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KR101454878B1 - 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 매립형 혼 안테나 - Google Patents

수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 매립형 혼 안테나 Download PDF

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KR101454878B1
KR101454878B1 KR1020130109677A KR20130109677A KR101454878B1 KR 101454878 B1 KR101454878 B1 KR 101454878B1 KR 1020130109677 A KR1020130109677 A KR 1020130109677A KR 20130109677 A KR20130109677 A KR 20130109677A KR 101454878 B1 KR101454878 B1 KR 101454878B1
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horn antenna
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horn
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박철순
김홍이
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한국과학기술원
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Abstract

본 발명은 유전체, 상기 유전체 내부에 적층되어 매립되는 중공된 사각 또는 원형의 복수의 금속 패턴, 상기 금속 패턴의 층간에 매립되어 상하로 연결하는 복수의 금속 비아 및 상기 유전체의 상부에 형성된 접지면을 포함하며, 상기 복수의 금속 패턴은 방사형으로 적층되어 전자기파가 집중되어 전파되는 웨이브가이드 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 매립형 혼 안테나에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 매립형 혼 안테나는 유전체 기판 내에 금속 패턴 및 비아를 통해 구현함으로써 상대적으로 작은 크기에 큰 이득을 갖는 효과를 얻을 수 있고 수평 방향과 수직 방향의 구성을 하나의 기판에 배치하여 선택적으로 이용이 가능하고 단순한 제조 공정의 제조방법을 제공할 수 있다.

Description

수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 매립형 혼 안테나 {Subatrate Embedded Horn Antenna having Selection Capability of Vertical and Horizontal Radiation Pattern}
본 발명은 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 매립형 혼 안테나에 관한 것으로서, 매립형 혼 안테나를 한 기판에 수직, 수평 매립함으로써 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 매립형 혼 안테나에 관한 것이다.
최근 이동단말기의 밀리미터파 대역 고속 대용량 데이터 통신과 칩 사이의 인터페이스를 구성하는 무선 통신이 큰 관심을 받으며 이를 위한 다양한 안테나가 발표되고 있다. 이와 같은 응용 분야에서는 저 전력 특성이 요구되고 데이터의 무선 전송 간 큰 에너지 손실을 안테나의 이득을 증가시켜 시스템 구성을 이루고 있다. 따라서 고 이득과 좁은 빔 폭의 안테나가 필요하게 되고 이 중 혼 안테나는 이득이 크고 방사 폭이 좁아 고이득과 좁은 빔 폭이 요구되는 밀리미터파 대역 초고속 통신에 적합한 구조이다. 도 1e는 수평 방향의 혼 안테나와 방사를 나타낸 도면이고 도 1f는 수직 방향의 혼 안테나와 방사를 나타낸 도면으로 고이득 안테나인 혼 안테나의 방사를 위한 구조를 나타낸 것이다. 하지만 현재 구성된 대부분의 혼 안테나는 공기 중에 구성되어 그 크기가 수 cm에서 수십 cm에 이르러 매우 커 이동 단말기 및 소형 기기로 적용이 불가능하고 고이득의 방향성을 갖고 있기 때문에 다양한 방향으로 통신이 필요한 이동 단말기 및 칩 간 통신에 이용이 어려웠다.
도 1a는 이동단말기와 고성능 디스플레이 장치의 수평 방사 패턴을 이용한 전송 방식을 나타낸 도면으로서, 이동단말기(110)에서 무압축 영상데이터와 같은 대용량 데이터의 수평 방사 패턴을 이용한 전송 방식을 나타내고 저 전력 송신 칩(120)을 야기 우다 안테나(130)와 같은 수평방사 패턴을 갖는 안테나와 집적하여 사용할 수 있다.
도 1b는 이동단말기와 고성능 디스플레이 장치의 수직 방사 패턴을 이용한 전송 방식을 나타낸 도면으로서, 이동단말기(210)에서 무압축 영상데이터와 같은 대용량 데이터의 수직 방사 패턴을 이용한 전송 방식을 나타내고 저 전력 송신 칩(220)을 마이크로스트립 패치 안테나(230)와 같은 수직방사 패턴을 갖는 안테나와 집적하여 사용할 수 있다.
도 1c는 같은 보드 위의 칩 간 통신에서 수평 방사 패턴을 이용한 전송 방식을 나타낸 도면으로 수평 칩 간 초고속 인터페이스의 무선 연결을 나타내고 도 1d는 보드 간 수직 방사 패턴을 이용한 전송 방식을 나타낸 도면으로 보드 간 수직 연결을 나타낸다. 이와 같이 밀리미터파 대역을 이용한 이동 단말기 및 칩 간 무선 통신에서 고이득 안테나를 사용해야 할 경우 안테나의 방향성을 고려해 수평 및 수직 방향에 대한 방사 패턴이 모두 필요하게 된다. 기존의 이동 단말기 및 소형 기기에서 사용된 안테나는 수평 기판 상에 제작이 가능한 구조이기 때문에 방사 패턴이 수평 방향 혹은 수직 방향의 오직 하나의 방사 패턴을 갖고있어 사용자가 실질적으로 사용할 때는 물리적으로 방향을 바꾸거나 좀 더 복잡하고 전력 소모가 큰 빔 형성 기술을 사용하여 방사 패턴을 조정해야 했다.
특허문헌 1은 밀리미터파 대역 패치 안테나에 관한 것으로서, 다층 기판 상에 구현된 고이득, 고효율 및 광대역 특성을 갖는 밀리미터파 대역 패치 안테나를 제안하고 있으나, 단방향 통신만 가능한 구조로 실질적 사용을 위해 다양한 방향으로 전송이 용이하지 않다.
