KR101974546B1

KR101974546B1 - 필터 내장형 캐비티 백 안테나

Info

Publication number: KR101974546B1
Application number: KR1020190006994A
Authority: KR
Inventors: 안광환; 박준영; 김상일; 황금철; 윤주호
Original assignee: 한화시스템 주식회사; 성균관대학교산학협력단
Priority date: 2019-01-18
Filing date: 2019-01-18
Publication date: 2019-05-02
Anticipated expiration: 2038-09-12

Abstract

본 발명은, 판상의 유전체 기판, 유전체 기판의 상면에 형성되는 패치, 유전체 기판의 하면에 부착되는 캐비티 바디, 캐비티 바디를 관통하도록 설치되고, 유전체 기판의 하면에 접속되는 동축 필터, 유전체 기판과 캐비티 바디 사이에서 유전체 기판에 캐비티 바디를 부착시키는 유전체 시트, 및 유전체 시트의 하면에 부착되는 커플링 급전부를 포함하고, 커플링 급전부와 유전체 시트를 통하여 동축 필터가 유전체 기판의 하면에 접속되는 필터 내장형 캐비티 백 안테나로서, 필터 내장형 캐피티 백 안테나가 적용되는 무선 주파수 송수신 시스템의 크기를 줄일 수 있는 필터 내장형 캐비티 백 안테나가 제시된다.

Description

필터 내장형 캐비티 백 안테나{FILTER INTEGRATED CAVITY BACK ANTENNA}

본 발명은 필터 내장형 캐비티 백 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무선 주파수 송수신 시스템의 크기를 소형화할 수 있는 필터 내장형 캐비티 백 안테나에 관한 것이다.

안테나를 통한 공진에서는 항상 고조파(harmonic)가 발생한다. 고조파는 기본 공진 주파수의 배수가 되는 주파수에서 나타난다.

안테나에서 작은 크기의 신호를 송출할 때에는, 고조파 주파수 대역을 통해 송출되는 신호의 크기가 미약해서 해당 주파수 대역에 거의 영향을 끼치지 않는다. 반면, 안테나에서 큰 크기의 신호를 송출할 때에는, 고조파 주파수 대역을 통해 송출되는 신호가 해당 주파수 대역에 영향을 끼친다.

따라서, 안테나에서 큰 크기의 신호를 송출할 때 필터를 사용하여 고조파 주파수 대역을 차단하는 것이 필요하다.

한편, 대부분의 무선 주파수 송수신 시스템은 안테나와 필터가 독립적으로 설계되고, 동축 케이블과 같은 연결수단을 통하여 연결된 구조로 이루어진다. 이에, 시스템의 크기가 크고, 시스템의 구성이 복잡한 문제점이 있다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 하기의 특허문헌에 게재되어 있다.

KR

10-2015-0021679

A

KR

10-1843305

B1

본 발명은 크기를 소형화할 수 있는 필터 내장형 캐비티 백 안테나를 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 필터 내장형 캐비티 백 안테나는, 캐비티 백 안테나로서, 캐비티 바디; 상기 캐비티 바디에 내장되는 동축 필터;를 포함한다.

상기 캐비티 바디는 상부에 패치가 배치되고, 상기 패치는 상기 동축 필터를 통해 급전되어 동작할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 캐비티 백 안테나는, 판상의 유전체 기판; 상기 유전체 기판의 상면에 형성되는 패치; 상기 유전체 기판의 하면에 부착되는 캐비티 바디; 및 상기 캐비티 바디를 관통하도록 설치되고, 상기 유전체 기판의 하면에 접속되는 동축 필터;를 포함한다.

상기 캐비티 바디의 상면에 오목하게 형성된 캐비티에 충전되는 유전체 폼;을 포함하고, 상기 동축 필터는 상기 유전체 폼을 관통하도록 설치될 수 있다.

상기 유전체 기판과 상기 캐비티 바디 사이에서 상기 유전체 기판에 상기 캐비티 바디를 부착시키는 유전체 시트; 상기 유전체 시트의 하면에 부착되는 커플링 급전부;를 포함하고, 상기 커플링 급전부와 상기 유전체 시트를 통하여 상기 동축 필터가 상기 유전체 기판의 하면에 접속될 수 있다.

