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KR102069896B1 - Microstrip Antenna - Google Patents

Microstrip Antenna Download PDF

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Publication number
KR102069896B1
KR102069896B1 KR1020190144519A KR20190144519A KR102069896B1 KR 102069896 B1 KR102069896 B1 KR 102069896B1 KR 1020190144519 A KR1020190144519 A KR 1020190144519A KR 20190144519 A KR20190144519 A KR 20190144519A KR 102069896 B1 KR102069896 B1 KR 102069896B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ground
power supply
supply module
microstrip antenna
disposed
Prior art date
Application number
KR1020190144519A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
표성민
김기철
Original Assignee
국방과학연구소
한밭대학교 산학협력단
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 국방과학연구소, 한밭대학교 산학협력단 filed Critical 국방과학연구소
Priority to KR1020190144519A priority Critical patent/KR102069896B1/en
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    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q9/065—Microstrip dipole antennas

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  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
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Abstract

The present invention relates to a microstrip antenna which comprises: a power supply module supplying electromagnetic waves; a plurality of radiation patches provided in a trapezoidal shape and arranged to be spaced apart a predetermined distance to the outside of the power supply module to surround the power supply module; and a dielectric substrate having the power supply module and the radiation patches disposed on an upper surface and having a plurality of ground portions disposed on a lower surface to be spaced apart from each other.

Description

마이크로스트립 안테나 { Microstrip Antenna }Microstrip Antenna {Microstrip Antenna}

본 발명은 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna.

무지향성 방사패턴은 방위각(

Figure 112019116153966-pat00001
, azimuth) 방향으로 무지향성, 앙각(θ, elevation)방향으로 ∞모양으로 형성되는 원거리장 무선전자기파 전력이다.The omnidirectional radiation pattern is azimuth (
Figure 112019116153966-pat00001
far-field radio electromagnetic power in the azimuth direction and omnidirectional in the azimuth direction.

이상적인 다이폴 또는 모노폴 안테나는 공학적으로 구현할 수 없기 때문에, 대부분의 통신시스템에서는 2분의 파장 다이폴 또는 4분의 파장 모노폴 안테나를 이용하여 무지향성 방사패턴을 구현하고 있다. Since an ideal dipole or monopole antenna cannot be engineered, most communication systems implement omnidirectional radiation patterns using two-wavelength dipoles or four-wavelength monopole antennas.

2분의 파장 다이폴 또는 4분의 파장 모노폴 안테나는 무지향성 방사패턴을 구현하기 위해서 방사체가 지면과 수직하게 배치된다. In a two-wavelength dipole or a four-wavelength monopole antenna, the radiator is placed perpendicular to the ground to produce an omnidirectional radiation pattern.

지면과 수직하게 배치되는 방사체의 구조는 고속으로 이동하는 정찰포탄과 같은 플랫폼에 적용될 경우, 정찰포탄이 고속으로 이동하는 동안 표면항력을 발생시켜 정찰포탄의 사정거리를 감소시키고, 작전 운용시간을 단축시킬 수 있는 문제점이 있다. When applied to a platform such as a reconnaissance shell moving at high speed, the radiator structure perpendicular to the ground generates surface drag while the reconnaissance shell moves at high speed, reducing the range of the reconnaissance shell and reducing operational time. There is a problem that can be done.

본 발명의 목적은 지표면과 수평하게 배치되어 비행물체의 이동시 표면항력을 최소화하는 마이크로스트립 안테나를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a microstrip antenna which is disposed horizontally with the ground surface to minimize the surface drag during the movement of the flying object.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 지표면과 수직하게 배치되는 방사체를 포함하는 안테나와 동일한 무지향성 방사패턴을 가지는 마이크로스트립 안테나를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a microstrip antenna having the same omnidirectional radiation pattern as an antenna including a radiator disposed perpendicular to the ground surface.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 마이크로스트립 안테나는, 전자기파를 공급하는 급전모듈; 사다리꼴 형상으로 마련되어 복수로 구비되고, 상기 급전모듈의 외측으로 일정거리 이격되어 상기 급전모듈을 감싸며 배치되는 방사패치들; 및 상면에 상기 급전모듈 및 상기 방사패치들이 배치되고, 하면에 상호 이격되어 배치되는 복수의 접지부들로 마련된 접지모듈을 구비하는 유전체기판을 포함한다.Microstrip antenna according to one feature for realizing the above object of the present invention, a power supply module for supplying electromagnetic waves; Radiation patches provided in a trapezoidal shape are provided in plurality, spaced apart a predetermined distance to the outside of the power supply module to surround the power supply module; And a dielectric substrate having a power supply module and a radiation patch disposed on an upper surface, and a ground module provided with a plurality of ground parts disposed on the lower surface and spaced apart from each other.

