KR101791436B1 - 캐비티 백 슬롯 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캐비티 백 슬롯 안테나에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 상측으로 개구된 안테나 공진캐비티와 상기 안테나 공진캐비티의 길이방향으로 연통되어 일측벽을 관통하는 홈부로 형성되는 채널캐비티를 구비하는 안테나 도체부; 및 상기 안테나 공진캐비티와 대응되는 위치에 형성되는 복수개의 슬롯과, 상기 복수개의 슬롯을 둘러싸며 상기 채널캐비티를 따라 일정한 간격으로 배치되는 복수개의 비아홀, 및 상기 복수개의 비아홀이 형성되는 영역의 내측에서 상기 복수개의 슬롯을 가로지르게 배치되는 CPW선로를 구비하며, 상기 안테나도체부의 상부를 커버하는 PCB기판; 을 포함하여 이루어진다.
따라서, 본 발명은, 공진캐비티 구조와 급전방식을 변경함으로써 광대역 및 UWB에 적용되는 안테나에 대해 튜닝이 가능할 뿐만 아니라 전계방향으로 안테나를 다중으로 선형 배열하는 경우에도 제작이 용이하고, 급전구조에 따른 손실을 최소화 할 수 있는 캐비티 백 슬롯 안테나를 제공하는 효과가 있다.

Description

캐비티 백 슬롯 안테나 {Cavity backed slot antenna}

본 발명은 캐비티 백 슬롯 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 다양한 공진캐비티 구조와 급전방식에 의해 광대역 및 UWB에 적용되는 안테나 구조의 튜닝이 가능할 뿐만 아니라 E-필드를 따라 안테나를 선형 배열하는 경우에도 제작이 용이하고, 단순한 급전구조에 따른 손실을 최소화 할 수 있는 캐비티 백 슬롯 안테나에 관한 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나를 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는 금속판(10)에 형성되는 캐비티(11)와, 상기 캐비티(11)를 가로 지르는 동시에 주 도파관모드와 평행한 방향을 갖는 마이크로스트립 선로형태의 급전부(12)를 포함한다. 상기 급전부(12)는, 도면에는 마이크로스트립 선로로 형성되었으나 마이크로스트립 선로와 다른 형태의 전송선로에 의해서도 형성될 수 있다.

한편, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 급전부(12)가 마이크로스트립 선로 형태인 경우에는 PCB기판(20)의 상부면 또는 하부면에 인쇄될 수 있다.

또한, 도면에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 금속판(10)에 상기 급전부(12)를 따라 터널 형태의 홈이 형성되는 금속채널(13)을 포함한다.

상기와 같은 구조를 갖는 종래기술에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는 E-필드를 따라 안테나가 선형으로 다중으로 배치되어 배열안테나를 형성하는 경우에 급전선로가 필연적으로 복수로 구부러진 구조를 채택하여야 하며, 배열되는 안테나의 영역 밖에서 마이크로스트립 선로에 의해 형성된 전력분배기로 연결되어야 하는 구조호 형성됨으로써 복잡한 급전구조에 의한 선로에 따른 급전손실이 발생된다.

이와 같이, 종래기술에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는 안테나 소자를 선형배열로 배치하는 경우 급전부(12)의 선로가 구부러짐으로 인하여 안테나 손실이 발생되며, 급전부(12)인 마이크로스트립 선로의 구부러짐과 안테나가 배치되는 공간 및 금속판(10)에 형성되는 공진캐비티(11)의 크기 및 금속채널(13)을 위한 여유 공간의 부족 등 구조적인 한계로 인하여 밀리미터파를 사용하는 광대역 및 UWB에 적용되는 안테나에서 손실을 야기하는 문제점이 있다.

