축을 관통한다.
이때, 본 발명의 실시 예에 따른 다중 대역 패치 안테나는 기존 패치 안테나에서 급전 핀(500)이 삽입되지 못하는 더미 공간인 베이스 기재(100)의 중심에 안테나 핀(400)을 삽입하여 기존 패치 안테나의 설계를 변경하지 않고 다중 대역에 공진하는 패치 안테나를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 다중 대역 패치 안테나는 추가 안테나 구현을 위한 공간 확보가 필요하지 않기 때문에 실장 공간의 증가를 방지하면서 다중 대역에 공진하는 패치 안테나를 구현할 수 있다.
안테나 핀(400)은 베이스 기재(100)의 상부로 노출되어 상부 패치(200)와 다른 주파수 대역에 공진하는 모노폴(Monopole) 타입의 안테나로 동작한다. 일례로, 안테나 핀(400)은 베이스 기재(100)의 상면 방향으로 설정 길이(D th) 이상 노출되어 V2X 주파수 대역에 공진하는 모노폴 안테나로 동작한다.
안테나 핀(400)은 제1 단부 및 제1 단부와 대향되는 제2 단부를 갖는 원통 형상으로 형성된다.
안테나 핀(400)의 제1 단부는 상부 패치(200), 베이스 기재(100) 및 하부 패치(300)를 관통하여 베이스 기재(100)의 하면 방향으로 노출된다. 즉, 안테나 핀(400)의 제1 단부는 베이스 기재(100)의 제1 관통 홀(120)과, 상부 패치(200) 및 하부 패치(300)의 관통 홀(220, 320)들 중에서 제1 관통 홀(120)에 대응되는 관통 홀(220, 320)들을 순차적으로 관통한다. 안테나 핀(400)의 제1 단부는 베이스 기재(100)의 하부 방향으로 소정 길이만큼 노출된다.
안테나 핀(400)의 제2 단부는 베이스 기재(100)의 상부에 배치된다. 안테나 핀(400)의 제2 단부와 베이스 기재(100)의 상면과 이격되도록 배치된다. 안테나 핀의 제2 단부는 베이스 기재(100)의 상부 방향으로 노출되도록 배치된다. 안테나 핀(400)의 제2 단부는 베이스 기재(100)의 상부 방향으로 설정 길이(D th) 이상 노출된다.
안테나 핀(400)은 베이스 기재(100)의 상부 방향으로 대략 10mm 이상 노출되어야 만 V2X 주파수 대역에 공진하는 안테나로 동작할 수 있다. 이에, 설정 길이(D th)는 10mm인 것을 일례로 한다. 여기서, 설정 길이(D th)는 베이스 기재(100)의 상면에서 안테나 핀(400)의 제2 단부까지의 안테나 핀(400) 길이를 의미한다.
일례로, 도 8 및 도 9를 참조하면, 안테나 핀(400)은 베이스 기재(100)의 상부로 노출된 부분인 제1 영역(410), 베이스 기재(100)의 제1 관통 홀(120) 내부에 배치된 부분인 제2 영역(420), 및 베이스 기재(100)의 하부로 노출된 부분인 제3 영역(430)으로 구분할 수 있다. 이때, 제1 영역(410)의 길이는 상술한 설정 길이(D th)에 대응된다.
제2 영역(420)에는 안테나 핀(400)이 베이스 기재(100)의 하부로 빠지는 것을 방지하기 위한 단차(S)가 형성될 수 있다. 이때, 베이스 기재(100)의 제1 관통 홀(120) 내부에는 안테나 핀(400)의 단차(S)에 대응되는 다른 단차가 형성된다.
안테나 핀(400)은 제1 관통 홀(120)의 내부에 배치된 영역에 절연층이 형성될 수 있다. 이때, 절연층은 안테나 핀(400)의 제2 영역(420)의 외주에 절연 물질은 코팅하거나, 안테나 핀(400)의 제2 영역(420)의 내부에 절연 물질을 개재하여 형성될 수 있다.
도 10을 참조하면, 다중 대역 패치 안테나는 급전 핀(500)과 안테나 핀(400) 사이의 격리도(Isolation) 저하를 방지하기 위해서 제1 관통 홀(120)의 내벽면을 따라 배치된 내부 도체(600)를 더 포함할 수 있다. 이때, 안테나 핀(400)과 기존 안테나(상부 패치(200) 및 급전 핀(500)) 사이의 간섭은 기존 안테나의 영향이 더 크기 때문에, 본 발명의 실시 예에서는 안테나 핀이 삽입된 제1 관통 홀(120)의 내벽면에 내부 도체(600)를 배치한다.
내부 도체(600)는 구리, 알루미늄, 금, 은 중 선택된 하나의 재질로 형성된다. 물론, 내부 도체(600)는 구리, 알루미늄, 금, 은 중 선택된 하나의 재질을 포함하는 합금으로 형성될 수도 있다. 이때, 내부 도체(600)는 슬리브링 등으로 구성될 수 있다.
내부 도체(600)는 상부 패치(200) 및 하부 패치(300)를 전기적으로 연결한다. 즉, 내부 도체(600)의 상단부는 상부 패치(200)와 전기적으로 연결되고, 내부 도체(600)의 하단부는 하부 패치(300)와 전기적으로 연결된다.
안테나 핀(400)은 내부 도체(600)와 이격된다. 즉, 안테나 핀(400)의 외부와 내부 도체(600)의 내주 사이에는 소정의 이격 공간이 형성된다. 그에 따라, 안테나 핀(400)은 내부 도체(600)와 전기적으로 연결되지 않은 상태이다.
한편, 도면에 도시하지는 않았으나, 다중 대역 패치 안테나는 급전 핀(500)과 안테나 핀(400) 사이의 격리도 저하를 방지하기 위해서 제2 관통 홀(140)의 내벽면에도 다른 내부 도체(600)가 형성될 수도 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 안테나 핀(400)은 단차가 없는 원통 형상으로 형성될 수도 있다.
도 13을 참조하면, 안테나 핀(400)은 제1 관통 홀(120)의 내벽면에 형성된 내부 도체(600)와 소정 간격 이격되어 내부 도체(600)와 전기적으로 연결되지 않은 상태이다. 여기서, 다중 대역 패치 안테나는 안테나 핀(400)이 베이스 기재(100)의 하부로 빠지는 것을 방지하기 위해서 안테나 핀(400)과 내부 도체(600) 사이에 개재되는 절연 기재(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도 14를 참조하면, 내부 도체(600)를 포함하지 않는 경우에는 GNSS 안테나에 의한 간섭이 발생하여 대략 2.8GHz, 4.6GHz 및 4.9GHz 정도에서 기생 공진이 발생하는데 비해, 내부 도체(600)를 포함하는 경우에는 GNSS 안테나에 의한 간섭이 차단되어 기생 공진이 발생하지 않는다.
