[go: up one dir, main page]

KR100991966B1 - 전방향성 초광대역 안테나 - Google Patents

전방향성 초광대역 안테나 Download PDF

Info

Publication number
KR100991966B1
KR100991966B1 KR1020080046700A KR20080046700A KR100991966B1 KR 100991966 B1 KR100991966 B1 KR 100991966B1 KR 1020080046700 A KR1020080046700 A KR 1020080046700A KR 20080046700 A KR20080046700 A KR 20080046700A KR 100991966 B1 KR100991966 B1 KR 100991966B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
radiator
substrate
impedance matching
frequency impedance
ultra
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020080046700A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090120749A (ko
Inventor
유병훈
성원모
최재훈
이영기
김정표
홍석진
Original Assignee
주식회사 이엠따블유
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 이엠따블유 filed Critical 주식회사 이엠따블유
Priority to KR1020080046700A priority Critical patent/KR100991966B1/ko
Publication of KR20090120749A publication Critical patent/KR20090120749A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100991966B1 publication Critical patent/KR100991966B1/ko
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/20Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements characterised by the operating wavebands
    • H01Q5/25Ultra-wideband [UWB] systems, e.g. multiple resonance systems; Pulse systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2283Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles mounted in or on the surface of a semiconductor substrate as a chip-type antenna or integrated with other components into an IC package
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0414Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

휴대기기 등에 사용되는 내장형 안테나에 있어서, 전방향 방사 패턴을 가지는 전방향성 초광대역 내장형 안테나가 제시된다. 본 발명에 따른 전방향성 초광대역 내장형 안테나는 제1 기판, 제1 기판에 적층된 제2 기판, 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치된 제1 방사체, 제1 방사체가 위치한 제2 기판상 면에 대향된 제2 기판상 면에 배치된 제2 방사체, 제1 방사체와 제2 방사체를 연결하는 관통구멍(via-hole)을 포함하며, 제1 방사체와 제2 방사체는 관통구멍에 의해 대칭적으로 연결되어 바이-암(bi-arm) 구조를 형성하고 있으며, 제1 방사체와 제2 방사체는 각각 L 형상의 저주파 임피던스 매칭 패치 및 계단 형상의 고주파 임피던스 매칭 패지를 포함하고 있다. 이러한 구조의 전방향 초광대역 내장형 안테나를 사용함으로써, 휴대기기 및 모바일에서 초고속 데이터의 송수신을 가능하게 하는 전방향성 특성을 가질 뿐 아니라, 반사손실 특성, 정재파비 특성, 군지연 특성, 방사패턴 특성, 및 안테나의 이득을 극대화하는 효과가 있다.
기판, 방사체, 전방향성, 초광대역, 안테나.