상기 접지모듈은, 삼각형 형상이고, 각각의 상기 방사패치들과 마주하도록 배치되며, 상기 방사패치들과 연결되는 복수의 제1 접지부들; 및 사다리꼴 형상이고, 상기 급전모듈과 마주하도록 배치되며, 상기 급전모듈과 연결되는 복수의 제2 접지부들을 포함할 수 있다.The ground module has a triangular shape and is disposed to face each of the radiation patches, and a plurality of first ground portions connected to the radiation patches; And a trapezoidal shape, disposed to face the power feeding module, and including a plurality of second ground parts connected to the power feeding module.

여기서, 상기 제1 접지부는, 안테나 동작 주파수 대역폭 및 안테나 이득 중 적어도 어느 하나에 따라 크기가 다르게 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.Here, the first ground portion, the microstrip antenna characterized in that the size is provided differently depending on at least one of the antenna operating frequency bandwidth and the antenna gain.

그리고, 상기 제1 접지부들은, 서로 일정거리 이격되어 사다리꼴 형상을 이루고, 각각의 상기 방사패치들과 마주하도록 배치될 수 있다.The first ground portions may be spaced apart from each other to form a trapezoidal shape and face each of the radiation patches.

상기 제2 접지부들은, 아랫변보다 짧은 윗변이 상기 유전체기판의 중심점을 향하도록 배치되고, 아랫변을 가상의 선으로 연결했을 때 다각형을 이룰 수 있다.The second ground parts may be disposed so that an upper side shorter than a lower side faces a center point of the dielectric substrate, and a polygon is formed when the lower side is connected by a virtual line.

그리고, 상기 제2 접지부들은, 전자기파의 손실을 최소화하기 위해 정합회로로 마련될 수 있다.The second ground parts may be provided as matching circuits to minimize loss of electromagnetic waves.

상기 급전모듈은, 육각형 형상으로 마련될 수 있다.The power supply module may be provided in a hexagonal shape.

상기 방사패치들은, 아랫변 보다　짧은 윗변이 상기 급전모듈 측으로 배치될 수 있다.The radiation patch, the upper side shorter than the lower side may be disposed toward the power supply module side.

상기 유전체기판은, 상면에 구비된 상기 급전모듈 및 상기 방사패치들과 하면에 구비된 상기 접지부들이 연결될 수 있도록 연결회로를 포함할 수 있다.The dielectric substrate may include a connection circuit such that the power supply module and the radiation patches provided on an upper surface thereof and the ground parts provided on the lower surface thereof may be connected to each other.

또한, 상기 유전체기판은, 하면에 상기 접지부들이 삽입될 수 있도록 복수의 접지슬롯들이 형성될 수 있다.In addition, the dielectric substrate may have a plurality of ground slots formed therein so that the ground portions may be inserted into the bottom surface of the dielectric substrate.

본 발명의 실시예에 따른 마이크로스트립 안테나에 따르면,According to the microstrip antenna according to the embodiment of the present invention,

첫째, 지표면과 수평하게 배치되어 비행물체의 이동시 표면항력을 최소화할 수 있다.First, it is arranged horizontally with the ground surface to minimize the surface drag during the movement of the flying object.

둘째, 방사패치들을 사다리꼴 형상으로 구비하여 대역폭이 확장되고, 방사패치들의 크기가 작아져 작은 크기로도 지표면과 수직하게 배치되는 방사체를 포함하는 안테나와 동일한 무지향성 방사패턴을 가질 수 있다.Second, the radiation patches are provided in a trapezoidal shape to increase the bandwidth, and the radiation patches may be smaller in size to have the same omnidirectional radiation pattern as an antenna including a radiator disposed vertically with respect to the ground surface.

셋째, 제1 접지부들의 크기를 조절하여 안테나 주파수 동작 대역폭 및 안테나 이득을 조절할 수 있어 방사패치의 크기를 최소화할 수 있으므로 안테나의 크기를 최소화할 수 있다.Third, since the antenna frequency operation bandwidth and the antenna gain can be adjusted by adjusting the sizes of the first ground portions, the size of the radiation patch can be minimized, thereby minimizing the size of the antenna.