등록특허공보 KR 10-1401852호(2014.05.23)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 공진캐비티 구조와 급전방식을 변경함으로써 광대역 및 UWB에 적용되는 안테나에 대해 튜닝이 가능할 뿐만 아니라 E-필드를 따라 안테나를 선형 배열하는 경우에도 제작이 용이하고, 단순한 급전구조에 따른 손실을 최소화 할 수 있는 캐비티 백 슬롯 안테나를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 상측으로 개구되며 그루브로 형성되는 공진캐비티와, 상기 공진캐비티의 길이방향으로 연통되어 일측벽을 관통하는 홈부로 형성되는 채널캐비티를 구비한 안테나 도체부; 및 상기 안테나 도체부에 전기적인 신호를 급전하는 급전구조가 형성되어 상기 안테나 도체부의 상부를 커버하는 PCB기판을 포함하여 형성되며, 상기 PCB기판은 상부금속층인 급전층과, 하부금속층인 접지층 및 상기 급전층과 접지층 사이에 형성되는 유전체층으로 이루어지며, 상기 급전층의 일부를 식각하여 형성하되 상기 공진캐비티와 대응되는 위치에 형성되는 상부슬롯과, 상기 접지층의 일부를 식각하여 형성하되 상기 공진캐비티와 상기 채널캐비티에 대응되는 위치에 형성되는 하부슬롯, 및 상기 PCB를 관통하여 형성되되 상기 상·하부슬롯을 모두를 둘러싸며 일정한 간격으로 배치되는 복수개의 비아홀이 형성되며, 상기 급전층에는 상부슬롯의 일측으로부터 연장되어 타측까지 형성되는 급전구조인 상부CPW선로와, 상기 접지층에는 상기 상부CPW선로와 마주보고 평행하며 상기 하부슬롯의 일측으로부터 연장되어 타측까지 형성되는 급전구조인 하부CPW선로와, 상기 급전층의 상부CPW선로는, 상기 상부CPW선로 중앙부 근처에서 연장되어 상기 상부슬롯의 일측까지 형성되는 상부교차선로와, 상기 접지층의 하부CPW선로는 상기 상부교차선로와 평행하되 마주보는 반대방향으로 형성되도록 상기 하부CPW선로를 연장하여 형성되는 하부교차선로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 상기 상부CPW선로는, 양단끝단부에 기하학적으로 상부쇼트컷이 형성되고, 상기 하부CPW선로는, 일단끝단부에 기하학적으로 하부쇼트컷이 형성되고 타단은 상기 안테나 공진캐비티에 급전신호를 인가하는 마이크로스트립 형태의 급전선로와 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 상기 상부교차선로는 신호 여진을 위한 프로브 역할을 하며, 상기 상부교차선로 및 상기 상부교차선로와는 반대방향으로 형성되는 상기 하부교차선로에 의하여 상기 안테나 도체부의 공진캐비티에 동위상의 급전신호가 인가되며, 상기 급전신호에 의하여 급전된 상기 안테나 도체부의 공진캐비티를 통해 전자기파의 방사를 야기하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 상기 상부CPW선로 및 하부CPW선로 각각은, 두 개의 선로가 교차되는 상부 및 하부슬롯 중 어느 한 슬롯의 중심부 지점인 상부 및 하부교차선로의 중심선으로부터 상부CPW선로 및 하부CPW선로 각각의 일측 끝단부에 형성되는 상부 및 하부쇼트컷까지 스터브로 형성되는 상부스터브선로 및 하부스터브선로를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 상기 상부스터브선로 및 하부스터브선로의 전기적인 길이는, λ/4, 3λ/4인 단락스터브로 형성되거나, λ/2, λ인 개방스터브로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 상부 CPW선로 및 하부 CPW선로 각각에 구비되는 상부 및 하부슬롯 중 어느 한 슬롯의 중심부를 가로 지르도록 교차하는 두개의 선로로 형성되는 상부교차선로 및 하부교차선로에 의하여 2선식 교차선로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 상측으로 개구되며 그루브로 형성되어 전기적인 신호를 방사하는 공진캐비티를 구비한 안테나 도체부; 및 상기 안테나 도체부에 전기적인 신호를 급전하는 급전구조가 형성되어 상기 안테나 도체부의 상부를 커버하는 PCB기판을 포함하여 형성되며, 상기 PCB기판은 상부금속층인 급전층과, 하부금속층인 접지층 및 상기 급전층과 접지층 사이에 형성되는 유전체층으로 이루어지며, 상기 PCB기판의 상부금속층인 급전층은 급전구조인 상부급전선로와 급전선로가 형성되며, 상기 PCB기판의 하부금속층인 접지층은, 급전구조인 하부급전선로가 형성되며, 상기 상부급전선로는, 상기 급전선로로부터 길이 방향으로 연장되게 형성하는 상부스터브선로와, 상기 상부스터브선로와 직각방향으로 분기되어 교차되게 형성되는 상부교차선로를 구비하며, 상기 하부급전선로는. 상기 상부스터브선로와 평행하게 길이 방향으로 형성되는 하부스터브선로와, 하부스터브선로와 직각방향으로 분기되어 교차되게 형성되는 하부교차선로를 구비하며, 상기 PCB 기판의 하부금속층인 접지층은. 상기 안테나 도체부의 상측으로 개구된 다양한 형상의 구르브로 형성되는 공진캐비티의 크기 내에 포함되는 슬롯을 형성하여 상기 안테나 도체부의 금속면과 접촉되어 접지되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 상기 하부급전선로에 형성되는 하부교차선로는 상기 상부급전선로에 형성되는 상부교차선로와 평행하되 마주보며 역방향으로 가로지르게 형성되며, 상기 하부급전선로의 하부교차선로와 교차하여 형성되는 하부스터브선로는, 양측 끝단부에 기하하적으로 형성되는 하부쇼트컷이 형성되고, 상기 하부스터브선로의 하부쇼트컷으로부터 하부스터브선로와 직각으로 교차되는 지점인 선로인 하부교차선로의 중심선까지의 길이가 3λ/4인 스터브로서 단락회로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 상기 상부급전선로의 상부스터브선로 및 상부교차선로는, 각각 일측 끝단부에 비아홀에 의하여 단락부를 형성하며, 상기 상부스터브선로의 일측 끝단부에 형성되는 단락부로부터 직각으로 교차되는 지점인 선로인 상부교차선로의 중심선까지의 길이가 3λ/4인 스터브로서 단락회로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 상기 상부급전선로의 상부스터브선로 및 상부교차선로는, 각각 일측 끝단부에 비아홀에 의하여 단락부를 형성하며, 상기 상부스터브선로의 일측 끝단부에 형성되는 단락부로부터 직각으로 교차되는 지점인 선로인 상부교차선로의 중심선까지의 길이가 λ/4인 스터브로서 단락회로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 상기 상부급전선로의 상부스터브선로의 일측 끝단부는 개방부로 형성되고, 상기 상부교차선로의 일측 끝단부는 비아홀에 의하여 단락부로 형성되며, 상기 상부스터브선로의 일측 끝단부에 형성되는 개방부로부터 직각으로 교차되는 지점인 선로인 상부교차선로의 중심선까지의 길이가 λ/2인 스터브로서 개방회로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 상기 상부급전선로의 상부스터브선로 및 상부교차선로는, 각각 일측 끝단부가 개방부로 형성되고, 상기 상부스터브선로는, 일측 끝단부에 형성되는 개방부로부터 직각으로 교차되는 지점인 선로인 상부교차선로의 중심선까지의 길이가 λ/2인 스터브로서 개방회로를 형성하며, 상기 상부교차선로는, 상기 상부스터브선로로부터 직각방향으로 분기되어 안테나 도체부의 일측면을 벗어나는 대응되는 개방지점으로부터 일측 끝단부의 개방부까지의 길이가 λ/4로 형성되는 개방회로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 상측으로 개구되며 그루브로 형성되어 전기적인 신호를 방사하는 공진캐비티를 구비한 안테나 도체부; 및 상기 안테나 도체부에 전기적인 신호를 급전하는 급전구조가 형성되어 상기 안테나 도체부의 상부를 커버하는 PCB기판을 포함하여 형성되며, 상기 안테나 도체부는 복수개로 구비되는 배열안테나로서, 각각의 안테나도체부에는 공진캐비티 및 상기 공진캐비티의 길이방향으로 연통되어 일측벽을 관통하는 홈부로 형성되는 공통의 채널캐비티를 구비하며, 상기 PCB기판은 상부금속층인 급전층과, 하부금속층인 접지층 및 상기 급전층과 접지층 사이에 형성되는 유전체층으로 이루어지며, 상기 급전층의 일부를 식각하여 형성하되 상기 복수의 안테나 도체부에 각 각 구비되는 공진캐비티와 대응되는 위치에 형성되는 상부슬롯과, 상기 접지층의 일부를 식각하여 형성하되 상기 복수의 안테나 도체부에 각 각 구비되는 공진캐비티와 상기 공통의 채널캐비티에 대응되는 위치에 형성되는 하부슬롯, 및 상기 PCB를 관통하여 형성되되 상기 상·하부슬롯을 모두를 둘러싸며 일정한 간격으로 배치되는 복수개의 비아홀이 형성되며, 상기 급전층에는 상기 복수의 안테나 도체부에 각각 구비되는 공진캐비티와 대응되는 위치에 형성되는 상부슬롯의 일측으로부터 연장되어 타측까지 형성되는 급전구조인 상부CPW선로와, 상기 접지층에는 상기 복수의 안테나 도체부에 각각 구비되는 공진캐비티와 대응되는 위치에 형성되는 상기 상부CPW선로와 마주보며 평행하며 상기 상기 복수의 안테나 도체부에 각 각 구비되는 공진캐비티와 상기 공통의 채널캐비티에 대응되는 위치에 형성되는 하부슬롯의 일측으로부터 연장되어 형성되는 급전구조인 하부CPW선로와, 상기 급전층의 상부CPW선로는 상기 상부CPW선로 중앙부 근처에서 연장되어 상기 상부슬롯의 일측까지 형성되는 상부교차선로와, 상기 접지층의 하부CPW선로는 상기 상부교차선로와 평행하되 마주보는 반대방향으로 형성되도록 상기 하부CPW선로를 연장하여 형성되는 하부교차선로가 형성되어 상기 공통의 채널캐비티를 통하여 급전되는 전기적인 급전신호가 상기 상부CPW선로 및 상기 하부CPW선로에 의하여 상기 복수개의 배열안테나 각각에 형성되는 공진캐비티에 동위상의 신호를 급전하며, 상기 공진캐비티를 통해 방사신호를 야기하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 다양한 공진캐비티 구조와 급전방식에 의해 광대역 및 UWB에 적용되는 안테나 구조의 튜닝이 가능할 뿐만 아니라 전계방향으로 안테나를 선형 배열하는 경우에도 제작이 용이하고 급전구조에 따른 손실을 최소화 할 수 있는 캐비티 백 슬롯 안테나를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는 E-필드방향을 따라 선형으로 다중으로 배치되어 배열안테나를 형성하는 경우에 급전구조가 배열안테나의 영역 내에 배치되기 때문에 복수의 안테나 각각을 급전하는 급전선로를 마이크로스트립 선로에 의한 매칭 구조로 형성하여 단순한 급전구조에 따른 손실을 최소화 할 수 있기 때문에 안테나 신호의 손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 캐비티 백 슬롯 안테나의 분해사시도이다.
도 4a는 도 3에 도시된 다층 PCB기판의 상부PCB에 형성되는 급전패턴을 나타내는 도면이다.
도 4b는 도 3에 도시된 다층 PCB기판의 하부PCB에 형성되는 급전패턴을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나의 안테나 특성을 나타내는 그래프이다.
도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 두개의 단락 스터브 사이의 길이가 3λ/4인 캐비티 백 슬롯 안테나의 급전구조를 나타내는 도면이다.
도 6b는 도 6a에 도시된 캐비티 백 슬롯 안테나의 분해사시도이다.
도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 두개의 단락 스터브 사이의 길이가 λ/4 인 캐비티 백 슬롯 안테나의 급전구조를 나타내는 도면이다.
도 7b는 도 7a에 도시된 캐비티 백 슬롯 안테나의 분해사시도이다.
도 8a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 λ/2 길이의 개방스터브와 단락회로를 형성하는 교차선로를 구비한 캐비티 백 슬롯 안테나의 급전구조를 나타내는 도면이다.
도 8b는 도 8a에 도시된 캐비티 백 슬롯 안테나의 분해사시도이다.
도 9a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 λ/4의 길이를 갖는 개방스터브에 의하여 단락회로가 형성되는 교차선로 및 λ/2인 개방회로를 형성하는 2-선식 스터브를 구비한 캐비티 백 슬롯 안테나의 급전구조를 나타내는 도면이다.
도 9b는 도 9a에 도시된 캐비티 백 슬롯 안테나의 분해사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나가 선형배열로 배치되는 선형배열안테나를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예들을 상세히 설명한다.

하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며 아울러 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 개념과 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 캐비티 백 슬롯 안테나의 분해사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 안테나 도체부(100)와 급전구조를 형성하는 PCB기판(200)을 포함할 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 안테나 도체부(100)는, 공진캐비티(110)와 급전을 위하여 급전선로인 마이크로스트립 선로용 채널캐비티(120)을 구비할 수 있다.

상기 공진캐비티(110)는 상측으로 개구된 다양한 형상의 구르브(groove)로 형성되며, 상기 채널캐비티(120)는 상기 공진캐비티(110)의 길이방향으로 연통되어 일측벽을 관통하는 홈부로 형성된다.

상기 PCB기판(200)의 상부금속층인 급전층 및 하부금속층인 접지층 양면 모두에는 급전구조인 CPW선로(210)가 형성된다. 상기 CPW선로(210)는 슬롯(220)과 비아홀(230)을 포함하여 급전선로(250)와 연결된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 PCB기판(200)은 상부금속층인 급전층(201)과 하부금속층인 접지층(202) 및 이들 사이에 형성되는 유전체층(203)으로 이루어진다,

여기서, 상기 PCB기판(200)의 상부금속층인 급전층(201)은 상기 유전체층(203)의 상부측에 위치하게 형성될 수 있고, 또한, 상기 PCB기판(200)의 하부금속층인 접지층(202)은 상기 유전체층(203)의 하부측에 위치하게 형성될 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 급전층(201) 및 접지층(202)에는 상기 안테나 도체부(100)에 구르브(groove) 형상으로 형성된 상기 공진캐비티(110)와 대응되는 위치에 급전구조인 상기 CPW선로(210)인 상부CPW선로(211) 및 하부CPW선로(212)가 각각 형성된다.

상기 상부 및 하부CPW선로(211, 212)는, 상기 공진캐비티(110)와 대응되는 위치에 형성되는 두개의 병렬로 형성되는 상부 및 하부슬롯(221, 222)과 상기 급전층(201)과 접지층(202) 각각에는 상기 급전층(201)과 접지층(202)을 상호 전기적으로 연결하기 위하여 상기 두개의 병렬로 형성되는 상부 및 하부슬롯(221, 222)을 포함하는 상부 및 하부CPW선로(211, 212) 및 상기 상부 및 하부CPW선로(211, 212)와 연결되는 급전선로(250)의 외곽부를 둘러싼 상부 및 하부비아홀(231, 232)을 포함하여 형성되어 상기 안테나 도체부(100)에 상측으로 개구된 다양한 형상의 구르브(groove)로 형성되는 형성된 공진캐비티(110)를 커버하는 구조로 배치된다.

이때, 상기 PCB기판(200)의 유전체층(203)에는 상기 급전층(201) 및 접지층(202) 각각에 형성되는 상부 및 하부비아홀(231, 232)과 대응되는 위치에 유전체층 비아홀(233)이 형성된다.

급전층(201)에는 상부슬롯(221)의 일측으로부터 연장되어 타측까지 형성되는 급전구조인 상부CPW선로(211)를 구비하며, 상기 접지층(202)에는 상기 상부CPW선로(211)와 마주보고 평행하며 상기 하부슬롯(222)의 일측으로부터 연장되어 타측까지 형성되는 급전구조인 하부CPW선로(212)를 구비한다.