상기 동축 필터의 하면과 상기 캐비티 바디의 하면은 동일 면상에 위치할 수 있다.

상기 동축 필터는 임피던스 매칭이 가능하도록 입력단 및 출력단의 임피던스가 상이할 수 있다.

상기 패치는 임피던스가 100Ω이고, 상기 동축 필터는 입력 임피던스가 50Ω이고, 출력 임피던스가 100Ω일 수 있다.

상기 동축 필터는, 전도율을 가지는 중공의 외피; 전도율을 가지고, 상기 외피에 동축 배치되고, 상기 패치에 신호를 인가하며 상기 신호 중의 고조파 주파수 대역을 차단하는 심체;를 포함하고, 상기 외피와 상기 심체는 상하 방향의 길이가 동일할 수 있다.

상기 외피와 하단과 상기 심체의 하면과 상기 캐비티 바디의 하면은 동일 면상에 위치할 수 있다.

상기 동축 필터는, 유전율을 가지고, 상기 외피와 상기 심체 사이에 배치되고, 상기 외피의 적어도 일부와 상기 심체의 적어도 일부를 연결시키는 피복부;를 포함할 수 있다.

상기 피복부는 테프론 재질을 포함할 수 있다.

상기 심체는, 임피던스가 50Ω인 제1파트; 상기 제1파트의 상면에서 상측으로 돌출되고, 임피던스가 100Ω인 제2파트; 상기 제2파트의 복수 위치에서 돌출된 링 형상의 제3파트;를 포함하고, 상기 제1파트에 임피던스가 50Ω인 동축 케이블이 제공되고, 상기 제2파트가 상기 유전체 기판의 하면에 접속될 수 있다.

상기 피복부는 상기 제3파트의 외주면과 상기 외피의 내부면을 연결시키고, 상기 피복부가 배치된 부분을 제외한 상기 외피와 상기 심체 사이에 공간부가 마련될 수 있다.

상기 제1파트가 상기 제2파트보다 상하 방향의 길이가 짧고, 직경이 클 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 캐비티 백 안테나의 캐비티 바디에 동축 필터를 내장함으로써, 무선 주파수 송수신 시스템의 크기를 소형화할 수 있고, 복잡성을 해소할 수 있다.

또한, 캐비티 바디에 내장된 동축 필터가 임피던스 매칭 회로의 역할도 함에따라, 별도의 임피던스 변환기 혹은 매칭 네트워크를 캐비티 백 안테나에 연결시킬 필요가 없으므로, 시스템의 크기를 더욱 소형화할 수 있고, 시스템의 구성을 더욱 간단하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 필터 내장형 캐비티 백 안테나의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 필터의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 비교 예에 따른 캐비티 백 안테나의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예와 비교 예에 따른 안테나 특성을 비교하여 도시한 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시 예에 따른 캐비티 백 안테나(다른 명칭으로 '필터 내장형 캐비티 백 안테나'라고도 한다)는 무선 주파수 송수신 시스템에서 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 필터 내장형 캐비티 백 안테나의 구조도이다. 이때, 도 1의 (a)는 필터 내장형 캐비티 백 안테나의 분해 사시도이고, 도 1의 (b)는 필터 내장형 캐비티 백 안테나의 단면도이다. 또한, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 필터의 구조도이다. 이때, 도 2의 (a)는 필터의 사이도이고, 도 2의 (b)는 필터의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 필터 내장형 캐비티 백 안테나는, 캐비티를 제공하는 캐비티 바디(300), 및 캐비티 바디(300)에 내장되는 동축 필터(600)를 포함한다. 이때, 캐비티 바디(300)는 상부에 패치(120)가 배치되고, 패치(120)는 동축 필터(600)를 통해 커플링 급전되어 패치 안테나로서 동작할 수 있다.

또는, 필터 내장형 캐비티 백 안테나는, 판상의 유전체 기판(110), 유전체 기판(110)의 상면에 형성되는 패치(120), 유전체 기판(110)의 하면에 부착되는 캐비티 바디(300), 캐비티 바디(300)를 관통하도록 설치되고, 유전체 기판의 하면에 접속되는 동축 필터(600)를 포함한다.

