[go: up one dir, main page]

KR101393280B1 - Dual band patch antenna - Google Patents

Dual band patch antenna Download PDF

Info

Publication number
KR101393280B1
KR101393280B1 KR1020130051602A KR20130051602A KR101393280B1 KR 101393280 B1 KR101393280 B1 KR 101393280B1 KR 1020130051602 A KR1020130051602 A KR 1020130051602A KR 20130051602 A KR20130051602 A KR 20130051602A KR 101393280 B1 KR101393280 B1 KR 101393280B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
patch
antenna
substrate
slot
patch antenna
Prior art date
Application number
KR1020130051602A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
염인수
김진명
Original Assignee
주식회사 에이스테크놀로지
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 에이스테크놀로지 filed Critical 주식회사 에이스테크놀로지
Priority to KR1020130051602A priority Critical patent/KR101393280B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101393280B1 publication Critical patent/KR101393280B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/378—Combination of fed elements with parasitic elements
    • H01Q5/392—Combination of fed elements with parasitic elements the parasitic elements having dual-band or multi-band characteristics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H01Q1/521—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10—Resonant slot antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/30—Combinations of separate antenna units operating in different wavebands and connected to a common feeder system
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/50—Feeding or matching arrangements for broad-band or multi-band operation

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

본 발명은 이중대역 패치 안테나에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 이중대역 패치 안테나는, 반사판; 상기 반사판의 상부로 소정간격 이격되어 배치되며 중심부에 나비넥타이 형상의 슬롯이 형성되어 슬롯안테나로 동작하는 사각형상의 제 1 패치; 상기 제 1 패치에 비하여 상대적으로 크기가 큰 사각형상으로 형성되고 상기 제 1 패치의 상부로 소정간격 이격되어 배치되며, 표면상에 패치안테나로 동작하는 금속패치와 상기 금속패치를 둘러싸는 기생패치 및 초크부재를 구비하는 제 2 패치;를 포함한다.
따라서, 본 발명은 서로 다른 대역에서 동작하는 나비넥타이형 슬롯안테나와 기생패치 및 초크부재에 둘러싸인 패치안테나를 구비하여 수평 및 수직 방향에 대한 빔폭의 편차를 줄임으로써 수평 방향에 대한 빔폭의 지향성을 개선시켜 인접하게 배치된 다수개의 안테나 사이에서 격리도를 향상시킬 뿐만 아니라 동시에 광대역 특성을 갖는 이중대역 패치 안테나를 제공하는 효과가 있다.A dual-band patch antenna according to the present invention includes: a reflection plate; A rectangular first patch disposed at a predetermined distance from the upper surface of the reflection plate and formed with a slot having a bow-tie shape at the center thereof and acting as a slot antenna; A metal patch which is formed in a rectangular shape having a size larger than that of the first patch and is spaced apart from the first patch by a predetermined distance and which operates as a patch antenna on the surface and a parasitic patch which surrounds the metal patch, And a second patch having a choke member.
Accordingly, the present invention provides a bow-tie type slot antenna operating in different bands, a patch antenna surrounded by a parasitic patch and a choke member, thereby improving the directivity of the beam width with respect to the horizontal direction by reducing the deviation of the beam width in the horizontal and vertical directions Thereby improving the isolation between the plurality of antennas disposed adjacent to each other and providing a dual band patch antenna having broadband characteristics at the same time.

Description

이중대역 패치 안테나 {DUAL BAND PATCH ANTENNA }DUAL BAND PATCH ANTENNA < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 이중대역 패치 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 서로 다른 대역에서 동작하는 나비넥타이형 슬롯안테나와 기생패치 및 초크부재에 둘러싸인 패치안테나를 구비하여 광대역 특성을 갖는 안테나를 제공하고 동시에 수평 및 수직 방향에 대한 빔폭의 편차를 줄임으로써 수평 방향에 대한 빔폭의 지향성을 개선시켜 인접하게 배치된 다수개의 안테나 사이에서 격리도를 향상시키는 이중대역 패치 안테나에 관한 것이다.
The present invention relates to a dual band patch antenna, and more particularly, to a dual band patch antenna that includes a bow-tie type slot antenna operating in different bands, a patch antenna surrounded by a parasitic patch and a choke member, And improving the directivity of the beam width with respect to the horizontal direction by reducing the deviation of the beam width with respect to the vertical direction, thereby improving the degree of isolation between the adjacent plurality of antennas.