넷째, 급전모듈 및 방사패치들이 접지모듈과 유전체기판을 통해 간접적으로 연결되므로 through-via 또는 via-hole 공정을 제거하여 제작을 용이하게 할 수 있다.Fourth, since the feed module and the radiation patch are indirectly connected through the ground module and the dielectric substrate, it is easy to manufacture by eliminating the through-via or via-hole process.

다섯째, 제2 접지부들에 의해 급전모듈에서 복수의 방사패치들로 전달되는 전자기파의 손실을 최소화할 수 있다.Fifth, it is possible to minimize the loss of electromagnetic waves transmitted from the power supply module to the plurality of radiation patches by the second ground parts.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립 안테나의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 마이크로스트립 안테나의 배면 사시도이다.
도 3은 안테나의 설계 절차 및 작동 원리를 이해하기 위해 시뮬레이션된 전기장 분포를 나타낸 예시이다.
도 4는 도 3에서 제시된 예시의 반사계수를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 시제품을 이용한 방위각방향 방사패턴 측정값과 시뮬레이션 값을 비교한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 시제품을 이용한 앙각방향 방사패턴 측정값과 시뮬레이션 값을 비교한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 시제품과 시뮬레이션을 통한 안테나 이득을 나타낸 그래프이다.
도 8은 제1 접지부의 크기에 따른 공진주파수 및 대역폭을 나타낸 그래프이다.1 is a perspective view of a microstrip antenna according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a rear perspective view of the microstrip antenna shown in FIG. 1.
3 is an illustration showing a simulated electric field distribution to understand the design procedure and operating principle of the antenna.
4 is a graph showing the reflection coefficient of the example shown in FIG.
5 is a graph comparing azimuth radiation pattern measurement values and simulation values using a prototype according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph comparing an elevation angle radiation pattern measurement value and a simulation value using a prototype according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.
7 is a graph showing the antenna gain through the prototype and the simulation according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph showing a resonance frequency and a bandwidth according to the size of the first ground part.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성 요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. In this case, the same components in the accompanying drawings are to be noted with the same reference numerals as possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may blur the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, in the accompanying drawings, some components are exaggerated, omitted or schematically illustrated.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립 안테나의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 마이크로스트립 안테나의 배면 사시도이다.1 is a perspective view of a microstrip antenna according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a rear perspective view of the microstrip antenna shown in FIG.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 마이크로스트립 안테나(100)는 패치 안테나이고, 급전모듈(110), 방사패치(120), 유전체기판(130) 및 접지모듈(140)을 포함한다.1 to 2, the microstrip antenna 100 of the present invention is a patch antenna and includes a power feeding module 110, a radiation patch 120, a dielectric substrate 130, and a ground module 140.

급전모듈(110)은 육각형 형상으로 구비되고, 방사패치(120)들로 전자기파를 공급한다.The feed module 110 is provided in a hexagonal shape, and supplies electromagnetic waves to the radiation patch 120.

방사패치(120)는 사다리꼴 형상으로 마련되어 복수로 구비되고, 급전모듈(110)의 외측으로 일정거리 이격되어 급전모듈(110)을 감싸며 배치된다.Radiation patch 120 is provided in a trapezoidal shape is provided with a plurality, spaced apart a predetermined distance to the outside of the power supply module 110 is disposed surrounding the power supply module 110.

그리고, 방사패치(120)들은 도 1에 도시된 것처럼 서로 일정거리 이격되어 배치되고, 아랫변 보다 짧은 윗변이 급전모듈(110)의 각 변을 향하며, 아랫변을 가상의 선으로 연결했을 때 육각형 형상을 이룬다.And, the radiation patch 120 is arranged spaced apart from each other as shown in Figure 1, the upper side shorter than the lower side toward each side of the feed module 110, when the lower side connected by a virtual line hexagonal To form.

추가적으로, 도 1에서 급전모듈(110)은 육각형 형상으로 나타나나 이에 한정되는 것은 아니며, 다각형 형상일 수 있다.In addition, in Figure 1, the power supply module 110 is shown in a hexagonal shape, but is not limited to this, it may be a polygonal shape.