또한, 필터 내장형 캐비티 백 안테나는, 캐비티 바디(300)의 상면에 오목하게 형성된 캐비티의 내부에 충전되는 유전체 폼(400), 유전체 기판(110)과 캐비티 바디(300) 사이에서 유전체 기판(110)에 캐비티 바디(300)를 부착시키는 유전체 시트(200), 유전체 시트(200)의 하면에 부착되는 커플링 급전부(500)를 더 포함할 수 있다.

이때, 동축 필터(600)는 유전체 폼(400)을 관통하도록 설치될 수 있다. 그리고 커플링 급전부(500)와 유전체 시트(200)를 통하여 동축 필터(600)가 유전체 기판(110)의 하면에 전기적으로 접속될 수 있다.

판상의 유전체 기판(110)과 유전체 기판(110)의 상면에 형성되는 패치(120)는 하나의 마이크로스트립 패치 안테나(100)를 형성할 수 있다.

유전체 기판(110)은 유전율이 3 이고, 두께가 1.27mm 인 RF-30 기판일 수 있다. 유전체 기판(110)은 사각판 형상일 수 있다. 패치(120)의 형성을 위하여, 유전체 기판(110)은 소정의 면적을 가질 수 있다. 패치(120)는 유전체 기판(120)의 상면의 중심부에 형성될 수 있다.

패치(120)는 유전체 기판(110)의 상면에 형성될 수 있다. 패치(120)는 사각형 형상으로 형성될 수 있다. 패치(120)의 길이와 폭을 조절하여 동작 주파수를 목표 대역에 맞게 조정할 수 있다. 주파수의 대역폭을 높이기 위하여 패치(120)는 커플링 급전부(500)에 의한 커플링 에너지를 통하여 급전될 수 있다. 패치(120)는 임피던스가 75Ω 또는 100Ω 이 되도록 설계될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 실시 예에서는 패치(120)는 임피던스가 100Ω 이 되도록 설계될 수 있다.

유전체 시트(200)는 유전율이 3.206 인 본딩 시트(bonding sheet)를 포함할 수 있다. 유전체 시트(200)는 유전체 기판(110)의 하면과 동일한 형상과 크기로 형성될 수 있다. 유전체 시트는(200)의 상면은 유전체 기판(110)의 하면에 부착될 수 있다. 유전체 시트(200)의 하면에 캐비티 바디(300)가 부착될 수 있다. 즉, 유전체 시트(200)는 마이크로스트립 패치 안테나(100)와 캐비티 바디(300) 간의 연결을 위한 접합층의 역할을 한다.

캐비티 바디(300)는 직육면체 형상으로 형성될 수 있다. 캐비티 바디(300)는 유전체 시트(200)의 하면의 가장자리에 부착될 수 있다. 즉 캐비티 바디(300)는 유전체 시트(200)에 의하여 유전체 기판(110)의 하면에 부착될 수 있다.

캐비티 바디(300)는 금속 도체일 수 있다. 캐비티 바디(300)는 요구되는 안테나 특성을 위한 최소한의 크기를 만족하도록 크기가 설계될 수 있다.

캐비티 바디(300)는 상면에 오목하게 캐비티가 형성될 수 있다. 캐비티는 상하 방향으로 연장된 네 모서리 부분이 라운드진 직육면체 형상일 수 있다. 캐비티는 주파수 대역폭을 향상시키기 위한 것으로서, 캐비티의 크기와 형상을 조절하여 주파수 대역폭을 조정할 수 있다.

커플링 급전부(500)는 유전체 시트(200)의 하면의 소정 위치에 부착될 수 있다. 커플링 급전부(500)는 캐비티 내에 위치할 수 있다. 커플링 급전부(500)는 패치(120)로의 커플링 급전이 가능한 금속 포스트일 수 있다. 커플링 급전부(500)의 위치에 따라 패치(120)의 입력 인피던스가 변할 수 있다. 커플링 급전부(500)는 패치(120)의 입력 인피던스가 75Ω 또는 100Ω이 되도록 하는 위치에 형성될 수 있다. 바람직하게는, 커플링 급전부(500)는 패치(120)의 입력 인피던스가 100Ω이 되도록 하는 위치에 형성될 수 있다.