일반적으로, 배열안테나에 적용되는 패치 안테나의 경우에 좁은 함체 구조물 내부에 배치되기 때문에 인접하게 배치된 다수개의 안테나 사이에서 상호간에 격리도를 개선시키는 것이 중요한 이슈가 되고 있다.Generally, in the case of a patch antenna applied to an array antenna, since it is disposed inside a narrow enclosure structure, it is an important issue to improve mutual isolation between a plurality of antennas disposed adjacent to each other.

도 1은 종래 기술에 따른 패치안테나의 전류밀도, 안테나패턴, 및 빔폭을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a current density, an antenna pattern, and a beam width of a patch antenna according to the related art.

도면에 도시된 바와 같이, 종래의 배열안테나에 적용되는 패치안테나는 수직 및 수평 방향에 대한 빔폭의 편차가 크기 때문에 안테나의 지향성이 저하될 뿐만아니라 수평방향의 빔폭이 넓기 때문에 인접하게 배치된 안테나 사이에서 격리도가 떨어지는 문제점이 있었다.As shown in the figure, since the patch antenna applied to the conventional array antenna has a large deviation of beam width with respect to the vertical and horizontal directions, not only the directivity of the antenna is lowered but also the beam width in the horizontal direction is wide, There was a problem that the isolation degree dropped.

또한, 통상적으로 종래의 배열안테나에 적용되는 패치안테나는 동작주파수를 5GHz의 주파수대역에 적용시키는 경우 그 대역폭이 5,150MHz ~ 5,825MHz로 매우 협소하다는 문제점이 있었다. In addition, a conventional patch antenna applied to a conventional array antenna has a problem that the bandwidth is 5 to 150 MHz to 5,825 MHz when the operating frequency is applied to a frequency band of 5 GHz.

따라서, 좁은 함체 구조물 내부에 배치되는 배열안테나를 구성하는 패치안테나의 격리도를 향상시키면서도 동시에 광대역 특성을 제공할 수 있는 이중대역 패치 안테나에 관한 기술이 절실히 요구되는 실정이다.Accordingly, there is a desperate need for a dual band patch antenna capable of simultaneously providing broadband characteristics while improving the isolation of the patch antenna constituting the array antenna disposed inside the narrow enclosure structure.

등록특허공보 KR 10-0449836호 2004.09.22 , 3쪽 26 ~ 2쪽 38줄, 도면 1a, 도면 1bLine, figure 1a, figure 1b

따라서, 본 발명은 서로 다른 대역에서 동작하는 나비넥타이형 슬롯안테나와 기생패치 및 초크부재에 둘러싸인 패치안테나를 구비하여 수평 및 수직 방향에 대한 빔폭의 편차를 줄임으로써 수평 방향에 대한 빔폭의 지향성을 개선시켜 인접하게 배치된 다수개의 안테나 사이에서 격리도를 향상시킬 뿐만 아니라 동시에 광대역 특성을 갖는 이중대역 패치 안테나를 제공하는데 목적이 있다.
Accordingly, the present invention provides a bow-tie type slot antenna operating in different bands, a patch antenna surrounded by a parasitic patch and a choke member, thereby improving the directivity of the beam width with respect to the horizontal direction by reducing the deviation of the beam width in the horizontal and vertical directions And to provide a dual-band patch antenna having broadband characteristics at the same time as well as improving the degree of isolation between a plurality of antennas disposed adjacent to each other.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 이중대역 패치 안테나는, 반사판; 상기 반사판의 상부로 소정간격 이격되어 배치되며 중심부에 나비넥타이 형상의 슬롯이 형성되어 슬롯안테나로 동작하는 사각형상의 제 1 패치; 상기 제 1 패치에 비하여 상대적으로 크기가 큰 사각형상으로 형성되고 상기 제 1 패치의 상부로 소정간격 이격되어 배치되며, 표면상에 패치안테나로 동작하는 금속패치와 상기 금속패치를 둘러싸는 기생패치 및 초크부재를 구비하는 제 2 패치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a dual band patch antenna comprising: a reflection plate; A rectangular first patch disposed at a predetermined distance from the upper surface of the reflection plate and formed with a slot having a bow-tie shape at the center thereof and acting as a slot antenna; A metal patch which is formed in a rectangular shape having a size larger than that of the first patch and is spaced apart from the first patch by a predetermined distance and which operates as a patch antenna on the surface and a parasitic patch which surrounds the metal patch, And a second patch having a choke member.