Description

전방향성 초광대역 안테나 {Omni-directional Ultra Wide Band Antenna}
본 발명은 전방향성 초광대역 안테나에 관한 것으로, 구체적으로 휴대기기 및 모바일에서 초고속 데이터의 송수신을 위해서 전방향성 방사 특성을 가지는 초광대역 안테나에 관한 것이다.
초광대역(Ultra Wide Band; UWB) 시스템은 기존 무선국 운용에 간섭을 주지 않을 정도로 극히 낮은 출력과 500MHz의 초광대역 주파수를 이용하여 10m 이내 근거리에서 수백 Mbps의 초고속 정보 전송이 가능한 무선 시스템으로, 향후 디지털 홈네트워크의 핵심기술로 주목받고 있다. 특히 초광대역 시스템은 극히 짧은 펄스를 이용하여 신호를 광범위한 대역으로 확산시켜 데이터 전송이 빠르기 때문에, 대용량 정보를 고속으로 전송할 수 있다.
이러한 초광대역 시스템은 미국 국방부가 1960년대에 처음 군사적 목적으로 개발한 무선 통신 방식으로 넓은 주파수 대역을 가지며, 낮은 사용전력과 빠른 전송 속도, CDMA의 백색 잡음(White Noise)보다 낮은 수준의 스펙트럼을 형성하기 때문에 신호의 감청이나 차단이 어렵고, 보안 유지에 적합하다. 그런데, 상기 초광대역 시스템은 기존의 통신 시스템과는 달리 펄스를 가지고 통신을 수행하게 된다. 최근 이런 초광대역 시스템의 특징 때문에 차세대 무선 데이터 통신이 주목받고 있으며, 세계적으로도 많은 연구가 진행되고 있다.
상기 초광대역 시스템의 많은 장점들은 10m 정도의 근거리에 있는 PC, TV, PDA, DVD, 디지털 카메라, 프린트 등을 연결하는 개인 통신망이나 홈네트워크, 위치 추적 시스템, 자동차의 충돌 방지 시스템, 의료 기기 등에 폭넓게 사용될 수 있을 것으로 예상된다.
이러한 초광대역 통신 시스템 개발의 중요한 요소 가운데 한 가지가 초광대역 안테나의 개발이다. 즉, 초광대역 안테나는 현재 초고속 통신, 높은 전송량, 장애물투과 특성 우수, 간단한 송수신기 구조, 낮은 전송 전력 등의 많은 장점을 가지고 있어서 가장 많은 주목을 받고 있는 초광대역 통신 시스템을 구현하는데 사용되는 핵심 수동 부품이다.
특히, 초광대역 안테나는 이동성을 보장하기 위해서 그 크기가 작아야 하며, 제작하기 쉽고 저렴해야 한다. 그리고, 주파수에 독립적으로 임피던스가 일정한 값을 갖는 구조를 가지고, 펄스 신호의 왜곡이 적은 것이어야 한다. 그러나, 현재 제공되는 초광대역 안테나는 단순히 반사 손실의 특성을 만족시키는 것으로 구현되고 있어서, 휴대기기 및 모바일에서 초고속 데이터의 송수신을 위한 전방향성 방사 패턴 특성을 가지지 못한다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 초고속 데이터의 송수신을 위한 전방향성 방사 패턴 특성을 가지는 전방향성 초광대역 안테나를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 반사 손실 특성뿐만 아니라, 정재파비 특성, 군지연 특성, 안테나를 이득을 모두 만족시킬 수 있는 전방향성 초광대역 안테나를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 경량화, 소형화에 적합한 전방향성 초광대역 안테나를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 전방향성 초광대역 안테나는 제1 기판 및 제1 기판에 적층된 제2 기판으로 이루어진 기판부, 제1 기판과 제2 기판의 일면 사이에 배치된 제1 방사체 및 제2 기판의 타면에 배치된 제2 방사체를 구비한 방사부, 및 제1 방사체 및 제2 방사체를 연결하는 연결부를 포함하며, 제2 기판의 일면과, 제2 기판을 뒤집어서 본 제2 기판의 타면의 배치가 동일하도록 제1 방사체와 제2 방사체가 대응되는 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전방향성 초광대역 안테나의 제1 기판 및 제2 기판은 각각 저주파 임피던스 매칭 패치 및 고주파 임피던스 매칭 패치를 포함하고 있으며, 저주파 임피던스 매칭 패치는 L 형상이며, 고주파 임피던스 매칭 패치는 사각 형상이다. 또한, 고주파 임피던스 매칭 패치는 계단 형상일 수 있다.