1. 한국등록특허 제10-1256556호(2013년04월15일 등록)
본 발명은 상기의 필요성에 따라 안출된 것으로서, 종래의 안테나의 방향성의 한계를 극복하고자 밀리미터파 및 초고속 무선 통신에 적합한 고 이득 특성과 동시에 이동단말기 및 칩 간 통신에 적합한 작은 크기의 다양한 빔 방향을 갖는 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 매립형 혼 안테나와 송수신 집적회로 칩이 실장 된 매립형 혼 안테나를 제공하고자 한다.
상기의 해결하고자 하는 과제를 위한 본 발명에 따른 매립형 혼 안테나는, 유전체, 상기 유전체 내부에 적층되어 매립되는 중공된 사각 또는 원형의 복수의 금속 패턴, 상기 금속 패턴의 층간에 매립되어 상하로 연결하는 복수의 금속 비아및 상기 유전체의 상부에 형성된 접지면을 포함하며, 상기 복수의 금속 패턴은 방사형으로 적층되어 전자기파가 집중되어 전파되는 웨이브가이드 구조를 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유전체 상부에 위치하되 상기 접지면과 이격되어 형성되는 급전 선로, 상기 금속 패턴의 최상층에 연결되고 급전 신호 파장의 λ/4의 길이를 갖는 공진 선로 및 급전 선로 및 공진 선로를 연결하는 비아를 포함하여 기판상에 구현된 웨이브가이드로 급전하여 TEM 모드 전송 선로에서 TE01 모드로 변환하여 신호가 인가되는 것을 특징으로 한다.
상기의 해결하고자 하는 과제를 위한 본 발명에 따른 송수신 집적회로 칩이 실장 된 매립형 혼 안테나의 제조 방법은 유전체에 중공된 사각 또는 원형의 금속 패턴을 적층하는 단계, 유전체를 적층하고 상기 금속 패턴의 상부에 복수개의 비아홀을 형성하는 단계 및 상기 비아홀에 금속으로 충진하여 금속 비아를 형성하는 단계를 포함하여 반복하여 상기 금속 패턴을 방사형으로 적층하고 상기 유전체 상부에 접지면을 적층하는 것을 특징으로 한다.
또한, 최상층의 상기 금속 패턴에 연결되는 공진 선로를 적층하는 단계, 유전체를 적층하고 상기 공진 선로의 상부에 비아홀을 형성하는 단계 및 상기 유전체 상부에 위치하되 상기 접지면과 이격되고 상기 비아홀과 연결되는 급전 선로를 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예로서, 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 매립형 혼 안테나는 유전체, 상기 유전체 내부에 적층되어 매립되는 중공된 사각 또는 원형의 복수의 금속 패턴; 상기 금속 패턴의 층간에 매립되어 상하로 연결하는 복수의 금속 비아 및 상기 유전체의 상부에 형성된 접지면을 포함하며, 상기 복수의 금속 패턴은 방사형으로 적층되어 전자기파가 집중되어 전파되는 웨이브가이드 구조를 형성하는 혼 안테나에 있어서, 기판에 수직 매립되는 혼 안테나 및 수직 매립 혼 안테나와 동일 기판에 수평 매립되는 혼 안테나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 각 안테나에 신호를 인가하는 전송 선로 및 상기 전송 선로의 앞단에 연결되고 상기 수직 매립 혼 안테나 및 상기 수평 매립 혼 안테나의 동작을 선택하는 1:2 입력 스위치를 포함하여 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명은 혼 안테나 구조를 유전체 기판 내에 금속 패턴 및 비아를 통해 구현함으로써 상대적으로 작은 크기에 큰 이득을 갖는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 수평 방향과 수직 방향의 구성을 하나의 기판에 배치하여 선택적으로 이용이 가능하고 단순한 제조 공정의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 집약적 배치를 통해 큰 전력을 소모하는 빔포밍 기술을 대체함으로써 밀리미터 대역을 이용한 이동단말기 및 칩 간 초고속 데이터 무선전송에 적합한 안테나를 구현 할 수 있다.
본 발명은 이동단말기의 밀리미터파 대역 고속 데이터 통신과 작은 크기의 칩 간 통신에서 반드시 필요한 초소형 구조의 안테나와 집적회로와의 효율적 연결을 용이하게 할 수 있다.
도 1a는 이동단말기와 고성능 디스플레이 장치의 수평 방사 패턴을 이용한 전송 방식을 나타낸 도면.
도 1b는 이동단말기와 고성능 디스플레이 장치의 수직 방사 패턴을 이용한 전송 방식을 나타낸 도면.
도 1c는 같은 보드 위의 칩 간 통신에서 수평 방사 패턴을 이용한 전송 방식을 나타낸 도면.
도 1d는 보드 간 수직 방사 패턴을 이용한 전송 방식을 나타낸 도면.
도 1e는 수평 방향의 혼 안테나와 방사를 나타낸 도면.
도 1f는 수직 방향의 혼 안테나와 방사를 나타낸 도면.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 매립형 혼 안테나를 나타낸 사시도.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 매립형 혼 안테나의 단면도.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 매립형 혼 안테나의 급전 부분의 구조와 전기장의 방향을 나타낸 상세 도면.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 매립형 혼 안테나의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 매립형 혼 안테나와 집적회로의 와이어 본딩 연결을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 매립형 혼 안테나와 집적회로의 플립칩 본딩 연결을 나타낸 도면.
도 6a은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 매립형 수직 방사 안테나와 수평 방사 안테나를 나타내는 사시도.
도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 매립형 수직 방사 안테나와 수평 방사 안테나의 스위치 연결을 나타낸 도면.
도 6c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 매립형 수직 방사 안테나와 수평 방사 안테나의 급전하는 방법을 나타낸 도면.