따라서, 본 발명은 서로 다른 대역에서 동작하는 나비넥타이형 슬롯안테나와 기생패치 및 초크부재에 둘러싸인 패치안테나를 구비하여 수평 및 수직 방향에 대한 빔폭의 편차를 줄임으로써 수평 방향에 대한 빔폭의 지향성을 개선시켜 인접하게 배치된 다수개의 안테나 사이에서 격리도를 향상시킬 뿐만 아니라 동시에 광대역 특성을 갖는 이중대역 패치 안테나를 제공하는 효과가 있다.
Accordingly, the present invention provides a bow-tie type slot antenna operating in different bands, a patch antenna surrounded by a parasitic patch and a choke member, thereby improving the directivity of the beam width with respect to the horizontal direction by reducing the deviation of the beam width in the horizontal and vertical directions Thereby improving the isolation between the plurality of antennas disposed adjacent to each other and providing a dual band patch antenna having broadband characteristics at the same time.

도 1 종래의 배열안테나를 구성하는 패치안테나의 전류밀도, 안테나패턴, 및 빔폭을 나타내는 도면
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이중대역 패치 안테나의 사시도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이중대역 패치 안테나의 세부구성을 나타내는 분해 사시도
도 4 내지 도 6은 도 3에 도시된 반사판, 제 1 패치, 제 2 패치를 각각 나타내는 평면도 및 저면도를 나타내는 도면
도 7은 도 2 에 도시된 이중대역 패치 안테나의 단면도
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 이중대역 패치 안테나의 전류밀도, 안테나패턴, 및 빔폭을 나타내는 도면
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 이중대역 패치 안테나의 S-parameter를 나타내는 도면
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 이중대역 패치 안테나의 VSWR을 나타내는 도면1 is a diagram showing current densities, antenna patterns, and beam widths of a patch antenna constituting a conventional array antenna;
2 is a perspective view of a dual band patch antenna according to an embodiment of the present invention.
3 is an exploded perspective view showing a detailed configuration of a dual band patch antenna according to an embodiment of the present invention.
Figs. 4 to 6 are a plan view and a bottom view, respectively, showing the reflection plate, the first patch and the second patch shown in Fig. 3
FIG. 7 is a cross-sectional view of the dual band patch antenna shown in FIG. 2
8 is a diagram showing the current density, the antenna pattern, and the beam width of the dual band patch antenna according to the embodiment of the present invention.
9 is a diagram showing an S-parameter of a dual-band patch antenna according to an embodiment of the present invention.
10 is a view showing a VSWR of a dual band patch antenna according to an embodiment of the present invention;

본 발명에 따른 이중대역 패치 안테나는 함체 구조물 내부에 배치되는 배열안테나에 적용되는 패치 안테나에 관한 것이다.The dual-band patch antenna according to the present invention relates to a patch antenna applied to an array antenna disposed inside a housing structure.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이중대역 패치 안테나의 사시도이다.2 is a perspective view of a dual band patch antenna according to an embodiment of the present invention.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 이중대역 패치 안테나는, 반사판(100), 제 1 패치(200), 및 제 2 패치(300)를 포함하여 이루어진다.As shown in the figure, a dual band patch antenna according to an embodiment of the present invention includes a reflection plate 100, a first patch 200, and a second patch 300.

보다 상세하게는, 상기 반사판(100)은 FR4재질의 반사판용 기판(110) 상부면상에 전체적으로 금속물질(120)이 도포되어 형성되고, 상기 제 1 패치(200)는 상기 반사판(100)의 상부로 소정간격 이격되어 배치되며 중심부에 나비넥타이 형상의 슬롯이 형성되어 슬롯안테나로 동작하며, 상기 제 2 패치(300)는 상기 제 1 패치(200)에 비하여 상대적으로 큰 사각형상으로 형성되고 상기 제 1 패치(200)의 상부로 소정간격 이격되어 배치되며, 표면상에 패치안테나(320)로 동작하는 금속패치 및 상기 금속패치를 둘러싸는 기생패치(331) 및 초크부재(332)를 구비한다. More specifically, the reflection plate 100 is formed by applying a metal material 120 as a whole on the upper surface of the FR4 substrate 110, and the first patch 200 is formed on the upper surface of the reflection plate 100 A slot having a bow-like shape is formed at a central portion thereof to function as a slot antenna. The second patch 300 is formed in a relatively large rectangular shape as compared with the first patch 200, And a parasitic patch 331 and a choke member 332 surrounding the metal patch, which are disposed on the upper surface of the first patch 200 and spaced apart from each other by a predetermined distance, and which act as a patch antenna 320 on the surface.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 이중대역 패치 안테나는, 상기 제 1 패치(200)의 하부면에 형성되고 상기 나비넥타이 형상의 슬롯을 통하여 상기 제 2 패치(300)의 금속패치로 이루어진 패치안테나에 커플링 급전시키는 급전스트립(240)을 더 포함한다.The dual band patch antenna according to one embodiment of the present invention includes a patch formed of a metallic patch of the second patch 300 through the slot of the bow-tie shape formed on the lower surface of the first patch 200, And a feeding strip 240 for supplying coupling to the antenna.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이중대역 패치 안테나의 세부구성을 나타내는 분해 사시도이고, 도 4 내지 도 6은 도 3에 도시된 반사판, 제 1 패치, 제 2 패치를 각각 나타내는 평면도 및 저면도이다.FIG. 3 is an exploded perspective view showing a detailed configuration of a dual band patch antenna according to an embodiment of the present invention, FIGS. 4 to 6 are a plan view showing a reflection plate, a first patch, and a second patch, respectively, .