캐비티에는 유전체 폼(400)이 채워질 수 있다. 즉, 동축 필터(600)와 커플링 급전부(500)가 설치된 공간 이외의 나머지 공간에 유전체 폼(400)을 채워넣어서 캐비티에 빈 공간이 없도록 하였다. 유전체 폼(400)의 유전율에 따라 주파수 대역폭을 조절할 수 있다.

동축 필터(600)는 캐비티 바디(300)와 유전체 폼(400)을 상하 방향으로 관통하도록 설치될 수 있다. 즉, 동축 필터(600)는 캐비티 바디(300)에 내장되고, 유전체 폼(400)에 의해 보호될 수 있다. 여기서, 동축 필터(600)라고 함은, 동축 형태로 내부 구조가 마련된 필터라는 뜻이다.

동축 필터(600)는 상단(출력단)이 커플링 급전부(500)에 접촉될 수 있다. 동축 필터(600)는 커플링 급전부(500)를 통하여 유전체 기판(1100의 하면에 전기적으로 접속될 수 있다. 동축 필터(600)의 하단(입력단)과 캐비티 바디(300)의 하면은 동일 면상에 위치할 수 있다. 동축 필터(600)는 패치(120)에 신호를 인가하며 신호 중의 불필요한 고조파 주파수 대역을 차단할 수 있다.

한편, RF 소자 간의 연결에서 신호의 반사에 의한 반사손실이 생길 수 있다. 따라서, 신호 반사가 일어나지 않게 하는 것이 중요하다. 이를 위하여, 각 소자의 입출력 임피던스를 기준 임피던스와 맞춰주어야 한다. 따라서, RF 소자 내부에 임피턴스 매칭을 위한 매칭 네트워크가 필요하다.

하지만 본 발명의 실시 예에 따르면, 동축 필터(600)는 임피던스 매칭이 가능하도록 입력단 및 출력단의 임피던스가 상이하게 형성될 수 있다. 따라서, 별도의 매칭 네트워크가 필요하지 아니하며, 동축 필터(600)의 입력단의 임피던스를 기준 임피던스와 맞추어 주면 된다. 여기서, 기준 임피던스는 50Ω일 수 있다.

예컨대 동축 필터(600)는 입력 임피던스가 후술하는 동축 케이블(미도시)의 임피던스 값(예컨대 50Ω)과 같은 값이 되고, 출력 임피던스가 패치(120)의 임피던스 값(예컨대 75Ω 또는 100Ω)과 같은 값이 되도록 입력단과 출력단이 설계될 수 있다. 이에, 별도의 매칭 네트워크를 구비하지 않아도 되므로, 전체 시스템의 연결 구조가 단순화될 수 있고, 무게와 크기를 줄일 수 있다.

또한, 종래의 무선 주파수 송수신 시스템에 구비되는 필터는 보통의 RF 소자들보다 크기가 크다. 따라서, 본 발명의 실시 예와 같이, 동축 필터(600)가 캐비티 바디(300)에 내장된 구조는 이를테면 필터와 안테나가 하나의 모듈로 합해진 필터 내장형 안테나이고, 따라서, 종래보다 시스템의 크기를 소형화할 수 있는 장점이 있다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 동축 필터(600)를 설명한다.

동축 필터(600)는, 전도율을 가지는 중공의 외피(620), 전도율을 가지고, 외피(620)에 동축 배치되고, 패치(120)에 신호를 인가하며 신호 중의 고조파 주파수 대역을 차단하는 심체(610), 유전율을 가지고, 외피(620)와 심체(610) 사이에 배치되고, 외피(620)의 적어도 일부와 심체(610)의 적어도 일부를 연결시키는 피복부(630)를 포함할 수 있다.