또한, 도 15 및 도 16을 참조하면, 다중 대역 패치 안테나는 내부 도체(600)를 포함하는 경우 내부 도체(600)를 포함하지 않을 때에 비해 평균 이득과 최대 이득이 대략 2.0dBi 정도 상승하여 안테나 성능이 향상된다.
도 17 내지 도 19를 참조하면, 안테나 핀(400)은 하나 이상의 굴곡(R)이 형성될 수 있다. 즉, 안테나 핀(400)은 베이스 기재(100)의 상부로 노출된 부분에 하나 이상의 굴곡(R)이 형성될 수 있다. 굴곡(R)이 형성됨에 따라, 안테나 핀(400)의 제2 단부는 베이스 기재(100)의 중심축과 이격된 위치에 배치된다. 이때, 굴곡(R)의 위치는 설치되는 위치, 대상 등에 따라 다르게 설정될 수 있다.
한편, 도 20 내지 도 22를 참조하면, 다중 대역 패치 안테나는 안테나 핀(400)과 함께 안테나로 동작하는 금속 플레이트(700)를 더 포함할 수 있다.
금속 플레이트(700)는 베이스 기재(100)의 상부에 배치된다. 금속 플레이트(700)는 베이스 기재(100)의 상부에서 베이스 기재(100)의 상면과 소정 간격 이격되도록 배치된다.
금속 플레이트(700)는 베이스 기재(100)의 상부로 노출된 안테나 핀(400)의 단부와 결합된다. 금속 플레이트(700)는 베이스 기재(100)의 상부로 노출된 안테나 핀(400)의 제2 단부에 결합된다.
안테나 핀(400)의 제2 단부는 금속 플레이트(700)의 중심축과 소정 간격 이격된 위치에서 금속 플레이트(700)와 결합된다. 안테나 핀(400)의 제2 단부는 금속 플레이트(700)의 중심축과 소정 간격 이격되어 금속 플레이트(700)의 외주와 인접하도록 금속 플레이트(700)와 결합된다.
안테나 핀(400)의 제2 단부는 금속 플레이트(700)의 측면에 결합될 수도 있다. 즉, 금속 플레이트(700)는 원형, 타원형, 사각형 등의 형상을 갖는 상면 및 하면과 측면을 갖는 평판 형상으로 형성되고, 안테나 핀(400)의 제2 단부는 금속 플레이트(700)의 측면에 결합된다.
이때, 금속 플레이트(700)는 설치되는 위치, 대상 등에 따라 다양한 형상 및 크기를 갖도록 형성될 수 있다.
급전 핀(500)은 상부 패치(200)를 제1 안테나로 동작시키기 위해서 상부 패치(200)를 급전한다. 급전 핀(500)은 제2 관통 홀(140)을 관통함에 따라 베이스 기재(100)의 중심축과 소정 간격 이격된 위치에 배치되어 베이스 기재(100)를 관통한다. 급전 핀(500)의 제1 단부는 베이스 기재(100)의 제2 관통 홀(140)과, 상부 패치(200) 및 하부 패치(300)의 관통 홀(220, 320)들 중에서 제2 관통 홀(140)에 대응되는 관통 홀(220, 320)들을 관통한다. 급전 핀(500)의 제1 단부는 제2 관통 홀(140)을 관통하여 베이스 기재(100)의 하부에 배치된다. 여기서, 급전 핀(500)의 제2 단부에는 급전 핀(500)이 베이스 기재(100)의 하부로 빠지는 것을 방지하기 위한 판상의 핀 헤드가 형성될 수 있다. 급전 핀(500)은 상부 패치(200)와 소정 간격 이격되도록 배치되어, 제1 관통 홀(120)의 내벽면에 형성된 내부 도체(600)와 연결되지 않는다.
본 발명의 실시 예에 따른 다중 대역 패치 안테나는 안테나의 편파 특성 지수인 축비(axial ratio)를 향상시키기 위해서 복수의 급전 핀(500)을 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 도 23을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 다중 대역 패치 안테나는 제1 급전 핀(510) 및 제2 급전 핀(520)을 포함하여 구성될 수도 있다.
제1 급전 핀(510) 및 제2 급전 핀(520)은 상부 패치(200)를 제1 안테나로 동작시키기 위해서 상부 패치(200)를 급전한다. 제1 급전 핀(510) 및 제2 급전 핀(520)은 베이스 기재(100), 상부 패치(200) 및 하부 패치(300)가 적층된 다중 대역 패치 안테나를 관통한다. 제1 급전 핀(510)의 제1 단부 및 제2 급전 핀(520)의 제1 단부는 베이스 기재(100), 상부 패치(200) 및 하부 패치(300)를 관통하여 베이스 기재(100)의 하부에 배치된다. 여기서, 제1 급전 핀(510)의 제2 단부 및 제2 급전 핀(520)의 제2 단부에는 제1 급전 핀(510) 및 제2 급전 핀(520)이 베이스 기재(100)의 하부로 빠지는 것을 방지하기 위한 판상의 핀 헤드가 형성될 수 있다.
제1 급전 핀(510) 및 제2 급전 핀(520)은 대략 90도 정도의 각도를 이루도록 배치된다. 즉, 다중 대역 패치 안테나의 상부에서 바라봤을 때, 제1 급전 핀(510) 및 제2 급전 핀(520)은 안테나 핀(400)의 중심과 제1 급전 핀(510)의 중심을 통과하는 제1 직선과 안테나 핀(400)의 중심과 제1 급전 핀(510)의 중심을 통과하는 제2 직선 사이의 각도가 대략 90도 정도를 이루도록 배치된다.
이때, 제2 급전 핀(520)은 안테나 핀(400)을 중심으로 하여 제1 급전 핀(510)에서 반시계방향(CCW)으로 대략 90도 회전한 위치(도 24 참조)에 배치되거나, 제1 급전 핀(510)에서 시계방향(CW)으로 대략 90도 회전한 위치(도 25 참조)에 배치된다.
이를 위해, 다중 대역 패치 안테나에는 제2 관통 홀(140) 및 제3 관통 홀(150)이 형성되며, 제2 관통 홀(140)과 제3 관통 홀(150)은 대략 90도 정도의 각도로 위치한다. 즉, 다중 대역 패치 안테나의 상부에서 바라봤을 때, 제2 관통 홀(140) 및 제3 관통 홀(150)은 안테나 핀(400)이 관통하는 제1 관통 홀(120)의 중심과 제2 관통 홀(140)의 중심을 통과하는 제1 직선과 제1 관통 홀(120)의 중심과 제3 관통 홀(150)의 중심을 통과하는 제2 직선 사이의 각도가 대략 90도 정도를 이루도록 배치된다. 여기서, 제3 관통 홀(150)은 제1 관통 홀(120)을 중심으로 하여 제2 관통 홀(140)에서 반시계방향(CCW)으로 대략 90도 회전한 위치(도 24 참조)에 배치되거나, 제2 관통 홀(140)에서 시계방향(CW)으로 대략 90도 회전한 위치(도 25 참조)에 배치된다.