제1 기판의 저주파 임피던스 매칭 패치 및 제2 기판의 저주파 임피던스 매칭 패치가 연결부에 의해 연결되어 있다. 그리고, 제1 기판의 고주파 임피던스 매칭 패치가 제2 기판의 저주파 임피던스 매칭 패치와, 제2 기판의 고주파 임피던스 매칭 패치가 제1 기판의 저주파 임피던스 매칭 패치와 각각 연결부에 의해 연결되어 있다.
바람직하게, 연결부는 제1 방사체의 저주파 임피던스 매칭 패치에 형성된 제1 관통구멍(via-hole) 및 제2 관통구멍, 제1 방사체의 고주파 임피던스 매칭 패치에 형성된 제3 관통구멍, 제2 방사체의 저주파 임피던스 매칭 패치에 형성된 제4 관통구멍 및 제5 관통구멍, 및 제2 방사체의 고주파 임피던스 매칭 패치에 형성된 제6 관통구멍을 포함한다. 이때, 제1 관통구멍은 제4관통구멍과, 제2 관통구멍은 제6 관통구멍과, 제3 관통구멍은 제5 관통구멍과 각각 연결되는 것이 바람직하다.
바람직하게, 본 발명에 따른 전방향성 초광대역 안테나의 제1 기판은 유전율이 4.0 내지 4.8 사이인 FR4 기판이고, 제2 기판은 제1 기판보다 두꺼운 FR4 기판이다.
제2 기판 및 방사부는 상기 제1 기판의 일 측에 돌출되어 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 전방향성 초광대역 안테나에 의하면, 전방향성 방사 패턴 특성을 가질 수 있어서 휴대기기 및 모바일에서 초고속 데이터의 송수신을 용이하게 구현해 낼 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 전방향성 초광대역 안테나에 의하면, 앞으로의 유비쿼터스의 상용화에 따른 휴대기기의 안테나에 적용할 수 있는 만족할 만한 방사 손실 특성, 정재파비 특성, 군지연 특성, 안테나의 방사패턴 및 안테나의 이득을 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 전방향성 초광대역 안테나는 크기가 작게 제작되므로, 안테나의 경량화 및 소형화를 구현할 수 있는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 전방향성 초광대역 안테나의 정면도이며, 방사부(200)를 파선으로 도시하였다. 그리고, 도 1b는 본 발명에 따른 전방향성 초광대역 안테나의 측면도이고, 도 1c는 본 발명에 따른 제1 방사체의 정면도이며, 도 1d는 제2 방사체의 정면도이다.
본 발명의 전방향성 초광대역 안테나(10)는 제1 기판(110) 및 제1 기판(110)에 적층되는 제2 기판(120)으로 이루어진 기판부(100), 제2 기판(120)의 전면에 배치되는 제1 방사체(210) 및 제2 기판(120)의 후면에 배치되는 제2 방사체(220)를 포함하는 방사부(200), 및 제1 방사체(210)와 제2 방사체(220)를 연결하는 연결 부(300)를 포함한다.
본 발명의 제1 방사체(210)와 제2 방사체(220)는 연결부(300)에 의해 제2 기판(120)을 사이에 두고 대칭적으로 연결되어 있는 바이-암(bi-arm)구조를 형성하고 있다. 즉, 제2 기판(120)을 중심으로 제1 방사체(210)와 제2 방사체(220)가 대칭적으로 연결되어 있으므로, 이러한 바이-암 구조에 의하여 본 발명의 전방향성 초광대역 안테나(10)는 전방향성(omni-directional) 방사 패턴 특성을 가지게 된다. 제1 방사체(210)와 제2 방사체(220)의 대칭적인 연결에 대한 상세한 설명은 이후에 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 상술하기로 한다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 제1 기판(110)은 유전율이 4.0 내지 4.8 사이인, 바람직하게는 유전율이 4.4인 FR4 기판이다. 제2 기판(120)이 제1 기판(110)보다 두께가 두꺼운 FR4 기판이다. FR4 기판이란 글라스(glass) 기재 에폭시(epoxy) 수지 적층 기판이다. 바람직하게, 제1 기판(110)의 두께는 0.4mm이고, 제2 기판(120)의 두께는 1mm로 형성된다.