도 3 내지 도 6을 참조하여 도 2에 도시된 이중대역 패치 안테나를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.The dual band patch antenna shown in FIG. 2 will be described in more detail with reference to FIGS. 3 to 6. FIG.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 이중대역 패치 안테나를 구성하는 제 1 패치(200)는, 소정의 두께를 갖는 사각형상의 제 1 기판(210), 상기 제 1 기판(210)의 상부면상에 금속박막이 도금되어 형성되는 접지면(220), 상기 제 1 기판(210)의 중심부에 형성된 나비넥타이 형상의 슬롯으로 이루어지는 슬롯안테나(230), 및 상기 슬롯안테나(230)에 급전신호를 커플링 급전하기 위하여 일측단이 상기 제 1 기판(210)의 상부면에 배치되는 급전케이블과 비아홀(250)로 연결되고 타측단이 상기 나비넥타이 형상의 슬롯 중심부에 수직방향으로 배치되며 상기 제 1 기판(210)의 하부면상에 형성되는 일자형의 급전스트립(240)을 포함한다.As shown in the drawing, a first patch 200 constituting a dual band patch antenna according to an embodiment of the present invention includes a first substrate 210 having a predetermined thickness, a first substrate 210 having a predetermined thickness, A ground plane 220 formed by plating a metal thin film on the upper surface of the first substrate 210, a slot antenna 230 formed of a bow-tie shaped slot formed at the center of the first substrate 210, One end of the feeder cable is connected to the feeder cable disposed on the upper surface of the first substrate 210 by a via hole 250 and the other end of the feeder cable is vertically arranged in the center of the slot of the bow- And a straight feed strip 240 formed on the lower surface of the first substrate 210.

또한, 상기 제 1 패치(200)의 상부로 소정간격 이격되어 배치되는 제 2 패치(300)는, 상기 제 1 패치(200)를 구성하는 제 1 기판(210)에 비해 상대적으로 크게 형성되는 제 2 기판(310), 상기 제 2 기판(310)의 상부면상 중심부에 사각형상의 금속패치로 형성되는 패치안테나(320), 상기 제 2 기판(310)의 상부면상 가장자리 모서리에 사각 형상의 금속패턴으로 형성되는 네 개의 기생패치(331), 및 상기 제 2 기판(310)의 상부면상 가장자리에 상기 네 개의 기생패치(331)와 교번적으로 배치되어 상기 패치안테나(320)를 둘러싸는 일자형의 금속패턴으로 형성되는 네 개의 초크부재(332)를 포함한다. 여기서, 상기 네 개의 초크부재(332)는 상기 네 개의 기생패치(331)와 상호간에 서로 커플링이 발생하도록 소정간격(d) 이격된다.The second patch 300 is spaced a predetermined distance above the first patch 200. The second patch 300 is formed relatively larger than the first patch 210, 2 substrate 310, a patch antenna 320 formed by a rectangular metal patch on the center of the upper surface of the second substrate 310, and a patch antenna 320 formed on the edge of the upper surface of the second substrate 310 in a rectangular metal pattern And a plurality of first parasitic patches 331 that are alternately arranged with the four parasitic patches 331 on the upper surface of the second substrate 310 to surround the patch antenna 320. [ As shown in FIG. Here, the four choke members 332 are spaced apart from each other by a predetermined distance d such that coupling is generated between the four parasitic patches 331 and each other.

