KR100762217B1 - Circularly polarized antenna - Google Patents

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Abstract

A circularly polarized antenna is provided to improve the performance of an antenna radiating pattern by removing a separate hybrid circuit and minimizing the mutual interference with a radiating element and the influence of diffusion of electromagnetic waves. A circularly polarized antenna includes a ground reflecting board(10), a dielectric substrate(20), a patch(30) and a feeding cable(50). The dielectric substrate(20) is arranged on the ground reflecting board(10). The patch(30) is placed on the dielectric substrate(20), and does not have two corners of an opposite angle direction among the corners of a square to generate circular polarization. The feeding cable(50) feeds the patch(30). The feeding cable(50) is arranged between the ground reflecting board(10) and the dielectric substrate(20), is grounded on the ground reflecting board(10), and is connected by being separated from the center of the patch(30) by a predetermined distance. A feeding point(P), where the patch(30) and the feeding cable(50) are connected, is separated by a predetermined distance to the direction of y from the center of the patch(30) for impedance matching with respect of an x axis parallel to one side of the patch(30) and an y axis vertical to the x axis, and has offset of a predetermined distance along the x axis to improve a gain and an axial ratio. The offset is 9~14% of the length of one side of the patch(30).

Description

원형 편파 안테나{Circularly polarized antenna} Circularly polarized antenna

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 편파 안테나의 정면도.1 is a front view of a circularly polarized antenna according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 좌측면도.2 is a left side view of FIG. 1;

도 3은 오프셋이 없는 비교예에서 정재파비 특성을 나타낸 그래프.Figure 3 is a graph showing the standing wave ratio characteristics in the comparative example without the offset.

도 4는 도 1의 원형 편파 안테나의 정재파비 특성을 나타낸 그래프.4 is a graph showing standing wave ratio characteristics of the circularly polarized antenna of FIG.

도 5는 도 1의 원형 편파 안테나의 오프셋 위치에 따른 주파수별 축비 특성을 나타낸 그래프.5 is a graph showing the axial ratio characteristic for each frequency according to the offset position of the circularly polarized antenna of FIG.

도 6은 도 1의 원형 편파 안테나의 복사 패턴을 나타낸다. 6 shows a radiation pattern of the circularly polarized antenna of FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10...그라운드 반사판 20...유전체 기판10 ... ground reflector 20 ... dielectric substrate

30...패치 40...기판형 단일 패치 복사소자30 ... patch 40 ... substrate single patch copy

50...급전 케이블 60...서포터50 ... Feeder Cable 60 ... Supporter

P...급전점P ... feed point

본 발명은 원형 편파 안테나에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판형 단일 패치 복사소자를 사용하여 성능을 향상시킨 원형 편파 안테나에 관한 것이다. The present invention relates to a circularly polarized antenna, and more particularly, to a circular polarized antenna having improved performance by using a substrate-type single patch radiating element.

현재 주로 사용되고 있는 원형 편파 안테나의 구성 방법은, 단일 마이크로스트립 패치 안테나를 이용하여 모따기(chamfer) 또는 슬롯을 구성하여 마이크로스트립 패치 안테나의 가장자리에 형성되는 전류 분포에 위상차이를 주는 형태로 사용하거나 순차회전 방식으로 원형 편파 복사소자를 배열하여 구현하고 있다. 또한 선형편파를 발생시키는 마이크로스트립 패치 복사소자를 0도와 90도의 위상차를 주어 급전시켜 원형 편파를 구현하고 있다.Currently, the configuration method of the circularly polarized antenna is mainly used in the form of chamfers or slots using a single microstrip patch antenna to form a phase difference in the current distribution formed at the edges of the microstrip patch antenna or in sequence. Circularly polarized radiation elements are arranged in a rotational manner. In addition, the microstrip patch radiating element that generates linear polarization is fed with a phase difference of 0 degrees and 90 degrees to realize circular polarization.