도 2a는 본 발명에 따른 전방향성 초광대역 안테나의 제1 기판이 확장부를 구비한 모습을 도시한 정면도이고, 도 2b는 이러한 확장부를 제거한 모습을 도시한 정면도이다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전방향성 초광대역 안테나(10)는 제1 기판(110)의 확장부(112)를 제거한 형상을 가진다. 즉, 제2 기판(120)과 방사부(200)는 제1 기판(110)의 일 측에서 돌출되어 형성되어 있다. 도 2a는 제1 기판(110)의 확장부(112)가 제거된 경우 본 발명의 전방향성 초광대역 안테나(10) 특 성들의 변화를 비교적으로 설명하기 위해 도시하였다.
도 2a에 도시된 바와 같이 제1 기판(110)이 확장부(112)를 구비한 상태에서 측정된 안테나 특성들과 도 2b에 도시된 바와 같이 확장부(112)를 제거한 상태에서 측정된 안테나 특성들을 비교하면, UWB(초광대역) 대역의 저주파 영역에서의 임피던스 정합은 다소 만족시키지 못하지만 저주파 영역을 제외한 다른 영역에서의 패턴은 향상된다. 다시 말해서, 확장부(112)를 제거했을 때, 반사 손실 특성, 정재파비 특성 및 방사 패턴 특성이 저주파 영역을 제외한 나머지 영역에서는 향상된다.
도 3a는 본 발명에 따른 방사체를 설명하기 위한 개략도이고, 도 3b는 방사체의 저주파 임피던스 매칭 패치의 개략도이며, 도 3c는 방사체의 저주파 임피던스 매칭 패치 및 사각 형상 고주파 임피던스 매칭 패치의 개략도이고, 도 3d는 방사세의 저주파 임피던스 매칭 패치 및 고주파 임피던스 매칭 패치의 위상차를 설명하기 위한 개략도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 방사부(200)의 제1 방사체(210)는 저주파 임피던스 매칭 패치(212) 및 계단 형상 고주파 임피던스 매칭 패치(216)를 가지고, 제2 방사체(220)는 저주파 임피던스 매칭 패치(222) 및 계단 형상 고주파 임피던스 매칭 패치(226)를 가진다.
도 3b는 본 발명의 저주파 임피던스 매칭 패치(212, 222)를 설명하기 위해 도시된 것으로, 노치(218, 228)가 함께 도시되어 있다. 저주파 임피던스 매칭 패치(212, 222) 각각은 L 형상을 가진다. 즉, 저주파 임피던스 매칭 패치(212, 222) 의 일 측에 노치(218, 228)를 형성함으로써, 이러한 L 형상을 가지게 된다. 노치(218, 228)를 삽입함으로써 저주파 임피던스 정합이 이루어지는 효과가 있다.
도 3c는 도 3b에 도시된 저주파 임피던스 매칭 패치(212, 222)에 사각 형상의 고주파 임피던스 매칭 패치(214, 224)를 삽입한 방사부(200)를 도시한다. 도 3b에 도시된 저주파 임피던스 매칭 패치(212, 222)만을 구비하였을 때에는 제1 방사체(210)와 제2 방사체(220)의 바이-암 구조의 위상차는 180°가 된다. 그런데, 도 3c에 도시된 바와 같이 사각 형상의 고주파 임피던스 매칭 패치(214, 224)를 삽입함으로써 제1 방사체(210)와 제2 방사체(220)의 바이-암 구조의 위상차는 360°로 바뀌게 되고, 이에 의해 임피던스 매칭이 광대역 효과를 가지게 된다.
도 3a는 도 3b에 도시된 사각 형상의 고주파 임피던스 매칭 패치(214, 224) 대신에 계단 형상의 고주파 임피던스 매칭 패치(216, 226)를 삽입한 방사부(200)를 도시한다. 계단 형상의 고주파 임피던스 매칭 패치(216, 226)를 삽입함으로써, 사각 형상의 고주파 임피던스 매칭 패치(214, 224)를 삽입하였을 때와 마찬가지로 광대역 정합의 결과를 가지는 360°의 바이-암 구조를 유지하게 된다. 이와 더불어, 계단 형상의 고주파 임피던스 매칭 패치(216, 226)는 사각 형상의 고주파 임피던스 매칭 패치(214, 224)보다 더욱 향상된 반사 손실 특성, 정재파비 특성 및 방사 패턴 특성을 구현한다. 도 3d는 본 발명의 전방향성 초광대역 안테나(10)의 360°의 위상차를 가지는 패치 구조를 간략하게 도시한다.