이때, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 기생패치(331)를 구성하는 사각 형상의 금속패턴은 상기 패치안테나(320)와 간격 D 만큼 이격된 채 상호간에 서로 커플링 발생하여 방사체역할을 수행함으로써 상기 패치안테나(320)가 광대역 특성을 갖도록 한다. 한편, 상기 기생패치(331)는 제 2 기판(310)의 각 모서리에 배치되고, 네 개의 기생패치(331) 사이에 형성되는 1mm 두께의 초크부재(332)는 상기 제 2 기판(310) 상부면의 가장자리 길이방향으로 배치된다.At this time, as shown in the figure, the rectangular metal patterns constituting the parasitic patches 331 are mutually coupled with each other by a distance D from the patch antenna 320 to serve as a radiator, So that the patch antenna 320 has broadband characteristics. The parasitic patches 331 are disposed at the respective corners of the second substrate 310 and include four parasitic patches 331, A chuck member 332 having a thickness of 1 mm formed between the first substrate 310 and the second substrate 310 is disposed in the longitudinal direction of the upper surface of the second substrate 310.

한편, 본 발명의 일실예에 따르면, 상기 제 1 패치(200)의 슬롯안테나(230)와 상기 제 2 패치(300)의 기생패치(331) 및 초크부재(332)에 둘러싸인 패치안테나(320)는 서로 다른 주파수대역에서 동작하며, 상기 제 2 패치(300)의 패치안테나(320)는 상기 제 1 패치(200)의 슬롯안테나(230)로부터 커플링급전되어 상기 슬롯안테나(230)가 동작하는 동작주파수대역보다 상대적으로 높은 주파수대역에서 동작하는 것이 바람직하다.The patch antenna 320 surrounded by the slot antenna 230 of the first patch 200 and the parasitic patch 331 of the second patch 300 and the choke member 332, And the patch antenna 320 of the second patch 300 is coupled to the slot antenna 230 of the first patch 200 to operate the slot antenna 230 It is preferable to operate in a frequency band relatively higher than the operating frequency band.

본 발명의 일실시예에서, 상기 슬롯안테나(230)는 2.4GHz ~ 2.483GHz의 주파수대역에서 동작하고 상기 패치안테나(320)는 커플링 결합되는 사각 형상의 금속패턴(331)의 영향으로 종래의 주파수대역보다 넓은 4.905GHz ~ 5.845GHz의 주파수대역에서 동작하게 된다.In an embodiment of the present invention, the slot antenna 230 operates in a frequency band of 2.4 GHz to 2.483 GHz, and the patch antenna 320 is connected to a conventional antenna And operates in a frequency band of 4.905 GHz to 5.845 GHz which is wider than the frequency band.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 이중대역 패치안테나는, 상기 제 2 패치(300)에 구비되는 초크부재(332)에 의하여 상기 제 2 패치(300)의 패치안테나(320)에서 발생하는 수평방향 빔폭이 줄어들어 안테나 지향성이 높아짐과 동시에 격리도가 개선된다.The dual band patch antenna according to an embodiment of the present invention includes a choke member 332 provided in the second patch 300, The directional beam width is reduced, the antenna directivity is increased, and the degree of isolation is improved.

도 7은 도 2 에 도시된 이중대역 패치 안테나의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of the dual band patch antenna shown in FIG.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 이중대역 패치 안테나는, 반사판(100)의 상부방향으로 제 1 패치(200)가 도면참조부호 'B'간격만큼 이격되고, 제 2 패치(300)가 상기 제 1 패치(200)의 상부방향으로 도면참조부호 'A'간격만큼 이격된다.As shown in the drawing, a dual band patch antenna according to an embodiment of the present invention includes a first patch 200 spaced apart from the reflector 100 by a distance 'B' (300) are spaced apart from each other by an interval 'A' in the upper direction of the first patch (200).

이때, 상기 제 1 패치(200)와 상기 제 2 패치(300)를 지지하기 위하여 반사판(100), 제 1 패치(200), 제 2 패치(300)에 형성된 관통홀을 수직으로 관통하는 플라스틱 재질의 지지부(10) 및 상기 각 패치(200,300)와 반사판(100) 사이를 이격시키는 아세탈 재질의 받침부(20)를 구비한다.In order to support the first patch 200 and the second patch 300, a through hole formed in the reflector 100, the first patch 200, and the second patch 300 is vertically passed through a plastic material And a support part 20 made of acetal material that separates the patches 200 and 300 from the reflection plate 100. [

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 이중대역 패치 안테나의 전류밀도, 안테나패턴, 및 빔폭을 나타내는 도면이고, 도 9 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 이중대역 패치 안테나의 S-parameter 와 VSWR를 나타내는 도면이다.FIG. 8 is a view showing a current density, an antenna pattern, and a beam width of a dual band patch antenna according to an exemplary embodiment of the present invention. FIGS. 9 to 10 are views showing S- parameter and VSWR.