이러한 원형 편파 안테나 구성방법은 광대역 특성을 구현하기 어려운 단점을 가지고 있으며, 이러한 단점을 보완하기 위해서 발룬(balun)을 이용한 매칭회로를 구성하거나 0도와 90도의 위상차를 얻기 위해 하이브리드 급전회로를 별도로 구성한다. 이런 구성들은 추가적인 회로 구성이 요구되며, 특히 마이크로스트립 패치 복사소자와 그라운드 반사판 사이에 하이브리드 급전회로를 구성하여 제작이 복잡하고, 추가적인 삽입손실이 발생하여 안테나 이득의 감소를 가져오게 되며, 상호 간섭 영향으로 인해서 전자파 복사특성이 저하될 수 있는 요소를 가지고 있다. Such a circular polarization antenna configuration method has a disadvantage in that it is difficult to implement a broadband characteristic, and to compensate for such a disadvantage, a matching circuit using a balun or a hybrid feed circuit is separately configured to obtain a phase difference between 0 and 90 degrees. . These configurations require an additional circuit configuration, especially complex hybrid feeding circuits between the microstrip patch radiating element and the ground reflector, which makes the production complex, additional insertion loss occurs, resulting in a reduction in antenna gain, and mutual interference effects. Due to this, the electromagnetic radiation characteristics are deteriorated.

단일 마이크로스트립 패치 복사소자를 이용한 원형 편파 안테나의 경우 일정한 축비(axial ratio) 특성과 원형 편파 안테나 이득(gain)을 구현할 수 있는 주파수 대역이 좁은 문제점이 있다. 이 때 정상적인 안테나의 급전점 위치는 마이크로스트립 패치 복사소자의 중심에서 길이 방향으로 위치한다. 그러나 이 경우 원형 편파 안테나로 동작하지만 정재파비의 대역폭이 좁고 축비가 4~5 dB 이상의 특성을 보이며 이득은 6 dBic 정도 이다.In the case of a circularly polarized antenna using a single microstrip patch radiating element, there is a problem in that a constant axial ratio characteristic and a narrow frequency band for realizing a circular polarized antenna gain are obtained. At this time, the feed point position of the normal antenna is located in the longitudinal direction from the center of the microstrip patch radiating element. In this case, however, it operates as a circularly polarized antenna, but the bandwidth of the standing wave ratio is narrow, the axial ratio is more than 4-5 dB, and the gain is about 6 dBic.

이와 같이 마이크로스트립 패치 복사소자와 그라운드 반사판 사이에 급전회로를 구성함에 따라, 급전회로와 마이크로스트립 패치 복사소자 간에 상호 간섭으로 인해서 전체 합성 복사 패턴의 일그러짐과 축비 특성의 저하와 같은 전자파 복사특성의 저하가 발생되며, 급전회로의 전송손실로 인해서 안테나 이득이 낮아지는 문제점을 가지고 있다. As the feed circuit is formed between the microstrip patch radiating element and the ground reflector, the electromagnetic radiation characteristics such as distortion of the overall composite radiation pattern and deterioration of the axial ratio characteristic due to mutual interference between the feed circuit and the microstrip patch radiating element are reduced. Is generated, and the antenna gain is lowered due to the transmission loss of the power feeding circuit.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 급전방식을 개선하여 패치 복사소자와 급전부 간의 상호 간섭 영향을 최소화하고, 급전점에 오프셋을 주어, 이득과 축비가 향상된 원형 편파 안테나를 제공함을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and improves the feeding method to minimize the mutual interference effect between the patch copying element and the feeding part, gives a offset to the feeding point, and improves the gain and axial ratio. It is an object to provide an antenna.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 원형 편파 안테나는 그라운드 반사판과; 상기 그라운드 반사판에 이격되어 배치되는 유전체 기판과; 상기 유전체 기판 위에 마련되며, 원형 편파를 발생시키기 위하여 정사각형의 모서리 중 대각방향의 모서리 2개가 제거된 형상의 패치; 및 상기 패치를 급전시키는 급전 케이블;을 포함하며, 상기 급전 케이블은, 상기 그라운드 반사판과 상기 유전체 기판 사이에 배치되고, 상기 그라운드 반사판에 접지되며, 상기 패치의 중앙지점에서 소정 거리 이격되어 접속되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, the circularly polarized antenna includes a ground reflector; A dielectric substrate spaced apart from the ground reflector; A patch provided on the dielectric substrate, the patch having two corners in a diagonal direction removed from the corners of a square to generate circular polarization; And a feed cable for feeding the patch, wherein the feed cable is disposed between the ground reflector and the dielectric substrate, is grounded to the ground reflector, and is connected at a predetermined distance from a central point of the patch. It features.