외피(620)와 심체(610)는 금속 재질일 수 있다. 외피(620)와 심체(610)는 상하 방향의 길이가 동일할 수 있다. 또한, 외피(620)와 하단과 심체(610)의 하면과 캐비티 바디(300)의 하면은 동일 면상에 위치할 수 있다. 외피(620)는 차폐 역할을 하고, 심체(610)는 필터 역할을 할 수 있다. 한편, 외피(620)를 외부 도체라 하고, 심체(610)를 내부 도체라 할 수 있다. 외피(620)는 원통 형상일 수 있다.

피복부(630)는 유전율이 2.1 인 테프론 재질을 포함할 수 있고, 링 형상으로 형성될 수 있다. 피복부(630)는 외피(620)와 심체(610) 사이의 이격을 없애주는 역할을 하며, 동축 필터(600)가 진동에 강하도록 외피(620)와 심체(610)를 구조적으로 상호 연결시켜줄 수 있다.

심체(610)는 상단(출력단)과 하단(입력단)의 임피던스가 서로 다를 수 있다. 심체(610)는 높은 임피던스(100Ω)의 출력단과 낮은 임피던스(50Ω)의 입력단이 캐스케이드(cascade)로 연결된 구조일 수 있다. 이에, 심체(610)는 입력 임피던스가 50Ω이고, 출력 임피던스가 100Ω이 될 수 있다.

심체(610)는, 임피던스가 50Ω인 환봉 형상의 제1파트(611), 제1파트(611)의 상면에서 상측으로 돌출되고, 임피던스가 100Ω인 환봉 형상의 제2파트(612), 제2파트(612)의 복수 위치에서 돌출되는 링 형상의 제3파트(613, 614)를 포함할 수 있다. 제3파트(613, 614)는 복수개 예컨대 두 개 형성된 수 있다. 제3파트(613, 614)는 하부 돌출 파트(613) 및 상부 돌출 파트(614)를 포함할 수 있다.

제1파트(611)는 동축 필터(600)의 입력단이고, 제2파트(612)의 상단은 동축 필터(600)의 출력단일 수 있다. 제1파트(611)가 제2파트(612)보다 상하 방향의 길이가 짧고, 직경이 클 수 있다. 피복부(630)는 하부 돌출 파트(613) 및 상부 돌출 파트(614)의 외주면과 외피(620)의 내부면을 연결시키도록 마련될 수 있다. 이때, 피복부(630)가 배치된 부분을 제외한 외피(620)와 심체(610) 사이에 공간부(640)가 마련될 수 있다. 공간부(640)는 공기가 존재할 수 있고, 이에, 유전율이 1일 수 있다. 동축 필터(600)는 상술한 형태로 형성되어 저역 통과 필터의 역할을 수행할 수 있다. 한편, 제1파트(611) 및 제2파트(612)는 직경을 조절하여 임피던스를 조절할 수 있다. 예컨대 제2파트(612)의 직경을 작게 할수록 임피던스를 증가시킬 수 있고, 제2파트(612)의 직경을 크게 할수록 임피던스를 감소시킬 수 있다.

제1파트(611)에 임피던스가 50Ω인 동축 케이블(미도시)이 제공될 수 있다. 제2파트(612)가 커플링 급전부(500)에 접촉하며, 커플링 급전부(500)를 통하여 유전체 기판(110)의 하면에 전기적으로 접속될 수 있다.

제1파트(611)는 동축 케이블로부터 급전을 제공받을 수 있다. 동축 케이블에 신호가 인가되면, 인가된 신호는 동축 케이블을 통하여 제1파트(611) 예컨대 입력단에 입력되고, 입력된 신호는 제2파트(612)의 상단(출력단)에서 커플링 급전부(500)로 츨력되고, 출력된 신호는 전달커플링 급전부(500)에서 패치(120)로 커플링 급전된다. 이때, 입력단과 출력단을 거치면서 임피던스가 매칭될 수 있고, 불필요한 대역의 신호가 감쇠될 수 있다.

상술한 필터 내장형 캐비티 백 안테나는 주파수 2.9 ㎓ 내지 3.4 ㎓ 대역에서 동작하도록 설계될 수 있다.