도 8의 전류밀도를 나타내는 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 이중대역 패치안테나는 제 2 패치(300)의 표면에 형성된 네 개의 기생패치(331)와 제 2 패치(300)의 패치안테나(320) 사이에 커플링이 발생하여 전류밀도가 강하게 나타나 방사체의 역할을 수행하며, 이로 인해 도 9 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 종래의 패치 안테나가 동작하는 5GHz의 대역폭이 4,905MHz ~ 5,845MHz로 확대되는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 초크부재(330)를 구성하는 네 개의 기생패치(331)와 네 개의 일자형 금속패턴(332) 중 인접하는 금속패턴 사이에 커플링이 발생하여 전류밀도가 강하게 나타나 결과적으로 패치안테나의 수평방향 빔폭을 줄일 수 있다.8, the dual band patch antenna according to an embodiment of the present invention includes four parasitic patches 331 formed on the surface of the second patch 300 and a second patch 300 formed on the surface of the second patch 300 The coupling between the patch antenna 320 and the patch antenna 320 is stronger than that of the conventional patch antenna 320, so that the current density is strong. Thus, as shown in FIGS. 9 to 10, 4,905 MHz to 5,845 MHz. Also, coupling occurs between the four parasitic patches 331 constituting the choke member 330 and the adjacent metal pattern of the four protruding metal patterns 332, resulting in a strong current density. As a result, Direction beam width can be reduced.

즉, 본 발명의 일실시예에 따른 이중대역 패치 안테나는, 도면에 도시된 빔폭이 기재된 표에 나타난 바와 같이, 수직 및 수평 방향에 대한 빔폭의 편차가 크지 않기 때문에 도 1에 도시된 종래의 패치안테나에 비해 안테나의 지향성이 개선되었으며, 또한, 수평방향의 빔폭이 줄어 들기 때문에 인접하게 배치된 안테나 사이에서 격리도가 향상된다.That is, since the dual-band patch antenna according to the embodiment of the present invention does not have a large variation in the beam width with respect to the vertical and horizontal directions, as shown in the table of the beam width shown in the drawing, The directivity of the antenna is improved as compared with the antenna, and the degree of isolation between adjacent antennas is improved because the beam width in the horizontal direction is reduced.

상기와 같이, 본 발명은 서로 다른 대역에서 동작하는 나비넥타이형 슬롯안테나와 기생패치 및 초크부재에 둘러싸인 패치안테나를 구비하여 수평 및 수직 방향에 대한 빔폭의 편차를 줄임으로써 수평 방향에 대한 빔폭의 지향성을 개선시켜 인접하게 배치된 다수개의 안테나 사이에서 격리도를 향상시킬 뿐만 아니라 동시에 광대역 특성을 갖는 이중대역 패치 안테나를 제공하는 효과가 있다.As described above, the present invention includes a bow-tie type slot antenna operating in different bands, a patch antenna surrounded by a parasitic patch and a choke member to reduce the deviation of the beam width in the horizontal and vertical directions, To improve the isolation between a plurality of antennas disposed adjacent to each other and to provide a dual band patch antenna having broadband characteristics at the same time.

지금까지 본 발명에 대해서 상세히 설명하였으나, 그 과정에서 언급한 실시예는 예시적인 것일 뿐이며, 한정적인 것이 아님을 분명히 하고, 본 발명은 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 범위내에서, 균등하게 대처될 수 있는 정도의 구성요소 변경은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, It is within the scope of the present invention that component changes to such an extent that they can be coped evenly within a range that does not deviate from the scope of the present invention.

10 : 지지부 20 : 받침부
100 : 반사판 110 : 기판
120 : 금속물질 200 : 제 1 패치
210 : 제 1 기판 220 : 접지면
230 : 슬롯안테나 240 : 급전스트립
250 : 비아홀 300 : 제 2 패치
310 : 제 2 기판 320 : 패치안테나
331 : 사각 형상의 금속패턴 332 : 일자형의 금속패턴 10: support part 20:
100: reflector 110: substrate
120: metal material 200: first patch
210: first substrate 220: ground plane
230: slot antenna 240: feeding strip
250: via hole 300: second patch
310: second substrate 320: patch antenna
331: Rectangular metal pattern 332: Straight metal pattern

Claims (8)