도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상면, 정면, 좌면, 우면의 네 방향을 선택하여 방사할 수 있는 기판 매립형 안테나와 스위치 연결을 나타낸 도면.
도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상면, 정면, 좌면, 우면의 네 방향을 선택하여 방사할 수 있는 기판 매립형 안테나의 급전하는 방법을 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다수의 수평 방사를 갖는 기판 매립형 혼 안테나와 다수의 수직 방사를 갖는 기판 매립형 혼 안테나를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다수의 수평 방사를 갖는 기판 매립형 혼 안테나와 다수의 수직 방사를 갖는 기판 매립형 혼 안테나에 위상 변환기를 연결하여 빔 형성기를 구성한 도면.
도 10a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 매립형 혼 안테나 구조를 3D EM 시뮬레이션 환경으로 구현한 수직 단면도.
도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 매립형 혼 안테나 구조를 3D EM 시뮬레이션 환경으로 구현한 평면도.
도 10c는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 매립형 혼 안테나 구조를 3D EM 시뮬레이션 환경으로 구현한 사시도.
도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 매립형 혼 안테나의 반사 손실을 나타내는 도면.
도 12a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 매립형 혼 안테나의 60GHz 주파수에서 E 플레인 방사 패턴을 나타내는 도면.
도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 매립형 혼 안테나의 60GHz 주파수에서 H 플레인 방사 패턴을 나타내는 도면.
도 12c는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 매립형 혼 안테나의 60GHz 주파수에서 측면의 3D 빔 패턴을 나타내는 도면.
도 13a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 매립형 수직 방사 안테나와 수평 방사 안테나의 구조를 3D EM 시뮬레이션 환경으로 구현한 수직 단면도.
도 13b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 매립형 수직 방사 안테나와 수평 방사 안테나의 구조를 3D EM 시뮬레이션 환경으로 구현한 평면도.
도 13c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 매립형 수직 방사 안테나와 수평 방사 안테나의 구조를 3D EM 시뮬레이션 환경으로 구현한 사시도.
도 14a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 기판 매립형 혼 안테나의 수직 방사를 선택하여 신호를 인가했을 때 생성되는 수직 방향의 빔 패턴 도면.
도 14b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 기판 매립형 혼 안테나의 수평 방사를 선택하여 신호를 인가했을 때 생성되는 수직 방향의 빔 패턴 도면.
이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 도면을 참고하여 설명한다. 예시된 도면은 발명의 명확성을 위하여 핵심적인 내용만 확대 도시하고 부수적인 것은 생략하였으므로 도면에 한정하여 해석하여서는 아니 된다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 매립형 혼 안테나를 나타낸 사시도이며 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 매립형 혼 안테나의 단면도로서, 기판 매립형 혼 안테나는 유전체, 금속 패턴, 금속 비아, 접지면을 포함할 수 있다.
복수의 금속 패턴(710)은 중공된 사각 또는 원형의 형상으로 유전체 내부에 적층되어 매립된다. 상기 복수의 금속 패턴(710)은 방사형으로 적층되어 전자기파가 집중되어 전파되는 웨이브가이드 구조를 형성할 수 있다.
복수의 금속 비아(720)는 상기 금속 패턴(710)의 층간에 매립되어 상하로 연결하고 접지면은 상기 유전체의 상부에 형성된다.
유전체 기판의 적층 구조를 활용하고 금속 패턴(710)과 금속 비아(720)를 적절히 배치하여 이를 접지면과 연결하여 전자기파가 집중되어 전파되는 일반 사각 웨이브가이드와 같은 구조를 만들어 혼 안테나의 동작 원리로 전자기파를 공기 중으로 방사하게 된다.
보다 구체적으로 도 3a 내지 도 14b와 실시 예들을 통해 본 발명에 따른 기판 매립형 혼 안테나를 설명하면 다음과 같다
제1 실시예
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 매립형 혼 안테나의 급전 부분의 구조와 전기장의 방향을 나타낸 상세 도면으로서, 기판 매립형 혼 안테나는 급전 선로, 공진 선로, 비아를 더 포함할 수 있다.
급전 선로(910)는 상기 유전체 상부에 위치하되 상기 접지면과 이격되어 형성되고, 공진 선로(930)는 상기 금속 패턴의 최상층에 연결되고 급전 신호 파장의 λ/4의 길이를 갖는다.
비아(920)는 급전 선로(910) 및 공진 선로를 연결하여 기판상에 구현된 웨이브가이드(940)로 급전하여 TEM 모드 전송 선로에서 TE01 모드로 변환하여 신호가 인가될 수 있다.
마이크로스트립 혹은 코플라나웨이브가이드(910)과 같은 급전 선로에 금속 비아(920)와 4분의 1파장 길이의 공진 선로(930)를 연결하여 기판상에 구현된 사각 웨이브가이드(940)로 급전을 하는 구조이다. 급전이 되는 사각 웨이브가이드의 가로 길이는 원하는 주파수의 반 파장 크기를 갖는다. 이렇게 구성된 급전 선로는 마이크로스트립 혹은 코플라나웨이브가이드와 같은 선로(910)의 전송 모드인 TEM 모드에서 사각 웨이브가이드(940)의 기본 모드인 TE01 모드로 원할한 신호 전환이 이뤄저 손실 없이 신호가 인가될 수 있다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 매립형 혼 안테나의 단면도로서 전기장의 변화 흐름을 표시하였다. 사각 웨이브가이드 역할을 하는 금속 패턴(1010)은 접지면와 연결된 상태로 4분의 1파장 길이의 공진 선로(1020)를 통해 무한 크기의 임피던스 상태로 변환 되고 이 때 전기장의 방사가 가장 크게 나타게 된다. 공진 선로(1020)의 끝 지점에서 방사된 전기장(화살표로 도시 1030)은 점차 커지는 사각 웨이브가이드의 금속 패턴을 따라 아래로 이동하게 되어 결국 사각 웨이브 가이드의 기본 모드인 TE01 모드로 변환되어 공기로 방사되게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 매립형 혼 안테나와 집적회로의 와이어 본딩 연결을 나타낸 도면로서, 기판 매립형 혼 안테나는 송수신 집적회로 칩을 포함할 수 있다.