제1 관통 홀(120)의 내벽면에는 내부 도체(600)가 형성될 수 있다. 즉, 안테나 핀(400)과 제1 급전 핀(510), 안테나 핀(400)과 제2 급전 핀(520) 사이의 간섭을 방지하기 위해서 제1 관통 홀(120)의 내벽면에 내부 도체(600)가 형성된다.
도 26 내지 도 28을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 다중 대역 패치 안테나는 제1 급전 핀(510), 제2 급전 핀(520), 제3 급전 핀(530) 및 제4 급전 핀(540)을 포함하여 구성될 수도 있다.
제1 급전 핀(510) 내지 제4 급전 핀(540)은 상부 패치(200)를 제1 안테나로 동작시키기 위해서 상부 패치(200)를 급전한다. 제1 급전 핀(510) 내지 제4 급전 핀(540)은 베이스 기재(100), 상부 패치(200) 및 하부 패치(300)가 적층된 다중 대역 패치 안테나를 관통한다. 제1 급전 핀(510) 내지 제4 급전 핀(540)의 제1 단부는 각각 베이스 기재(100), 상부 패치(200) 및 하부 패치(300)를 관통하여 베이스 기재(100)의 하부에 배치된다. 여기서, 제1 급전 핀(510) 내지 제4 급전 핀(540)의 제2 단부에는 제1 급전 핀(510) 내지 제4 급전 핀(540)이 베이스 기재(100)의 하부로 빠지는 것을 방지하기 위한 판상의 핀 헤드가 형성될 수 있다.
제1 급전 핀(510) 내지 제4 급전 핀(540)은 인접한 다른 급전 핀(500)과 대략 90도 정도의 각도를 이루도록 배치된다. 즉, 다중 대역 패치 안테나의 상부에서 바라봤을 때, 제1 급전 핀(510) 및 제3 급전 핀(530)은 안테나 핀(400)의 중심과 제1 급전 핀(510; 또는 제3 급전 핀(530))의 중심을 통과하는 제1 직선 상에 배치되고, 제2 급전 핀(520) 및 제4 급전 핀(540)은 안테나 핀(400)의 중심과 제2 급전 핀(520; 또는 제4 급전 핀(540))의 중심을 통과하는 제2 직선 상에 배치된다. 이때, 제1 급전 핀(510) 내지 제4 급전 핀(540)은 제1 직선과 제2 직선 사이의 각도는 대략 90도를 이루도록 배치된다. 그에 따라, 제1 급전 핀(510)과 제2 급전 핀(520) 사이, 제2 급전 핀(520)과 제3 급전 핀(530) 사이, 제3 급전 핀(530)과 제4 급전 핀(540) 사이, 제4 급전 핀(540)과 제1 급전 핀(510) 사이는 대략 90도의 각도가 형성된다.
일례로, 제2 급전 핀(520)은 안테나 핀(400)을 중심으로 하여 제1 급전 핀(510)에서 반시계방향(CCW)으로 대략 90도 회전한 위치에 배치되고, 제3 급전 핀(530)은 안테나 핀(400)을 중심으로 하여 제1 급전 핀(510)에서 반시계방향(CCW)으로 대략 180도 회전한 위치에 배치되고, 제4 급전 핀(540)은 안테나 핀(400)을 중심으로 하여 제1 급전 핀(510)에서 반시계방향(CCW)으로 대략 270도 회전한 위치에 배치된다.
이를 위해, 다중 대역 패치 안테나에는 제2 관통 홀(140), 제3 관통 홀(150), 제4 관통 홀(160) 및 제5 관통 홀(170)이 형성되며, 인접한 두 개의 관통 홀은 대략 90도 정도의 각도로 배치된다. 즉, 다중 대역 패치 안테나의 상부에서 바라봤을 때, 제2 관통 홀(140) 및 제4 관통 홀(160)은 안테나 핀(400)이 관통하는 제1 관통 홀(120)의 중심과 제2 관통 홀(140; 또는 제4 관통 홀(160))의 중심을 통과하는 제1 직선 상에 배치되고, 제3 관통 홀(150) 및 제5 관통 홀(170)은 제1 관통 홀(120)의 중심과 제3 관통 홀(150; 또는 제5 관통 홀(170))의 중심을 통과하는 제2 직선 상에 배치된다. 이때, 제2 관통 홀(140) 내지 제5 관통 홀(170)은 제1 직선과 제2 직선 사이의 각도가 대략 90도를 이루도록 배치된다. 그에 따라, 제2 관통 홀(140)과 제3 관통 홀(150) 사이, 제3 관통 홀(150)과 제4 관통 홀(160) 사이, 제4 관통 홀(160)과 제5 관통 홀(170) 사이, 제5 관통 홀(170)과 제2 관통 홀(140) 사이는 대략 90도의 각도가 형성된다.
일례로, 제3 관통 홀(150)은 제1 관통 홀(120)을 중심으로 하여 제2 관통 홀(140)에서 반시계방향(CCW)으로 대략 90도 회전한 위치에 배치되고, 제4 관통 홀(160)은 제1 관통 홀(120)을 중심으로 하여 제2 관통 홀(140)에서 반시계방향(CCW)으로 대략 180도 회전한 위치에 배치되고, 제5 관통 홀(170)은 제1 관통 홀(120)을 중심으로 하여 제2 관통 홀(140)에서 반시계방향(CCW)으로 대략 270도 회전한 위치에 배치된다.
제1 관통 홀(120)의 내벽면에는 내부 도체(600)가 형성될 수 있다. 즉, 안테나 핀(400)과 제1 급전 핀(510), 안테나 핀(400)과 제2 급전 핀(520), 안테나 핀(400)과 제3 급전 핀(530), 안테나 핀(400)과 제4 급전 핀(540), 안테나 핀(400)과 제5 급전 핀(500) 사이의 간섭을 방지하기 위해서 제1 관통 홀(120)의 내벽면에 내부 도체(600)가 형성된다.
