KR101105443B1 - Ceramic Patch Antenna for GPS - Google Patents
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Abstract
유전율 45인 세라믹 유전체를 이용하여 원활한 원형편파(circular polarization)을 형성시키는 GPS(Global Positioning System)용 세라믹 패치 안테나가 개시된다.Disclosed is a ceramic patch antenna for a global positioning system (GPS) that forms a smooth circular polarization using a ceramic dielectric having a dielectric constant of 45.
개시된 GPS용 세라믹 패치 안테나는, 소정 크기의 접지면과; 상기 접지면 위에 형성되는 기판과; 상기 기판상에 형성되며, 원형 편파를 위해 일부 모서리에 길이편차가 형성되고 피드를 구비한 세라믹 유전체 패치와; 상기 세라믹 유전체 패치에 형성되며, 추가적인 대각선 길이편차를 형성하여 원형 편파를 형성시키는 슬롯을 포함하여 GPS용 세라믹 패치 안테나를 구현함으로써, 세라믹 유전체의 균일하게 구워진 정도와 패치 도체 면의 마스킹 편차까지도 보상해주면서 원활한 원형 편파를 형성시키게 된다.The disclosed ceramic patch antenna for GPS includes: a ground plane of a predetermined size; A substrate formed on the ground plane; A ceramic dielectric patch formed on the substrate, the ceramic dielectric patch having a feed having a length deviation at some corners for circular polarization; It is formed on the ceramic dielectric patch and implements a ceramic patch antenna for GPS, including a slot for forming circular polarization by forming an additional diagonal length deviation, thereby compensating evenly baked degree of the ceramic dielectric and masking deviation of the patch conductor surface. This results in a smooth circular polarization.
GPS, 세라믹 패치, 유전율, 슬롯 GPS, ceramic patch, permittivity, slot
Description
본 발명은 GPS(Global Positioning System) 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유전율 45인 세라믹 유전체를 이용하여 원활한 원형편파(circular polarization)을 형성시키는 GPS용 세라믹 패치 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to a GPS (Global Positioning System) antenna, and more particularly, to a ceramic patch antenna for GPS that forms a smooth circular polarization using a ceramic dielectric having a dielectric constant of 45.
GPS는 현재 많은 응용 분야에서 사용되고 있다. 특히 국내의 경우 GPS 단말기, 내비게이션 등에서 많은 수요가 발생하고 있으며, 선박 등의 항해지도, 개인위치정보 시스템 등에서도 꾸준히 증가하고 있는 상황이다. GPS is currently used in many applications. In particular, in Korea, there is a great demand in GPS terminals, navigation, etc., and the situation is steadily increasing in navigational maps of ships and personal location information systems.
이러한 GPS 시스템을 위한 일반적인 세 가지 요소는 위성에서 보내는 신호를 감지하는 안테나, 미약해진 위성 신호를 증폭시키고 다른 대역의 간섭을 막는 앰프, 그리고 앰프를 통과한 신호를 추출하고 계산하여 위치정보를 알리는 GPS모듈이라고 말할 수 있다.Three common elements for such a GPS system are an antenna that detects signals from satellites, an amplifier that amplifies weak satellite signals and prevents interference from other bands, and a GPS that extracts and calculates signals that pass through the amplifier to inform location information. It can be said to be a module.
그 중 GPS 안테나는 세트 내부에 장착되어 가는 추세이며, 안테나는 소형화되더라도 GPS 반송파의 특성을 감지할 수 있어야 하며, 기구에 실장되기 때문에 주변의 여러 조건들을 파악해야 한다.Among them, the GPS antenna is being installed inside the set, and even if the antenna is miniaturized, the GPS carrier should be able to detect the characteristics of the GPS carrier, and since it is mounted in a device, it is necessary to understand various conditions around it.