상기 급전층의 상부CPW선로는, 상기 상부CPW선로 중앙부 근처에서 연장되어 상기 상부슬롯의 일측까지 형성되는 상부교차선로와, 상기 접지층의 하부CPW선로는 상기 상부교차선로와 평행하되 마주보는 반대방향으로 형성되도록 상기 하부CPW선로를 연장하여 형성되는 하부교차선로가 형성되는 것을 특징으로 하는 캐비티 백 슬롯 안테나.

보다 상세하게는, 상기 급전층(201)의 상부 CPW선로(211)는, 상기 안테나 도체부(100)에 구르브(groove) 형상으로 형성된 상기 공진캐비티(110)와 대응되는 위치에 상기 상부비아홀(231)이 형성되는 영역의 내측 중심부를 길이방향으로 가로 지르도록 형성된다.

상기 급전층(201)의 상부CPW선로(211)는, 상기 급전선로(250)로부터 길이방향으로 연장되게 형성하는 상부스터브선로(211-1)와, 두개의 병렬로 형성되는 상부슬롯(221)중 어느 한 상부슬롯의 중심부를 가로 지르도록 상기 상부CPW선로(211)의 상부스터브선로(211-1)에 연결된 채 직각방향으로 교차하여 형성되는 상부교차선로(211-2)를 구비한다.

또한, 상기 접지층(202)의 하부CPW선로(212)는, 상기 급전층(201)에 형성되는 상부CPW선로(211)와 동일하거나 유사한 크기로 형성되나 미소한 차이가 있는데, 상기 상부스터브선로(211-1)와 평행하게 길이방향으로 형성되는 하부스터브선로(212-1)와, 하부스터브선로(212-1)와 서로 직각방향으로 분기되어 교차되게 형성되는 하부교차선로(212-2)를 구비하며, 즉, 상기 하부교차선로(212-2)는 안테나 도체부(100)에 구르브(groove) 형상으로 형성된 상기 공진캐비티(110)와 대응되는 위치에 상기 하부비아홀(232)이 형성되는 영역의 내측 중심부를 길이방향으로 가로 지르도록 하부스터브선로(212-1)와 교차되게 형성된다.

아울러, 상기 하부교차선로(212-2)는, 상기 상부 교차선로(211-2)가 위치한 지점과 반대방향으로 상기 접지층(202)의 하부CPW선로(212)를 중심으로 중앙부 근처에서 상기 접지층(202)의 하부CPW선로(212)에 연결된 채 두 개의 병렬로 형성되는 하부슬롯(222) 중 어느 한 하부슬롯의 중심부를 가로 지르도록 교차하여 형성된다.

즉, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상측으로 개구되며 다양한 형상의 그루브로 형성되는 공진캐비티(110)와, 상기 공진캐비티(110)의 길이방향으로 연통되어 일측벽을 관통하는 홈부로 형성되는 채널캐비티(120)를 구비한 안테나 도체부(100); 및 상기 안테나 도체부(100)에 전기적인 신호를 급전하는 급전구조가 형성되어 상기 안테나 도체부(100)의 상부를 커버하는 PCB기판(200)을 포함하여 형성된다.

상기 PCB기판(200)은, 상기 급전층(201)의 일부를 식각하여 형성하되 상기 공진캐비티(110)와 대응되는 위치에 형성되는 상부슬롯(221)과, 상기 접지층(202)의 일부를 식각하여 형성하되 상기 공진캐비티(110)와 상기 채널캐비티(120)에 대응되는 위치에 형성되는 하부슬롯(222), 및 상기 PCB기판(200)을 관통하여 형성되되 상기 상·하부슬롯(221, 222) 모두를 둘러싸며 일정한 간격으로 배치되는 복수개의 비아홀(230)이 형성된다.

상기 급전층(201)에는 상부슬롯(221)의 일측으로부터 연장되어 타측까지 형성되는 급전구조인 상부CPW선로(211)와, 상기 접지층(202)에는 상기 상부CPW선로(211)와 마주보며 평행하면서 상기 하부슬롯(222)의 일측으로부터 연장되어 형성되는 급전구조인 하부CPW선로(212)가 형성된다.

또한, 상기 급전층(201)의 상부CPW선로(211)는, 상기 상부CPW선로(211) 중앙부 근처에서 연장되어 상기 상부슬롯(221)의 일측까지 형성되는 상부교차선로(211-2)가 형성되며, 상기 접지층(202)의 하부CPW선로(212)는, 상기 상부교차선로(211-2)와 평행하되 마주보며 반대방향으로 하부교차선로(212-1)가 형성된다.

아울러, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나에서, 상기 급전층(201)에 형성되는 상부 CPW선로(211)의 양측 끝단부에는 기하학적으로 상부쇼트컷(213)이 형성되고, 반면에 상기 접지층(202)의 경우에는 상기 하부CPW선로(212)의 일측 끝단부에만 기하학적으로 하부쇼트컷(223)이 형성되고 타단은 상기 공진캐비티(110)에 급전신호를 인가하는 마이크로스트립 형태의 급전선로(250)와 연결될 수 있으며, 서로의 폭이 다른 마이크로스트립 선로와 연결되는 경우에는 임피던스 매칭회로(251)를 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서 상기 상부교차선로(211-2)는 신호 여진을 위한 프로브 역할을 하며, 상기 상부교차선로(211-2) 및 상기 상부교차선로(211-2)와는 반대방향으로 형성되는 상기 하부교차선로(212-2)에 의하여 상기 안테나 도체부(100)의 공진캐비티(110)에 동위상의 급전신호가 인가되며, 상기 급전신호에 의하여 급전된 상기 안테나 도체부(100)의 공진캐비티(110)를 통해 전자기파의 방사를 야기할 수 있다.

상기 급전층(201)의 상부CPW선로(211) 및 상기 접지층(202)의 하부CPW선로(212)는, 스터브를 구비하는 2선식 교차선로 즉, 상부 CPW선로(211) 및 하부 CPW선로(212) 각각에 구비되는 상부 및 하부슬롯(221, 222) 중 어느 한 슬롯의 중심부를 가로 지르도록 교차하는 두개의 선로로 형성되는 중앙선인 상부교차선로(211-2) 및 하부교차선로(212-2)에 의하여 2선식 교차선로가 형성되며, 두개의 선로가 교차되는 상부 및 하부슬롯(221, 222) 중 어느 한 슬롯의 중심부 지점인 상부 및 하부교차선로(211-2, 212-2)의 중심선(211-3, 212-3)으로부터 상부 및 하부교차선로(211-2, 212-2) 각각의 일측 끝단부에 형성되는 상부 및 하부쇼트컷(213, 223)까지의 길이가 3λ/4인 스터브로서, 상부 및 하부비아홀(231, 232)에 의하여 단락되어 3λ/4 길이를 갖는 단락회로가 형성된다.

따라서, 상기 급전층(201)의 상부CPW선로(211) 및 상기 접지층(202)의 하부 CPW선로(212)는 3λ/4 길이를 갖는 단락회로를 형성함으로써, 상기 상부CPW선로(211)와 하부 CPW선로(212)로 형성되는 2-선식 스터브에 의하여 본 발명에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나를 광대역에서 동작되도록 임피던스를 매칭하는 광대역 정합스터브로 동작된다,

도 4는 도 3에 도시된 상기 PCB기판(200)의 급전층(201) 및 접지층(202) 각각에 형성되는 급전패턴을 나타내는 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 급전구조는 상술한 바와 같이 기본적으로 다음과 같은 구조를 포함할 수 있다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 도 1을 참조하면, 안테나 도체부(100)는 공진캐비티(110)와 급전선로(250)인 마이크로스트립선로를 위한 채널캐비티(120)를 포함하여 형성된다.

이때, 본 발명의 실시예에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 슬롯(220)과 비아홀(230)을 포함하는 급전구조인 CPW선로(210)가 양면 모두에 형성되는 PCB기판(200)을 포함하며, 상기 슬롯(220)과 급전구조인 CPW선로(210) 주변에는 비아홀(230)로 둘러싸게 형성하여 누설전류(Leakage Current)를 방지한다.

또한, 상기 PCB기판(200)의 급전층(201)은 상부CPW선로(Co-planar waveguide line)(211)를 포함하며, 상기 상부CPW선로(211) 중앙 근처에서 두개의 병렬로 형성되는 상부슬롯(221)의 중심부를 연결하는 상부교차선로(211-2)를 형성하며, 안테나 도체부(100) 상부에 나란히 배열되어 위치하는 두 개의 병렬 상부슬롯(211)을 구비하며, 두개의 병렬 상부슬롯 사이의 상기 상부CPW선로(211)의 양측 끝단부에는 기하학적으로 상부쇼트컷(213)이 형성되는 구조를 갖는다.

한편, 본 발명의 실시예에서, 접지층(202)도 상술한 바와 같이, 유사하게 배치될 수 있다.

상기 PCB기판(200)의 접지층(202)에 형성되는 하부CPW선로(212)는 급전층(201)과 동일하거나 혹은 유사한 크기의 구조를 가질 수 있으며, 상기 하부CPW선로(212)의 중앙부 근처에서 두개의 병렬 하부슬롯(222)을 연결하는 하부교차선로(212-2)를 형성하며, 하부CPW선로(212)의 일측 끝단이 마이크로스트립 급전선로(250)에 연결되며, 타측 끝단에는 기하학적으로 하부쇼트컷(223)이 형성되는 구조를 갖는다.