이하에서는, 도 1c, 도 1d 및 도 3a를 참조하여, 본 발명의 연결부(300)를 설명한다.
본 발명의 연결부(300)는 제1 방사체(210)의 저주파 임피던스 매칭 패치(212)에 형성된 제1 관통구멍(via-hole; 310), 제1 방사체(210)의 저주파 임피던스 매칭 패치(212)에 형성된 제2 관통구멍(320), 제1 방사체(210)의 고주파 임피던스 매칭 패치(216)에 형성된 제3 관통구멍(330), 제2 방사체(220)의 저주파 임피던스 매칭 패치(222)에 형성된 제4 관통구멍(340), 제2 방사체(220)의 저주파 임피던스 매칭 패치(222)에 형성된 제5 관통구멍(350) 및 제2 방사체(220)의 고주파 임피던스 매칭 패치(226)에 형성된 제6 관통구멍(360)을 포함한다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 방사체(210)의 저주파 임피던스 매칭 패치(212)와 제2 방사체(220)의 저주파 임피던스 매칭 패치(222)는 제1 관통구멍(310)과 제4 관통구멍(340)을 통해 연결된다. 제1 방사체(210)의 저주파 임피던스 매칭 패치(212)와 제2 방사체(220)의 고주파 임피던스 매칭 패치(226)는 제2 관통구멍(320)과 제6 관통구멍(360)을 통해서 연결된다. 마찬가지로, 제1 방사체(210)의 고주파 임피던스 매칭 패치(216)와 제2 방사체의 저주파 임피던스 매칭 패치(222)는 제3 관통구멍(330)과 제5 관통구멍(350)을 통해서 연결된다. 이러한 관통구멍(310, 320, 330, 340, 350, 360)들에 의해 제1 방사체(210)와 제2 방사체(220) 양쪽은 바이-암 구조로 연결된다.
지금까지 상술한 바와 같이, 본 발명의 전방향성 초광대역 안테나(10)는 UWB 대역의 저주파 임피던스 매칭을 위해서 제2 기판(120)의 전면과 후면에 L 형상의 저주파 임피던스 매칭 패치(212, 222)를 관통구멍(310, 340)을 이용하여 바이-암 구조로 연결하는 방사부(200)를 구성하였다. 고주파 임피던스 매칭을 위해서는, L 형상의 저주파 임피던스 매칭 패치(212, 222)에 관통구멍(320, 330, 350, 360)을 이용하여 사각 형상 또는 계단 형상의 고주파 임피던스 매칭 패치(214, 224, 216, 226)를 연결하여 360°의 위상차를 가지는 바이-암 구조의 방사부(200)를 구성하였다. 본 발명에 따른 바이-암 구조의 방사부(200)를 형성함으로써, 전방향성 초광대역 안테나(10)는 전방향성 방사 패턴 특성을 구현할 수 있다.
도 4 내지 도 8은 본 발명에 따른 전방향성 초광대역 안테나(10)에 의한 성능 특성을 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 전방향성 초광대역 안테나(10)의 반사 손실 특성을 나타내는 그래프이다. 도 4에 도시된 바와 같이, UWB 전 대역에서 10dB 이하의 만족할만한 반사 손실 특성을 가짐을 알 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 전방향성 초광대역 안테나(10)의 정재파비 특성을 나타내는 그래프이다. 세로축인 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)은 회로나 시스템에 입력된 에너지의 반사량을 나타내는 지표로서 정재파가 얼마나 큰가를 나타낸다. VSWR 특성이 2 미만이어야 만족할 만한 성능을 가지는데, 본 발명에 따른 전방향성 초광대역 안테나(10)는 UWB 대역(3.1 GHz ~ 10.6 GHz)에서 이를 모두 만족함을 알 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 전방향성 초광대역 안테나(10)의 군 지연 특성을 나타내는 그래프이다. 