송수신 집적회로 칩은 상기 유전체의 상부에 위치하되 상기 접지면과 수평으로 이격되어 실장된다. 송수신 집적회로(1110)의 접지패드와 상기 접지면이 와이어 본딩(1130)으로 연결되고, 상기 송수신 집적회로(1110) 칩의 신호패드와 상기 급전 선로가 와이어 본딩(1130)으로 연결되되, 상기 송수신 집적회로(1110)는 상기 유전체에 형성된 캐비티에 실장되어 신호 전달 거리가 짧을 수 있다.
송수신 집적회로(1110)의 접지면-신호-접지면 패드(1120)에서 시작된 와이어 본딩(1130)은 안테나의 급전 시작인 기판 상의 코플라나 웨이브가이드 선로의 접지면-신호-접지면의 금속 패턴(1140)으로 연결되어 집적회로로부터 신호가 전달된다. 이 때 신호 전달의 거리를 짧게 하여 손실을 줄이기 위해 캐비티(1150) 구조를 활용하여 집적회로를 기판 안에 넣어 연결할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 매립형 혼 안테나와 집적회로의 플립칩 본딩 연결을 나타낸 도면로서, 기판 매립형 혼 안테나는 플립칩 본딩 연결된 송수신 집적회로 칩을 포함할 수 있다.
송수신 집적회로(1210) 칩은 상기 접지면의 상부에 위치하되 송수신 집적회로 칩의 접지 패드와 신호 패드가 형성된 면이 하부에 놓여 있는 형상으로 위치한다.
상기 접지 패드와 상기 접지면이 범프로 연결되고, 상기 송수신 집적회로(1210) 칩의 신호 패드와 상기 급전 선로가 또 다른 범프로 연결될 수 있다.
송수신 집적회로(1210)의 접지면-신호-접지면 패드(1220)에서 금속 범프(1230)를 통해 기판 상의 코플라나 웨이브가이드 선로의 접지면-신호-접지면의 금속 패턴(1240)으로 연결되어 집적회로로부터 신호가 전달된다.
송수신 집적회로 칩이 실장 된 매립형 혼 안테나의 제조 방법은 금속 패턴홀 형성단계, 금속 패턴 적층 단계, 비아홀 형성 단계, 금속 수지 비아 형성 단계 및 접지면 적층 단계를 포함할 수 있다.
금속 패턴홀 형성 단계는 유전체를 적층하고 유전체에 금속 패턴홀을 형성하는 단계이고 금속 패턴 적층 단계는 상기 금속 패턴홀에 중공된 사각 또는 원형의 금속 패턴을 적층하는 단계이다.
비아홀 형성 단계는 유전체를 적층하고 상기 금속 패턴의 상부에 복수개의 비아홀을 형성하는 단계이고 금속 수지 비아 형성 단계는 상기 비아홀에 금속으로 충진하여 금속 비아를 형성하는 단계이다.
위의 단계를를 포함하여 반복하되 상기 금속 패턴은 방사형으로 적층하고 상기 유전체 상부에 접지면을 적층할 수 있다.
송수신 집적회로 칩이 실장 된 매립형 혼 안테나의 제조 방법은 공진 선로 적층 단계, 비아홀 형성 단계, 급전 선로 적층 단계를 더 포함할 수 있다.
공진 선로 적층 단계는 최상층의 상기 금속 패턴에 연결되는 공진 선로를 적층하는 단계이고 비아홀 형성 단계는 유전체를 적층하고 상기 공진 선로의 상부에 비아홀을 형성하는 단계이다. 급전 선로 적층 단계는 상기 유전체 상부에 위치하되 상기 접지면과 이격되고 상기 비아홀과 연결되는 급전 선로를 적층하는 단계이다.
또한, 수신 집적회로 칩이 실장 된 매립형 혼 안테나의 제조 방법은 집적회로 칩 실장 단계 및 와이어 본딩 연결 단계를 더 포함할 수 있다.
송수신 집적회로 칩 실장 단계는 상기 접지면과 수평으로 이격된 상기 유전체의 상부에 캐비티를 형성하고 캐비티에 송수신 집적회로의 칩을 실장하는 단계이고 와이어 본딩 연결 단계는 상기 송수신 집적회로의 칩의 접지 패드와 상기 접지면을 와이어 본딩으로 연결하고, 상기 송수신 집적회로 칩의 신호 패드와 상기 급전 선로가 와이어 본딩으로 연결하는 단계를 더 포함할 수 있다.
더불어, 송수신 집적회로 칩이 실장 된 매립형 혼 안테나의 제조 방법은 집적회로 칩 실장 단계 및 범프 연결 단계를 더 포함할 수 있다.
송수신 집적회로 칩 실장 단계는 상기 접지면의 상부에 송수신 집적회로의 칩을 실장하는 단계이고 범프 연결 단계는 상기 송수신 집적회로 칩의 접지 패드와 신호 패드가 형성된 면을 하부에 놓고, 상기 접지 패드와 상기 접지면을 범프로 연결하고, 상기 송수신 집적회로 칩의 신호 패드와 상기 급전 선로가 또 다른 범프로 연결하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제2 실시예
도 6a은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 매립형 수직 방사 안테나와 수평 방사 안테나를 나타내는 사시도로서, 본 발명에서 가장 핵심이 되는 수평 방사(1310)와 수직 방사(1320)의 선택적 이용이 가능하게 하는 구조의 배경이 되는 두 가지 방사를 갖는 기판 매립형 혼 안테나를 하나의 기판에 집적하는 방법을 나타내는 도면이다. 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 매립형 혼 안테나는 웨이브가이드 구조를 형성하는 혼 안테나를 기판에 수직 매립하고 수직 안테나와 동일 기판에 수평 매립함으로써 선택적 이용이 가능하다.