또한, 하부CPW선로(212)에 형성되는 하부교차선로(212-2)는 상부CPW선로(211)에 형성된 상부교차선로(211-2)와 역방향으로 가로지르게 형성될 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 상기 상부교차선로(211-2) 및 하부교차선로(212-2)는 각각, 상기 상부CPW선로(211) 및 하부CPW선로(212)의 중앙에 위치할 수 있으며, 안테나 도체부(100)의 공진캐비티(110)에 동위상의 급전을 제공할 수 있으며, 이를 통해 방사신호를 야기할 수 있다.

한편, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 상부 및 하부교차선로(211-2, 212-2)각각의 중심선(211-3, 212-3)으로부터 상기 상부CPW선로(211)의 양측 끝단부 및 하부CPW선로(212)의 일측 끝단에 형성된 상부 및 하부쇼트컷(213, 223)까지의 전기적인 길이는 3λ/4로 단락스터브가 형성된다.

즉, 급전층(201) 및 접지층(202)에 형성된 상부 및 하부CPW선로(211, 212)는 2개의 전송선로로서, 각각 급전층 및 접지층(201, 202) 중앙에 형성된 상부 및 하부교차선로(211-2, 212-2)의 중심선(211-3, 212-3)으로부터 상기 상부 및 하부CPW선로(211, 212) 각각의 일측 끝단에 형성된 상부 및 하부쇼트컷(213, 223)까지는 3λ/4 길이를 갖는 단락회로가 형성되며, 상기와 같이 단락회로를 갖는 상부CPW선로(211)와 하부CPW선로(212)와 같이 두 개의 선로가 단락회로를 갖는 2선식 스터브를 형성함으로써 광대역 매칭스터브로 동작할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나의 안테나 특성을 나타내는 그래프이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 동작 주파수 대역이 약 23.39GHz로부터 26.39GHz 까지 대역폭이 약 3GHz에 걸쳐서 반사손실이 10dB 이하로 광대역특성을 만족하는 것을 알 수 있다.

본 발명에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 마이크로스트립 패치 안테나에 비하여 안테나 손실이 적게 발생하며 광대역으로 동작하며, UWB 안테나에 적용할 경우에도 튜닝이 가능한 효과가 있다.

도 6a 내지 도 9b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나의 급전구조를 나타내는 도면으로서. 도 6a 내지 도 9b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 여러 가지 다른 형태의 급전구조로도 적용이 가능할 수 있다.

도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 길이가 3λ/4의 단락회로를 형성하는 2-선식 스터브를 구비한 캐비티 백 슬롯 안테나의 급전구조를 나타내는 도면이며, 도 6b는 도 6a의 분해사시도이다.

도시된 바와 같이. 본 발명의 다른 실시예인 도 6a에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 안테나 도체부(500)와 급전구조를 형성하여 상기 안테나 도체부(500)의 상부를 커버하는 PCB기판(600)을 포함할 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 안테나 도체부(500)는, 전기적인 신호를 방사하기 위한 공진캐비티(510)로서, 상기 공진캐비티(510)는 안테나 도체부(500)의 상측으로 개구된 다양한 형상의 구르브(groove)로 형성된다.

상기 PCB기판(600)은 상부금속층인 급전층(601)과 하부금속층인 접지층(602) 및 이들 사이에 형성되는 유전체층(603)으로 이루어진다,

여기서, 상기 PCB기판(600)의 상부금속층인 급전층(601)은, 상기 유전체층(603)의 상부측에 위치하게 형성될 수 있고, 또한, 상기 PCB기판(600)의 하부금속층인 접지층(602)은 상기 유전체층(603)의 하부측에 위치하게 형성될 수 있다.

상기 PCB기판(600)의 상부금속층인 급전층(601)에는 급전구조인 상부급전선로(611)가 형성되며, 단락부(630)와 비아홀(640)을 포함하여 급전선로(650)와 연결된다.

상기 PCB기판(600)의 하부금속층인 접지층(602)은, 상기 안테나 도체부(500)의 상측으로 개구된 다양한 형상의 구르브(groove)로 형성되는 공진캐비티(510)의 크기 내에 포함되며, 상기 상부금속층인 급전층(601)에 구비되는 상부급전선로(611)로부터 신호여진을 위한 급전되는 신호를 전달받는 하부급전선로(612)가 형성되고, 슬롯(620)과 비아홀(640)을 포함하여 상기 안테나 도체부(500)의 공진캐비티(510)에 동위상의 급전신호를 인가한다.

보다 상세하게는, 상기 PCB기판(600)의 상부금속층인 급전층(601)에 형성되는 상부급전선로(611)는, 두개의 단락부(631, 632)를 포함하며 상부스터브선로(611-1)와 상부교차선로(611-2)가 형성된다.

즉, 상기 상부급전선로(611)는 상기 급전선로(650)로부터 길이방향으로 연장되게 형성하는 상부스터브선로(611-1)와, 상기 상부스터브선로(611-1)와 직각방향으로 분기되어 교차되게 형성되는 상부교차선로(611-2)를 구비하며, 상부스터브선로(611-1) 및 상부교차선로(611-2) 각각의 일측 끝단부는 비아홀(640)에 의하여 단락부(631, 632)를 형성한다.

이때, 상기 상부스터브선로(611-1)는, 상기 상부스터브선로(611-1)의 일측 끝단부에 형성되는 단락부(631)로부터 직각방향으로 교차되는 지점인 선로인 상부교차선로(611-2)의 중심선(611-3)까지의 길이가 3λ/4인 스터브로서 단락회로를 형성한다.

또한, 상기 PCB기판(600)의 하부금속층인 접지층(602)에 형성되는 하부급전선로(612)는 두개의 비아홀(640)에 의하여 형성되는 두개의 단락부(631, 632)와 슬롯(620)을 포함하며 하부스터브선로(612-1)와 하부교차선로(612-2)가 형성된다.

즉, 상기 하부급전선로(612)는. 상기 상부스터브선로(611-1)와 평행하게 길이방향으로 형성되는 하부스터브선로(612-1)와, 하부스터브선로(612-1)와 서로 직각방향으로 분기되어 교차되게 형성되는 하부교차선로(612-2)를 구비한다.

보다 상세하게는, 상기 접지층(602)의 하부급전선로(612)는, 상기 안테나 도체부(500)에 구르브(groove) 형상으로 형성된 상기 공진캐비티(510)와 대응되는 위치에 내측 중심부를 길이방향으로 가로 지르도록 형성되며, 상기 접지층(602)의 하부급전선로(612)를 중심으로 하여 중앙부 근처에서 상기 접지층(602)의 하부급전선로(612)에 연결된 채 두개의 병렬로 형성되는 하부슬롯(620)중 어느 한 하부슬롯의 중심부를 가로 지르도록 상기 하부스터브선로(612-1)에 교차하여 형성되는 하부교차선로(612-2)를 구비한다.

이때, 상기 하부급전선로(612)에 형성되는 하부교차선로(612-2)는 상기 상부급전선로(611)에 형성되는 상부교차선로(611-2)와 평행하되 마주보며 역방향으로 가로지르게 형성된다.

또한, 상기 하부급전선로(612)의 하부교차선로(612-2)와 교차하여 형성되는 하부스터브선로(612-1)는, 양측 끝단부에 기하하적으로 형성되는 하부쇼트컷(623)이 형성되고, 상기 하부스터브선로(612-1)의 하부쇼트컷(623)으로부터 하부스터브선로(612-1)와 직각방향으로 교차되는 지점인 선로인 하부교차선로(612-2)의 중앙부 즉, 하부교차선로(612-2)의 중심선(612-3)까지의 길이가 3λ/4인 스터브로서 단락회로를 형성한다.

즉, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 상부스터브선로(611-1) 및 하부스터브선로(612-1)는 각각 상기 상부 및 하부교차선로(611-2, 612-2)로부터 전기적인 길이가 3λ/4로 형성되는 단락회로를 구비하며, 단락스터브로 동작한다.

상기와 같이 단락회로를 갖는 상부급전선로(611)와 하부급전선로(612)와 같이 두 개의 선로가 단락회로를 갖는 2선식(상부급전선로(611)와 하부급전선로(612)) 스터브를 형성함으로써 광대역 매칭스터브로 동작할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예에서 상기 상부급전선로(611)의 상부교차선로(611-2)는 신호 여진을 위한 프로브 역할을 하며, 상기 상부교차선로(611-2) 및 상기 상부교차선로(611-2)와는 반대방향으로 형성되는 상기 하부교차선로(612-2)에 의하여 상기 안테나 도체부(500)의 공진캐비티(510)에 동위상의 급전신호가 인가되며, 상기 급전신호에 의하여 급전된 상기 안테나 도체부(500)의 공진캐비티(510)를 통해 전자기파의 방사를 야기할 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 상기 상부교차선로(611-2) 및 하부교차선로(612-2)는 각각, 상기 상부급전선로(611) 및 하부급전선로(612)의 중앙부에 위치할 수 있으며, 안테나 도체부(500)의 공진캐비티(510)에 동위상의 급전을 제공할 수 있으며, 이를 통해 방사신호를 야기할 수 있다.

도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 길이가 λ/4인 단락회로를 형성하는 2-선식 스터브를 구비한 캐비티 백 슬롯 안테나의 급전구조를 나타내는 도면이고, 도 7b는 도 7a의 분해사시도이다.

도시된 바와 같이. 본 발명의 다른 실시예인 도 7a에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 안테나 도체부(500)와 급전구조를 형성하여 상기 안테나 도체부(500)의 상부를 커버하는 PCB기판(700)을 포함할 수 있다. 기본적인 구조에 대해서는 상기에 설명한 도 6a(또는 도 6b)와 동일한 구조로서, 상기 안테나 도체부(500)에 대한 보다 상세한 설명은 상기 도 6a(또는 도 6b)의 설명을 참조하기로 한다.

상기 PCB기판(700)은 상부금속층인 급전층(701)과 하부금속층인 접지층(702) 및 이들 사이에 형성되는 유전체층(703)으로 이루어진다,

상기 PCB기판(700)의 상부금속층인 급전층(701)에는 급전구조인 상부급전선로(711)가 형성되며, 단락부(730)와 비아홀(740)을 포함하여 급전선로(750)와 연결된다.