도 3은 본 발명의 비교 예에 따른 캐비티 백 안테나 구조도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 비교 예에 따른 캐비티 백 안테나는, 판상의 유전체 기판(11)과 유전체 기판(11)의 상면에 형성된 패치(12)를 구비하는 마이크로스트립 패치 안테나(10), 유전체 기판(11)의 하면에 부착되는 유전체 시트(20), 유전체 시트(20)의 하면에 부착되는 캐비티 바디(30), 캐비티 바디(30)의 상면에 형성된 캐비티에 충전되는 유전체 폼(40), 상부가 유전체 시트(20)의 하면에 부착되고, 하부가 캐비티 바디(20)의 하면을 상하 방향으로 관통하도록 배치되는 커플링 급전부(50)를 포함한다.

즉, 본 발명의 비교 예에 따른 캐비티 백 안테나는 본 발명의 실시 예에 따른 동축 필터(600)를 포함하지 않는다.

도 4는 본 발명의 실시 예와 비교 예에 따른 안테나 특성을 비교하여 도시한 그래프이다. 여기서, 도 4의 (a)는 S11을 나타내고, 도 4의 (b)는 이득(realized gain)을 나타낸다.

본 발명의 실시 예에 따른 필터 내장형 캐비티 백 안테나를 준비하였다. 이때, 본 발명의 실시 예에 따른 필터 내장형 캐비티 백 안테나는 동축 필터가 5차 필터로 설계된 버전 및 동축 필터가 6차 필터로 설계된 버전을 각기 준비하였다.

그리고 본 발명의 비교 예에 따른 캐비티 백 안테나를 준비하였다.

본 발명의 실시 예에 따른 필터 내장형 캐비티 백 안테나들과 본 발명의 비교 예에 따른 캐비티 백 안테나에 급전을 위하여 임피던스가 50 Ω인 동축 케이블을 각각 접속시켰다.

본 발명의 실시 예에 따른 필터 내장형 캐비티 백 안테나들과 본 발명의 비교 예에 따른 캐비티 백 안테나를 작동시키며, 안테나 특성을 측정하고, 측정된 결과를 그래프로 도시하였다. 여기서, 작동 주파수의 목표 대역을 2.9 ㎓ 내지 3.4 ㎓ 로 하였다.

도 4의 (a) 및 (b)를 보면, 세 가지 경우 모두 목표 대역에서 10 dB 이하의 S11과 5dB 이상의 realized gain을 갖는다.

하지만 5차 필터로 설계된 동축 필터를 내장한 캐비티 백 안테나(이하 '실시 예 1'이라고 한다)의 측정 결과를 나타낸 'Intergrated 5th order filter' 그래프와 6차 필터로 설계된 동축 필터를 내장한 캐비티 백 안테나(이하 '실시 예 2'라고 한다)의 측정 결과를 나타낸 'Intergrated 6th order filter' 그래프를 보면, 목표 주파수 대역 이외의 주파수 대역에서 보다 높은 S11과 낮은 realized gain을 갖는 것을 볼 수 있다.

반면, 동축 필터를 내장하지 않은 캐비티 백 안테나('비교 예'라고 한다)의 측정 결과를 나타낸 'Only antenna' 그래프를 보면, 목표 주파수 대역 이외의 주파수 대역에서 보다 낮은 S11과 높은 realized gain을 갖는 것을 볼 수 있다.

즉, 실시 예 1과 실시 예 2는 필터의 특성과 안테나의 특성을 모두 구현하였다는 것을 확인할 수 있다.

여기서, 실시 예 1과 실시 예 2를 비교하면, 실시 예 2가 목표 주파수 대역 이외의 주파수 대역에서 realized gain이 더 낮은 것을 확인할 수 있다. 즉, 필터 차수가 높아질수록 주파수 차단 특성이 더 좋은 것을 알 수 있다.

하지만, 크기면에서 보면, 실시 예 1은 동축 필터가 5차 필터로 설계된 결과 높이 파라미터가 21.97mm로 설계되었고, 실시 예 2는 동축 필터가 6차 필터로 설계된 결과 높이 파라미터가 28.32mm로 설계되었다.

