KR100872177B1 - Ultra-Wide Band antenna - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초광대역 안테나에 관한 것으로, 초소형화하면서도 생산 비용은 획기적으로 감소할 수 있도록 하기 위하여, 기판의 전면상에, 상단은 사각형태를 가지고 하단은 사다리형태를 가지는 방사패치; 파이(π)형태로 구현되며 상기 방사패치의 최하단과 결합되는 정합 스터브; 직사각형태로 구현되어 상기 정합 스터브의 하단 가운데 부분과 결합되는 CPW 급전선; 및 상기 CPW 급전선의 최하단에 결합되는 정합 스텝을 포함하여 구성되며, 이에 의하여 초광대역 안테나를 초소형화시키고 제작비용도 감소시켜 줄 수 있도록 한다. The present invention relates to an ultra-wideband antenna, in order to be miniaturized while significantly reducing the production cost, on the front surface of the substrate, the top has a rectangular shape and the bottom has a ladder patch; Matching stub is implemented in the form of pi (π) and coupled to the lower end of the radiation patch; A CPW feeder implemented in a rectangular shape and coupled to a lower center portion of the matching stub; And a matching step coupled to the lowermost end of the CPW feeder, thereby minimizing the ultra-wideband antenna and reducing manufacturing costs.

초광대역 안테나, 정합 스터브, 정합 스텝, 방사패치 Ultra-wideband antenna, matching stub, matching step, radiation patch

Description

초광대역 안테나{Ultra-Wide Band antenna}Ultra-Wide Band Antenna

본 발명은 초광대역(Ultra-Wide Band, 이하 UWB) 안테나에 관한 것으로, 특히, 초소형으로 제작이 가능한 UWB 안테나에 관한 것이다. The present invention relates to an ultra-wide band (UWB) antenna, and more particularly, to a UWB antenna that can be manufactured in a very small size.

본 발명은 정보통신부의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-071-03, 과제명: 초고속 멀티미디어 전송 UWB 솔루션 개발].The present invention is derived from the research conducted as part of the IT new growth engine core technology development project of the Ministry of Information and Communication [Task management number: 2006-S-071-03, Task name: Development of ultra-fast multimedia transmission UWB solution].

UWB 통신 시스템은 미국 국방부가 1960년대에 처음 군사적 목적으로 개발한 무선기술로서, 수~수십 GHz대의 매우 넓은 주파수 대역을 사용해 사용전력이 낮으며, 전송속도는 현재 가장 빠른 무선랜(WLAN) 표준인 IEEE 802.11a(54Mbps) 보다 10배 이상 빠른 500Mbps~1Gbps에 달한다. UWB communication system was first developed by the US Department of Defense in the 1960s for military purposes. It uses very wide frequency bands of several tens to tens of GHz and has low power consumption, and the transmission speed is currently the fastest WLAN standard. It reaches 500Mbps to 1Gbps, more than 10 times faster than IEEE 802.11a (54Mbps).

이러한 UWB 통신 시스템 분야에서 가장 중요한 요소인 UWB 안테나는 관심 대역의 전 주파수에 대하여 안테나 패턴이 무지향성이고 위상의 변화가 작아야 한다. The UWB antenna, which is the most important factor in the field of the UWB communication system, needs to be omni-directional in antenna pattern and small in phase change over the entire frequency of the band of interest.

또한 펄스 통신 시 신호의 왜곡이 없어야 하고 관심 대역에서 감쇠율이 일정해야 하며, 특히 이동성을 보장하기 위해서는 안테나의 크기가 작아야 하고, 제작이 용이하여야 하며 제작비용도 저렴해야 할 것이 요구된다.In addition, there should be no signal distortion and constant attenuation in the band of interest during pulse communication. In particular, to ensure mobility, the antenna should be small, easy to manufacture, and low in manufacturing cost.

도1은 종래의 기술에 따른 UWB 안테나로서, CPW 급전선로를 이용한 패치 안테나의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a patch antenna using a CPW feed line as a UWB antenna according to the prior art.