이러한 GPS 안테나는 도 1과 같이, 접지면(Ground plane)(11), 접지면(11) 위에 형성되는 기판(Substrate)(12), 기판(12)상에 형성되는 마이크로스트립 패치(13)를 구비한 마이크로스트립 패치 안테나(microstrip patch antenna) 구조를 갖는다.As shown in FIG. 1, the GPS antenna includes a
이러한 마이크로스트립 패치 안테나는 소형, 경량화가 가능하고, 저가이며, 배열과 집적이 용이하며, 편파 조절이 용이하다는 장점이 있으나, 반면, 대역폭(band width)을 넓히기가 어려우며, 커플링(coupling)을 많이 유도하고, 저전력에만 사용 가능하다는 단점이 있다.Such microstrip patch antennas have the advantages of being small, lightweight, inexpensive, easy to align and integrate, and easy to control polarization, but on the other hand, it is difficult to widen the bandwidth and provide coupling. It draws a lot and has the disadvantage of being usable only at low power.
도 2는 상기와 같은 마이크로스트립 패치 안테나에서 전기장(electric field)을 보여주는 측면도이고, 도 3은 fringing field을 보여주는 평면도이다. 여기서 참조부호 14는 피드(feed)를 나타낸다.FIG. 2 is a side view showing an electric field in the microstrip patch antenna as described above, and FIG. 3 is a plan view showing a fringing field. Here,
여기서 마이크로스트립 패치 안테나의 방사의 주원인 프린징 효과(fringing effect)로 마이크로 스트립 선로에서 대부분의 전계는 선로 아래의 기판에 집속되나 선로의 가장자리 부분에서 일부 전계가 air로 거치게 되는 프린징 효과가 발생한다.Here, the fringing effect, which is the main source of the radiation of the microstrip patch antenna, causes most of the electric field to be focused on the substrate under the line, but some of the electric field passes through the air at the edge of the line. .
마이크로스트립 패치 안테나의 길이 L인 반파장 패치의 공진 길이를 예측하는 다음 식1과 같은 여러 수학 식들이 유용하지만, 실제로는 경험적인 조정이 필요하다.Several equations, such as
여기서 
마이크로스트립 패치 안테나의 입력 임피던스 역시 다음 식2와 같이 표현되지만 실제로는 경험적인 조정이 필요하다.The input impedance of the microstrip patch antenna is also expressed as in
상기 마이크로스트립 패치 안테나에서의 방사 패턴은 도 4a 및 도 4b와 같다. 도 4a는 E평면의 방사 패턴을 도시한 것이고, 도 4b는 H평면에서의 방사 패턴을 도시한 것이다. Radiation patterns of the microstrip patch antenna are shown in FIGS. 4A and 4B. 4A shows the radiation pattern in the E plane, and FIG. 4B shows the radiation pattern in the H plane.
상기 E평면(E-plane)과 H평면(H-plane)의 패턴은 다음의 식3 및 식4로 표현할 수 있다.The pattern of the E plane and the H plane can be expressed by
마이크로스트립 패치 안테나의 대역폭은 안테나의 성능을 가장 제한시키는 파라미터이고, 아래의 경험적인 대역폭에 대한 식5에서 구할 수 있다.The bandwidth of the microstrip patch antenna is the most limiting parameter of the antenna and can be obtained from
GPS는 움직이는 물체의 위치 및 방향을 측정하는 시스템으로, 20,200km고도에서 24개의 인공위성 중 4개를 이용하면 지구상의 사용자가 위치로는 15m, 시간상으로는 100nsec의 정확도로 자신의 위치를 알 수 있다. 이러한 GPS용 안테나의 규격은 통상 다음과 같다.GPS is a system that measures the position and direction of a moving object. Using 4 of 24 satellites at 20,200km altitude, users on earth can know their position with 15m accuracy and 100nsec accuracy in time. The specification of such a GPS antenna is usually as follows.