상기 패치의 급전점은, 상기 패치의 어느 한 변에 평행한 x축과 상기 x축에 수직한 y축에 대하여, 임피던스 정합을 위해 상기 패치의 중심으로부터 y 방향으로 소정 거리 이격되며, 이득과 축비를 향상시키기 위해 x 방향으로 소정 거리의 오프셋이 있는 것이 바람직하다.The feed point of the patch is spaced a predetermined distance from the center of the patch in the y direction for impedance matching with respect to the x-axis parallel to either side of the patch and the y-axis perpendicular to the x-axis, with gain and axial ratios. It is preferable that there is an offset of a predetermined distance in the x direction to improve the efficiency.

상기 오프셋은 상기 패치의 한 변의 길이의 9% 내지 14%인 것이 보다 바람직하다.The offset is more preferably 9% to 14% of the length of one side of the patch.

상기 패치의 한 변의 길이는, 송수신되는 전파의 파장을 λ라 할 때, 0.4λ 내지 0.5λ의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.The length of one side of the patch is preferably in the range of 0.4λ to 0.5λ when the wavelength of the radio wave transmitted and received is λ.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원형 편파 안테나를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a circular polarization antenna according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 편파 안테나의 상면도이고, 도 2는 도 1의 측면도이다.1 is a top view of a circular polarized antenna according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a side view of FIG.

도면을 참조하면, 원형 편파 안테나는 그라운드 반사판(10)과, 그라운드 반사판(10)에 이격되어 배치되는 기판형 단일 패치 복사소자(40), 및 상기 기판형 단일 패치 복사소자(40)를 급전시키는 급전 케이블(50)을 포함한다. 도 2에서 부재번호 60은 기판형 단일 패치 복사소자(40)를 지지하는 서포터를 가르킨다.Referring to the drawings, the circularly polarized antenna is configured to feed the ground reflector 10, the substrate-type single patch radiating element 40 spaced apart from the ground reflector 10, and the substrate-type single patch radiating element 40. A feed cable 50. In FIG. 2, reference numeral 60 denotes a supporter for supporting the substrate type single patch copying element 40.

상기 기판형 단일 패치 복사소자(40)는 유전체 기판(20)과 상기 유전체 기판(20) 위에 마련된 패치(30)를 구비한다. The substrate type single patch radiation device 40 includes a dielectric substrate 20 and a patch 30 provided on the dielectric substrate 20.

상기 패치(30)는 정사각형 구조의 도전판을 대각선 방향으로 모따기하여 제작된다. 상기 패치의 한 변의 길이는, 송수신되는 전파의 파장을 λ라 할 때, 0.4λ 내지 0.5λ의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 패치(30)의 대각방향의 모서리 2개를 제거하게 되면 길이가 달라짐으로 인해 위상차가 발생하고 원형 편파 안테나 로 동작한다. 원형판파 안테나는 타이밍 조절로 한 주파수에서 두 개 이상의 채널을 송수신할 수 있고, 장애물 잡음에 강해서 건물투과성이 높고, 다중반사간섭에 강하며, 편파손실이 적은 장점이 있다.The patch 30 is manufactured by chamfering a conductive plate having a square structure in a diagonal direction. The length of one side of the patch is preferably in the range of 0.4λ to 0.5λ when the wavelength of the radio wave transmitted and received is λ. If the two corners in the diagonal direction of the patch 30 are removed, phase difference occurs due to a change in length and operates as a circularly polarized antenna. Circular wave antennas can transmit and receive two or more channels at one frequency by adjusting timing, and are resistant to obstacle noise, and thus have high building permeability, strong resistance to multi-reflection interference, and low polarization loss.