다만, 상기 도 6a와 비교해볼 때 상기 PCB기판(700)의 상부금속층인 급전층(701)에 구비되는 급전구조로서의 상부급전선로(711)의 구조면에서 미소한 차이가 있다.

아울러, 상기 하부급속층인 접지층(702)은 상기 도 6a 및 도 6b와 동일한 구조로서, 상기 안테나 도체부(500)의 공진캐비티(510)의 크기 내에 포함되며, 상기 상부금속층인 급전층(701)에 구비되는 상부급전선로(711)로부터 신호여진을 위한 급전되는 신호를 전달받는 하부급전선로(712)가 형성되고, 슬롯(720)과 비아홀(740)을 포함하여 상기 안테나 도체부(500)의 공진캐비티(510)에 동위상의 급전신호를 인가한다.

이하에서는 상기 상부급전선로(711)와 하부급전선로(712)에 의하여 형성되는 2선식 스터브의 구조에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

상기 PCB기판(700)의 상부금속층인 급전층(701)에 형성되는 상부급전선로(711)는 두개의 단락부(731, 732)를 포함하며 상부스터브선로(711-1)와 상부교차선로(711-2)가 형성된다.

즉, 상기 상부급전선로(711)는, 상기 급전선로(750)로부터 길이방향으로 연장되게 형성하는 상부스터브선로(711-1)와, 상기 상부스터브선로(711-1)와 직각방향으로 분기되어 교차되게 형성되는 상부교차선로(711-2)를 구비하며, 상부스터브선로(711-1) 및 상부교차선로(711-2) 각각의 일측 끝단부는 비아홀(740)에 의하여 단락부(731, 732)를 형성한다.

이때, 상기 도 6a와 비교해볼 때, 상기 상부스터브선로(711)는, 상기 상부스터브선로(711-1)의 일측 끝단부에 형성되는 단락부(731)로부터 상부급전선로(711)에서 교차되는 지점의 선로인 상부교차선로(711-2)의 중심선(711-3)까지의 길이가 λ/4인 단락스터브를 형성한다.

또한, 상기 PCB기판(700)의 하부금속층인 접지층(702)에 형성되는 하부급전선로(712)는 두개의 비아홀(740)에 의하여 형성되는 두개의 단락부(731, 732)와 슬롯(720)을 포함하며 하부스터브선로(712-1)와 하부교차선로(712-2)가 형성된다.

즉, 상기 하부급전선로(712)는. 상기 상부스터브선로(711-1)와 평행하게 길이방향으로 형성되는 하부스터브선로(712-1)와, 하부스터브선로(712-1)와 서로 직각방향으로 분기되어 교차되게 형성되는 하부교차선로(712-2)를 구비한다.

보다 상세하게는, 상기 접지층(702)의 하부급전선로(712)는, 상기 안테나 도체부(500)에 구르브(groove) 형상으로 형성된 상기 공진캐비티(510)와 대응되는 위치에 내측 중심부를 길이방향으로 가로 지르도록 형성되며, 상기 접지층(702)의 하부급전선로(712)를 중심으로 하여 중앙부 근처에서 상기 접지층(702)의 하부급전선로(712)에 연결된 채 두개의 병렬로 형성되는 하부슬롯(720)중 어느 한 하부슬롯의 중심부를 가로 지르도록 상기 하부스터브선로(712-1)에 교차하여 형성되는 하부교차선로(712-2)를 구비한다.

이때, 상기 하부급전선로(712)에 형성되는 하부교차선로(712-2)는 상기 상부급전선로(711)에 형성되는 상부교차선로(711-2)와 역방향으로 가로지르게 형성된다.

또한, 상기 하부급전선로(712)의 하부교차선로(712-2)와 교차하여 형성되는 하부스터브선로(712-1)는, 양측 끝단부에 기하하적으로 형성되는 하부쇼트컷(723)이 형성되고, 상기 하부스터브선로(712-1)의 하부쇼트컷(723)으로부터 하부스터브선로(712-1)와 직각방향으로 교차되는 지점인 선로인 하부교차선로(712-2)의 중앙부 즉, 하부교차선로(712-2)의 중심선(712-3)까지의 길이가 3λ/4인 스터브로서 단락회로를 형성한다.

즉, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 상부스터브선로(711-1)는 상기 상부교차선로(711-2)로부터 전기적인 길이가 λ/4로 형성되는 단락회로를 구비하며, 하부스터브선로(712-1)는 상기 하부교차선로(712-2)로부터 전기적인 길이가 3λ/4로 형성되는 단락회로를 구비하며, 각각 단락스터브로 동작한다.

상기와 같이 단락회로를 갖는 상부급전선로(711)와 하부급전선로(712)와 같이 두 개의 선로가 단락회로를 갖는 2선식(상부급전선로(711)와 하부급전선로(712)) 스터브를 형성함으로써 광대역 매칭스터브로 동작할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예에서 상기 상부급전선로(711)의 상부교차선로(711-2)는 신호 여진을 위한 프로브 역할을 하며, 상기 상부교차선로(711-2) 및 상기 상부교차선로(711-2)와는 반대방향으로 형성되는 상기 하부교차선로(712-2)에 의하여 상기 안테나 도체부(500)의 공진캐비티(510)에 동위상의 급전신호가 인가되며, 상기 급전신호에 의하여 급전된 상기 안테나 도체부(500)의 공진캐비티(510)를 통해 전자기파의 방사를 야기할 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 상기 상부교차선로(711-2) 및 하부교차선로(712-2)는 각각, 상기 상부급전선로(711) 및 하부급전선로(712)의 중앙부에 위치할 수 있으며, 안테나 도체부(500)의 공진캐비티(510)에 동위상의 급전을 제공할 수 있으며, 이를 통해 방사신호를 야기할 수 있다.

도 8a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 λ/2 길이의 개방스터브와 단락회로를 형성하는 교차선로를 구비한 캐비티 백 슬롯 안테나의 급전구조를 나타내는 도면이며, 도 8b는 도 8a의 분해사시도이다.

도시된 바와 같이. 본 발명의 다른 실시예인 도 8a에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 안테나 도체부(500)와 급전구조를 형성하여 상기 안테나 도체부(500)의 상부를 커버하는 PCB기판(800)을 포함할 수 있다. 기본적인 구조에 대해서는 상기에 설명한 도 6a(또는 도 6b)와 동일한 구조로서, 상기 안테나 도체부(500)에 대한 보다 상세한 설명은 상기 도 6a(또는 도 6b)의 설명을 참조하기로 한다.

상기 PCB기판(800)은 상부금속층인 급전층(801)과 하부금속층인 접지층(802) 및 이들 사이에 형성되는 유전체층(803)으로 이루어진다,

상기 PCB기판(800)의 상부금속층인 급전층(801)에는 급전구조인 상부급전선로(811)가 형성되며 개방부(830)를 포함하여 급전선로(850)와 연결된다.

다만, 상기 도 6a 및 도 7a와 비교해볼 때 상기 PCB기판(800)의 상부금속층인 급전층(801)에 구비되는 급전구조인 상부급전선로(811)의 구조면에서 미소한 차이가 있다.

아울러, 상기 하부급속층인 접지층(802)은 상기 도 6a 및 도 6b와 동일한 구조로서, 상기 안테나 도체부(500)의 공진캐비티(510)의 크기 내에 포함되며, 상기 상부금속층인 급전층(801)에 구비되는 상부급전선로(811)로부터 신호여진을 위한 급전되는 신호를 전달받는 하부급전선로(812)가 형성되고, 슬롯(820)과 비아홀(840)을 포함하여 상기 안테나 도체부(500)의 공진캐비티(510)에 동위상의 급전신호를 인가한다.

이하에서는 상기 상부급전선로(811)와 하부급전선로(812)를 형성하는 2선식 스터브의 구조에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

상기 PCB기판(800)의 상부금속층인 급전층(801)에 형성되는 상부급전선로(811)는 개방부(831)와 단락부(832)를 포함하여 상부스터브선로(811-1)과 상부교차선로(811-2)가 형성된다.

즉, 상기 상부급전선로(811)는, 상기 급전선로(850)로부터 길이방향으로 연장되게 형성되는 상부스터브선로(811-1)와, 상기 상부스터브선로(811-1)로부터 직각방향으로 분기되어 교차되게 형성되는 상부교차선로(811-2)를 구비하며, 상부교차선로(811) 중 하나인 상부스터브선로(811-1)의 한쪽 끝단부는 개방부(831)를 형성하며, 상기 상부스터브선로(811-1)와 교차되는 상부교차선로(811-2)의 끝단부는 비아홀(840)에 의하여 단락부(832)를 형성한다.

이때, 상기 도 6a 및 도 7a와 비교해볼 때, 상기 상부급전선로(811)의 상부교차선로(811)를 형성하는 상기 상부스터브선로(811-1) 끝단부의 개방부(831)로부터 상부교차선로(811)가 교차되는 지점의 선로인 상부교차선로(811-2)의 중심선(811-3)까지의 길이가 λ/2인 개방스터브를 형성한다.

또한, 상기 PCB기판(800)의 하부금속층인 접지층(802)에 형성되는 하부급전선로(812)는 슬롯(820)을 포함하며 하부스터브선로(812-1)와 하부교차선로(812-2)가 형성된다.

즉, 상기 하부급전선로(812)는. 상기 상부스터브선로(811-1)와 평행하게 길이방향으로 형성되는 하부스터브선로(812-1)와, 하부스터브선로(812-1)와 서로 직각방향으로 분기되어 교차되게 형성되는 하부교차선로(812-2)를 구비한다.