도1에 도시된 바와 같이, 종래의 UWB 안테나는 기판(100)의 전면에 부착되는 방사 패치(101)의 크기가 주파수에 의해 한정되어 안테나의 물리적 크기가 커지며, 급전선(102)만으로는 작은 크기와 성능을 동시에 얻을 수 없는 단점이 있다. As shown in FIG. 1, in the conventional UWB antenna, the size of the radiation patch 101 attached to the front surface of the substrate 100 is limited by frequency, so that the physical size of the antenna is increased. The disadvantage is that performance cannot be obtained at the same time.

따라서 종래에는 안테나 크기를 줄이기 위해 유전율이 매우 높은 기판을 사용하는데, 이는 안테나 제작 단가가 매우 높아진다는 단점이 있다.Therefore, conventionally, a substrate having a very high dielectric constant is used to reduce the antenna size, which has a disadvantage in that the manufacturing cost of the antenna is very high.

상기에서와 같이 종래의 UWB 안테나는 초소형화하기가 힘들 뿐 만 아니라 생산 비용 또한 높아지는 문제를 가진다. As described above, the conventional UWB antenna has a problem that not only it is difficult to miniaturize but also the production cost is high.

본 발명의 일 측면에 따르면 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로써, 기판의 전면상에, 상단은 사각형태를 가지고 하단은 사다리형태를 가지는 방사패치; 파이(π)형태로 구현되며 상기 방사패치의 최하단과 결합되는 정합 스터브; 직사각형태로 구현되어 상기 정합 스터브의 하단 가운데 부분과 결합되는 CPW(Coplanar Waveguide) 급전선; 및 상기 CPW 급전선의 최하단에 결합되는 정합 스텝을 포함하는 초광대역 안테나를 제공한다. According to an aspect of the present invention as a means for solving the above problems, on the front surface of the substrate, the top has a rectangular shape and the bottom has a radiation patch having a ladder shape; Matching stub is implemented in the form of pi (π) and coupled to the lower end of the radiation patch; A coplanar waveguide (CPW) feed line implemented in a rectangular shape and coupled to a lower center portion of the matching stub; And a matching step coupled to the bottom of the CPW feed line.

그리고 이때의 상기 정합 스터브, 상기 CPW 급전선, 및 상기 정합 스텝에 대해 소정 거리 이격되도록 상기 기판의 전면 하단부에 부착된 접지면들을 더 포함한다. And a ground plane attached to the front lower end of the substrate so as to be spaced apart from the matching stub, the CPW feed line, and the matching step by a predetermined distance.

상기 방사패치는 사다리형태로 구현되는 제1 영역을 통해 입력 신호의 흐름을 원활히 한 후, 사각 형태로 구현되는 제2 영역을 통해 상기 입력 신호를 방사하는 것을 특징으로 한다. The radiation patch is characterized in that after the smooth flow of the input signal through the first region implemented in the form of a ladder, and radiating the input signal through the second region implemented in a rectangular form.

상기 정합 스터브는 상기 방사패치와 상기 급전선간의 임피던스를 정합하여 상기 입력 신호의 초광대역 특성을 유도하며, 상기 정합 스터브의 돌출 영역들간의 거리를 조절하여 정합 비율을 조절하는 것을 특징으로 한다. The matching stub may match the impedance between the radiation patch and the feed line to induce ultra-wideband characteristics of the input signal, and adjust the matching ratio by adjusting the distance between the protruding regions of the matching stub.

상기 정합 스텝은 상기 입력 신호의 초광대역에서의 낮은 쪽 주파수 대역에서 임피던스를 정합하는 것을 특징으로 한다. The matching step is characterized by matching the impedance in the lower frequency band in the ultra-wideband of the input signal.

상기 기판은 후면에 접지가 없는 CPW 급전구조를 가지도록 구현하는 것을 특징으로 한다. The substrate may be implemented to have a CPW feeding structure having no ground at the rear surface.