이 때, 방사패치(120)는 급전모듈(110)의 변의 개수와 대응되는 개수로 구비될 수 있고, 방사패치(120)들의 아랫변을 가상의 선으로 연결하면 급전모듈(110)과 동일한 형상을 이룬다At this time, the radiation patch 120 may be provided in a number corresponding to the number of sides of the power supply module 110, the same shape as the power supply module 110 by connecting the lower side of the radiation patch 120 with a virtual line Achieve

유전체기판(130)은 상면에 급전모듈(110) 및 방사패치(120)들이 배치되고, 하면에 접지모듈(140)을 구비한다.The dielectric substrate 130 has a power supply module 110 and a radiation patch 120 is disposed on the upper surface, the ground module 140 is provided on the lower surface.

여기서, 유전체기판(130)은 마이크로스트립으로 마련될 수 있다.Here, the dielectric substrate 130 may be provided as a microstrip.

또한, 유전체기판(130)은 급전모듈(110) 및 방사패치(120)들과 복수의 접지부(141, 142)들이 연결될 수 있도록 연결회로를 포함한다.In addition, the dielectric substrate 130 includes a connection circuit so that the power supply module 110 and the radiation patch 120 and the plurality of ground parts 141 and 142 can be connected.

급전모듈(110)과 방사패치(120)는 through-via 또는 via-hole로 접지부(141, 142)들과 직접적으로 연결되지 않고, 유전체기판(130)의 연결회로를 통해 접지부(141, 142)들과 간접적으로 연결된다.The feed module 110 and the radiation patch 120 are not directly connected to the ground parts 141 and 142 through through vias or via-holes, but are connected to the ground parts 141 through a connection circuit of the dielectric substrate 130. 142 indirectly connected.

따라서, 제조과정에서 through-via 또는 via-hole의 공정을 제거하여 제작 과정을 간소화할 수 있다.Therefore, the manufacturing process can be simplified by removing the process of through-via or via-hole in the manufacturing process.

또한, 유전체기판(130)은 복수의 접지부(141, 142)들이 삽입될 수 있도록 하면에 복수의 접지슬롯들이 형성된다.In addition, a plurality of ground slots are formed on the bottom surface of the dielectric substrate 130 to allow the plurality of ground portions 141 and 142 to be inserted therein.

접지모듈(140)은 유전체기판(130)의 하면에 상호 이격되어 배치되는 복수의 접지부(141, 142)들을 포함한다.The ground module 140 includes a plurality of ground parts 141 and 142 spaced apart from each other on the bottom surface of the dielectric substrate 130.

구체적으로, 접지모듈(140)은 복수의 제1 접지부(141)들 및 복수의 제2 접지부(142)들을 포함한다.Specifically, the ground module 140 includes a plurality of first ground portions 141 and a plurality of second ground portions 142.

제1 접지부(141)는 삼각형 형상이고, 각각의 방사패치(120)들과 마주하도록 배치되어 방사패치(120)들과 연결된다.The first ground portion 141 has a triangular shape and is disposed to face each of the radiation patches 120 to be connected to the radiation patches 120.

그리고, 제1 접지부(141)들은 서로 일정거리 이격되어 사다리꼴 형상을 이루며 각각의 방사패치(120)와 대응되는 위치에 배치된다.The first ground portions 141 are spaced apart from each other by a predetermined distance to form a trapezoidal shape and disposed at positions corresponding to the radiation patches 120.

도 2를 참조하면, 제1 접지부(141)들은 3개가 서로 일정거리 이격되어 사다리꼴 형상을 이루며 배치되는데, 3개의 제1 접지부(141)들이 배치된 위치는 유전체기판(130)의 상면에 배치된 어느 하나의 방사패치(120)와 대응되는 위치이다.Referring to FIG. 2, three first grounding parts 141 are disposed to form a trapezoidal shape spaced apart from each other by a predetermined distance, and a position where the three first grounding parts 141 are disposed is on an upper surface of the dielectric substrate 130. It is a position corresponding to any one of the radiation patch 120 disposed.

나아가, 제1 접지부(141)는 안테나의 동작 주파수 대역폭 및 안테나 이득 중 적어도 어느 하나에 따라 크기가 다르게 마련된다.Further, the first ground portion 141 is provided in a different size depending on at least one of the operating frequency bandwidth and the antenna gain of the antenna.