군 지연(Group Delay) 특성이란 입력에 대한 출력 신호의 각 주파수가 어느 정도 지연되는가를 나타내는 것으로서, 0.8 nsec 이하의 성능을 만족하도록 제작되어야 한다. 도 6에서 알 수 있듯이, 본 발명의 전방향성 초광대역 안테나(10)는 0.78 nsec의 군 지연 특성을 나타내므로 만족할만한 군 지연 특성을 구현함을 알 수 있다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 전방향성 초광대역 안테나(10)의 각 주파수별 방사 패턴 특성을 나타내는 그래프이다. 본 발명의 전방향성 초광대역 안테나(10)는 UWB 대역에서 전방향성을 나타냈으며, Co-pol(주편파)과 Cross-pol(주편파에 수직한 편파)의 합에서 최대값과 최소값이 5dB 이내로 만족할 만한 성능을 나타내었다.
도 8은 본 발명에 따른 전방향성 초광대역 안테나(10)의 게인 특성을 나타내는 그래프이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 0dB 이상인 성능 규격을 만족시키는 0.57dB 이상의 이득이 나타났으며, 이득 변화량도 3.61dB로 만족할 만한 성능을 나타내었다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 명세서 내에 포함되어 있음.
도 1a는 본 발명에 따른 전방향성 초광대역 안테나의 정면도이고, 도 1b는 본 발명에 따른 전방향성 초광대역 안테나의 측면도이다;
도 1c 및 1d는 본 발명에 따른 제1 방사체의 정면도이다;
도 2a는 본 발명에 따른 전방향성 초광대역 안테나의 제1 기판이 확장부를 구비한 모습을 도시한 정면도이고, 도 2b는 이러한 확장부를 제거한 모습을 도시한 정면도이다;
도 3a는 본 발명에 따른 방사체를 설명하기 위한 개략도이다;
도 3b는 방사체의 저주파 임피던스 매칭 패치의 개략도이다;
도 3c는 방사체의 저주파 임피던스 매칭 패치 및 사각 형상 고주파 임피던스 매칭 패치의 개략도이다;
도 3d는 방사세의 저주파 임피던스 매칭 패치 및 고주파 임피던스 매칭 패치의 위상차를 설명하기 위한 패치 구조의 개략도이다;
도 4는 본 발명에 따른 전방향성 초광대역 안테나의 반사손실 특성을 나타내는 그래프이다;
도 5는 본 발명에 따른 전방향성 초광대역 안테나의 정재파비 특성을 나타내는 그래프이다;
도 6은 본 발명에 따른 전방향성 초광대역 안테나의 군 지연 특성을 나타내는 그래프이다;
도 7a는 3.5 GHz 및 4.5 GHz에서의 본 발명에 따른 전방향 초광대역 안테나 의 방사 패턴 특성을 나타낸 그래프이다;
도 7ba는 5.5 GHz 및 6 GHz에서의 본 발명에 따른 전방향 초광대역 안테나의 방사 패턴 특성을 나타낸 그래프이다;
도 7c는 7.5 GHz 및 8.5 GHz에서의 본 발명에 따른 전방향 초광대역 안테나의 방사 패턴 특성을 나타낸 그래프이다;
도 7d는 9.5 GHz 및 10.5 GHz에서의 본 발명에 따른 전방향 초광대역 안테나의 방사 패턴 특성을 나타낸 그래프이다;
도 8은 본 발명에 따른 전방향성 초광대역 안테나의 게인 특성을 나타내는 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 전방향성 초광대역 안테나 100 : 기판부
110 : 제1 기판 112 : 제1 기판 확장부
120 : 제2 기판 200 : 방사부
210 : 제1 방사체 220 : 제2 방사체
212, 222 : 저주파 임피던스 매칭 패치
214, 224 : 사각 형상 고주파 임피던스 매칭 패치
216, 226 : 계단 형상 고주파 임피던스 매칭 패치
218, 228 : 저주파 임피던스 매칭 패치의 노치
300 : 연결부 310 : 제1 관통구멍
320 : 제2 관통구멍 330 : 제3 관통구멍
340 : 제4 관통구멍 350 : 제5 관통구멍
360 : 제6 관통구멍