반사판;
상기 반사판의 상부로 소정간격 이격되어 배치되며 중심부에 나비넥타이 형상의 슬롯이 형성되어 슬롯안테나로 동작하는 사각형상의 제 1 패치;
상기 제 1 패치에 비하여 상대적으로 크기가 큰 사각형상으로 형성되고 상기 제 1 패치의 상부로 소정간격 이격되어 배치되며, 표면상에 패치안테나로 동작하는 금속패치와 상기 금속패치를 둘러싸는 기생패치 및 초크부재를 구비하는 제 2 패치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중대역 패치 안테나
Reflector;
A rectangular first patch disposed at a predetermined distance from the upper surface of the reflection plate and formed with a slot having a bow-tie shape at the center thereof and acting as a slot antenna;
A metal patch which is formed in a rectangular shape having a size larger than that of the first patch and is spaced apart from the first patch by a predetermined distance and which operates as a patch antenna on the surface and a parasitic patch which surrounds the metal patch, And a second patch having a choke member
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 패치의 하부면에 형성되어 상기 나비넥타이 형상의 슬롯을 통하여 상기 제 2 패치의 금속패치로 이루어진 패치안테나에 커플링 급전시키는 급전스트립;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중대역 패치 안테나
The method according to claim 1,
And a feeding strip formed on a lower surface of the first patch to feed coupling to a patch antenna formed of a metal patch of the second patch through the slot of the bow-tie shape,
청구항 2에 있어서, 상기 제 1 패치는,
사각형상의 제 1 기판;
상기 제 1 기판의 상부면상에 금속박막이 도금되어 형성되는 접지면;
상기 제 1 기판의 중심부에 형성된 나비넥타이 형상의 슬롯으로 이루어지는 슬롯안테나; 및
상기 슬롯안테나에 급전신호를 급전하기 위하여 일측단이 상기 제 1 기판의 상부면에 배치되는 급전케이블과 비아홀로 연결되고 타측단이 상기 나비넥타이 형상의 슬롯 중심부에 수직방향으로 배치되며 상기 제 1 기판의 하부면상에 형성되는 일자형의 급전스트립;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중대역 패치 안테나
The image forming apparatus according to claim 2,
A first substrate in a rectangular shape;
A ground plane formed by plating a metal thin film on an upper surface of the first substrate;
A slot antenna having a bow-tie-shaped slot formed at a central portion of the first substrate; And
A feeder cable having a first end connected to a feed cable disposed on an upper surface of the first substrate and a via hole for feeding a feed signal to the slot antenna and a second end disposed perpendicularly to the slot center of the bow- Shaped feeder strip formed on a lower surface of the antenna
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 패치의 상부로 소정간격 이격되어 배치되는 제 2 패치는,
상기 제 1 패치를 구성하는 제 1 기판과 상대적으로 더 크게 형성되는 제 2 기판;
상기 제 2 기판의 상부면상 중심부에 사각형상의 금속패치로 형성되는 패치안테나;
상기 제 2 기판의 상부면상 가장자리 모서리에 사각 형상의 금속패턴으로 형성되는 네 개의 기생패치;
상기 제 2 기판의 상부면상 가장자리에 상기 네 개의 기생패치와 교번적으로 배치되어 상기 패치안테나를 둘러싸는 일자형의 금속패턴으로 형성되는 네 개의 초크부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중대역 패치안테나.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the second patch, which is spaced apart from the first patch by a predetermined distance,
A second substrate formed to be relatively larger than a first substrate constituting the first patch;
A patch antenna formed as a rectangular metal patch at a central portion on an upper surface of the second substrate;
Four parasitic patches formed in a square metal pattern on the edge of the upper surface of the second substrate;
And four choke members alternately arranged with the four parasitic patches on the upper surface of the second substrate to form a straight metal pattern surrounding the patch antenna.
청구항 4에 있어서,
상기 네 개의 기생패치와 각각 소정간격 이격되어 상호간에 서로 커플링이 발생하는 상기 네 개의 초크부재에 의하여 상기 제 2 패치의 패치안테나에서 발생하는 수평방향 빔폭이 줄어들어 안테나 지향성이 높아짐과 동시에 격리도가 개선되는 것을 특징으로 하는 이중대역 패치안테나.
The method of claim 4,
The four parasitic patches are spaced apart from each other by a predetermined distance and are coupled to each other by the four choke members The patch antenna of the second patch reduces the width of the horizontal beam, thereby improving the antenna directivity and improving the isolation.
청구항 4에 있어서,
상기 제 1 패치의 슬롯안테나와 상기 패치안테나는 서로 다른 주파수대역에서 동작하는 것을 특징으로 하는 이중대역 패치안테나.
The method of claim 4,
Wherein the slot antenna of the first patch and the patch antenna operate in different frequency bands.
청구항 6에 있어서,
상기 제 2 패치의 패치안테나는 상기 제 1 패치의 슬롯안테나로부터 커플링급전되어 상기 슬롯안테나가 동작하는 동작주파수대역보다 상대적으로 높은 주파수대역에서 동작하는 것을 특징으로 하는 이중대역 패치안테나.
The method of claim 6,
Wherein the patch antenna of the second patch is coupled to the slot antenna of the first patch and operates in a frequency band that is relatively higher than an operating frequency band in which the slot antenna operates.
청구항 7에 있어서, 상기 제 2 패치의 패치안테나는,
상기 네 개의 기생패치와 상호간에 서로 커플링 결합하여 광대역 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 이중대역 패치안테나.9. The patch antenna of claim 7,
And the four parasitic patches are mutually coupled to each other to have broadband characteristics.
KR1020130051602A 2013-05-08 2013-05-08 Dual band patch antenna KR101393280B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130051602A KR101393280B1 (en) 2013-05-08 2013-05-08 Dual band patch antenna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130051602A KR101393280B1 (en) 2013-05-08 2013-05-08 Dual band patch antenna