본 발명의 마이크로스트립 안테나(100)는 방사패치(120)들의 크기 및 개수에 따라 안테나 동작 주파수 대역폭 또는 안테나 이득이 조절되는 구성이 아닌, 제1 접지부(141)들의 크기를 조절하여 안테나 동작 주파수 대역폭 및 안테나 이득 중 적어도 어느 하나를 조절하는 구성이다.The microstrip antenna 100 of the present invention is not configured to adjust the antenna operating frequency bandwidth or the antenna gain according to the size and number of the radiation patches 120, but adjusts the size of the first ground portions 141 to operate the antenna operating frequency. At least one of the bandwidth and the antenna gain is adjusted.

따라서, 방사패치(120)들의 크기를 최소화할 수 있어 마이크로스트립 안테나(100)의 크기를 최소화할 수 있다.Therefore, the size of the radiation patch 120 can be minimized, thereby minimizing the size of the microstrip antenna 100.

제2 접지부(142)들은 사다리꼴 형상이고, 급전모듈(110)과 마주하도록 배치되어 급전모듈(110)과 연결된다.The second ground portions 142 have a trapezoidal shape and are disposed to face the power feeding module 110 so as to be connected to the power feeding module 110.

그리고, 제2 접지부(142)들은 도 2에 도시된 것처럼 유전체기판(130)의 하면 중심에서 일정거리 이격되어 원형을 이루며 배치된다.As shown in FIG. 2, the second ground portions 142 are spaced apart from the center of the bottom surface of the dielectric substrate 130 by a predetermined distance to form a circle.

추가적으로, 제2 접지부(142)들은 사다리꼴에서 아랫변보다 짧은 윗변이 유전체기판(130)의 하면 중심을 향하고, 아랫변을 가상의 선으로 연결했을 때 다각형 형상을 이룬다.In addition, the second ground portions 142 form a polygonal shape when the upper side of the trapezoid is shorter than the lower side toward the center of the lower surface of the dielectric substrate 130, and the lower side is connected by an imaginary line.

그리고, 제2 접지부(142)들은 전자기파의 손실을 최소화하기 위해 정합회로로 마련되어, 복수의 방사패치(120)들로 전달되는 전자기파의 손실을 최소화할 수 있다.In addition, the second ground parts 142 may be provided as a matching circuit to minimize the loss of the electromagnetic wave, thereby minimizing the loss of the electromagnetic wave transmitted to the plurality of radiation patches 120.

본 발명은 정찰포탄에 적용되는 마이크로스트립 안테나(100)에 관한 것으로, 패치 안테나이고, TM02모드로 구현된다.The present invention relates to a microstrip antenna 100 applied to a reconnaissance shell, and is a patch antenna, and is implemented in TM02 mode.

도 3 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로스트립 안테나(100)의 성능을 설명한다.3 to 8, the performance of the microstrip antenna 100 according to the embodiment of the present invention will be described.

도 3은 안테나의 설계 절차 및 작동 원리를 이해하기 위해 시뮬레이션된 전기장 분포를 나타낸 예시이다.3 is an illustration showing a simulated electric field distribution to understand the design procedure and operating principle of the antenna.

도 3의 (a)는 전자기 메타물질 응용 또는 고임피던스 평면에 공통적으로 활용되는 기존의 육각형 버섯구조 방사패치를 이용하는 안테나의 모습이다.Figure 3 (a) is a view of the antenna using a conventional hexagonal mushroom structure radiation patch commonly used for electromagnetic metamaterial application or high impedance plane.

기존의 육각형 버섯구조 방사패치는 0차공진모드 및 TM01모드에 대해 이중 대역 작동을 제공한다.Conventional hexagonal mushroom spinnerets provide dual-band operation for zero-order resonant mode and TM01 mode.

도 3의 (a)에 도시된 것처럼 through-via로 방사패치와 접지면이 직접적으로 연결되는 0차공진모드는 through-via에 의해 발생되는 션트(shunt) 인덕턴스와 패치메탈과 메쉬접지메탈 사이의 션트 캐패시턴스로부터 병렬공진이 발생된다.As shown in (a) of FIG. 3, the zero-order resonant mode in which the radiation patch and the ground plane are directly connected to through-via is provided between the shunt inductance generated by the through-via and the patch metal and the mesh ground metal. Parallel resonance is generated from the shunt capacitance.