이와 같이 본 발명의 초광대역 안테나는 방사패치의 형태를 변경하고 별도의 정합 스터브와 정합 스텝을 구비하도록 하여, 기판의 유전율 변경하지 않고 안테나 크기를 초소형화하더라도 UWB 안테나의 광대역 특성을 안정적으로 지원할 수 있다. 따라서 초광대역 안테나를 초소형화시키고 제작비용도 감소시켜 줄 수 있다. As described above, the ultra-wideband antenna of the present invention changes the shape of the radiation patch and has a separate matching stub and a matching step so that the broadband characteristics of the UWB antenna can be stably supported even if the antenna size is minimized without changing the dielectric constant of the substrate. have. Therefore, the ultra-wideband antenna can be miniaturized and manufacturing cost can be reduced.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in describing in detail the operating principle of the preferred embodiment of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.In addition, the same reference numerals are used for parts having similar functions and functions throughout the drawings.

도2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 UWB 안테나의 구성도이다. 2 is a block diagram of a UWB antenna according to an embodiment of the present invention.

도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 UWB 안테나는 기판(200), 상단은 사각형태를 가지고 하단은 사다리형태를 가지도록 구현되어 기판 전면 상단부에 부착된 방사패치(201), 파이(π)형태로 구현되며 방사패치(201)의 최하단과 결합되도록 기판(200)의 전면에 부착된 정합 스터브(202), 직사각형태로 구현되어 정합 스터브(202)의 하단 가운데 부분과 결합되도록 기판(200)의 전면에 부착된 CPW 급전선(203), CPW 급전선(203)의 최하단에 결합되도록 기판(200)의 전면에 부착된 정합 스텝(204), 정합 스터브(202), CPW 급전선(203), 및 정합 스텝(204)에 대해 소정 거리 이격되도록 기판 전면 하단부에 부착된 접지면들(205a, 205b)로 이루어진다. As shown in Figure 2, the UWB antenna of the present invention is implemented to have a substrate 200, the top has a rectangular shape and the bottom has a ladder shape, the radiation patch 201, pi (π) attached to the upper front of the substrate The matching stub 202 attached to the front surface of the substrate 200 to be coupled to the bottom end of the radiation patch 201, the rectangular shape is implemented to be coupled to the lower center portion of the matching stub 202 to the substrate 200 CPW feed line 203 attached to the front surface of the matching step 204 attached to the front surface of the substrate 200 to be coupled to the bottom end of the CPW feed line 203, matching stub 202, CPW feed line 203, and matching It consists of ground planes 205a and 205b attached to the bottom surface of the substrate so as to be spaced a predetermined distance from the step 204.

바람직하게는 방사패치(201)의 크기는 약 20 × 10.5㎟ 정도, 사다리꼴의 각도는 약 120ㅀ 정도, 접지면(205, 206)의 크기는 약 8.6 × 6㎟ 정도, 기판(200)의 크기가 약 20 × 20㎟ 정도로 구현되도록 한다. Preferably, the size of the radiation patch 201 is about 20 × 10.5 mm 2, the angle of the trapezoid is about 120 mm, the size of the ground planes 205, 206 is about 8.6 × 6 mm 2, and the size of the substrate 200. Is about 20 × 20 mm 2.

그리고 기판(200)은 후면에 접지가 없는 CPW 급전구조를 가지며 높이가 0.8mm인 FR-4 에폭시(유전율 = 4.5, 손실 탄젠트(loss tangent) = 0.025)로 구현하도록 한다. In addition, the substrate 200 has a CPW feeding structure having no ground on the rear surface and has a height of 0.8 mm with FR-4 epoxy having a dielectric constant of 4.5 and a loss tangent of 0.025.

이하, 각 구성요소의 기능을 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the function of each component will be described.

상단은 사각형태를 가지고 하단은 사다리형태를 가지도록 구현된 방사패치(201)는 사다리형태로 구현된 패치면을 통해 신호의 흐름을 원활히 흐르도록 하며, 사각형태로 구현된 패치면을 통해 사다리꼴 패치에서 유입되는 신호를 무지향성(omni-directional)으로 자유공간에 방사시킨다. The radiation patch 201 implemented to have a square shape at the top and a ladder shape to smoothly flow the signal through the patch surface embodied in the ladder shape, and the trapezoidal patch through the patch surface embodied in the rectangular shape Radiate the signal coming in from the omni-directional free space.

정합 스터브(202)는 방사패치(201)와 CPW 급전선(203)간의 임피던스 정합을 수행하여, 초광대역 특성을 유도한다. The matching stub 202 performs impedance matching between the radiation patch 201 and the CPW feed line 203 to induce ultra-wideband characteristics.