<GPS 안테나의 규격><GPS Antenna Specification>
중심주파수: 1575.42MHzCenter Frequency: 1575.42 MHz
대역폭 : 20MHzBandwidth: 20 MHz
편파: RHCPPolarization: RHCP
이득 : -2 ~ 5dBiGain: -2 to 5 dBi
임피던스: 50ΩImpedance: 50Ω
크기: 13×13 ~ 50×50mmSize: 13 × 13 ~ 50 × 50mm
두께: 2 ~ 4mmThickness: 2-4mm
GPS안테나의 피딩은 도 5와 같이 동축 탐침 피딩(coaxial probe feeding)을 해준다. 동축 탐침 피딩의 원리는 동축선의 외부도체는 기판의 그라운드에 붙이고, 동축선의 중심 도체는 기판을 통과시켜 패치에 붙인다. 이 동축 케이블의 위치를 변경하면 입력 임피던스가 변하기 때문에 위치설정 자체로 정합이 가능하다. 하지만, 적절하게 떨어지는 수식이 없기 때문에 주로 안테나용 S/W 등을 이용하여 50Ω 동축선과 정합시킨다.The feeding of the GPS antenna provides coaxial probe feeding as shown in FIG. 5. The principle of coaxial probe feeding is that the outer conductor of the coaxial wire is attached to the ground of the substrate, and the center conductor of the coaxial wire is attached to the patch through the substrate. Changing the position of this coaxial cable changes the input impedance, allowing matching by positioning itself. However, since there is no equation that falls down properly, it is mainly matched with 50Ω coaxial lines using S / W for antenna.
이러한 동축 탐침 피딩은 피드에 의한 커플링과 방사가 없고 임피던스 정합이 쉽다는 장점이 있으나, 제조가 복잡하여 가격이 비싸지는 단점이 있다.Such a coaxial probe feeding has the advantage that there is no coupling and radiation by the feed and the impedance matching is easy, but there is a disadvantage that the manufacturing is complicated and expensive.
GPS안테나는 원형편파(RHCP: right handed circular polarization)를 사용하므로 이를 형성시키기 위한 기술로 모서리를 깎는 Truncated corner 기술을 사용한다.GPS antennas use right-handed circular polarization (RHCP), so they use the truncated corner technology to form the corners.
Truncated corner의 원리는 도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이 모서리의 길이 차로 인해 1번 모드(mode)와 2번 모드의 공진 길이의 차가 발생한다. 여기서 F는 피드 위치(feed location)를 나타낸다.The principle of the truncated corner is that the difference in the resonance length between the first mode (mode) and the second mode occurs due to the difference in the length of the corner as shown in Figs. 6a and 6b. Where F represents a feed location.
도 7a 및 도 7b에 Truncated corner의 원리가 도시된다. 도시된 바와 같이 1번 모드가 2번 모드보다 길어서 상대적으로 저주파에서 공진이 일어나고, 2번 모드에서 상대적으로 고주파에서 공진이 일어난다. 이때의 중심 주파수에서의 각각의 위상(phase) 성분을 본다면 1번 모드와 2번 모드의 위상이 90°차이가 나므로 원형 편파를 형성시킬 수 있다. 7a and 7b illustrate the principle of a truncated corner. As shown, the first mode is longer than the second mode, and resonance occurs at a relatively low frequency, and the resonance occurs at a relatively high frequency in the second mode. In this case, when the phase components of the center frequency are viewed, the phases of the first mode and the second mode have a 90 ° difference, thereby forming a circular polarization.