육각형 방사패치는 TM01모드의 반파장 공진모드를 지원하므로 세 개의 육각형 방사패치를 선형 정렬하면 전방향 방사선에 대해 과파장 TM02 모드를 만들 수 있다.Hexagonal radiation patches support half-wave resonant mode in TM01 mode, so linear alignment of the three hexagonal radiation patches enables overwave TM02 mode for forward radiation.

도 3의 (b)는 TM02모드를 나타내는데, through-via 또는 via-hole이 제거된 육각형 방사패치는 TM02모드에서만 구현될 수 있다.3 (b) shows the TM02 mode, and the hexagonal radiation patch from which the through-via or via-hole is removed may be implemented only in the TM02 mode.

본 발명은 도 3의 (c)에 도시된 것처럼 기존의 육각형 방사패치를 사다리꼴 형상의 방사패치로 변경하여 구성된다.The present invention is configured by changing the existing hexagonal radiation patch to a trapezoidal radiation patch as shown in (c) of FIG.

따라서, 본 발명의 방사패치(120)는 기하학적 대칭을 이용하여 기존의 육각형 방사패치에 비해 대역폭이 커지고 방사패치(120)의 크기가 작아져, 작은 크기로도 지면과 수직하게 배치되는 방사체를 포함하는 안테나와 대응되는 성능을 가질 수 있다.Therefore, the radiation patch 120 of the present invention uses a geometric symmetry, the bandwidth is larger than the conventional hexagonal radiation patch and the size of the radiation patch 120 is smaller, including a radiator disposed perpendicular to the ground in a small size It may have a performance corresponding to the antenna.

도 4는 도 3에서 제시된 예시의 반사계수를 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing the reflection coefficient of the example shown in FIG.

도 4를 참조하면, 본 발명의 마이크로스트립 안테나(100)의 구조는 대역폭이 향상된 공진주파수를 형성하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that the structure of the microstrip antenna 100 of the present invention forms a resonance frequency with improved bandwidth.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 시제품을 이용한 방위각방향 방사패턴 측정값과 시뮬레이션 값을 비교한 그래프이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 시제품을 이용한 앙각방향 방사패턴 측정값과 시뮬레이션 값을 비교한 그래프이다.5 is a graph comparing azimuth radiation pattern measurement values and simulation values using a prototype according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an elevation angle radiation pattern measurement value and simulation values using a prototype according to an embodiment of the present invention. This is a graph comparing.

도 5 및 도 6에 도시된 것처럼 본 발명의 실시에에 따른 시제품은 지표면과 수평하게 배치됨에도, 지표면과 수직하게 배치되는 방사체를 이용한 안테나와 동일한 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the prototype according to the embodiment of the present invention has the same performance as that of the antenna using the radiator disposed vertically with the ground surface even though the prototype is disposed horizontally with the ground surface.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 시제품과 시뮬레이션을 통한 안테나 이득을 나타낸 그래프로서, 시뮬레이션 결과와 시제품을 이용해 측정한 값이 유사한 것을 확인할 수 있다.7 is a graph showing the antenna gain through the prototype and the simulation according to an embodiment of the present invention, it can be seen that the simulation results and similar values measured using the prototype.

도 8는 방사접지부의 크기에 따른 공진주파수 및 대역폭을 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing the resonant frequency and bandwidth according to the size of the radiation ground portion.

여기서, x축은 제1 접지부(141)들 사이의 간격을 나타내는데, x축의 수치가 작을수록 각각의 제1 접지부(141)의 크기가 커지는 것을 의미한다.Here, the x-axis represents the distance between the first ground portion 141, the smaller the value of the x-axis means that the size of each first ground portion 141 is larger.

제1 접지부(141)들의 크기가 커질수록(x축의 수치가 작아질수록) 공진주파수(f0)는 감소하고, 대역폭(FBW)은 증가하는 것을 확인할 수 있다.As the size of the first ground portions 141 increases (smaller value of the x-axis), the resonance frequency f0 decreases and the bandwidth FBW increases.

따라서, 제1 접지부(141)들의 크기를 조절하여 안테나 주파수 동작 대역폭 및 안테나 이득을 조절할 수 있기에, 방사패치(120)들의 크기를 최소화할 수 있으므로 안테나의 크기를 최소화할 수 있다.Therefore, since the antenna frequency operation bandwidth and the antenna gain may be adjusted by adjusting the sizes of the first ground portions 141, the size of the radiation patches 120 may be minimized, thereby minimizing the size of the antenna.