도 29 및 도 30을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 다중 대역 패치 안테나는 적층형 패치 안테나로, 상부 베이스 기재(810), 상부 베이스 기재(810)의 상부에 배치된 상부 방사 패치(820), 상부 베이스 기재(810)의 하부에 배치된 하부 베이스 기재(830), 하부 베이스 기재(830)의 상부에 배치되어 상부 베이스 기재(810) 및 하부 베이스 기재(830) 사이에 일부가 개재된 하부 방사 패치(840), 하부 베이스 기재(830)의 하부에 배치된 하부 패치(850)를 포함하여 구성된다.
다중 대역 패치 안테나는 상부 베이스 기재(810), 상부 방사 패치(820), 하부 베이스 기재(830), 하부 방사 패치(840) 및 하부 패치(850)를 관통하는 안테나 핀(400)을 더 포함한다.
안테나 핀(400)은 소정 직경을 갖는 직선의 원통으로 형성되어 제1 관통 홀(861)을 관통한다. 안테나 핀(400)은 제1 관통 홀(861)을 관통하여 상부 베이스 기재(810)의 상면 중심점 및 하면 중심점과, 하부 베이스 기재(830)의 상면 중심점 및 하면 중심점을 수직으로 통과하는 가상의 축인 중심축을 관통한다. 여기서, 제1 관통 홀(861)은 상부 베이스 기재(810), 상부 방사 패치(820), 하부 베이스 기재(830), 하부 방사 패치(840), 하부 패치(850)가 적층된 다중 대역 패치 안테나의 중심점을 관통한다.
다중 대역 패치 안테나는 상부 베이스 기재(810), 상부 방사 패치(820), 하부 베이스 기재(830), 하부 방사 패치(840) 및 하부 패치(850)를 관통하는 급전 핀(500)을 더 포함한다.
급전 핀(500)은 제1 관통 홀(861)과 이격되어 형성된 제2관통 홀(862)을 관통한다. 급전 핀(500)은 상부 방사 패치(820)를 제1 안테나로 동작시키기 위해서 상부 방사 패치(820)를 급전한다.
또한, 급전 핀(500)은 하부 방사 패치(840)와의 전자기적 커플링을 통해 하부 방사 패치(840)를 급전한다. 그에 따라, 하부 방사 패치(840)는 상부 방사 패치(820)와 다른 주파수 대역에 공진하는 제2 안테나로 동작한다.
도 31을 참조하면, 다중 대역 패치 안테나는 안테나 핀(400)과 급전 핀(500) 사이의 격리도(Isolation) 저하를 방지하기 위해서 제1 관통 홀(861)의 내벽면을 따라 배치된 제1 내부 도체(610)를 포함할 수 있다.
제1 내부 도체(610)는 구리, 알루미늄, 금, 은 중 선택된 하나의 재질로 형성된다. 물론, 제1 내부 도체(610)는 구리, 알루미늄, 금, 은 중 선택된 하나의 재질을 포함하는 합금으로 형성될 수도 있다. 이때, 제1 내부 도체(610)는 슬리브링 등으로 구성될 수 있다.
제1 내부 도체(610)는 상부 방사 패치(820) 및 하부 패치(850)를 전기적으로 연결한다. 즉, 제1 내부 도체(610)의 상단부는 상부 방사 패치(820)와 전기적으로 연결되고, 제1 내부 도체(610)의 하단부는 하부 패치(850)와 전기적으로 연결된다.
안테나 핀(400)은 제1 내부 도체(610)와 이격된다. 즉, 안테나 핀(400)의 외부와 제1 내부 도체(610)의 내주 사이에는 소정의 이격 공간이 형성된다. 그에 따라, 안테나 핀(400)은 제2 내부 도체(620)와 전기적으로 연결되지 않은 상태이다.
다중 대역 패치 안테나는 안테나 핀(400)과 급전 핀(500) 사이의 격리도(Isolation) 저하를 방지하기 위해서 제2관통 홀(862)의 내벽면을 따라 배치된 제2 내부 도체(620)를 더 포함할 수 있다.
제2 내부 도체(620)는 구리, 알루미늄, 금, 은 중 선택된 하나의 재질로 형성된다. 물론, 제2 내부 도체(620)는 구리, 알루미늄, 금, 은 중 선택된 하나의 재질을 포함하는 합금으로 형성될 수도 있다. 이때, 제2 내부 도체(620)는 슬리브링 등으로 구성될 수 있다.
제2 내부 도체(620)는 하부 베이스 기재(830)에 배치되어 하부 방사 패치(840) 및 하부 패치(850)를 전기적으로 연결한다. 즉, 제2 내부 도체(620)의 상단부는 하부 방사 패치(840)와 전기적으로 연결되고, 제2 내부 도체(620)의 하단부는 하부 패치(850)와 전기적으로 연결된다. 여기서, 급전 핀(500)이 하부 베이스 기재(830)를 관통할 때 커플링에 의해 기생 공진이 발생할 수 있으며, 제2 내부 도체(620)는 급전 핀(500)이 관통하는 하부 베이스 기재(830)에서 기생 공진을 방지하여 Isolation을 개선할 수 있다.
급전 핀(500)은 제2 내부 도체(620)와 이격된다. 즉, 급전 핀(500)의 외부와 제2 내부 도체(620)의 내주 사이에는 소정의 이격 공간이 형성된다. 그에 따라, 급전 핀(500)은 제2 내부 도체(620)와 전기적으로 연결되지 않은 상태이다.
여기서, 안테나 핀(400)과 기존 안테나(상부 방사 패치(820) 및 급전 핀(500)) 사이의 간섭은 기존 안테나의 영향이 더 크기 때문에, 안테나 핀(400)이 삽입된 제1 관통 홀(861)의 내벽면에만 내부 도체(600)가 배치될 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 다중 대역 패치 안테나는 안테나의 축비(axial ratio)를 향상시키기 위해서 복수의 급전 핀(500)을 포함할 수 있다.
먼저, 도 32를 참조하면, 다중 대역 패치 안테나는 제1 급전 핀(510) 및 제2 급전 핀(520)을 포함하여 구성될 수 있다.
제1 급전 핀(510) 및 제2 급전 핀(520)은 상부 방사 패치(820)를 제1 안테나로 동작시키기 위해서 상부 방사 패치(820)를 급전한다. 제1 급전 핀(510) 및 제2 급전 핀(520)은 다중 대역 패치 안테나를 관통한다. 제1 급전 핀(510)의 제1 단부 및 제2 급전 핀(520)의 제1 단부는 다중 대역 패치 안테나를 관통하여 하부 베이스 기재(830)의 하부에 배치된다. 여기서, 제1 급전 핀(510)의 제2 단부 및 제2 급전 핀(520)의 제2 단부에는 제1 급전 핀(510) 및 제2 급전 핀(520)이 하부 베이스 기재(830)의 하부로 빠지는 것을 방지하기 위한 판상의 핀 헤드가 형성될 수 있다.