보다 상세하게는, 상기 접지층(802)의 하부급전선로(812)는, 상기 안테나 도체부(500)에 구르브(groove) 형상으로 형성된 상기 공진캐비티(510)와 대응되는 위치에 내측 중심부를 길이방향으로 가로 지르도록 형성되며, 상기 접지층(802)의 하부급전선로(812)를 중심으로 하여 중앙부 근처에서 상기 접지층(802)의 하부급전선로(812)에 연결된 채 두개의 병렬로 형성되는 하부슬롯(820)중 어느 한 하부슬롯의 중심부를 가로 지르도록 상기 하부스터브선로(812-1)에 교차하여 형성되는 하부교차선로(812-2)를 구비한다.

이때, 상기 하부급전선로(812)에 형성되는 하부교차선로(812-2)는 상기 상부급전선로(811)에 형성되는 상부교차선로(811-2)와 역방향으로 가로지르게 형성된다.

또한, 상기 하부급전선로(812)의 하부교차선로(812-2)와 교차하여 형성되는 하부스터브선로(812-1)는, 양측 끝단부에 기하하적으로 형성되는 하부쇼트컷(823)이 형성되고, 상기 하부스터브선로(812-1)의 하부쇼트컷(823)으로부터 하부스터브선로(812-1)와 직각방향으로 교차되는 지점인 선로인 하부교차선로(812-2)의 중앙부 즉, 하부교차선로(812-2)의 중심선(812-3)까지의 길이가 3λ/4인 스터브로서 단락회로를 형성한다.

즉, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 상부스터브선로(811-1)는 상기 상부교차선로(811-2)로부터 전기적인 길이가 λ/2로 형성되는 개방회로에 의하여 개방스터브로 동작하고, 하부스터브선로(812-1)는 상기 하부교차선로(812-2)로부터 전기적인 길이가 3λ/4로 형성되는 단락회로에 의하여 단락스터브로 동작한다.

상기와 같이 상부 급전층(801)에는 개방회로를 구비하고, 하부 접지층(802)에는 단락회로를 갖는 상부급전선로(811)와 하부급전선로(812)와 같이 두 개의 선로가 개방 및 단락회로를 갖는 2선식(상부급전선로(811)와 하부급전선로(812)) 스터브를 형성함으로써 광대역 매칭스터브로 동작할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예에서 상기 상부급전선로(811)의 상부교차선로(811-2)는 신호 여진을 위한 프로브 역할을 하며, 상기 상부교차선로(811-2) 및 상기 상부교차선로(811-2)와는 반대방향으로 형성되는 상기 하부교차선로(812-2)에 의하여 상기 안테나 도체부(500)의 공진캐비티(510)에 동위상의 급전신호가 인가되며, 상기 급전신호에 의하여 급전된 상기 안테나 도체부(500)의 공진캐비티(510)를 통해 전자기파의 방사를 야기할 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 상기 상부교차선로(811-2) 및 하부교차선로(812-2)는 각각, 상기 상부급전선로(811) 및 하부급전선로(812)의 중앙부에 위치할 수 있으며, 안테나 도체부(500)의 공진캐비티(510)에 동위상의 급전을 제공할 수 있으며, 이를 통해 방사신호를 야기할 수 있다.

도 9a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 λ/4의 길이를 갖는 개방스터브에 의하여 단락회로가 형성되는 교차선로 및 λ/2인 개방회로를 형성하는 2-선식 스터브를 구비한 캐비티 백 슬롯 안테나의 급전구조를 나타내는 도면이며, 도 9b는 도 9a의 분해사시도이다.

도시된 바와 같이. 본 발명의 다른 실시예인 도 9a에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 안테나 도체부(500)와 급전구조를 형성하여 상기 안테나 도체부(500)의 상부를 커버하는 PCB기판(900)을 포함할 수 있다. 기본적인 구조에 대해서는 상기에 설명한 도 6a(또는 도 6b)와 동일한 구조로서, 상기 안테나 도체부(500)에 대한 보다 상세한 설명은 상기 도 6a(또는 도 6b)의 설명을 참조하기로 한다.

상기 PCB기판(900)은 상부금속층인 급전층(901)과 하부금속층인 접지층(902) 및 이들 사이에 형성되는 유전체층(903)으로 이루어진다,

상기 PCB기판(900)의 상부금속층인 급전층(901)에는 급전구조인 상부급전선로(911)가 형성되며, 두 개의 개방부(931. 932)를 포함하여 급전선로(950)와 연결된다.

다만, 상기 도 6a 및 8a와 비교해볼 때 상기 PCB기판(900)의 상부금속층인 급전층(901)에 구비되는 급전구조로서의 상부급전선로(911)의 구조면에서 미소한 차이가 있다.

아울러, 상기 하부급속층인 접지층(902)은 슬롯을 구비하며(920) 상기 도 6a 및 도 6b와 동일한 구조로서, 상기 안테나 도체부(500)의 공진캐비티(510)의 크기 내에 포함되며, 상기 상부금속층인 급전층(901)에 구비되는 상부급전선로(911)로부터 신호여진을 위한 급전되는 신호를 전달받는 하부급전선로(912)가 형성되고, 슬롯(820)을 포함하여 상기 안테나 도체부(500)의 공진캐비티(510)에 동위상의 급전신호를 인가한다.

이하에서는 상기 상부급전선로(911)와 하부급전선로에 의하여 형성되는 2선식 스터브의 구조에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

상기 PCB기판(900)의 상부금속층인 급전층(901)에 형성되는 상부급전선로(911)는 두 개의 개방부(931, 932)를 포함하며 상부스터브선로(911-1)와 상부교차선로(911-2)가 형성된다.

즉, 상기 상부교차선로(911)는, 급전선로(950)로부터 길이방향으로 연장되게 연결되어 형성하는 상부스터브선로(911-1)와, 상기 상부스터브선로(911-1)와 직각방향으로 분기되어 교차하는 상부교차선로(911-2)를 구비하며, 상기 상부스터브선로(911-1) 및 상부교차선로(911-2)의 일측 끝단부는 각각 개방부(931, 932)를 형성한다.

이때, 상기 도 6a 및 도 8a와 비교해볼 때, 상기 상부스터브선로(911-1)는, 상기 상부스터브선로(911-1)의 일측 끝단부에 형성되는 개방부(931)로부터 상부교차선로(911)가 교차되는 지점의 선로인 상부교차선로(911-2)의 중심선(911-3)까지의 길이가 λ/2인 개방스터브를 형성한다.

또한, 상기 상부교차선로(911-2)는, 상기 상부스터브선로(911-1)와 직각방향으로 교차되게 형성되고 일측 끝단부에는 하부의 안테나 도체부(500)의 일측면을 벗어나게 연장되는 길이방향으로 형성되는 개방부(932)를 구비하며, 개방부(932)의 끝단부로부터 안테나 도체부(500)의 일측면을 벗어나는 대응되는 개방지점(911-4)까지의 길이가 λ/4인 개방스터브를 형성한다.

따라서, 상기 상부급전선로(911)는. 상기 상부교차선로(911-2)의 중심선(911-3)으로부터 개방부(931)까지의 길이가 λ/2인 개방회로를 형성하는 상부스터브선로(911-1)와, 상기 상부스터브선로(911-1)로부터 직각방향으로 분기되어 안테나 도체부(500)의 일측면을 벗어나는 대응되는 개방지점(911-4)으로부터 개방부(932)까지의 길이가 λ/4로 형성되는 개방회로를 형성하는 상부교차선로(911-2)를 포함한다.

또한, 상기 PCB기판(800)의 하부금속층인 접지층(902)에 형성되는 하부급전선로(912)는 슬롯(920)을 포함하며 하부스터브선로(912-1)와 하부교차선로(912-2)가 형성된다.

즉, 상기 하부급전선로(912)는. 상기 상부스터브선로(911-1)와 평행하게 길이방향으로 형성되는 하부스터브선로(912-1)와, 하부스터브선로(912-1)와 서로 직각방향으로 분기되어 교차되게 형성되는 하부교차선로(912-2)를 구비한다.

보다 상세하게는, 상기 접지층(902)의 하부급전선로(912)는, 상기 안테나 도체부(500)에 구르브(groove) 형상으로 형성된 상기 공진캐비티(510)와 대응되는 위치에 내측 중심부를 길이방향으로 가로 지르도록 형성되며, 상기 접지층(902)의 하부급전선로(912)를 중심으로 하여 중앙부 근처에서 상기 접지층(902)의 하부급전선로(912)에 연결된 채 두개의 병렬로 형성되는 하부슬롯(920)중 어느 한 하부슬롯의 중심부를 가로 지르도록 상기 하부스터브선로(912-1)에 직각방향으로 교차하여 형성되는 하부교차선로(912-2)를 구비한다.

이때, 상기 하부급전선로(912)에 형성되는 하부교차선로(912-2)는 상기 상부급전선로(911)에 형성되는 상부교차선로(911-2)와 역방향으로 가로지르게 형성된다.

또한, 상기 하부급전선로(912)의 하부교차선로(912-2)와 교차하여 형성되는 하부스터브선로(912-1)는, 양측 끝단부에 기하하적으로 형성되는 하부쇼트컷(923)이 형성되고, 상기 하부스터브선로(912-1)의 하부쇼트컷(923)으로부터 하부스터브선로(912-1)와 직각방향으로 교차되는 지점인 선로인 하부교차선로(912-2)의 중앙부 즉, 하부교차선로(912-2)의 중심선(912-3)까지의 길이가 3λ/4인 스터브로서 단락회로를 형성한다.

즉, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 상부스터브선로(911-1)는 상기 상부교차선로(911-2)로부터 전기적인 길이가 λ/2로 형성되는 개방회로에 의하여 개방스터브로 동작하고, 하부스터브선로(912-1)는 상기 하부교차선로(912-2)로부터 전기적인 길이가 3λ/4로 형성되는 단락회로에 의하여 단락스터브로 동작한다.