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101393280B1 true KR101393280B1 (en) 2014-05-09

Family

ID=50893605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130051602A KR101393280B1 (en) 2013-05-08 2013-05-08 Dual band patch antenna

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101393280B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111162375A (en) * 2020-01-17 2020-05-15 深圳市华信天线技术有限公司 A Broadband Circularly Polarized Patch Antenna
CN111602299A (en) * 2017-11-10 2020-08-28 雷神公司 Thin radiator for Additive Manufacturing Technology (AMT)
WO2020222339A1 (en) * 2019-05-02 2020-11-05 엘지전자 주식회사 Electronic device with array antennas
CN115275625A (en) * 2022-07-27 2022-11-01 山西大同大学 A broadband metasurface antenna loaded with parasitic patches

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111602299A (en) * 2017-11-10 2020-08-28 雷神公司 Thin radiator for Additive Manufacturing Technology (AMT)
WO2020222339A1 (en) * 2019-05-02 2020-11-05 엘지전자 주식회사 Electronic device with array antennas
CN111162375A (en) * 2020-01-17 2020-05-15 深圳市华信天线技术有限公司 A Broadband Circularly Polarized Patch Antenna
CN115275625A (en) * 2022-07-27 2022-11-01 山西大同大学 A broadband metasurface antenna loaded with parasitic patches

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI489690B (en) Multi-band planar inverted-f (pifa) antennas and systems with improved isolation
US20180269565A1 (en) Wideband, low profile, small area, circular polarized uhf antenna
EP3166178B1 (en) An antenna element preferably for a base station antenna
US20170062940A1 (en) Compact wideband dual polarized dipole
US20150303576A1 (en) Miniaturized Patch Antenna
KR101505595B1 (en) Microstrip chip antenna with top loading structure
KR101242389B1 (en) Metamaterial hybrid patch antenna and method for manufacturing thereof
US20060017643A1 (en) Wideband antenna and communication apparatus having the antenna
JP2015185946A (en) antenna device
KR20120072144A (en) Circularly polarized antenna with wide beam width
KR101888399B1 (en) The Antenna with High Gain and Omni-Directional characteristics
US20110175779A1 (en) Conductive structure for high gain antenna and antenna
CN105186120B (en) A kind of yagi aerial of magnetic dipole
KR101393280B1 (en) Dual band patch antenna
CN101431179A (en) Planar Inverted-F Antenna with Extended Ground Plane
CN113054420A (en) Antenna structure and single dual-polarized antenna array
KR101252244B1 (en) Multi antenna
KR101288237B1 (en) Patch Antenna for Receiving Circular Polarization and Linear Polarization
US7221321B2 (en) Dual-frequency dual polarization antenna
WO2014108977A1 (en) Antenna apparatus
JP2019186788A (en) Antenna and communication device
US9722314B2 (en) Patch antenna
KR101332178B1 (en) Panorama glass roof antenna apparatus for vehicle
TWI442630B (en) Array antenna
JP2015154368A (en) patch antenna

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20130508

PA0201 Request for examination
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: 20140430

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20140501

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20140502

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170421

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20170421

Start annual number: 4

End annual number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180424

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20180424

Start annual number: 5

End annual number: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20200212