Claims (12)

  1. 제1 기판 및 상기 제1 기판에 적층된 제2 기판으로 이루어진 기판부;
    상기 제1 기판과 상기 제2기판의 일면 사이에 배치되며 패치가 형성된 제1 방사체 및 상기 제2 기판의 타면에 배치되며 패치가 형성된 제2 방사체를 구비한 방사부; 및
    상기 제1 방사체 및 상기 제2 방사체를 연결하는 연결부;
    를 포함하며, 상기 제2 기판의 일면과 상기 제2 기판을 뒤집어서 본 제2 기판의 타면의 배치가 동일하도록 상기 제1 방사체와 상기 제2 방사체가 대응되는 위치에 형성되며,
    상기 패치는 저주파 임피던스 매칭 패치 및 고주파 임피던스 매칭 패치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전방향성 초광대역 안테나.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 저주파 임피던스 매칭 패치는 L 형상인 것을 특징으로 하는 전방향성 초광대역 안테나.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고주파 임피던스 매칭 패치는 사각 형상인 것을 특징으로 하는 전방향성 초광대역 안테나.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 고주파 임피던스 매칭 패치는 계단 형상인 것을 특징으로 하는 전방향성 초광대역 안테나.
  6. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 방사체의 저주파 임피던스 매칭 패치 및 상기 제2 방사체의 저주파 임피던스 매칭 패치가 연결부에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 전방향성 초광대역 안테나.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 방사체의 고주파 임피던스 매칭 패치는 상기 제2 방사체의 저주파 임피던스 매칭 패치와, 상기 제2 방사체의 고주파 임피던스 매칭 패치는 상기 제1 방사체의 저주파 임피던스 매칭 패치와 각각 연결부에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 전방향성 초광대역 안테나.
  8. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 제1 방사체의 저주파 임피던스 매칭 패치에 형성된 제1 관통구멍(via-hole) 및 제2 관통구멍, 상기 제1 방사체의 고주파 임피던스 매칭 패치에 형성된 제3 관통구멍, 상기 제2 방사체의 저주파 임피던스 매칭 패치에 형성된 제4 관통구멍 및 제5 관통구멍, 및 상기 제2 방사체의 고주파 임피던스 매칭 패치에 형성된 제6 관통구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 전방향성 초광대역 안테나.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 관통구멍은 제4관통구멍과, 상기 제2 관통구멍은 제6 관통구멍과, 상기 제3 관통구멍은 제5 관통구멍과 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 전방향성 초광대역 안테나.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 기판은 유전율이 4.0 내지 4.8 사이인 FR4 기판(글라스 기재 에폭시 수지 적층 기판)인 것을 특징으로 하는 전방향성 초광대역 안테나.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 기판은 상기 제1 기판보다 두꺼운 FR4 기판인 것을 특징으로 하는 전방향성 초광대역 안테나.
  12. 제 1 항, 제 10 항 또는 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 기판 및 상기 방사부는 상기 제1 기판의 일측에 돌출되어 형성된 것을 특징으로 하는 전방향성 초광대역 안테나.
KR1020080046700A 2008-05-20 2008-05-20 전방향성 초광대역 안테나 Expired - Fee Related KR100991966B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080046700A KR100991966B1 (ko) 2008-05-20 2008-05-20 전방향성 초광대역 안테나