제1 급전 핀(510) 및 제2 급전 핀(520)은 대략 90도 정도의 각도를 이루도록 배치된다. 즉, 다중 대역 패치 안테나의 상부에서 바라봤을 때, 제1 급전 핀(510) 및 제2 급전 핀(520)은 안테나 핀(400)의 중심과 제1 급전 핀(510)의 중심을 통과하는 제1 직선과 안테나 핀(400)의 중심과 제1 급전 핀(510)의 중심을 통과하는 제2 직선 사이의 각도가 대략 90도 정도를 이루도록 배치된다.
일례로, 도 33을 참조하면, 제2 급전 핀(520)은 안테나 핀(400)을 중심으로 하여 제1 급전 핀(510)에서 반시계방향(CCW)으로 대략 90도 회전한 위치에 배치된다. 물론, 도 34에 도시된 바와 같이, 제2 급전 핀(520)은 제1 급전 핀(510)에서 시계방향(CW)으로 대략 90도 회전한 위치에 배치될 수도 있다.
이를 위해, 다중 대역 패치 안테나에는 제2관통 홀(862) 및 제3 관통 홀(863)이 형성되며, 제2관통 홀(862)과 제3 관통 홀(863)은 대략 90도 정도의 각도로 위치한다. 즉, 다중 대역 패치 안테나의 상부에서 바라봤을 때, 제2관통 홀(862) 및 제3 관통 홀(863)은 안테나 핀(400)이 관통하는 제1 관통 홀(861)의 중심과 제2관통 홀(862)의 중심을 통과하는 제1 직선과 제1 관통 홀(861)의 중심과 제3 관통 홀(863)의 중심을 통과하는 제2 직선 사이의 각도가 대략 90도 정도를 이루도록 배치된다. 여기서, 제3 관통 홀(863)은 제1 관통 홀(861)을 중심으로 하여 제2관통 홀(862)에서 반시계방향(CCW)으로 대략 90도 회전한 위치(도 33 참조)에 배치되거나, 제2관통 홀(862)에서 시계방향(CW)으로 대략 90도 회전한 위치(도 34 참조)에 배치될 수 있다.
제1 관통 홀(861) 및 제2 관통 홀(862)의 내벽면에는 내부 도체(600)가 형성될 수 있다. 즉, 안테나 핀(400)과 제1 급전 핀(510), 안테나 핀(400)과 제2 급전 핀(520) 사이의 간섭을 방지하기 위해서 제1 관통 홀(861) 및 제2 관통 홀(862)의 내벽면에 제1 내부 도체(610) 및 제2 내부 도체(620)가 각각 형성된다. 이때, 제2 내부 도체(620)는 상부 베이스 기재(810)에 위치한 영역에는 배치되지 않고, 하부 베이스 기재(830)에 위치한 영역에만 배치되며, 하부 방사 패치(840) 및 하부 패치(850)를 전기적으로 연결한다. 이때, 급전 핀(500)이 하부 베이스 기재(830)를 관통할 때 커플링에 의해 기생 공진이 발생할 수 있으며, 제2 내부 도체(620)는 급전 핀(500)이 관통하는 하부 베이스 기재(830)에서 기생 공진을 방지하여 Isolation을 개선할 수 있다.
여기서, 안테나 핀(400)과 기존 안테나(방사 패치 및 급전 핀(500)) 사이의 간섭은 기존 안테나의 영향이 더 크기 때문에, 안테나 핀(400)이 삽입된 제1 관통 홀(861)의 내벽면에만 내부 도체(600)가 배치될 수도 있다.
도 35 및 도 36을 참조하면, 제1 급전 핀(510)은 상부 방사 패치(820)를 급전하여 제1 안테나로 동작시키고, 제2 급전 핀(520)은 하부 방사 패치(840)를 급전하여 제2 안테나로 동작시킬 수 있다.
제1 급전 핀(510)은 상부 방사 패치(820)를 제1 안테나로 동작시키기 위해서 상부 방사 패치(820)를 급전한다. 제1 급전 핀(510)은 다중 대역 패치 안테나의 제1 관통 홀(861)을 관통한다. 제1 급전 핀(510)의 제1 단부는 상부 방사 패치(820), 상부 베이스 기재(810), 하부 방사 패치(840), 하부 베이스 기재(830) 및 하부 패치(850)를 관통하여 하부 베이스 기재(830)의 하부에 배치된다. 제1 급전 핀(510)의 제2 단부에는 제1 급전 핀(510)이 하부 베이스 기재(830)의 하부로 빠지는 것을 방지하기 위한 판상의 핀 헤드가 형성될 수 있다.
제2 급전 핀(520)은 하부 방사 패치(840)를 제2 안테나로 동작시키기 위해서 하부 방사 패치(840)를 급전한다. 제2 급전 핀(520)은 다중 대역 패치 안테나의 제2관통 홀(862)을 관통한다. 제2 급전 핀(520)의 제1 단부는 하부 방사 패치(840), 하부 베이스 기재(830) 및 하부 패치(850)를 관통하여 하부 베이스 기재(830)의 하부에 배치되고, 제2 급전 핀(520)의 제2 단부는 상부 베이스 기재(810)의 하면 및 하부 베이스 기재(830)의 상면 사이에 개재된다. 여기서, 제2 급전 핀(520)의 제2 단부에는 제2 급전 핀(520)이 하부 베이스 기재(830)의 하부로 빠지는 것을 방지하기 위한 판상의 핀 헤드가 형성될 수 있으며, 이 경우 핀 헤드는 상부 베이스 기재(810)의 하면 및 하부 베이스 기재(830)의 상면 사이에 개재된다.
제1 급전 핀(510) 및 제2 급전 핀(520)은 대략 180도 정도의 각도를 이루도록 배치된다. 즉, 다중 대역 패치 안테나의 상부에서 바라봤을 때, 제1 급전 핀(510) 및 제2 급전 핀(520)은 안테나 핀(400)과 동일 선상에 배치되며, 안테나 핀(400)을 중심으로 서로 대향되어 배치된다. 다시 말해, 제1 급전 핀(510)의 중심과 안테나 핀(400)의 중심을 통과하는 직선은 제2 급전 핀(520)의 중심을 지나고, 제1 급전 핀(510), 안테나 핀(400), 제2 급전 핀(520)의 순서로 배치된다. 그에 따라, 제1 급전 핀(510) 및 제2 급전 핀(520)은 안테나 핀(400)을 가운데 두고 서로 마주하여 대략 180도 정도의 각도를 이루도록 배치된다.