상기 유전체 기판(20)으로 글래스 에폭시(FR-4)와 같은 PCB 기판이 사용될 수 있다. 상기 유전체 기판(20)은 서포터(60)에 의해 상기 그라운드 반사판(10)으로부터 소정 거리(h) 이격되어 지지된다. 이와 같이 유전체 기판(20)이 그라운드 반사판(10)으로부터 소정 거리(h) 이격됨으로써 전체적인 패치의 두께가 두꺼워지는 효과를 얻으며, 이로써 대역폭이 넓어지게 된다. As the dielectric substrate 20, a PCB substrate such as glass epoxy (FR-4) may be used. The dielectric substrate 20 is supported by a supporter 60 spaced apart from the ground reflector 10 by a predetermined distance h. As such, the dielectric substrate 20 is separated from the ground reflector 10 by a predetermined distance h, thereby obtaining an effect of increasing the thickness of the entire patch, thereby widening the bandwidth.

상기 급전 케이블(50)은 동축 케이블로서, 본 발명의 급전방식으로는 동축 케이블에 의해 급전되는 프르브(probe) 급전 방식이 채용된다. 상기 급전 케이블(50)은 상기 그라운드 반사판(10)과 상기 유전체 기판(20) 사이에 배치되며, 그 외부도체는 상기 그라운드 반사판(10)에 부착되어 접지된다. 상기 급전 케이블(50)의 일단의 중심도체가 유전체 기판(20)을 통과하여 패치(30)의 급전점(P)에 접속된다. 상기 급전 케이블(50)의 타단에는 커넥터(미도시)가 마련되며, 커넥터를 통해 외부 무선장비(미도시)와 연결된다. The feed cable 50 is a coaxial cable, and as the feed method of the present invention, a probe feed method fed by a coaxial cable is adopted. The feed cable 50 is disposed between the ground reflector 10 and the dielectric substrate 20, and an outer conductor thereof is attached to the ground reflector 10 and grounded. The central conductor of one end of the feed cable 50 passes through the dielectric substrate 20 and is connected to the feed point P of the patch 30. The other end of the feed cable 50 is provided with a connector (not shown), it is connected to the external wireless equipment (not shown) through the connector.

상기 급전 케이블(50)은 상기 급전점(P)으로부터 "ㄴ"자 형으로 배치된다. 즉, 상기 급전 케이블은, 급전점(P)과 그라운드 반사판(10)까지는 수직하게 세워지며, 그라운드 반사판(10)에 부착되어 접지된 상태로 상기 그라운드 반사판(10)의 외곽으로 인출된다. 이는 급전 케이블(50)과 패치(30)의 상호간의 간섭을 최소화하기 위함이다.The feed cable 50 is arranged in a "b" shape from the feed point (P). That is, the feed cable is vertically erected up to the feed point P and the ground reflector 10, and is drawn out to the outside of the ground reflector 10 while being attached to the ground reflector 10 and grounded. This is to minimize the interference between the feed cable 50 and the patch 30.

이와 같이 급전 케이블(50)에 의하여 패치(30)에 알에프(RF) 신호를 인가함으로써, 원형 편파를 얻기 위한 별도의 하이브리드 회로를 사용하지 않아도 되고, 그에 따라 전송 손실이 줄어들게 된다. 또한 기판형 단일 패치 복사소자(40)와 급전 케이블(50)을 사용함으로써, 급전회로에서 발생될 수 있는 전자파 산란이나 간섭이 최소화되고, 복사 패턴에의 미치는 영향이 제거될 수 있다. 나아가, 본 발명은 단일 패치 복사소자(40)를 사용하고 급전 케이블(50)에 의해 패치(30)를 급전함으로써, 원형 편파 안테나의 크기를 전체적으로 소형화할 수 있다. By applying the RF signal to the patch 30 by the feed cable 50 in this way, it is not necessary to use a separate hybrid circuit for obtaining circular polarization, thereby reducing the transmission loss. In addition, by using the substrate-type single patch radiating element 40 and the feeding cable 50, the electromagnetic scattering or interference that may occur in the feeding circuit is minimized, and the influence on the radiation pattern can be eliminated. Furthermore, the present invention can reduce the size of the circularly polarized antenna as a whole by using the single patch radiation element 40 and feeding the patch 30 by the feed cable 50.