이때, 정합 스터브(202)는 돌출 영역간(202a,202b)간의 거리를 조절하여 정합의 비율을 조절할 수 있다. 또한 돌출 영역들(202a,202b)의 형태를 사각형, 사다리꼴, 역사다리꼴, 삼각형 중 하나로 구현할 수 있다. In this case, the matching stub 202 may adjust the ratio of the matching by adjusting the distance between the protruding regions 202a and 202b. In addition, the shape of the protruding regions 202a and 202b may be implemented as one of a rectangle, a trapezoid, an inverted trapezoid, and a triangle.

CPW 급전선(203)은 UWB 안테나의 유입된 신호를 방사패치(201)는 급전한다. 이때, CPW 급전선(203)은 상기와 같이 정합 기능을 제공하는 정합 스터브(202)를 사용함으로써, 광대역 특성을 가지게 되어 패치 안테나의 단점인 협대역성을 보완한다. The CPW feed line 203 feeds the incoming signal of the UWB antenna to the radiation patch 201. In this case, the CPW feed line 203 has a broadband characteristic by using a matching stub 202 that provides a matching function as described above, thereby compensating for narrow bandwidth, which is a disadvantage of a patch antenna.

그리고 정합 스텝(204)은 UWB 주파수 대역에서의 낮은 쪽 주파수 대역에서 임피던스를 정합한다. The matching step 204 then matches the impedance in the lower frequency band in the UWB frequency band.

이에 본 발명의 UWB 안테나는 신호가 유입되는 경우, 다음과 같이 동작하여 유입된 신호를 자유공간에 방사한다. In the UWB antenna of the present invention, when a signal is introduced, the UWB antenna operates as follows to radiate the introduced signal into free space.

먼저, 정합 스텝(204)은 UWB 안테나에 유입된 신호내 낮은 주파수는 정합한 후, CPW 급전선(203)을 거쳐 스터브(202)로 전달한다. First, the matching step 204 matches the low frequency in the signal introduced into the UWB antenna, and then transfers it to the stub 202 via the CPW feed line 203.

정합 스터브(202)는 전달되는 신호를 방사패치(201)에 적합하도록 임피던스 정합한 후 방사패치(201)로 전달하고, 방사패치(201)는 사다리형태로 구현된 패치면을 통해 신호의 흐름을 원활히 한 후, 사각형태로 구현된 패치면을 통해 전방향으로 방사시킨다. The matching stub 202 impedance-matches the transmitted signal to the radiation patch 201 and transmits the signal to the radiation patch 201, and the radiation patch 201 transmits a signal flow through a patch surface implemented in a ladder shape. After smoothing, it is radiated in all directions through the patch surface implemented in a rectangular shape.

이와 같이, 본 발명의 UWB 안테나는 변형된 형태를 가지는 방사패치(201), 정합 스터브(202), 및 정합 스텝(204)을 이용하여 신호의 감쇄율을 최소화하고, 신호를 정합시켜 준다. 이에 UWB 안테나는 초소형화되더라도 UWB 안테나의 광대역 특 성을 안정적으로 지원할 수 있게 된다. As described above, the UWB antenna of the present invention minimizes the attenuation of the signal and matches the signal by using the radiation patch 201, the matching stub 202, and the matching step 204. Therefore, even if the UWB antenna is miniaturized, it is possible to stably support the broadband characteristics of the UWB antenna.

이하에서는 본 발명에 따른 UWB 안테나의 광대역 특성을 측정한 도표들을 참조하여, 본 발명의 광대역 특성을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the broadband characteristics of the present invention will be described in detail with reference to the charts measuring the broadband characteristics of the UWB antenna according to the present invention.

도3은 본 발명에 따른 UWB 안테나의 반사 손실을 상용 전자기 시뮬레이터인 HFSS로 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면이다. 3 is a diagram showing the results of simulating the return loss of the UWB antenna according to the present invention with the commercial electromagnetic simulator HFSS.