상기와 같이 상부 급전층(901)에는 개방회로를 형성하는 상부급전선로(911)와, 하부 접지층(902)에는 단락회로를 형성하는 하부급전선로(912)와 같이 두 개의 선로가 개방 및 단락회로를 갖는 2선식(상부급전선로(911)와 하부급전선로(912)) 스터브를 형성함으로써 광대역 매칭스터브로 동작할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예에서 상기 상부급전선로(911)의 상부교차선로(911-2)는 신호 여진을 위한 프로브 역할을 하며, 상기 상부교차선로(911-2) 및 상기 상부교차선로(911-2)와는 반대방향으로 형성되는 상기 하부교차선로(912-2)에 의하여 상기 안테나 도체부(500)의 공진캐비티(510)에 동위상의 급전신호가 인가되며, 상기 급전신호에 의하여 급전된 상기 안테나 도체부(500)의 공진캐비티(510)를 통해 전자기파의 방사를 야기할 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 상기 상부교차선로(911-2) 및 하부교차선로(912-2)는 각각, 상기 상부급전선로(911) 및 하부급전선로(912)의 중앙부에 위치할 수 있으며, 안테나 도체부(500)의 공진캐비티(510)에 동위상의 급전을 제공할 수 있으며, 이를 통해 방사신호를 야기할 수 있다.

이상 설명한 상기 도 6a 내지 도 9b와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나는, 급전구조가 PCB기판(600, 700, 800, 900)의 상부층 또는 하부층 양면 어느 한 층에 위치할 수 있으며, 급전구조의 위치에 따라 급전선로인 마이크로스트립 선로에 대한 안테나 금속판에 형성되는 채널의 유무를 결정할 수 있다.

또한, 급전구조는 PCB기판(600, 700, 800, 900)의 상부층 또는 접지층 중 어느 한 층에만 스터브를 구비한 평면 차분 선로의 형태로 형성될 수 있으며, 또한, PCB기판(600, 700, 800, 900) 상에 평면 차분 선로 이외에 여러 가지 다른 전송선로의 형태로 형성되는 것이 가능하다.

한편, 안테나 소자는 PCB기판을 구비하지 않고 집중소자(lumped element)의 구조로도 형성하는 것이 가능하다.

본 발명의 다른 실시예에서, 앞서 상술한 급전 프로브 역할을 수행하는 교차선로는 λ/4길이를 갖는 2선식 스터브의 형태로서 일측 끝단이 개방회로를 갖는 스터브이거나 또는 일측 끝단에 비아홀을 추가한 단락회로를 갖는 스터브로 형성될 수 있다.

즉, 2선식 스터브의 전기적인 길이가 λ/4, 3λ/4, 5λ/4, ...인 경우에는 단락회로 스터브로 동작하며, 또는 2선식 스터브의 전기적인 길이가 0, λ/2, λ, ... 인 경우에는 개방회로로 스터브로 동작한다.

본 발명의 다른 실시예의 2선식 스터브는 급전층 또는 접지층 양면 모두에 또는 어느 한 층에 배치하여 형성되며, 단락회로 또는 개방회로를 갖는 스터브, 또는 다양한 전기적인 길이를 갖는 스터브 등 다양한 조합으로 형성될 수 있다.

즉, 단락회로를 갖는 스터브를 급전층에, 개방회로를 갖는 스터브를 접지층에 배치하거나 또는 상기와는 반대로 급전층에는 개방회로를 갖는 스터브를 접지층에는 단락회로를 갖는 스터브를 배치하여 형성하거나, 급전층 및 접지층 양면 모두에 단락회로를 갖는 스터브를 배치하거나 또는 상기와는 반대로 급전층 및 접지층 양면 모두에 개방회로를 갖는 스터브를 배치하는 등 다양하게 변형이 가능함을 알 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나가 선형배열로 배치되는 경우의 캐비티 백 슬롯 선형배열안테나를 나타내는 도면이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 캐비티 백 슬롯 안테나가 선형배열로 배치되는 경우의 캐비티 백 슬롯 선형배열안테나를 도시한 것으로서, 캐비티 백 슬롯 선형배열안테나는, 안테나 도체부(100)에 급전구조를 형성하여 상기 안테나 도체부(100)의 상부를 커버하는 PCB기판(200)을 포함할 수 있다. 기본적인 구조에 대해서는 상기에 설명한 도 2 및 도 3과 동일한 구조로서, 상기 안테나 도체부(100)는 배열안테나 각각의 제1안테나도체부(100-1)의 공진캐비티(110-1)과 제2안테나도체부(100-2)의 공진캐비티(110-2), 제3안테나도체부(100-3)의 공진캐비티(110-3), 및 제4안테나도체부(100-4)의 공진캐비티(110-4)를 각각 형성하며, 공통의 채널캐비티(120)를 구비하며, PCB기판(200)상에는 배열안테나 각각의 제1안테나도체부(100-1)의 급전선로인 CPW선로(210-1), 제2안테나도체부(100-2)의 급전선로인 CPW선로(210-2), 제4안테나도체부(100-3)의 급전선로인 CPW선로(210-3), 제4안테나도체부(100-4)의 급전선로인 CPW선로(210-4)가 각각 형성되어, 제1안테나도체부 내지 제4안테나도체부(100-1, 100-2, 100-3, 100-4) 각각에 형성되는 공진캐비티(110-1, 110-2, 110-3, 100-4)에 동위상의 신호를 급전하며, 이를 통해 방사신호를 야기할 수 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 캐비티 백 슬롯 선형배열안테나는 전계방향을 따라 선형으로 다중으로 배치되어 배열안테나를 형성하는 경우에 각각의 급전선로인 CPW선로(210-1, 210-2, 210-3, 210-4)는 고정된 형태로 유지되어 배열안테나(제1 내지 제4안테나도체부)의 영역 내에 배치되고, 복수의 안테나소자 각각을 급전하는 공통적인 급전선로인 마이크로스트립선로에 의한 매칭구조로 형성하여 안테나 신호의 손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.

상기와 같이, 본 발명은, 공진캐비티 구조와 급전방식을 변경함으로써 광대역 및 UWB 안테나에 적용되는 경우에도 안테나의 제반특성을 만족할 수 있도록 튜닝이 가능할 뿐만아니라 E-필드 방향으로 안테나를 다중으로 선형배열하는 경우에도 제작이 용이하고, 급전구조에 따른 손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 캐비티 백 슬롯 안테나에 전력분배기를 포함하여 E-필드 방향으로 다중으로 선형 배열하는 경우에 전력분배기의 일측단에 위치한 LNA. 위상변위기 및 RF스위치 등과 직접 연결이 가능하여 구조적인 안테나 손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

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.

10 : 금속판 11 : 캐비티
12 : 급전부 13 : 금속채널
20, 200, 600, 700, 800, 900 : PCB기판
100, 500 : 안테나 도체부
100-1 : 제1안테나 도체부 100-2 : 제2안테나 도체부
100-3 : 제3안테나 도체부 100-4 : 제4안테나 도체부
110, 110-1, 110-2, 110-3, 110-4 , 510 : 공진캐비티
120 : 채널캐비티
201, 601, 701, 801, 901 : 급전층
202, 602, 702, 802, 902 : 접지층
203, 603, 703, 803, 903 : 유전체층
210, 210-1, 210-2, 210-3, 210-4 : CPW선로
211 : 상부CPW선로 211-1 : 상부스터브선로
211-2 : 상부교차선로 211-3 : 중심선
212 : 하부CPW선로 212-1 : 하부스터브선로
212-2 : 하부교차선로 212-3 : 중심선
213 : 상부쇼트컷
223, 623. 723, 823, 923 : 하부쇼트컷 220 : 슬롯
221 : 상부슬롯 222 : 하부슬롯
230 : 비아홀 231 : 상부비아홀
232 : 하부비아홀 233 : 유전체층 비아홀
250, 650, 750, 850, 950 : 급전선로 251 : 임피던스 매칭회로
611, 711, 811, 911 : 상부급전선로
611-1, 711-1, 811-1, 911-1 : 상부스터브선로
611-2, 711-2, 811-2, 911-2 : 상부교차선로
612, 712, 812, 912 : 하부급전선로
612-1, 712-1, 812-1, 912-1 : 상부스터브선로
612-2, 712-2, 812-2, 912-2 : 상부교차선로
611-3, 612-3, 711-3, 712-3, 811-3, 812-3, 911-3, 912-3 : 중심선
911-4 : 개방지점 620, 720, 820, 920 : 슬롯
630, 631, 632, 730, 731, 732, 832: 단락부
640. 740, 840 : 비아홀 831, 931. 932 : 개방부

Claims (13)