이를 위해, 다중 대역 패치 안테나에는 제2관통 홀(862) 및 제3 관통 홀(863)이 형성되며, 제2관통 홀(862)과 제3 관통 홀(863)은 대략 180도 정도의 각도로 위치한다. 즉, 다중 대역 패치 안테나의 상부에서 바라봤을 때, 안테나 핀(400)이 관통하는 제1 관통 홀(861), 제2관통 홀(862) 및 제3 관통 홀(863)이 동일 선상에 배치되고, 제2관통 홀(862) 및 제3 관통 홀(863)이 제1 관통 홀(861)을 사이에 두고 마주하도록 배치됨에 따라 제2관통 홀(862) 및 제3 관통 홀(863)은 대략 90도 정도를 이루도록 배치된다. 여기서, 제2관통 홀(862)은 상부 베이스 기재(810), 상부 방사 패치(820), 하부 베이스 기재(830), 하부 방사 패치(840) 및 하부 패치(850)를 관통하여 정의되고, 제3 관통 홀(863)은 하부 베이스 기재(830), 하부 방사 패치(840) 및 하부 패치(850)를 관통하여 정의된다.
제1 관통 홀(861) 내지 제3 관통 홀(863)의 내벽면에는 내부 도체(600)가 형성될 수 있다. 즉, 안테나 핀(400)과 제1 급전 핀(510), 안테나 핀(400)과 제2 급전 핀(520) 사이의 간섭을 방지하기 위해서 제1 관통 홀(861) 내지 제3 관통 홀(863)의 내벽면에 제1 내부 도체(610), 제2 내부 도체(620) 및 제3 내부 도체(630)가 각각 형성된다.
이때, 제2 내부 도체(620) 및 제3 내부 도체(630)는 상부 베이스 기재(810)에 위치한 영역에는 배치되지 않고, 하부 베이스 기재(830)에 위치한 영역에만 배치되며, 하부 방사 패치(840) 및 하부 패치(850)를 전기적으로 연결한다. 이때, 급전 핀(500)이 하부 베이스 기재(830)를 관통할 때 커플링에 의해 기생 공진이 발생할 수 있으며, 제2 내부 도체(620) 및 제3 내부 도체(630)는 급전 핀(500)이 관통하는 하부 베이스 기재(830)에서 기생 공진을 방지하여 Isolation을 개선할 수 있다.
여기서, 안테나 핀(400)과 기존 안테나(방사 패치(820, 840) 및 급전 핀(500)) 사이의 간섭은 기존 안테나의 영향이 더 크기 때문에, 안테나 핀(400)이 삽입된 제1 관통 홀(861)의 내벽면에만 내부 도체(600)가 배치될 수도 있다.
도 37 및 도 38을 참조하면, 다중 대역 패치 안테나는 제1 급전 핀(510), 제2 급전 핀(520), 제3 급전 핀(530) 및 제4 급전 핀(540)을 포함하여 구성될 수 있다.
제1 급전 핀(510) 및 제2 급전 핀(520)은 상부 방사 패치(820)를 제1 안테나로 동작시키기 위해서 상부 방사 패치(820)를 급전한다. 제1 급전 핀(510) 및 제2 급전 핀(520)은 다중 대역 패치 안테나를 관통한다. 제1 급전 핀(510)의 제1 단부 및 제2 급전 핀(520)의 제1 단부는 다중 대역 패치 안테나를 관통하여 하부 베이스 기재(830)의 하부에 배치된다. 여기서, 제1 급전 핀(510)의 제2 단부 및 제2 급전 핀(520)의 제2 단부에는 제1 급전 핀(510) 및 제2 급전 핀(520)이 하부 베이스 기재(830)의 하부로 빠지는 것을 방지하기 위한 판상의 핀 헤드가 형성될 수 있다.
제1 급전 핀(510) 및 제2 급전 핀(520)은 대략 90도 정도의 각도를 이루도록 배치된다. 즉, 다중 대역 패치 안테나의 상부에서 바라봤을 때, 제1 급전 핀(510) 및 제2 급전 핀(520)은 안테나 핀(400)의 중심과 제1 급전 핀(510)의 중심을 통과하는 제1 직선과 안테나 핀(400)의 중심과 제1 급전 핀(510)의 중심을 통과하는 제2 직선 사이의 각도가 대략 90도 정도를 이루도록 배치된다.
이때, 제2 급전 핀(520)은 안테나 핀(400)을 중심으로 하여 제1 급전 핀(510)에서 반시계방향(CCW)으로 대략 90도 회전한 위치에 배치되거나, 제1 급전 핀(510)에서 시계방향(CW)으로 대략 90도 회전한 위치에 배치될 수도 있다.
이를 위해, 다중 대역 패치 안테나에는 제2관통 홀(862) 및 제3 관통 홀(863)이 형성되며, 제2관통 홀(862)과 제3 관통 홀(863)은 대략 90도 정도의 각도로 위치한다. 즉, 다중 대역 패치 안테나의 상부에서 바라봤을 때, 제2관통 홀(862) 및 제3 관통 홀(863)은 안테나 핀(400)이 관통하는 제1 관통 홀(861)의 중심과 제2관통 홀(862)의 중심을 통과하는 제1 직선과 제1 관통 홀(861)의 중심과 제3 관통 홀(863)의 중심을 통과하는 제2 직선 사이의 각도가 대략 90도 정도를 이루도록 배치된다. 여기서, 제3 관통 홀(863)은 제1 관통 홀(861)을 중심으로 하여 제2관통 홀(862)에서 반시계방향(CCW)으로 대략 90도 회전한 위치에 배치되거나, 제2관통 홀(862)에서 시계방향(CW)으로 대략 90도 회전한 위치에 배치될 수 있다.
제3 급전 핀(530) 및 제4 급전 핀(540)은 하부 방사 패치(840)를 제2 안테나로 동작시키기 위해서 하부 방사 패치(840)를 급전한다. 제3 급전 핀(530) 및 제4 급전 핀(540)은 다중 대역 패치 안테나의 일부(예를 들면, 하부 베이스 기재(830), 하부 방사 패치(840) 및 하부 패치(850))를 관통한다. 제3 급전 핀(530)의 제1 단부 및 제4 급전 핀(540)의 제1 단부는 다중 대역 패치 안테나의 일부를 관통하여 하부 베이스 기재(830)의 하부에 배치되고, 제3 급전 핀(530)의 제2 단부 및 제4 급전 핀(540)의 제2 단부는 상부 베이스 기재(810)의 하면 및 하부 베이스 기재(830)의 상면 사이에 개재된다. 여기서, 제3 급전 핀(530)의 제2 단부 및 제4 급전 핀(540)의 제2 단부에는 제3 급전 핀(530) 및 제4 급전 핀(540)이 하부 베이스 기재(830)의 하부로 빠지는 것을 방지하기 위한 판상의 핀 헤드가 형성될 수 있으며, 이 경우 핀 헤드는 상부 베이스 기재(810)의 하면 및 하부 베이스 기재(830)의 상면 사이에 개재된다.