도3을 참조하면, 본 발명에 따른 UWB 안테나의 전압정재파비(Voltage Standing Wave Ratio, VSWR)는 2:1 지점인 -10dB 이하인 지점에서 약 3.1~11GHz이상의 대역폭을 가진다. Referring to FIG. 3, the voltage standing wave ratio (VSWR) of the UWB antenna according to the present invention has a bandwidth of about 3.1 to 11 GHz or more at a point of -10 dB or less, which is a 2: 1 point.

즉, UWB 주파수 대역(3.1~10.6GHz)을 충분히 만족시켜 줌을 알 수 있다. That is, it can be seen that the UWB frequency band (3.1 to 10.6 GHz) is sufficiently satisfied.

도4는 본 발명에 따른 UWB 안테나의 이득을 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면이다. 4 is a view showing a result of simulating the gain of the UWB antenna according to the present invention.

도4를 참조하면, 본 발명에 따른 UWB 안테나의 이득은 관심 대역에서의 변화량이 약 1.7dBi 정도로, 아주 미소함을 알 수 있다. Referring to FIG. 4, it can be seen that the gain of the UWB antenna according to the present invention is very small, about 1.7 dBi change in the band of interest.

도5는 본 발명에 따른 UWB 안테나의 그룹 지연 시간을 시뮬레이션 한 결과를 나타내는 도면이다. 5 is a diagram illustrating a result of simulating a group delay time of a UWB antenna according to the present invention.

본 발명에서는 UWB 안테나의 그룹 지연 시간을 시뮬레이션 하기 위하여, 도2의 UWB 안테나 두 개를 서로 30cm 정도 이격시킨 상태에서 전송 계수(S21)의 그룹 지연을 시뮬레이션 하였다. In the present invention, in order to simulate the group delay time of the UWB antenna, the group delay of the transmission coefficient (S21) was simulated while the two UWB antennas of FIG.

계속하여 도5를 참조하면, UWB 안테나의 그룹 지연 시간 변화량은 관심 대역에서 약 0.3ns정도임을 알 수 있다. 5, it can be seen that the amount of change in group delay time of the UWB antenna is about 0.3 ns in the band of interest.

도6은 본 발명에 따른 UWB 안테나의 이득 감쇠율을 시뮬레이션 한 결과를 나타내는 도면이다. 6 is a diagram illustrating a result of simulating a gain attenuation rate of a UWB antenna according to the present invention.

본 발명에서는 UWB 안테나의 이득변화율을 시뮬레이션 하기 위하여, 도2의 UWB 안테나 두 개를 서로 30cm 정도 이격시킨 상태에서 S21의 이득 감쇠량를 시뮬레이션 하였다. In the present invention, in order to simulate the gain change rate of the UWB antenna, the gain attenuation of S21 was simulated while two UWB antennas of FIG.

UWB 통신에서는 펄스 통신 방식으로 신호가 송수신되기 때문에 S21의 이득 감쇠율이 일정해야 하는데, 본 발명에서는 도6에 도시된 바와 같이 관심 대역에서 거의 일정한 이득 감쇠율을 가지는 것을 알 수 있다.In the UWB communication, since the signal is transmitted and received in the pulse communication method, the gain attenuation rate of S21 must be constant. In the present invention, as shown in FIG.

도7은 본 발명에 따른 UWB 안테나의 복사 패턴을 시뮬레이션 한 결과를 나타내는 도면이다. 7 is a view showing a result of simulating a radiation pattern of the UWB antenna according to the present invention.

도7을 참조하면, 본 발명의 UWB 안테나의 복사 패턴은 H-Plane (XZ-plane)에서는 무지향성 특성을 가지고, E-Plane (YZ-plane)에서는 다이폴(Dipole) 안테나와 유사한 특성을 가짐을 알 수 있다. Referring to FIG. 7, the radiation pattern of the UWB antenna of the present invention has a non-directional characteristic in the H-Plane (XZ-plane), and similar characteristics to a dipole antenna in the E-Plane (YZ-plane). Able to know.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자에게 있어 명백할 것이다. The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is common in the art that various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art.