1. 상측으로 개구되며 그루브로 형성되는 공진캐비티와, 상기 공진캐비티의 길이방향으로 연통되어 일측벽을 관통하는 홈부로 형성되는 채널캐비티를 구비한 안테나 도체부; 및 상기 안테나 도체부에 전기적인 신호를 급전하는 급전구조가 형성되어 상기 안테나 도체부의 상부를 커버하는 PCB기판을 포함하여 형성되며,
   상기 PCB기판은 상부금속층인 급전층과, 하부금속층인 접지층 및 상기 급전층과 접지층 사이에 형성되는 유전체층으로 이루어지며,
   상기 급전층의 일부를 식각하여 형성하되 상기 공진캐비티와 대응되는 위치에 형성되는 상부슬롯과, 상기 접지층의 일부를 식각하여 형성하되 상기 공진캐비티와 상기 채널캐비티에 대응되는 위치에 형성되는 하부슬롯, 및 상기 PCB기판을 관통하여 형성되되 상기 상·하부슬롯을 모두를 둘러싸며 일정한 간격으로 배치되는 복수개의 비아홀이 형성되며,
   상기 급전층에는 상부슬롯의 일측으로부터 연장되어 타측까지 형성되는 급전구조인 상부CPW선로와, 상기 접지층에는 상기 상부CPW선로와 마주보고 평행하며 상기 하부슬롯의 일측으로부터 연장되어 타측까지 형성되는 급전구조인 하부CPW선로와,
   상기 급전층의 상부CPW선로는, 상기 상부CPW선로 중앙부 근처에서 연장되어 상기 상부슬롯의 일측까지 형성되는 상부교차선로와, 상기 접지층의 하부CPW선로는 상기 상부교차선로와 평행하되 마주보는 반대방향으로 형성되도록 상기 하부CPW선로를 연장하여 형성되는 하부교차선로가 형성되는 것을 특징으로 하는 캐비티 백 슬롯 안테나.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 상부CPW선로는, 양단끝단부에 기하학적으로 상부쇼트컷이 형성되고,
   상기 하부CPW선로는, 일단끝단부에 기하학적으로 하부쇼트컷이 형성되고 타단은 상기 공진캐비티에 급전신호를 인가하는 마이크로스트립 형태의 급전선로와 연결되는 것을 특징으로 하는 캐비티 백 슬롯 안테나
3. 청구항 1에 있어서, 상기 상부교차선로는 신호 여진을 위한 프로브 역할을 하며, 상기 상부교차선로 및 상기 상부교차선로와는 반대방향으로 형성되는 상기 하부교차선로에 의하여 상기 안테나 도체부의 공진캐비티에 동위상의 급전신호가 인가되며, 상기 급전신호에 의하여 급전된 상기 안테나 도체부의 공진캐비티를 통해 전자기파의 방사를 야기하는 것을 특징으로 하는 캐비티 백 슬롯 안테나.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 상부CPW선로 및 하부CPW선로 각각은,
   두 개의 선로가 교차되는 상부 및 하부슬롯 중 어느 한 슬롯의 중심부 지점인 상부 및 하부교차선로의 중심선으로부터 상부CPW선로 및 하부CPW선로 각각의 일측 끝단부에 형성되는 상부 및 하부쇼트컷까지 스터브로 형성되는 상부스터브선로 및 하부스터브선로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캐비티 백 슬롯 안테나.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 상부스터브선로 및 하부스터브선로의 전기적인 길이는,
   λ/4, 3λ/4인 단락스터브로 형성되거나, λ/2, λ인 개방스터브로 형성되는 것을 특징으로 하는 캐비티 백 슬롯 안테나.
6. 청구항 1에 있어서,
   상부 CPW선로 및 하부 CPW선로 각각에 구비되는 상부 및 하부슬롯 중 어느 한 슬롯의 중심부를 가로 지르도록 교차하는 두개의 선로로 형성되는 상부교차선로 및 하부교차선로에 의하여 2선식 교차선로가 형성되는 것을 특징으로 하는 캐비티 백 슬롯 안테나.
7. 상측으로 개구되며 그루브로 형성되어 전기적인 신호를 방사하는 공진캐비티를 구비한 안테나 도체부; 및 상기 안테나 도체부에 전기적인 신호를 급전하는 급전구조가 형성되어 상기 안테나 도체부의 상부를 커버하는 PCB기판을 포함하여 형성되며,
   상기 PCB기판은 상부금속층인 급전층과, 하부금속층인 접지층 및 상기 급전층과 접지층 사이에 형성되는 유전체층으로 이루어지며,
   상기 PCB기판의 상부금속층인 급전층은 급전구조인 상부급전선로와 급전선로가 형성되며, 상기 PCB기판의 하부금속층인 접지층은, 급전구조인 하부급전선로가 형성되며,
   상기 상부급전선로는, 상기 급전선로로부터 길이 방향으로 연장되게 형성하는 상부스터브선로와, 상기 상부스터브선로와 직각방향으로 분기되어 교차되게 형성되는 상부교차선로를 구비하며,
   상기 하부급전선로는. 상기 상부스터브선로와 평행하게 길이 방향으로 형성되는 하부스터브선로와, 하부스터브선로와 직각방향으로 분기되어 교차되게 형성되는 하부교차선로를 구비하며,
   상기 PCB 기판의 하부금속층인 접지층은. 상기 안테나 도체부의 상측으로 개구된 다양한 형상의 구르브로 형성되는 공진캐비티의 크기 내에 포함되는 슬롯을 형성하여 상기 안테나 도체부의 금속면과 접촉되어 접지되게 형성되는 것을 특징으로 하는 캐비티 백 슬롯 안테나.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 하부급전선로에 형성되는 하부교차선로는 상기 상부급전선로에 형성되는 상부교차선로와 평행하되 마주보며 역방향으로 가로지르게 형성되며,
   상기 하부급전선로의 하부교차선로와 교차하여 형성되는 하부스터브선로는, 양측 끝단부에 기하하적으로 형성되는 하부쇼트컷이 형성되고, 상기 하부스터브선로의 하부쇼트컷으로부터 하부스터브선로와 직각으로 교차되는 지점인 선로인 하부교차선로의 중심선까지의 길이가 3λ/4인 스터브로서 단락회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 캐비티 백 슬롯 안테나.
9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서, 상기 상부급전선로의 상부스터브선로 및 상부교차선로는,
   각각 일측 끝단부에 비아홀에 의하여 단락부를 형성하며,
   상기 상부스터브선로의 일측 끝단부에 형성되는 단락부로부터 직각으로 교차되는 지점인 선로인 상부교차선로의 중심선까지의 길이가 3λ/4인 스터브로서 단락회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 캐비티 백 슬롯 안테나.
10. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서, 상기 상부급전선로의 상부스터브선로 및 상부교차선로는,
    각각 일측 끝단부에 비아홀에 의하여 단락부를 형성하며,
    상기 상부스터브선로의 일측 끝단부에 형성되는 단락부로부터 직각으로 교차되는 지점인 선로인 상부교차선로의 중심선까지의 길이가 λ/4인 스터브로서 단락회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 캐비티 백 슬롯 안테나.
11. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 상부급전선로의 상부스터브선로의 일측 끝단부는 개방부로 형성되고, 상기 상부교차선로의 일측 끝단부는 비아홀에 의하여 단락부로 형성되며,
    상기 상부스터브선로의 일측 끝단부에 형성되는 개방부로부터 직각으로 교차되는 지점인 선로인 상부교차선로의 중심선까지의 길이가 λ/2인 스터브로서 개방회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 캐비티 백 슬롯 안테나.
12. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서, 상기 상부급전선로의 상부스터브선로 및 상부교차선로는, 각각 일측 끝단부가 개방부로 형성되고,
    상기 상부스터브선로는, 일측 끝단부에 형성되는 개방부로부터 직각으로 교차되는 지점인 선로인 상부교차선로의 중심선까지의 길이가 λ/2인 스터브로서 개방회로를 형성하며,
    상기 상부교차선로는, 상기 상부스터브선로로부터 직각방향으로 분기되어 안테나 도체부의 일측면을 벗어나는 대응되는 개방지점으로부터 일측 끝단부의 개방부까지의 길이가 λ/4로 형성되는 개방회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 캐비티 백 슬롯 안테나.
13. 상측으로 개구되며 그루브로 형성되어 전기적인 신호를 방사하는 공진캐비티를 구비한 안테나 도체부; 및 상기 안테나 도체부에 전기적인 신호를 급전하는 급전구조가 형성되어 상기 안테나 도체부의 상부를 커버하는 PCB기판을 포함하여 형성되며,
    상기 안테나 도체부는 복수개로 구비되는 배열안테나로서, 각각의 안테나 도체부에는 공진캐비티 및 상기 공진캐비티의 길이방향으로 연통되어 일측벽을 관통하는 홈부로 형성되는 공통의 채널캐비티를 구비하며,
    상기 PCB기판은 상부금속층인 급전층과, 하부금속층인 접지층 및 상기 급전층과 접지층 사이에 형성되는 유전체층으로 이루어지며,
    상기 급전층의 일부를 식각하여 형성하되 상기 복수의 안테나 도체부에 각 각 구비되는 공진캐비티와 대응되는 위치에 형성되는 상부슬롯과, 상기 접지층의 일부를 식각하여 형성하되 상기 복수의 안테나 도체부에 각 각 구비되는 공진캐비티와 상기 공통의 채널캐비티에 대응되는 위치에 형성되는 하부슬롯, 및 상기 PCB기판을 관통하여 형성되되 상기 상·하부슬롯을 모두를 둘러싸며 일정한 간격으로 배치되는 복수개의 비아홀이 형성되며,
    상기 급전층에는 상기 복수의 안테나 도체부에 각각 구비되는 공진캐비티와 대응되는 위치에 형성되는 상부슬롯의 일측으로부터 연장되어 타측까지 형성되는 급전구조인 상부CPW선로와, 상기 접지층에는 상기 복수의 안테나 도체부에 각각 구비되는 공진캐비티와 대응되는 위치에 형성되는 상기 상부CPW선로와 마주보며 평행하며 상기 복수의 안테나 도체부에 각각 구비되는 공진캐비티와 상기 공통의 채널캐비티에 대응되는 위치에 형성되는 하부슬롯의 일측으로부터 연장되어 형성되는 급전구조인 하부CPW선로와,
    상기 급전층의 상부CPW선로는 상기 상부CPW선로 중앙부 근처에서 연장되어 상기 상부슬롯의 일측까지 형성되는 상부교차선로와, 상기 접지층의 하부CPW선로는 상기 상부교차선로와 평행하되 마주보는 반대방향으로 형성되도록 상기 하부CPW선로를 연장하여 형성되는 하부교차선로가 형성되어 상기 공통의 채널캐비티를 통하여 급전되는 전기적인 급전신호가 상기 상부CPW선로 및 상기 하부CPW선로에 의하여 상기 복수의 안테나 도체부 각각에 형성되는 공진캐비티에 동위상의 신호를 급전하며, 상기 공진캐비티를 통해 방사신호를 야기하는 것을 특징으로 하는 캐비티 백 슬롯 선형배열안테나.

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