이에 본 발명은 상기와 같은 기존 마이크로스트립 패치 안테나의 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,Therefore, the present invention is proposed to solve all the problems of the conventional microstrip patch antenna as described above,
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 유전율 45인 세라믹 유전체를 이용하여 원활한 원형편파(circular polarization)을 형성시키는 GPS용 세라믹 패치 안테나를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a ceramic patch antenna for GPS that forms a smooth circular polarization using a ceramic dielectric having a dielectric constant of 45.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 "GPS용 세라믹 패치 안테나"는,"Ceramic Patch Antenna for GPS" according to the present invention for achieving the above object,
소정 크기의 접지면과;A ground plane of a predetermined size;
상기 접지면 위에 형성되는 기판과;A substrate formed on the ground plane;
상기 기판상에 형성되며, 원형 편파를 위해 일부 모서리에 길이편차가 형성되고 피드를 구비한 세라믹 유전체 패치와;A ceramic dielectric patch formed on the substrate, the ceramic dielectric patch having a feed having a length deviation at some corners for circular polarization;
상기 세라믹 유전체 패치에 형성되며, 추가적인 대각선 길이편차를 형성하여 원형 편파를 형성시키는 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 한다.It is formed in the ceramic dielectric patch, it characterized in that it comprises a slot for forming an additional diagonal length deviation to form a circular polarization.
여기서 접지면의 크기는 18×25mm가 바람직하고, 기판은 18×18×4mm가 바람직하며, 세라믹 유전체 패치의 유전율은 45인 것이 바람직하고, 슬롯은 세라믹 유전체 패치의 각 가장자리의 중심과 피드에 근접하게 형성하는 것이 바람직하다.Here, the size of the ground plane is preferably 18 × 25 mm, the substrate is preferably 18 × 18 × 4 mm, the dielectric constant of the ceramic dielectric patch is preferably 45, and the slot is close to the center and feed of each edge of the ceramic dielectric patch. It is preferable to form it.
피드에 근접하게 형성되는 슬롯은 양단에 대향되게 이득 향상을 위한 보조슬롯을 포함하는 것이 바람직하다.Slots formed proximate to the feed preferably include an auxiliary slot for gain enhancement opposite to both ends.
본 발명에 따른 GPS용 세라믹 패치 안테나에 의하면, 유전율 45인 세라믹 유전체를 이용하여 원활한 원형편파(circular polarization)을 형성시키는 GPS용 세라믹 패치 안테나를 제공할 수 있는 장점이 있다.According to the ceramic ceramic patch antenna for GPS according to the present invention, there is an advantage that it is possible to provide a ceramic ceramic patch antenna for GPS using a ceramic dielectric having a dielectric constant of 45 to form a smooth circular polarization.
또한, 세라믹 유전체 패치에 슬롯을 형성시킴으로써, 추가적인 대각선 길이 편차를 형성시킴으로써, 원활한 원형 편파를 구현하는 GPS용 세라믹 패치 안테나를 제공할 수 있는 장점이 있다.In addition, by forming a slot in the ceramic dielectric patch, by forming an additional diagonal length deviation, there is an advantage that can provide a ceramic patch antenna for GPS that implements a smooth circular polarization.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
도 8은 본 발명에 따른 GPS용 세라믹 패치 안테나의 기본구조를 시뮬레이션한 것이고, 도 9a는 도 8의 GPS용 세라믹 패치 안테나의 평면도이고, 도 9b는 저면도이다.FIG. 8 is a simulation of the basic structure of the GPS ceramic patch antenna according to the present invention. FIG. 9A is a plan view of the GPS ceramic patch antenna of FIG. 8, and FIG. 9B is a bottom view.
이것은 기존 마이크로스트립 패치 안테나의 원리를 토대로 HFSS V10.0 시뮬 레이션 툴(Simulation Tool)을 사용하여 디자인한 것이다.It is designed using the HFSS V10.0 Simulation Tool based on the principles of existing microstrip patch antennas.
여기서 사용한 유전체(130)는 세라믹으로 유전율이 45이며, 크기는 18×18×4mm이고, 접지면(110)은 50×50mm이다.The dielectric 130 used here is ceramic, having a dielectric constant of 45, a size of 18 × 18 × 4mm, and a
타깃 주파수는 1575.42MHz로 동축 탐침 피드(140)로 피딩을 해주었고, Truncated corner방식을 사용하여 원형 편파를 형성시켰다. The target frequency was fed to the coaxial probe feed 140 at 1575.42 MHz, and a circular polarization was formed using the truncated corner method.