즉, 필터 내장형 캐비티 백 안테나의 전체 크기를 줄이는 면에서는 실시 예 1이 더 우수함을 알 수 있다.

본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이고, 본 발명의 제한을 위한 것이 아니다. 본 발명의 상기 실시 예에 개시된 구성과 방식은 서로 결합하거나 교차하여 다양한 형태로 변형될 것이고, 이 같은 변형 예들도 본 발명의 범주로 볼 수 있음을 주지해야 한다. 즉, 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술적 사상의 범위 내에서 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야에서의 업자는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

110: 유전체 기판
120: 패치
200: 유전체 시트
300: 캐비티 바디
400: 유전체 폼
500: 커플링 급전부
600: 동축 필터

Claims

판상의 유전체 기판;
상기 유전체 기판의 상면에 형성되는 패치;
상기 유전체 기판의 하면에 부착되는 캐비티 바디;
상기 캐비티 바디를 관통하도록 설치되고, 상기 유전체 기판의 하면에 접속되는 동축 필터;
상기 유전체 기판과 상기 캐비티 바디 사이에서 상기 유전체 기판에 상기 캐비티 바디를 부착시키는 유전체 시트; 및
상기 유전체 시트의 하면에 부착되는 커플링 급전부;를 포함하고,
상기 커플링 급전부와 상기 유전체 시트를 통하여 상기 동축 필터가 상기 유전체 기판의 하면에 접속되는 필터 내장형 캐비티 백 안테나.
청구항 1에 있어서,
상기 동축 필터의 하면과 상기 캐비티 바디의 하면은 동일 면상에 위치하는 필터 내장형 캐비티 백 안테나.
청구항 1에 있어서,
상기 동축 필터는 임피던스 매칭이 가능하도록 입력단 및 출력단의 임피던스가 상이한 필터 내장형 캐비티 백 안테나.
청구항 1에 있어서,
상기 패치는 임피던스가 100Ω이고,
상기 동축 필터는 입력 임피던스가 50Ω이고, 출력 임피던스가 100Ω인 필터 내장형 캐비티 백 안테나.
청구항 1에 있어서,
상기 동축 필터는,
전도율을 가지는 중공의 외피;
전도율을 가지고, 상기 외피에 동축 배치되고, 상기 패치에 신호를 인가하며 상기 신호 중의 고조파 주파수 대역을 차단하는 심체;를 포함하고,
상기 외피와 상기 심체는 상하 방향의 길이가 동일한 필터 내장형 캐비티 백 안테나.
청구항 5에 있어서,
상기 외피와 하단과 상기 심체의 하면과 상기 캐비티 바디의 하면은 동일 면상에 위치하는 필터 내장형 캐비티 백 안테나.
청구항 5에 있어서,
상기 동축 필터는,
유전율을 가지고, 상기 외피와 상기 심체 사이에 배치되고, 상기 외피의 적어도 일부와 상기 심체의 적어도 일부를 연결시키는 피복부;를 포함하는 필터 내장형 캐비티 백 안테나.
청구항 7에 있어서,
상기 피복부는 테프론 재질을 포함하는 필터 내장형 캐비티 백 안테나.
청구항 7에 있어서,
상기 심체는,
임피던스가 50Ω인 제1파트;
상기 제1파트의 상면에서 상측으로 돌출되고, 임피던스가 100Ω인 제2파트;
상기 제2파트의 복수 위치에서 돌출된 링 형상의 제3파트;를 포함하고,
상기 제1파트에 임피던스가 50Ω인 동축 케이블이 제공되고,
상기 제2파트가 상기 유전체 기판의 하면에 접속되는 필터 내장형 캐비티 백 안테나.
청구항 9에 있어서,
상기 피복부는 상기 제3파트의 외주면과 상기 외피의 내부면을 연결시키고,
상기 피복부가 배치된 부분을 제외한 상기 외피와 상기 심체 사이에 공간부가 마련되는 필터 내장형 캐비티 백 안테나.
청구항 9에 있어서,
상기 제1파트가 상기 제2파트보다 상하 방향의 길이가 짧고, 직경이 큰 필터 내장형 캐비티 백 안테나.