이상 실시예를 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.Although described with reference to the above embodiments, those skilled in the art will understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. Could be.

110...급전모듈 120...방사패치
130...유전체기판 140...접지모듈
141...제1 접지부 142...제2 접지부110 Feed module 120 Radiation patch
130 ... Dielectric substrate 140 ... Ground module
141 ... first grounding section 142 ... second grounding section

Claims (10)

전자기파를 공급하는 급전모듈;
사다리꼴 형상으로 마련되어 복수로 구비되고, 상기 급전모듈의 외측으로 일정거리 이격되어 상기 급전모듈을 감싸며 배치되는 방사패치들; 및
상면에 상기 급전모듈 및 상기 방사패치들이 배치되고, 하면에 상호 이격되어 배치되는 복수의 접지부들로 마련된 접지모듈을 구비하는 유전체기판을 포함하며,
상기 접지모듈은,
삼각형 형상이고, 각각의 상기 방사패치들과 마주하도록 배치되며, 상기 방사패치들과 연결되는 복수의 제1 접지부들; 및
사다리꼴 형상이고, 상기 급전모듈과 마주하도록 배치되며, 상기 급전모듈과 연결되는 복수의 제2 접지부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.A power supply module for supplying electromagnetic waves;
Radiation patches provided in a trapezoidal shape are provided in plurality, spaced apart a predetermined distance to the outside of the power supply module to surround the power supply module; And
A dielectric substrate having a ground module disposed on an upper surface of the power supply module and the radiation patches, and having a plurality of ground portions disposed on the lower surface of the power supply module and the radiation patch;
The ground module,
A plurality of first ground portions that have a triangular shape and are disposed to face each of the radiation patches and are connected to the radiation patches; And
The microstrip antenna having a trapezoidal shape, disposed to face the power feeding module, and including a plurality of second ground parts connected to the power feeding module. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 접지부는,
안테나 동작 주파수 대역폭 및 안테나 이득 중 적어도 어느 하나에 따라 크기가 다르게 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.The method of claim 1,
The first ground portion,
Microstrip antenna characterized in that the size is provided differently according to at least one of the antenna operating frequency bandwidth and the antenna gain. 제1항에 있어서,
상기 제1 접지부들은,
서로 일정거리 이격되어 사다리꼴 형상을 이루고, 각각의 상기 방사패치들과 마주하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.The method of claim 1,
The first ground portion,
The microstrip antenna spaced apart from each other to form a trapezoidal shape, and disposed to face each of the radiation patches. 제1항에 있어서,
상기 제2 접지부들은,
아랫변보다 짧은 윗변이 상기 유전체기판의 중심점을 향하도록 배치되고, 아랫변을 가상의 선으로 연결했을 때 다각형을 이루는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.The method of claim 1,
The second ground portions,
The upper side shorter than the lower side is disposed toward the center point of the dielectric substrate, the microstrip antenna characterized in that when the lower side is connected by a virtual line to form a polygon. 제1항에 있어서,
상기 제2 접지부들은,
전자기파의 손실을 최소화하기 위해 정합회로로 마련되는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.The method of claim 1,
The second ground portions,
Microstrip antenna, characterized in that provided as a matching circuit to minimize the loss of electromagnetic waves. 제1항에 있어서,
상기 급전모듈은,
육각형 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.The method of claim 1,
The power supply module,
Microstrip antenna, characterized in that provided in a hexagonal shape. 제1항에 있어서,
상기 방사패치들은,
아랫변 보다　짧은 윗변이 상기 급전모듈 측으로 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나. The method of claim 1,
The radiation patch,
A microstrip antenna characterized in that the upper side shorter than the lower side is disposed toward the power supply module side. 제1항에 있어서,
상기 유전체기판은,
상면에 구비된 상기 급전모듈 및 상기 방사패치들과 하면에 구비된 상기 접지부들이 연결될 수 있도록 연결회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.The method of claim 1,
The dielectric substrate,
And a connection circuit for connecting the power supply module and the radiation patches provided on an upper surface and the ground parts provided on a lower surface thereof. 제1항에 있어서,
상기 유전체기판은,
하면에 상기 접지부들이 삽입될 수 있도록 복수의 접지슬롯들이 형성된 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.The method of claim 1,
The dielectric substrate,
Microstrip antenna characterized in that a plurality of ground slots are formed so that the ground portion is inserted into the lower surface.
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