도 8과 같은 형상의 GPS용 세라믹 패치 안테나를 시뮬레이션한 결과가 도 10에 도시된다. 시험 결과를 토대로 23MHz의 대역폭(band width)이 도출되었음을 확인할 수 있다.The result of simulating the ceramic patch antenna for GPS having the shape as shown in FIG. 8 is shown in FIG. 10. Based on the test results, it can be seen that a bandwidth of 23 MHz was derived.
도 11은 도 8과 같은 GPS용 세라믹 패치 안테나의 임피던스와 반사계수(VSWR)의 시뮬레이션 결과로 50Ω에 맞춰 임피던스 매칭이 되었고, VSWR은 1.17이 나왔음을 확인할 수 있다.FIG. 11 shows that impedance matching is performed according to 50 Ω as a result of simulation of impedance and reflection coefficient (VSWR) of the ceramic ceramic patch antenna for GPS as shown in FIG. 8, and VSWR is 1.17.
도 12는 도 8과 같은 GPS용 세라믹 패치 안테나의 방사 패턴(Radiation Pattern)과 이득(Gain) 시뮬레이션 결과를 보인 것으로서, 방사방향인 z방향으로 2.032dBi가 나왔음을 확인할 수 있다.FIG. 12 illustrates a radiation pattern and a gain simulation result of the ceramic ceramic patch antenna for GPS as shown in FIG. 8, and it can be seen that 2.032 dBi is emitted in the z direction in the radial direction.
도 13은 원형 편파 시뮬레이션 결과로서, 시간에 따라 좌측 그림에서의 표면 전류 분포에서 우측 그림의 표면 전류 분포로 바뀌는 것처럼 오른쪽(반 시계 방향)으로 표면전류가 회전하는 RHCP가 됨을 확인할 수 있었으며, 이때의 축비(Axial ratio)는 1.5dB(@1.575GHz)가 나왔다.FIG. 13 shows a circular polarization simulation result, in which RHCP rotates the surface current to the right (counterclockwise) as the surface current distribution in the left figure changes from the surface current distribution in the left figure with time. The axial ratio was 1.5dB (@ 1.575GHz).
이러한 시뮬레이션 결과를 토대로 실제 유전율 45인 세라믹 유전체를 이용하여 도 14와 같이 GPS용 세라믹 패치 안테나를 직접 제작하여 실험을 하였다.Based on the simulation result, the ceramic patch antenna for GPS was directly manufactured and tested as shown in FIG. 14 using the ceramic dielectric material having an actual dielectric constant of 45.
이때 중심 주파수는 1575.42MHz이고, 크기는 18×18×4mm이며, GPS 모듈 전체 사이즈를 고려해서 접지면은 18×25mm로 하여 GPS용 세라믹 패치 안테나를 제작하여 실험하였다.At this time, the center frequency was 1575.42MHz, the size was 18 × 18 × 4mm, and the ground plane was 18 × 25mm in consideration of the overall size of the GPS module.
도 15는 상기와 같이 제작한 GPS용 세라믹 패치 안테나를 측정해본 결과로서, 임피던스는 50Ω에 매칭되었고, 반사계수(VSWR)는 1.0926이 나왔으며, 대역폭은 16MHz가 나왔다.FIG. 15 shows the result of measuring the ceramic patch antenna for GPS fabricated as described above. The impedance was matched to 50Ω, the reflection coefficient (VSWR) was 1.0926, and the bandwidth was 16MHz.