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080046700A KR100991966B1 (ko) 2008-05-20 2008-05-20 전방향성 초광대역 안테나

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090120749A KR20090120749A (ko) 2009-11-25
KR100991966B1 true KR100991966B1 (ko) 2010-11-04

Family

ID=41603945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080046700A Expired - Fee Related KR100991966B1 (ko) 2008-05-20 2008-05-20 전방향성 초광대역 안테나

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100991966B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9647346B2 (en) 2014-10-02 2017-05-09 Electronics And Telecommunications Research Institute Omnidirectional antenna

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220166943A (ko) * 2021-06-11 2022-12-20 엘지이노텍 주식회사 안테나 모듈

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100800100B1 (ko) * 2004-04-09 2008-01-31 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤 다주파공용 안테나

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100800100B1 (ko) * 2004-04-09 2008-01-31 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤 다주파공용 안테나

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9647346B2 (en) 2014-10-02 2017-05-09 Electronics And Telecommunications Research Institute Omnidirectional antenna

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090120749A (ko) 2009-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4390651B2 (ja) UWB(Ultra−WideBand)通信用アンテナ
US8115681B2 (en) Ultra-wideband antenna having a band notch characteristic
US7158089B2 (en) Compact antennas for ultra wide band applications
US20090174608A1 (en) Non-dispersive uwb antenna apparatus using multi-resonance, and method for manufacturing the same
Alam et al. Reconfigurable band‐rejection antenna for ultra‐wideband applications
CN102110899A (zh) 一种集成滤波器的超宽带天线
CN201975513U (zh) 一种集成滤波器的超宽带天线
Mokhtaari et al. Directional ultra-wideband antennas in planar technologies
Awan et al. Super wide band miniaturized patch antenna design for 5G communications
CN104681965A (zh) 一种阻带陡峭的双阻带uwb天线
CN202333130U (zh) 环形多陷波超宽带天线
Sharbati et al. A planar UWB antenna with switchable single/double band-rejection characteristics
KR100991966B1 (ko) 전방향성 초광대역 안테나
Ramanujam et al. Design of miniaturized dual‐band filtering antenna with improved selectivity utilizing square complementary split ring resonator for 5G MM‐wave automobile applications
US20070164919A1 (en) Wideband chip antenna
KR101052903B1 (ko) 소형 초광대역 안테나
KR100643478B1 (ko) 대역 저지 특성을 갖는 초광대역 안테나
Soni et al. Efficient design of micro strip patch antenna for the ultra wideband (UWB) Applications
KR100787831B1 (ko) 초광대역용 안테나
Kiani et al. Oblique incidence performance of an active square loop frequency selective surface
Lee et al. A novel UWB antenna using PI-shaped matching stub for UWB applications
US7439912B2 (en) Ultra-wideband antenna
Akbari et al. Comparison between circularly-polarized hybrid DR/conical horn and hybrid DR/spherical lens antennas in millimeter wave
TWI478440B (zh) 超寬頻天線及應用該超寬頻天線之無線通訊裝置
CN212783798U (zh) 一种基于陷波结构的单面板uwb天线

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20080520

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20100225

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20100827

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20101029

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20101029

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131029

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20131029

Start annual number: 4

End annual number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141020

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20141020

Start annual number: 5

End annual number: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151022

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20151022

Start annual number: 6

End annual number: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161024

Year of fee payment: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20161024

Start annual number: 7

End annual number: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171012

Year of fee payment: 8

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20171012

Start annual number: 8

End annual number: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181002

Year of fee payment: 9

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20181002

Start annual number: 9

End annual number: 9

PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20200809