도1은 종래의 기술에 따른 UWB 안테나로서, CPW 급전선로를 이용한 패치 안테나의 구성도, 1 is a configuration diagram of a patch antenna using a CPW feed line as a UWB antenna according to the prior art;

도2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 UWB 안테나의 구성도,2 is a block diagram of a UWB antenna according to an embodiment of the present invention;

도3은 본 발명에 따른 UWB 안테나의 반사 손실을 상용 전자기 시뮬레이터인 HFSS로 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면,3 is a diagram showing the results of simulating the return loss of the UWB antenna according to the present invention with a commercial electromagnetic simulator HFSS,

도4는 본 발명에 따른 UWB 안테나의 이득을 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면,4 is a view showing a result of simulating the gain of the UWB antenna according to the present invention;

도5는 본 발명에 따른 UWB 안테나의 그룹 딜레이를 시뮬레이션 한 결과를 나타내는 도면,5 is a diagram showing a result of simulating group delay of a UWB antenna according to the present invention;

도6은 본 발명에 따른 UWB 안테나의 감쇠율을 시뮬레이션 한 결과를 나타내는 도면, 그리고6 is a view showing a simulation result of the attenuation rate of the UWB antenna according to the present invention; and

도7은 본 발명에 따른 UWB 안테나의 복사 패턴을 시뮬레이션 한 결과를 나타내는 도면이다. 7 is a view showing a result of simulating a radiation pattern of the UWB antenna according to the present invention.

Claims (8)

기판을 가지는 초광대역 안테나에 있어서,In the ultra-wideband antenna having a substrate, 상기 기판의 전면상에, On the front side of the substrate, 상단은 사각형태를 가지고 하단은 사다리형태를 가지는 방사패치;A radiation patch having a rectangular top and a ladder shape at the bottom; 파이(π)형태로 구현되며 상기 방사패치의 최하단과 결합되는 정합 스터브;Matching stub is implemented in the form of pi (π) and coupled to the lower end of the radiation patch; 직사각형태로 구현되어 상기 정합 스터브의 하단 가운데 부분과 결합되는 CPW(Coplanar Waveguide) 급전선; 및 A coplanar waveguide (CPW) feed line implemented in a rectangular shape and coupled to a lower center portion of the matching stub; And 상기 CPW 급전선의 최하단에 결합되는 정합 스텝을 포함하는 초광대역 안테나. And a matching step coupled to the lowest end of the CPW feed line. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 정합 스터브, 상기 CPW 급전선, 및 상기 정합 스텝에 대해 소정 거리 이격되도록 상기 기판의 전면 하단부에 부착된 접지면들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초광대역 안테나. And a ground plane attached to the front lower end of the substrate to be spaced a predetermined distance from the matching stub, the CPW feed line, and the matching step. 제1항에 있어서, 상기 방사패치는 The method of claim 1, wherein the radiation patch 사다리형태로 구현되는 제1 영역을 통해 입력 신호의 흐름을 원활히 한 후, 사각 형태로 구현되는 제2 영역을 통해 상기 입력 신호를 방사하는 것을 특징으로 하는 초광대역 안테나. After the smooth flow of the input signal through the first region implemented in the form of a ladder, the ultra-wideband antenna, characterized in that for radiating the input signal through the second region implemented in a square shape. 제1항에 있어서, 상기 정합 스터브는 The method of claim 1, wherein the matching stub is 상기 방사패치와 상기 급전선간의 임피던스를 정합하여 입력 신호의 초광대역 특성을 유도하는 것을 특징으로 하는 초광대역 안테나. And an ultra-wide band characteristic of the input signal by matching impedance between the radiation patch and the feed line. 제4항에 있어서, 상기 정합 스터브는 The method of claim 4, wherein the matching stub is 상기 정합 스터브의 돌출 영역들간의 거리를 조절하여 정합 비율을 조절하는 것을 특징으로 하는 초광대역 안테나. And a matching ratio by adjusting the distance between the protruding regions of the matching stub. 제4항에 있어서, 상기 정합 스터브는 The method of claim 4, wherein the matching stub is 상기 정합 스터브의 돌출 영역들을 사각형, 사다리꼴, 역사다리꼴, 삼각형 형태중 하나로 구현하는 것을 특징으로 하는 초광대역 안테나.And the protruding regions of the matching stub are implemented in one of rectangular, trapezoidal, inverted trapezoidal and triangular shapes. 제1항에 있어서, 상기 정합 스텝은 The method of claim 1, wherein the matching step 입력 신호의 초광대역에서의 낮은 쪽 주파수 대역에서 임피던스를 정합하는 것을 특징으로 하는 초광대역 안테나. An ultra wideband antenna, characterized by matching an impedance in a lower frequency band of an ultra wide band of an input signal. 제1항에 있어서, 상기 기판은 The method of claim 1, wherein the substrate 후면에 접지가 없는 CPW 급전구조를 가지도록 구현하는 것을 특징으로 하는 초광대역 안테나. An ultra-wideband antenna, characterized in that implemented to have a CPW feed structure without ground on the back.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104953273A (en) * 2015-07-17 2015-09-30 云南大学 Small-sized coplanar waveguide fed ultra-wide band antenna
CN106654556A (en) * 2016-12-16 2017-05-10 电子科技大学 Miniature broadband antenna suitable for 5G communication