도 16은 도 14와 같이 제작한 GPS 세라믹 패치 안테나의 방사 패턴과 이득 측정 결과를 보인 것으로서, 편파는 RHCP였고, 축비는 2.5dB MAX(@18×25mm 접지면)가 나왔지만, 이득은 -3.339dBi로 떨어졌다. 기존의 시뮬레이션 결과보다 떨어진 이유는 접지면을 50×50mm에서 18×25mm로 줄였기 때문이다.Figure 16 shows the radiation pattern and the gain measurement results of the GPS ceramic patch antenna fabricated as shown in Figure 14, the polarization was RHCP, the ratio was 2.5dB MAX (@ 18 × 25mm ground plane), but the gain is -3.339dBi Fell into. The reason for falling from the previous simulation results is that the ground plane is reduced from 50 × 50mm to 18 × 25mm.
이를 개선하기 위해서 본 발명에서는 도 17 및 도 18과 같이 세라믹 유전체 패치(130)에 슬롯(slot)(130a, 130b, 135)을 사용하여 추가적인 대각선 길이 차이를 형성하여 원활한 원형 편파를 형성시켰다.In order to improve this, in the present invention, as shown in FIGS. 17 and 18,
도 17 및 도 18에 사용한 시뮬레이션 툴은 HFSS V10.0을 사용하였다.The simulation tool used in FIGS. 17 and 18 used HFSS V10.0.
도 17 및 도 18에서처럼 다양한 구조의 슬롯을 이용하여 시뮬레이션하였지만 실제 세라믹 유전체를 이용하여 제작시 세라믹 유전체의 균일하게 구워진 정도와 패치 도체 마스킹 편차까지는 시뮬레이션으로 정확하게 재연해 낼 수 없으므로, 실제 제작된 기본 구조에 네트워크 분석기(network analyzer)를 사용하여 반사계수(VSWR)와 임피던스를 측정해보면서 슬롯을 형성하였으며, 이러한 실험 결과를 토대로 최종적으로 도 19와 같은 형상의 GPS용 세라믹 패치 안테나를 제작하였다.17 and 18, but simulated by using a slot having a variety of structures, even when the actual ceramic dielectric is produced, even the degree of uniform baking of the ceramic dielectric and the mask conductor deviation of the patch conductor can not be accurately reproduced by the simulation, the actual fabricated basic structure The slot was formed by measuring the reflection coefficient (VSWR) and impedance by using a network analyzer. Finally, a ceramic patch antenna for GPS having a shape as shown in FIG. 19 was finally manufactured based on the experimental results.
즉, 본 발명에 따른 GPS용 세라믹 패치 안테나는, 18×25mm 크기의 접지면(110) 위에 18×18×4mm 크기의 기판(120)이 형성된다.That is, in the ceramic patch antenna for GPS according to the present invention, the
상기 기판(120)상에는 원형 편파를 위해 일부 모서리에 길이편차가 형성되고 동축 탐침 피드(140)를 구비한 세라믹 유전체 패치(130)가 구비되며, 여기서 세라믹 유전체 패치(130)의 유전율은 45이다.The
아울러 상기 세라믹 유전체 패치(130)에는 추가적인 대각선 길이편차를 형성하여 원활한 원형 편파를 형성시키는 슬롯(131 ~ 135)을 형성하되, 슬롯(131 ~ 134)은 세라믹 유전체 패치(130)의 각 가장자리의 중심에 형성되고, 슬롯(135)은 피드(140)에 근접하게 형성되되, 양단에 대향되게 이득 향상을 위한 보조슬롯(135a, 135b)을 구비한다.In addition, the ceramic
도 20은 상기 도 19와 같이 제작한 GPS용 세라믹 패치 안테나의 측정결과도로서, VSWR은 1.1017이고, 대역폭은 13MHz로 임피던스는 50Ω으로 매칭되었음을 확인할 수 있다.FIG. 20 is a measurement result diagram of the ceramic ceramic patch antenna for GPS manufactured as shown in FIG. 19. VSWR is 1.1017, bandwidth is 13MHz, and impedance is matched to 50Ω.