유전체, 상기 유전체 내부에 적층되어 매립되는 중공된 사각 또는 원형의 복수의 금속 패턴, 상기 금속 패턴의 층간에 매립되어 상하로 연결하는 복수의 금속 비아 및 상기 유전체의 상부에 형성된 접지면을 포함하며 상기 복수의 금속 패턴은 방사형으로 적층되어 전자기파가 집중되어 전파되는 웨이브가이드 구조를 형성하는 혼 안테나에 있어서, 기판에 수직 매립되는 혼 안테나(1410) 및 상기 수직 매립 혼 안테나와 동일 기판에 수평 매립되는 혼 안테나(1420)를 포함하여 수평 방사와 수직 방사를 선택적으로 이용할 수 있다. 수직 방사 역할을 하는 수직 매립형 혼 안테나(1410)와 수평 방사 역할을 하는 수평 매립형 혼 안테나(1420)를 하나의 기판(1430)에 적층 구조를 활용하여 구현할 수 있다. 각 안테나는 도 2a의 기판 매립형 혼 안테나 구조를 활용하였고 금속 패턴과 금속 비아로 이뤄져 개별 혼 안테나로 동작하고 있다. 각 안테나의 신호 인가 방식은 기판 내부에 구현이 가능하고 손실이 적으며 적층 구조를 활용한 신호선 분리가 용이한 스트립 선로 구조(1440)로 연결되어 있다.
또한 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 매립형 수직 방사 안테나와 수평 방사 안테나의 스위치 연결을 나타낸 도면이다. 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 매립형 혼 안테나는 전송 선로 및 1:2 입력 스위치를 더 포함할 수 있다.
전송 선로는 상기 각 안테나에 신호를 인가하고 1:2 입력 스위치는 상기 전송 선로의 앞단에 연결되고 상기 수직 매립 혼 안테나 및 상기 수평 매립 혼 안테나의 동작을 선택하여 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능하다. 수직 방향 기판 매립형 혼 안테나와 수평 방향 기판 매립형 혼 안테나의 동작을 선택하기 위한 SPDT 스위치(1450)가 스트립 전송 선로 전에 위치하게 되어 동작 선택을 하게 된다.
도 6c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 매립형 수직 방사 안테나와 수평 방사 안테나의 급전하는 방법을 나타낸 도면이다. 최초 코플라나 웨이브가이드(1510) 혹은 마이크로 스트립 선로를 이용해 신호가 인가되어 신호선(1520)과 금속 비아(1530)를 통해 각기 다른 높이의 스트립 선로1(1541), 스트립 선로2(1542)로 신호를 전달하게 된다. 각 스트립 선로는 분기점(1550)으로 모이게 되어 서로 포개어 인접하나 신호 격리가 확실한 두 스트립 선로로 수직 방사 안테나와 수평 방사 안테나로 연결되게 된다. 이 때 스트립 선로는 확실한 신호 격리를 확보할 수 있도록 위, 아래의 금속 패턴(1561)과 수직 금속 비아(1562)로 사각 웨이브가이드 형태로 구성되게 된다.
제3 실시예
도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상면, 정면, 좌면, 우면의 네 방향을 선택하여 방사할 수 있는 기판 매립형 안테나와 스위치 연결을 나타낸 도면로서, 웨이브가이드 구조를 형성하는 혼 안테나로서 세 개의 수평 매립 혼 안테나 및 한개의 수직 매립 혼 안테나를 포함하여 상면, 정면, 좌면, 우면 방향의 방사의 선택적 이용을 할 수 있다.
웨이브가이드 구조를 형성하는 혼 안테나는 유전체, 상기 유전체 내부에 적층되어 매립되는 중공된 사각 또는 원형의 복수의 금속 패턴, 상기 금속 패턴의 층간에 매립되어 상하로 연결하는 복수의 금속 비아 및 상기 유전체의 상부에 형성된 접지면을 포함하며, 상기 복수의 금속 패턴은 방사형으로 적층되어 전자기파가 집중되어 전파되는 웨이브가이드 구조를 형성할 수 있다.
세 개의 수평 매립 혼 안테나는 기판의 동일층에 정면, 좌면, 우면 방향으로 배열되고 수직 매립 혼 안테나는 상기 수평 매립 혼 안테나와 동일 기판에 상면 방향으로 배열되어 상면, 정면, 좌면, 우면의 네 방향 방사의 선택적 이용을 할 수 있다.
기판 매립형 안테나는 전송 선로 및 1:4 입력 스위치를 포함하여 안테나 동작을 선택할 수 있다. 전송 선로는 상기 각 안테나에 신호를 인가하고 1:4 입력 스위치는 상기 전송 선로의 앞단에 연결되고 상기 수직 매립 혼 안테나 및 상기 수평 매립 혼 안테나의 동작을 선택하여 상면, 정면, 좌면, 우면의 네 방향 방사의 선택적 이용을 할 수 있다.