제3 급전 핀(530) 및 제4 급전 핀(540)은 대략 90도 정도의 각도를 이루도록 배치된다. 즉, 다중 대역 패치 안테나의 상부에서 바라봤을 때, 제3 급전 핀(530) 및 제4 급전 핀(540)은 안테나 핀(400)의 중심과 제3 급전 핀(530)의 중심을 통과하는 제3 직선과 안테나 핀(400)의 중심과 제4 급전 핀(540)의 중심을 통과하는 제4 직선 사이의 각도가 대략 90도 정도를 이루도록 배치된다.
이때, 제4 급전 핀(540)은 안테나 핀(400)을 중심으로 하여 제3 급전 핀(530)에서 반시계방향(CCW)으로 대략 90도 회전한 위치에 배치되거나, 제3 급전 핀(530)에서 시계방향(CW)으로 대략 90도 회전한 위치에 배치될 수도 있다.
이를 위해, 다중 대역 패치 안테나에는 제4 관통 홀(864) 및 제5 관통 홀(865)이 형성되며, 제4 관통 홀(864)과 제5 관통 홀(865)은 대략 90도 정도의 각도로 위치한다. 즉, 다중 대역 패치 안테나의 상부에서 바라봤을 때, 제4 관통 홀(864) 및 제5 관통 홀(865)은 안테나 핀(400)이 관통하는 제1 관통 홀(861)의 중심과 제4 관통 홀(864)의 중심을 통과하는 제3 직선과 제1 관통 홀(861)의 중심과 제5 관통 홀(865)의 중심을 통과하는 제4 직선 사이의 각도가 대략 90도 정도를 이루도록 배치된다. 여기서, 제5 관통 홀(865)은 제1 관통 홀(861)을 중심으로 하여 제4 관통 홀(864)에서 반시계방향(CCW)으로 대략 90도 회전한 위치에 배치되거나, 제4 관통 홀(864)에서 시계방향(CW)으로 대략 90도 회전한 위치에 배치될 수 있다.
한편, 제1 급전 핀(510)은 안테나 핀(400)을 기준으로 제3 급전 핀(530)과 대향되도록 배치된다. 즉, 제1 급전 핀(510)과 제3 급전 핀(530)은 대략 180도 정도의 각도를 갖도록 배치된다. 다중 대역 패치 안테나의 상부에서 바라봤을 때, 제1 급전 핀(510) 및 제3 급전 핀(530)은 안테나 핀(400)과 동일 선상에 배치되며, 안테나 핀(400)을 중심으로 서로 대향되어 배치된다. 다시 말해, 제1 급전 핀(510)의 중심과 안테나 핀(400)의 중심을 통과하는 직선은 제3 급전 핀(530)의 중심을 지나고, 제1 급전 핀(510), 안테나 핀(400), 제3 급전 핀(530)의 순서로 배치된다. 그에 따라, 제1 급전 핀(510) 및 제3 급전 핀(530)은 안테나 핀(400)을 가운데 두고 서로 마주하여 대략 180도 정도의 각도를 이루도록 배치된다.
제2 급전 핀(520)은 안테나 핀(400)을 기준으로 제4 급전 핀(540)과 대향되도록 배치된다. 즉, 제2 급전 핀(520)과 제4 급전 핀(540)은 대략 180도 정도의 각도를 갖도록 배치된다. 다중 대역 패치 안테나의 상부에서 바라봤을 때, 제2 급전 핀(520) 및 제4 급전 핀(540)은 안테나 핀(400)과 동일 선상에 배치되며, 안테나 핀(400)을 중심으로 서로 대향되어 배치된다. 다시 말해, 제2 급전 핀(520)의 중심과 안테나 핀(400)의 중심을 통과하는 직선은 제4 급전 핀(540)의 중심을 지나고, 제2 급전 핀(520), 안테나 핀(400), 제4 급전 핀(540)의 순서로 배치된다. 그에 따라, 제2 급전 핀(520) 및 제4 급전 핀(540)은 안테나 핀(400)을 가운데 두고 서로 마주하여 대략 180도 정도의 각도를 이루도록 배치된다.
제1 관통 홀(861) 내지 제3 관통 홀(863)의 내벽면에는 내부 도체(600)가 형성될 수 있다. 즉, 안테나 핀(400)과 제1 급전 핀(510), 안테나 핀(400)과 제2 급전 핀(520), 안테나 핀(400)과 제3 급전 핀(530), 안테나 핀(400)과 제4 급전 핀(540) 사이의 간섭을 방지하기 위해서 제1 관통 홀(861) 내지 제3 관통 홀(863)의 내벽면에 제1 내부 도체(610), 제2 내부 도체(620) 및 제3 내부 도체(630)가 각각 형성된다.
이때, 제2 내부 도체(620) 및 제3 내부 도체(630)는 상부 베이스 기재(810)에 위치한 영역에는 배치되지 않고, 하부 베이스 기재(830)에 위치한 영역에만 배치되며, 하부 방사 패치(840) 및 하부 패치(850)를 전기적으로 연결한다. 급전 핀(500)이 하부 베이스 기재(830)를 관통할 때 커플링에 의해 기생 공진이 발생할 수 있으며, 제2 내부 도체(620) 및 제3 내부 도체(630)는 급전 핀(500)이 관통하는 하부 베이스 기재(830)에서 기생 공진을 방지하여 Isolation을 개선할 수 있다.
여기서, 안테나 핀(400)과 기존 안테나(방사 패치 및 급전 핀(500)) 사이의 간섭은 기존 안테나의 영향이 더 크기 때문에, 안테나 핀(400)이 삽입된 제1 관통 홀(861)의 내벽면에만 내부 도체(600)가 배치될 수도 있다.