또한, 도 21에서와 같이 편파는 RHCP였고, 그때의 축비는 1.6dB MAX(접지면@18×25mm)가 나왔다. 또한, 접지면 18×25mm 환경에서 이득은 0.42dBi로 결국 슬롯을 형성하기 이전의 대비 이득은 3.759dB, 축비는 0.9dB 상승함을 알 수 있다.In addition, as shown in Fig. 21, the polarization was RHCP, and the axial ratio at that time was 1.6 dB MAX (ground plane @ 18 x 25 mm). In addition, the gain is 0.42dBi in the ground plane 18 × 25mm environment, and the gain is 3.759dB and the ratio is 0.9dB.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.
도 1은 종래 마이크로스트립 패치 안테나의 구조도.1 is a structural diagram of a conventional microstrip patch antenna.
도 2는 도 1의 전기장을 보여주는 측면도.2 is a side view showing the electric field of FIG.
도 3은 도 1의 프린징 필드를 보여주는 평면도.3 is a plan view showing the fringing field of FIG.
도 4a 및 도 4b는 E-plane 및 H-plane에서의 방사 패턴도.4A and 4B are radiation pattern diagrams in E-plane and H-plane.
도 5는 종래 마이크로스트립 패치 안테나의 피딩 원리도.5 is a feeding principle diagram of a conventional microstrip patch antenna.
도 6a 및 도 6b는 모서리의 길이 차로 인한 공진 길이 차를 설명하기 위한 설명도.6A and 6B are explanatory diagrams for explaining the resonance length difference due to the difference in the length of the edge;
도 7a 및 도 7b는 Truncated corner 원리도.7a and 7b is a truncated corner principle.
도 8은 본 발명에서 GPS용 세라믹 패치 안테나의 기본구조도.8 is a basic structural diagram of a ceramic patch antenna for GPS in the present invention.
도 9a 및 도 9b는 도 8의 평면도 및 저면도.9A and 9B are top and bottom views of FIG. 8;
도 10은 도 8의 대역폭 측정그래프.10 is a bandwidth measurement graph of FIG.
도 11은 도 8의 임피던스와 VSWR 시뮬레이션 측정 결과도.11 is an impedance and VSWR simulation measurement result diagram of FIG.
도 12는 도 8의 방사 패턴과 이득 시뮬레이션 결과도.12 is a radiation pattern and a gain simulation result of FIG.
도 13은 도 8의 원형 편파 시뮬레이션 결과도.13 is a circular polarization simulation result of FIG.
도 14는 본 발명에서 실제 제작한 GPS용 세라믹 패치 안테나의 사시도.14 is a perspective view of a ceramic patch antenna for GPS actually manufactured in the present invention.
도 15는 도 14의 임피던스, VSWR 및 대역폭 측정 결과도.15 is a result of impedance, VSWR, and bandwidth measurement of FIG. 14;
도 16은 도 14의 이득, 편파 및 축비 측정 결과도.16 is a result of a gain, polarization, and axial ratio measurement in FIG. 14;
도 17 및 도 18은 본 발명에 따른 GPS용 세라믹 패치 안테나의 시뮬레이션 구조도.17 and 18 are simulation structural diagrams of a ceramic patch antenna for GPS according to the present invention.
도 19는 본 발명에 따른 GPS용 세라믹 패치 안테나의 구조도.19 is a structural diagram of a ceramic patch antenna for GPS according to the present invention.
도 20은 도 19의 반사계수(VSWR), 대역폭 및 임피던스 측정 결과도.20 is a reflection coefficient (VSWR), bandwidth and impedance measurement results of FIG.
도 21은 도 19의 이득, 편파 및 축비 측정 결과도.21 is a result of gain, polarization, and axial ratio measurement in FIG. 19;
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100… GPS용 세라믹 패치 안테나100... Ceramic Patch Antenna for GPS
110… 접지면110... Ground plane
120… 기판120... Board
130… 세라믹 유전체 패치130... Ceramic dielectric patches
131 ~ 135… 슬롯131 to 135. slot
140… 리드140... lead
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