이는 단일 기판 매립형 혼 안테나를 활용하여 하나의 기판 상에 각기 다른 네 가지 방향의 방사 패턴을 갖고 이를 선택하여 이용할 수 있는 다방향 선택이 가능한 기판 매립형 혼 안테나를 구현한 것이다. 도 6b의 수직 방사와 수평 방사의 선택이 가능한 혼 안테나 구조에 양 옆면(1610, 1620)에 추가로 기판 매립형 혼 안테나를 삽입하여 앞, 상, 좌, 우의 네 면을 모두 활용해 초소형 구조로 다방향 방사가 가능하게 하였다. 각 기판 매립형 혼 안테나는 도 2a의 단일 기판 매립형 혼 안테나와 같은 금속 패턴과 금속 비아로 이뤄져 있으며, 신호 인가는 확실한 신호 격리 특성과 적은 손실로 기판에 실장 가능한 스트립 선로(1630)으로 연결되어 있다. 각 방사 방향을 선택적으로 이용 가능하게 하도록 네 가지 스트립 선로(1630)에 SP4T 스위치(1640)가 연결되어 동작된다.
도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상면, 정면, 좌면, 우면의 네 방향을 선택하여 방사할 수 있는 기판 매립형 안테나의 급전하는 방법을 나타내는 도면으로서 네 가지 방향에 각각 다른 신호의 급전을 위해 최초 네 개의 코플라나 웨이브가이드(1710) 혹은 마이크로 스트립 선로를 이용해 신호가 인가되어 신호선(1720)과 금속 비아(1730)를 통해 각기 다른 높이의 스트립 선로1(1741), 스트립 선로2(1742), 스트립 선로3(1743), 스트립 선로4(1744)로 신호를 전달하게 된다. 정면과 수직 방사를 위한 스트립 선로는 분기점(1750)으로 모이게 되어 서로 포개어 인접하나 신호 격리가 확실한 두 스트립 선로로 수직 방사 안테나와 수평 방사 안테나로 연결 되게 되고, 좌, 우 방향의 방사를 위한 스트립 선로(1743, 1744)들은 개별 연결로 신호 격리을 유지한 상태로 각 안테나로 연결된다. 이때 스트립 선로는 확실한 신호 격리을 확보할 수 있도록 위, 아래의 금속 패턴(1761)과 수직 금속 비아(1762)로 사각 웨이브가이드 형태로 구성되게 된다
제4 실시예
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복수의 수평 방사를 갖는 기판 매립형 혼 안테나와 복수의 수직 방사를 갖는 기판 매립형 혼 안테나를 나타내는 도면으로서 웨이브가이드 구조를 형성하는 혼 안테나로서 복수의 수평 매립 혼 안테나, 복수의 수직 매립 혼 안테나 및 전력 분배기 또는 전력 결합기를 더 포함할 수 있다.
웨이브가이드 구조를 형성하는 혼 안테나는 유전체, 상기 유전체 내부에 적층되어 매립되는 중공된 사각 또는 원형의 복수의 금속 패턴, 상기 금속 패턴의 층간에 매립되어 상하로 연결하는 복수의 금속 비아 및 상기 유전체의 상부에 형성된 접지면을 포함하며, 상기 복수의 금속 패턴은 방사형으로 적층되어 전자기파가 집중되어 전파되는 웨이브가이드 구조를 형성할 수 있다.
복수의 수평 매립 혼 안테나는 기판에 동일층에 정면 방향으로 배열되고 복수의 수직 매립 혼 안테나는 상기 수평 매립 혼 안테나와 동일 기판에 상면 방향으로 배열될 수 있다. 전력 분배기는 송신기를 구현하도록 각 안테나에 일정비율로 전력을 분배하고 전력 결합기는 수신기를 구현하도록 각 안테나에 수신된 전력을 결합하는 것으로 용도에 따라 선택하여 포함할 수 있다.
매립형 혼 안테나는 1:2 입력 스위치를 더 포함할 수 있다. 1:2 입력 스위치는 상기 전력 분배기 또는 상기 전력 결합기의 앞단에 연결되고 상기 수직 매립 혼 안테나 및 상기 수평 매립 혼 안테나의 동작을 선택하여 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용을 할 수 있다.
수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 기판 매립형 혼 안테나를 배열 구조화하여 하나의 기판(1810)에 구현한 것으로 배열 안테나는 더 큰 이득과 더 좁은 빔 폭이 필요한 응용 분야에 적합하며 시스템 제원에 맞게 개수를 증가하거나 줄여서 사용할 수 있다. 도 8에서는 예를 들어 4개의 배열(1821, 1822, 1823, 1824)을 제시하였지만 더 큰 이득과 더 좁은 빔 폭을 원할 경우 배열 개수를 증가하여 구성할 수 있다. 4개의 배열 안테나는 송신기로 이용할 경우 4:1 전력 분배기(1830)가 사용되게 되고 수신기로 이용할 경우 4:1 전력 결합기가 사용되어 이에 연결 되어 신호가 인가되게 된다. 도 6b와 마찬가지로 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용을 위해 초기에 SPDT 스위치(1840)가 연결되어 신호 선택을 하게 된다.
제5 실시예
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복수의 수평 방사를 갖는 기판 매립형 혼 안테나와 복수의 수직 방사를 갖는 기판 매립형 혼 안테나에 위상 변환기를 연결하여 빔 형성기를 구성한 도면으로서 웨이브가이드 구조를 형성하는 혼 안테나로서 복수의 수평 매립 혼 안테나, 복수의 수직 매립 혼 안테나 및 위상 변환기를 더 포함할 수 있다.
웨이브가이드 구조를 형성하는 혼 안테나는 유전체, 상기 유전체 내부에 적층되어 매립되는 중공된 사각 또는 원형의 복수의 금속 패턴, 상기 금속 패턴의 층간에 매립되어 상하로 연결하는 복수의 금속 비아 및 상기 유전체의 상부에 형성된 접지면을 포함하며, 상기 복수의 금속 패턴은 방사형으로 적층되어 전자기파가 집중되어 전파되는 웨이브가이드 구조를 형성할 수 있다.