급전 케이블(50)이 패치(30)에 접속되는 급전점(P)은, 패치(30)의 중앙 위치에서 소정 거리 벗어난 지점이다. 상기 패치(30)의 어느 한 변에 평행한 축을 x축라 하고, 상기 x축에 수직한 축을 y축이라 할 때, 임피던스를 정합시키기 위해 급전점(P)을 패치(30)의 중심(0,0)으로부터 y 방향으로 소정 거리 y0 만큼 이격시키는 방법이 알려져 있다. 그러나, 도 3 및 도 5를 참조하여 후술하는 바와 같이 이 경우, 이득이나 축비와 같은 안테나의 특성이 열악하다. 본 발명은 이러한 안테나의 특성을 향상시키기 위하여 급전점(P)의 상술된 위치에서 x 방향으로 소정 거리 x0의 오프셋을 둔다. 상기 오프셋은 상기 패치의 한 변의 길이의 9% 내지 14%인 것이 바람직하다.The feed point P to which the feed cable 50 is connected to the patch 30 is a point deviated by a predetermined distance from the center position of the patch 30. When the axis parallel to any one side of the patch 30 is referred to as the x-axis and the axis perpendicular to the x-axis is referred to as the y-axis, the feed point P is set to the center of the patch 30 to match impedance. A method of spaced apart from 0) in the y direction by a predetermined distance y 0 is known. However, as will be described later with reference to FIGS. 3 and 5, in this case, the characteristics of the antenna, such as gain and axial ratio, are poor. The present invention places an offset of a predetermined distance x 0 in the x direction at the above-described position of the feed point P in order to improve the characteristics of this antenna. The offset is preferably 9% to 14% of the length of one side of the patch.

이하, 도 3 내지 도 6은 본 실시예에 따른 원형 편파 안테나의 안테나 특성을 측정한 결과 및 시뮬레이션 결과를 설명한다. 3 to 6 illustrate the results of measuring antenna characteristics and simulation results of the circularly polarized antenna according to the present embodiment.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 유전체 기판으로 유전상수가 4.3이고 두께 가 0.8 mm인 글래스 에폭시(FR-4)가 사용된다. 상기 유전체 기판의 경우, 패치의 길이 a는 0.44λ에서 최적화된다. 본 측정에서는 크기가 a=143 mm, b=26.5 mm인 패치가 사용된다. 상기 유전체 기판은 그라운드 반사판으로부터 h=10 mm 거리를 이격시켜 띄움으로써 대역폭이 넓어지게 된다. 급전점(P)은 임피던스 정합을 위하여 y 방향으로 -43.5 mm 이격되며, 주파수 대역내에서 최적의 안테나 이득과 축비 특성을 얻기 위하여 x 방향으로 패치의 길이의 11%정도에 해당되는 16 mm의 오프셋이 주어진다. 이에 따라, 상기 급전점(P)의 위치는 (16 mm, -43.5 mm)이다. 제작된 원형 편파 안테나는 애질런트 테크놀러지(Agilent Technologies)의 E8363B 네트워크 애널라이저(Network analyzer)를 이용하여 측정하였고, 복사 패턴은 무반사실에서 측정하였다. First, referring to FIGS. 1 and 2, a glass epoxy (FR-4) having a dielectric constant of 4.3 and a thickness of 0.8 mm is used as the dielectric substrate. In the case of the dielectric substrate, the length a of the patch is optimized at 0.44 lambda. In this measurement, a patch of size a = 143 mm and b = 26.5 mm is used. The dielectric substrate has a wider bandwidth by being spaced apart from the ground reflector by a distance of h = 10 mm. The feed point P is spaced -43.5 mm in the y direction for impedance matching, and an offset of 16 mm corresponding to about 11% of the length of the patch in the x direction for optimum antenna gain and axial ratio characteristics within the frequency band. Is given. Accordingly, the position of the feed point P is (16 mm, -43.5 mm). The fabricated circularly polarized antenna was measured using Agilent Technologies' E8363B network analyzer, and the radiation pattern was measured in an anechoic chamber.