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. 제1 관통 홀 및 제2 관통 홀이 형성된 베이스 기재;
    상기 베이스 기재의 상면에 배치된 상부 패치;
    상기 베이스 기재의 하면에 배치된 하부 패치;
    상기 제1 관통 홀의 내벽면에 배치되어 상기 상부 패치 및 상기 하부 패치를 전기적으로 연결하는 내부 도체;
    상기 제1 관통 홀을 관통하고, 단부가 상기 베이스 기재의 상부에 배치된 안테나 핀; 및
    상기 제2 관통 홀을 관통하는 제1 급전 핀을 포함하는 다중 대역 패치 안테나.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 핀은 상기 베이스 기재의 중심축을 관통하는 다중 대역 패치 안테나.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 중심축은 상기 베이스 기재의 상면 중심점과 상기 베이스 기재의 하면 중심점을 연결한 선상에 배치된 가상의 축인 다중 대역 패치 안테나.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 관통 홀은 상기 베이스 기재의 중심축을 관통하고, 상기 제2 관통 홀은 상기 베이스 기재의 중심축과 이격된 위치에서 상기 베이스 기재를 관통하는 다중 대역 패치 안테나.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 내부 도체는 상기 제1 관통 홀의 내벽면을 따라 형성되어 상기 안테나 핀이 관통하는 홀을 형성하고,
    상기 안테나 핀은 상기 내부 도체와 이격된 다중 대역 패치 안테나.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 핀은 상기 제1 관통 홀의 내부에 배치된 영역에 절연층이 형성된 다중 대역 패치 안테나.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 기재의 상부로 노출된 상기 안테나 핀의 길이는 10mm 이상인 다중 대역 패치 안테나.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 핀은 상기 베이스 기재의 상부로 노출된 부분에 하나 이상의 굴곡이 형성된 다중 대역 패치 안테나.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 핀은 상기 베이스 기재의 상부로 노출된 단부가 상기 베이스 기재의 중심축과 이격된 위치에 배치된 다중 대역 패치 안테나.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 기재의 상부에 배치된 금속 플레이트를 더 포함하고,
    상기 금속 플레이트는 상기 베이스 기재의 상부로 노출된 상기 안테나 핀의 단부와 결합된 다중 대역 패치 안테나.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 안테나 핀의 단부는 상기 금속 플레이트의 중심축과 이격된 위치에 결합된 다중 대역 패치 안테나.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 금속 플레이트는 상면, 하면 및 측면을 갖는 평판 형상이고,
    상기 안테나 핀의 단부는 상기 금속 플레이트의 측면에 결합된 다중 대역 패치 안테나.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 기재를 관통하는 제2 급전 핀을 더 포함하고,
    상기 제1 급전 핀과 상기 안테나 핀의 중심점을 잇는 가상선과 상기 제2급전점 및 상기 안테나 핀의 중심점들 잇는 가상선이 교차하여 90도의 설정각도로 형성된 다중 대역 패치 안테나.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 안테나 핀을 중심으로 상기 제1 급전 핀과 대향 배치되어 상기 베이스 기재를 관통하는 제3 급전 핀; 및
    상기 안테나 핀을 중심으로 상기 제2 급전 핀과 대향 배치되어 상기 베이스 기재를 관통하는 제4 급전 핀을 더 포함하고,
    상기 제1 급전 핀과 상기 안테나 핀의 중심점을 잇는 가상선과 상기 제3급전 핀 및 상기 안테나 핀의 중심점을 잇는 가상선이 교차하여 180도의 설정각도로 형성되고, 상기 제1 급전 핀과 상기 안테나 핀의 중심점을 잇는 가상선과 상기 제4급전 핀 및 상기 안테나 핀의 중심점을 잇는 가상선이 교차하여 270도의 설정각도로 형성된 다중 대역 패치 안테나.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 기재 및 상기 하부 패치 사이에 개재된 다른 베이스 기재; 및
    상기 베이스 기재의 하면 및 상기 다른 베이스 기재의 상면 사이에 개재된 방사 패치를 더 포함하고,
    상기 제1 관통 홀 및 상기 제2 관통 홀은 상기 베이스 기재 및 상기 다른 베이스 기재를 관통하는 다중 대역 패치 안테나.
  16. 제16항에 있어서,
    상기 제1 급전 핀과 상기 안테나 핀의 중심점을 잇는 가상의 직선 상에 배치되어 상기 베이스 기재 및 상기 다른 베이스 기재를 관통하는 제2 급전 핀을 더 포함하고,
    상기 제1 급전 핀과 상기 안테나 핀의 중심점을 잇는 가상 직선과 상기 제2급전점 및 상기 안테나 핀의 중심점들 잇는 가상 직선이 교차하여 90도의 설정각도로 형성된 다중 대역 패치 안테나.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 안테나 핀을 중심으로 상기 제1 급전 핀과 대향 배치되어 상기 베이스 기재 및 상기 다른 베이스 기재를 관통하는 제3 급전 핀; 및
    상기 안테나 핀을 중심으로 상기 제2 급전 핀과 대향 배치되어 상기 베이스 기재 및 상기 다른 베이스 기재를 관통하는 제4 급전 핀을 더 포함하고,
    상기 제1 급전 핀과 상기 안테나 핀의 중심점을 잇는 가상선과 상기 제3급전 핀 및 상기 안테나 핀의 중심점을 잇는 가상선이 교차하여 180도의 설정각도로 형성되고, 상기 제1 급전 핀과 상기 안테나 핀의 중심점을 잇는 가상선과 상기 제4급전 핀 및 상기 안테나 핀의 중심점을 잇는 가상선이 교차하여 270도의 설정각도로 형성된 다중 대역 패치 안테나.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제1 급전 핀과 상기 안테나 핀의 중심점을 잇는 가상의 직선 상에 배치되어 상기 다른 베이스 기재를 관통하는 제2 급전 핀을 더 포함하고,
    상기 제1 급전 핀과 상기 안테나 핀의 중심점을 잇는 가상 직선과 상기 제2급전점 및 상기 안테나 핀의 중심점들 잇는 가상 직선이 교차하여 180도의 설정각도로 형성된 다중 대역 패치 안테나.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 급전 핀 및 상기 제2 급전 핀과 이격되어 상기 베이스 기재 및 상기 다른 베이스 기재를 관통하는 제3 급전 핀; 및
    상기 제1 급전 핀 및 상기 제2 급전 핀과 이격되고, 상기 안테나 핀을 중심으로 상기 제3 급전 핀과 대향 배치되어 상기 다른 베이스 기재를 관통하는 제4 급전 핀을 더 포함하고,
    상기 제3 급전 핀과 상기 안테나 핀의 중심점을 잇는 가상선과 상기 제4급전 핀 및 상기 안테나 핀의 중심점을 잇는 가상선이 교차하여 180도의 설정각도로 형성된 다중 대역 패치 안테나.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제1 급전 핀과 상기 안테나 핀의 중심점을 잇는 가상선과 상기 제3 급전 핀 및 상기 안테나 핀의 중심점을 잇는 가상선이 교차하여 90도의 설정각도로 형성되고,
    상기 제2 급전 핀과 상기 안테나 핀의 중심점을 잇는 가상선과 상기 제4 급전 핀 및 상기 안테나 핀의 중심점을 잇는 가상선이 교차하여 90도의 설정각도로 형성된 다중 대역 패치 안테나.
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