복수의 수평 매립 혼 안테나는 기판에 동일층에 정면 방향으로 배열되고, 복수의 수직 매립 혼 안테나는 상기 수평 매립 혼 안테나와 동일 기판에 상면 방향으로 배열될 수 있다. 위상 변환기는 각 안테나로 들어가는 위상을 변화시켜 수직 방향과 수평 방향의 빔의 방향을 조절하는 빔 형성기를 구현할 수 있다.
매립형 혼 안테나는 1:2 입력 스위치를 더 포함할 수 있다. 1:2 입력 스위치는 상기 위상 변환기의 앞단에 연결되고 수직 방향과 수평 방향을 선택하여 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용을 할 수 있다.
도 9는 도 8에서 나타낸 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 기판 매립형 배열 혼 안테나 구조에서 전력 분배기 대신 위상 변환기를 삽입하여 각 안테나로 들어가는 위상을 변화 시켜 빔 형성기를 구현하는 도면이다. 4개의 수직 안테나(1911, 1912, 1913, 1914)에 각각 위상 변환기(1920)를 연결하였으며, 마찬가지로 4개의 수평 안테나(1931, 1932, 1933, 1934)에 각각 위상 변환기(1920)를 연결해 수직 방향의 빔과 수평 방향의 빔의 방향을 조절할 수 있다. 이때 입력 부분에는 수직 방향과 수평 방향을 선택할 수 있는 SPDT 스위치(1940)가 연결되어 동작하게 된다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 매립형 혼 안테나 구조를 3D EM 시뮬레이션 환경으로 구현한 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 매립형 혼 안테나의 반사 손실을 나타내는 도면이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 매립형 혼 안테나의 60GHz 주파수에서 방사 및 3D 빔 패턴을 나타내는 도면이다.
도 11, 도 12a, 도 12b 및 도 12c 는 본 발명에서 제안하는 단일 기판 매립형 혼 안테나의 구조의 동작 특성을 나타낸다. 도 10a, 도10b, 도10c의 시뮬레이션 환경에서 확인하였으며 실시 예로 구현의 가능성을 설명하고자 시뮬레이션 결과를 삽입하였다. 이때 유전체 기판은 LTCC기판 (Low Temperature Co-fired Ceramic)을 이용하여 유전율(dielectric constant)은 5.9, 유전손실(loss tangent)은 0.0035의 조건을 활용하였으며 metal의 물질은 은(Ag)을 사용하여 구성하였다.
설계된 구조의 크기는 매립형 혼 안테나 개구면의 경우 가로 3.4mm, 세로 2.4mm이고, CMOS칩이 포함된 전체 기판의 크기는 가로 4.5mm, 세로 5mm, 높이 0.85mm로 설계하였다.
본 실시예의 결과는 LTCC 기판의 특성을 활용하여 설계하였지만 평면 기판의 성격을 갖는 다양한 기판 (PCB, Duroid, Taconic, Ceramic 등)에 적용 가능하다.
도 11은 삽입 손실을 나타내고 있으며 -10dB 아래의 주파수 폭이 53GHz에서 66GHz로 13GHz 대역을 만족하고 있다.
도 12a는 E 플레인 상의 빔 패턴을 나타내고 있고 Maximum gain은 7.35dBi, HPBW(Half Power Beam Width)는 60°(±30°)를 갖는다.
도 12b는 H 플레인 상의 빔 패턴을 나타내고 있으며 Maxium gain은 7.35dBi. HPBW는 70°(±35°)를 갖는다.
도 12c는 전체 빔 패턴의 입체 모양에서 측면 부분을 표시하였다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수직 방사 안테나와 수평 방사 안테나를 한 기판에 구현하여 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 안테나의 구조를 3D EM 시뮬레이션 환경으로 구현한 도면이고, 도 14는 본 안테나의 수직 방사와 수평 방사를 선택하여 신호를 인가했을 때 생성되는 빔 패턴 도면이다.
도 14a 및 도 14b는 본 발명에서 제안하는 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 기판 매립형 혼 안테나 구조의 동작 특성을 나타낸다. 도 13a 내지 도 13c의 시뮬레이션 환경에서 확인하였으며 실시 예로 구현의 가능성을 설명하고자 시뮬레이션 결과를 삽입하였다. 이때 유전체 기판은 LTCC기판 (Low Temperature Co-fired Ceramic)을 이용하여 유전율(dielectric constant)은 5.9, 유전손실(loss tangent)은 0.0035의 조건을 활용하였으며 metal의 물질은 은(Ag)을 사용하여 구성하였다.
설계된 구조의 크기는 매립형 혼 안테나 개구면의 경우 수직 방사 안테나는 가로 3.9mm, 세로 2.7mm이고, 수평 방사 안테나는 가로 4mm, 세로 1.5mm이며 전체 기판의 크기는 가로 4.8mm, 세로 4.6mm, 높이 1.4mm로 설계하였다. 본 발명의 가장 큰 장점인 소형화 측면에서 단일 기판 매립형 혼 안테나의 전체 크기와 비교했을 때 가로, 세로 변화는 없으며 높이가 약간 증가하였다. 이는 이동 단말기 및 칩 간 통신에서 민감한 가로, 세로 크기를 유지하면서 두 가지 빔 방향을 만들 수 있는 우수한 특성을 보여준다.
본 실시예의 결과는 LTCC 기판의 특성을 활용하여 설계하였지만 평면 기판의 성격을 갖는 다양한 기판 (PCB, Duroid, Taconic, Ceramic 등)에 적용 가능하다.
도 13a는 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 기판 매립형 혼 안테나 구조를 3D EM 시뮬레이터로 구현하여 수직 단면에서 표현한 도면이다.
도 13b는 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 기판 매립형 혼 안테나 구조를 3D EM 시뮬레이터로 구현하여 수평 상면에서 표현한 도면이다.