도 3 및 도 4는 오프셋이 없는 비교예의 원형 편파 안테나와 본 실시예의 원형 편파 안테나에 있어서, 정재파비(Voltage Standing Wave Ratio;VSWR)를 비교한 것이다. 3 and 4 compare standing wave ratios (VSWR) in the circular polarization antenna of the comparative example without offset and the circular polarization antenna of the present embodiment.

도 3은 종래의 오프셋이 없는 급전점에서 측정된 정재파비로써 정재파비 1.5이하를 만족하는 대역폭은 3% 이고 이득은 6 dBic 이다. 도 4는 급전점의 위치를 x축(도 1 참조)으로 16 mm 오프셋 시켜 급전한 경우의 측정 결과이다. 정재파비 1.5이하를 만족하는 대역폭이 6.7 %로 증가하였으며 이득 또한 8.2 dBic로 향상된다. 도 4에서 측정된 결과와 시뮬레이션 결과가 비슷한 특성을 보이고 있다.3 is a standing wave ratio measured at a feed point without a conventional offset, the bandwidth satisfying the standing wave ratio 1.5 or less is 3% and the gain is 6 dBic. 4 is a measurement result in the case where the power is fed by offsetting the position of the feed point by 16 mm on the x-axis (see FIG. 1). The bandwidth that satisfies the standing wave ratio below 1.5 is increased to 6.7% and the gain is also improved to 8.2 dBic. The results measured in FIG. 4 and the simulation results show similar characteristics.

도 5는 오프셋 위치에 따른 주파수별 축비 특성의 변화를 시뮬레이션한 결과 이다. x0= 0 mm으로 오프셋이 없는 경우 주파수 대역내에서 높은 주파수 쪽으로 특성이 나빠지고 5 dB 정도의 값을 보인다. 반면에, x0=16 mm의 오프셋을 준 경우 중심주파수에서 축비 특성이 가장 좋으며 전체 대역내에서 2.5 dB 이하이다.5 is a simulation result of the change of the axial ratio characteristic for each frequency according to the offset position. If there is no offset at x 0 = 0 mm, the characteristics deteriorate toward higher frequencies in the frequency band and show a value of about 5 dB. On the other hand, when the offset of x 0 = 16 mm, the axial ratio characteristic is the best at the center frequency and is less than 2.5 dB in the whole band.

도 6은 원형 편파 안테나의 복사 패턴(radiation pattern)의 측정된 데이터를 나타낸다. 도면에서 fl은 원형 편파 안테나의 저역 주파수, fc는 중역 주파수, fu는 고역 주파수를 나타낸다. 도면을 참조하면, 복사 패턴이 복사각에 대하여 좌우 대칭이며, 저역, 중역, 및 고역 주파수에 대하여 균일한 복사 특성을 보여줌을 알 수 있다. 또한, 원형 편파 안테나의 원형 편파 이득도 8.2 dBic의 높은 이득을 얻을 수 있음을 확인하였고 빔폭은 63° 정도이다. 종래의 단일 마이크로스트립 패치 복사소자를 이용한 원형 편파 안테나의 경우 6 dBic 정도의 이득이 형성되는데 비해서 본 발명에 따른 원형 편파 안테나는 유사한 크기에서 8.2 dBic의 원형 편파 이득을 구현함으로써 기존의 마이크로스트립 패치 복사소자로 원형 편파 안테나를 구성한 경우보다 2 dB 이상 향상되었다. 6 shows measured data of a radiation pattern of a circularly polarized antenna. In the drawing, fl represents the low frequency of the circularly polarized antenna, fc represents the mid frequency, and fu represents the high frequency. Referring to the drawings, it can be seen that the radiation pattern is symmetrical with respect to the radiation angle and shows uniform radiation characteristics for the low, mid and high frequencies. In addition, the circularly polarized gain of the circularly polarized antenna was confirmed that a high gain of 8.2 dBic can be obtained, and the beam width is about 63 °. In the case of a circularly polarized antenna using a conventional single microstrip patch radiating element, a gain of about 6 dBic is formed, whereas the circularly polarized antenna according to the present invention realizes a circular polarized wave gain of 8.2 dBic at a similar size, thereby providing a conventional microstrip patch radiation. The device improves by more than 2 dB compared to the case of the circularly polarized antenna.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 따른 원형 편파 안테나는 다음과 같은 효과를 가진다.Circular polarization antenna according to the present invention as described above has the following effects.