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101432748B1 (en) * 2013-03-18 2014-08-20 서강대학교산학협력단 Compact Zeroth-Order Resonant (ZOR) Antennas with LC Circuits
KR101442223B1 (en) * 2013-03-18 2014-09-23 서강대학교산학협력단 Infinite Wavelength Resonant (IWR) Dipole Antennas
KR101627942B1 (en) * 2014-12-15 2016-06-07 충남대학교산학협력단 Microstrip patch antenna
KR102518054B1 (en) 2018-03-14 2023-04-05 동우 화인켐 주식회사 Film antenna and display device including the same
JP2022518481A (en) * 2019-01-22 2022-03-15 東友ファインケム株式会社 Antenna structure and display device including it
CN111403905B (en) * 2020-02-11 2022-09-06 普联技术有限公司 4G omnidirectional antenna
CN112134008B (en) * 2020-08-27 2023-09-22 南京信息职业技术学院 Side-fed deformed octagonal microstrip multi-frequency antenna
KR102534066B1 (en) * 2021-07-15 2023-05-17 포항공과대학교 산학협력단 Antenna element and Antenna apparatus
KR102593498B1 (en) * 2021-12-02 2023-10-23 포항공과대학교 산학협력단 Antenna structure
KR102577269B1 (en) * 2021-12-30 2023-09-12 충남대학교 산학협력단 Subminiature microstrip antenna using perturbation effect
KR102636402B1 (en) * 2022-06-27 2024-02-13 동우 화인켐 주식회사 Antenna device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010088496A (en) * 2001-07-27 2001-09-28 안병엽 A wideband monopole antenna
KR20050114964A (en) * 2004-06-02 2005-12-07 엘지전자 주식회사 Cpw-fed patch antenna for ultra-wideband communication
KR20060057918A (en) * 2004-11-24 2006-05-29 한국전자통신연구원 Ultra-wideband slot antenna having a semi-circular extension
KR20060083833A (en) * 2005-01-18 2006-07-21 삼성전자주식회사 The dipole antenna of the substrate type having the stable radiation pattern
KR20060117161A (en) * 2005-05-12 2006-11-16 한국전자통신연구원 A planar half-disk uwb antenna

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010088496A (en) * 2001-07-27 2001-09-28 안병엽 A wideband monopole antenna
KR20050114964A (en) * 2004-06-02 2005-12-07 엘지전자 주식회사 Cpw-fed patch antenna for ultra-wideband communication
KR20060057918A (en) * 2004-11-24 2006-05-29 한국전자통신연구원 Ultra-wideband slot antenna having a semi-circular extension
KR20060083833A (en) * 2005-01-18 2006-07-21 삼성전자주식회사 The dipole antenna of the substrate type having the stable radiation pattern
KR20060117161A (en) * 2005-05-12 2006-11-16 한국전자통신연구원 A planar half-disk uwb antenna

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104953273A (en) * 2015-07-17 2015-09-30 云南大学 Small-sized coplanar waveguide fed ultra-wide band antenna
CN106654556A (en) * 2016-12-16 2017-05-10 电子科技大学 Miniature broadband antenna suitable for 5G communication
CN106654556B (en) * 2016-12-16 2019-05-14 电子科技大学 A kind of miniaturization broadband antenna suitable for 5G communication

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