도 13c는 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 기판 매립형 혼 안테나 구조를 3D EM 시뮬레이터로 구현하여 수직 상측면에서 표현한 도면이다.
도 14a는 수직 방사를 선택하여 신호를 인가하였을 때 나타나는 기판의 수직 방향으로 생성되는 빔 패턴이다.
도 14b는 수평 방사를 선택하여 신호를 인가하였을 때 나타나는 기판의 수평 방향으로 생성되는 빔 패턴이다.
이 결과를 보면 원하는 방향을 선택하는 대로 빔 패턴이 생성되는 것을 알 수 있고, 상, 앞, 좌, 우의 네 방향 패턴도 생성됨을 유추할 수 있다.
이상에서는 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (12)

  1. 유전체;
    상기 유전체 내부에 적층되어 매립되는 중공된 사각 또는 원형의 복수의 금속 패턴;
    상기 금속 패턴의 층간에 매립되어 상하로 연결하는 복수의 금속 비아; 및
    상기 유전체의 상부에 형성된 접지면을 포함하며,
    상기 복수의 금속 패턴은 방사형으로 적층되어 전자기파가 집중되어 전파되는 웨이브가이드 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 매립형 혼 안테나.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 상부에 위치하되 상기 접지면과 이격되어 형성되는 급전 선로;
    상기 금속 패턴의 최상층에 연결되고 급전 신호 파장의 λ/4의 길이를 갖는 공진 선로; 및
    급전 선로 및 공진 선로를 연결하는 비아를 포함하여 기판상에 구현된 웨이브가이드로 급전하여 TEM 모드 전송 선로에서 TE01 모드로 변환하여 신호가 인가되는 것을 특징으로 하는 매립형 혼 안테나.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유전체의 상부에 위치하되 상기 접지면과 수평으로 이격되어 실장되는 송수신 집적회로 칩을 포함하고, 상기 송수신 집적회로 칩의 접지패드와 상기 접지면이 와이어 본딩으로 연결되고, 상기 송수신 집적회로 칩의 신호패드와 상기 급전 선로가 와이어 본딩으로 연결되되, 상기 송수신 집적회로 칩은 상기 유전체에 형성된 캐비티에 실장된 것을 특징으로 하는 매립형 혼 안테나.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 접지면의 상부에 위치한 송수신 집적회로 칩을 포함하고, 상기 송수신 집적회로 칩의 접지 패드와 신호 패드가 형성된 면이 하부에 놓여 있는 형상이고, 상기 접지 패드와 상기 접지면이 범프로 연결되고, 상기 송수신 집적회로 칩의 신호 패드와 상기 급전 선로가 또 다른 범프로 연결된 것을 특징으로 하는 매립형 혼 안테나.
  5. 제1항에 있어서.
    기판에 수직 매립되는 혼 안테나; 및
    상기 수직 매립 혼 안테나와 동일 기판에 수평 매립되는 혼 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 매립형 혼 안테나.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 각 안테나에 신호를 인가하는 전송 선로; 및
    상기 전송 선로의 앞단에 연결되고 상기 수직 매립 혼 안테나와 상기 수평 매립 혼 안테나의 동작을 선택하는 1:2 입력 스위치를 포함하여 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 매립형 혼 안테나.
  7. 제1항에 있어서,
    기판의 동일층에 정면, 좌면, 우면 방향으로 배열되어 수평 매립되는 세 개의 혼 안테나 및
    상기 수평 매립 혼 안테나와 동일 기판에 상면 방향으로 배열되어 수직 매립되는 혼 안테나를 포함하여, 상면, 정면, 좌면, 우면의 네 방향 방사의 선택적 이용이 가능한 것을 특징으로 하는 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 매립형 혼 안테나.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 각 안테나에 신호를 인가하는 전송 선로; 및
    상기 전송 선로의 앞단에 연결되고 상기 수직 매립 혼 안테나와 상기 수평 매립 혼 안테나의 동작을 선택하는 1:4 입력 스위치를 포함하여 상면, 정면, 좌면, 우면의 네 방향 방사의 선택적 이용이 가능한 것을 특징으로 하는 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 매립형 혼 안테나.
  9. 제1항에 있어서,
    기판에 정면 방향으로 배열되어 수평 매립되는 복수의 혼 안테나;
    상기 수평 매립 혼 안테나와 동일 기판에 상면 방향으로 배열되어 수직 매립되는 복수의 혼 안테나 및
    송신기를 구현하도록 각 안테나에 일정비율로 전력을 분배하는 전력 분배기 또는 수신기를 구현하도록 각 안테나에 수신된 전력을 결합하는 전력 결합기를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 매립형 혼 안테나.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전력 분배기 또는 상기 전력 결합기의 앞단에 연결되고 상기 수직 매립 혼 안테나와 상기 수평 매립 혼 안테나의 동작을 선택하는 1:2 입력 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 매립형 혼 안테나.
  11. 제1항에 있어서,
    기판에 수직 매립되는 복수의 혼 안테나;
    상기 수직 매립 혼 안테나와 동일 기판에 매립되되 수평 매립되는 복수의 혼 안테나 및
    각 안테나로 들어가는 위상을 변화시키는 위상 변환기를 포함하여 수직 방향과 수평 방향의 빔의 방향을 조절하는 빔 형성기를 구현하는 것을 특징으로 하는 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 매립형 혼 안테나.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 위상 변환기의 앞단에 연결되고 수직 방향과 수평 방향을 선택하는 1:2 입력 스위치를 포함하여 수직 방향과 수평 방향의 빔의 방향을 조절하는 빔 형성기를 구현하는 것을 특징으로 하는 수평 방사와 수직 방사의 선택적 이용이 가능한 매립형 혼 안테나.
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