첫째, 원형 편파를 발생시키기 위한 별도의 하이브리드 회로를 없앰으로써 복사소자와의 상호간섭 및 전자파 산란의 영향을 최소화하여 안테나 복사 패턴 성능을 향상시킬 수 있다.First, by eliminating a separate hybrid circuit for generating circular polarization, it is possible to minimize the effects of mutual interference and electromagnetic wave scattering with the radiation element to improve the antenna radiation pattern performance.

둘째, 급전점을 오프셋 위치시켜 축비 및 이득 특성을 향상시킬 수 있다.Second, the feed point can be offset to improve the axial ratio and gain characteristics.

셋째, 추가적인 하이브리드 급전회로가 필요 없으므로 전송손실이 매우 적어 우수한 축비 특성과 고이득이 실현될 수 있다.Third, since no additional hybrid feed circuit is required, the transmission loss is very low, thereby achieving excellent axial ratio characteristics and high gain.

넷째, 단일 패치 복사소자를 사용하고 급전 케이블에 의해 안테나를 급전함으로써 안테나의 크기를 전체적으로 소형화할 수 있다. Fourth, it is possible to reduce the size of the antenna as a whole by using a single patch copying element and feeding the antenna by a feed cable.

이러한 본원 발명인 원형 편파 안테나는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.Such a circular polarization antenna of the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings for clarity, but this is merely exemplary, and those skilled in the art may have various modifications and other equivalent embodiments therefrom. Will understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the appended claims.

Claims (4)

그라운드 반사판;Ground reflector; 상기 그라운드 반사판에 이격되어 배치되는 유전체 기판;A dielectric substrate spaced apart from the ground reflector; 상기 유전체 기판 위에 마련되며, 원형 편파를 발생시키기 위하여 정사각형의 모서리 중 대각방향의 모서리 2개가 제거된 형상의 패치; 및A patch provided on the dielectric substrate, the patch having two corners in a diagonal direction removed from the corners of a square to generate circular polarization; And 상기 패치를 급전시키는 급전 케이블;을 포함하며,A feed cable for feeding the patch; 상기 급전 케이블은 상기 그라운드 반사판과 상기 유전체 기판 사이에 배치되고, 상기 그라운드 반사판에 접지되며, 상기 패치의 중앙지점에서 소정 거리 이격되어 접속되어 있으며,The feed cable is disposed between the ground reflector and the dielectric substrate, is grounded to the ground reflector, and is connected at a predetermined distance from a center point of the patch, 상기 패치와 상기 급전 케이블이 접속되는 급전점은, 상기 패치의 어느 한 변에 평행한 x축과 상기 x축에 수직한 y축에 대하여, 임피던스 정합을 위해 상기 패치의 중앙지점로부터 y 방향으로 소정 거리 이격되며, 이득과 축비를 향상시키기 위해 x 방향으로 소정 거리의 오프셋이 있으며,The feed point to which the patch and the feed cable are connected is predetermined in the y direction from the center point of the patch for impedance matching with respect to an x axis parallel to one side of the patch and a y axis perpendicular to the x axis. Distanced apart, there is an offset of a certain distance in the x direction to improve gain and axial ratio, 상기 오프셋은 상기 패치의 한 변의 길이의 9% 내지 14%인 것을 특징으로 하는 원형 편파 안테나.The offset is a circularly polarized antenna, characterized in that 9% to 14% of the length of one side of the patch. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 패치의 한 변의 길이는, 송수신되는 전파의 파장을 λ라 할 때, 0.4λ 내지 0.5λ의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 원형 편파 안테나.The length of one side of the patch is in the range of 0.4λ to 0.5λ when the wavelength of radio waves transmitted and received is λ.
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