KR200348650Y1 - A high gain microstrip antenna by using Yagi structure - Google Patents

A high gain microstrip antenna by using Yagi structure Download PDF

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KR200348650Y1
KR200348650Y1 KR20-2004-0001517U KR20040001517U KR200348650Y1 KR 200348650 Y1 KR200348650 Y1 KR 200348650Y1 KR 20040001517 U KR20040001517 U KR 20040001517U KR 200348650 Y1 KR200348650 Y1 KR 200348650Y1
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이경민
장명호
최성규
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(주)에어링크테크놀로지
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    • H01Q19/30Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using a secondary device in the form of two or more substantially straight conductive elements the primary active element being centre-fed and substantially straight, e.g. Yagi antenna

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Abstract

본 고안은 무선통신 시스템에 사용되는 고이득 안테나에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 마이크로스트립 기판상에 야기 안테나 패턴을 구성하고 하부의 전면에 절곡된 반사판을 구비하여 부엽을 억제함으로써 전후방비가 우수하며 단방향의 높은 지향성과 이득을 갖는 동시에 광대역의 전기적 특성을 갖는 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to a high-gain antenna used in a wireless communication system. More specifically, the front and rear ratio is excellent by constructing a Yagi antenna pattern on a microstrip substrate and suppressing the side lobe with a reflecting plate bent at the front of the lower part. The present invention relates to a high gain microstrip antenna using a Yagi antenna structure having high directivity and gain in one direction and at the same time having wide electrical characteristics.

일반적으로 무선통신 시스템에는 다이폴 안테나, 야기 안테나, 마이크로스트립 안테나 등이 주로 사용되고 있으며, 특히 마이크로스트립 안테나는 회로기판상에 구현된 패턴을 이용한 평면 안테나로서 제작 및 형상 변경이 용이하고 소형화, 경량화가 가능하다. 그러나, 이와같은 마이크로스트립 안테나는 주파수 대역폭이 수 % 이하로 좁고 이득이 낮으므로 고이득을 얻기 위해 배열 안테나로 설계할 경우 각 소자간의 정확한 설계조건이 필요하며 안테나의 크기가 증가하는 문제점이 있다.Generally, a dipole antenna, a yagi antenna, and a microstrip antenna are mainly used in a wireless communication system, and in particular, a microstrip antenna is a flat antenna using a pattern implemented on a circuit board, and is easily manufactured, changed in shape, and miniaturized and lightweight. Do. However, since the microstrip antenna has a narrow frequency bandwidth of several percent or less and low gain, when designing an array antenna to obtain high gain, accurate design conditions between elements are required, and the size of the antenna increases.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 마이크로스트립 기판상에 야기 안테나 패턴을 구성하고 하부의 전면에 절곡된 반사판을 구비하여 부엽을 억제함으로써 전후방비가 우수하며 단방향의 높은 지향성과 이득을 갖는 동시에 광대역의 전기적 특성을 갖는 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention constructs a Yagi antenna pattern on the microstrip substrate and includes a reflecting plate bent at the front of the lower part to suppress side lobes, thereby providing excellent front and rear ratio, and having high directional and gain in one direction. Provided is a high gain microstrip antenna using a Yagi antenna structure having electrical characteristics.

또한, 마이크로스트립 기판상에 야기 안테나 패턴을 구성함으로써 적은 면적을 사용하면서 소자의 증가를 통해 이득을 증가시키는 것이 용이하며, 소형화 및 경량화가 가능하고 구조가 간단하여 대량생산에 따른 원가 절감과 균일한 특성을 얻을 수 있는 효과를 가진다.In addition, by constructing the Yagi antenna pattern on the microstrip substrate, it is easy to increase the gain through the increase of the device while using a small area, and it is possible to miniaturize and lighten the structure, and the structure is simple, so that the cost reduction and uniformity of the mass production Has the effect of obtaining the characteristic.

Description

야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나{A high gain microstrip antenna by using Yagi structure}High gain microstrip antenna by using Yagi structure

본 고안은 무선통신 시스템에 사용되는 고이득 안테나에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 마이크로스트립 기판상에 야기 안테나 패턴을 구성하고 하부의 전면에 절곡된 반사판을 구비하여 부엽을 억제함으로써 전후방비가 우수하며 단방향의 높은 지향성과 이득을 갖는 동시에 광대역의 전기적 특성을 갖는 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to a high-gain antenna used in a wireless communication system. More specifically, the front and rear ratio is excellent by constructing a Yagi antenna pattern on a microstrip substrate and suppressing the side lobe with a reflecting plate bent at the front of the lower part. The present invention relates to a high gain microstrip antenna using a Yagi antenna structure having high directivity and gain in one direction and at the same time having wide electrical characteristics.

일반적으로 무선통신 시스템에는 다이폴 안테나, 야기 안테나, 마이크로스트립 안테나 등이 주로 사용되고 있으며, 특히 마이크로스트립 안테나는 도 1에 도시된 바와 같이 회로기판상에 구현된 패턴을 이용한 평면 안테나로서 기판의 밑면 전체를 하나의 금속판을 이용하여 접지면(103)으로 처리하고 그 상부에 소정 두께의 유전체 기판(102)을 적층한 후 유전체 위에 패치(101) 형상을 구현한 것이므로 제작 및 형상 변경이 용이하고 소형화, 경량화가 가능하다.Generally, a dipole antenna, a yagi antenna, and a microstrip antenna are mainly used in a wireless communication system. In particular, the microstrip antenna is a planar antenna using a pattern implemented on a circuit board as shown in FIG. Processed with the ground plane 103 using one metal plate, and laminated the dielectric substrate 102 having a predetermined thickness thereon, and then implemented the shape of the patch 101 on the dielectric. Is possible.

그러나, 이와같은 마이크로스트립 안테나는 근본적인 속성이 공진형 안테나이므로 주파수 대역폭이 수 % 이하로 좁고 이득이 낮기 때문에 고이득을 얻기 위해 배열 안테나로 설계할 경우 각 소자간의 정확한 설계조건이 필요하며 안테나의 크기가 증가하는 문제점이 있다.However, since the microstrip antenna is a resonant antenna whose fundamental property is a narrow frequency bandwidth of less than several% and low gain, when designing an array antenna to obtain high gain, accurate design conditions between elements are required. There is a problem that increases.

따라서, 본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 마이크로스트립 기판상에 야기 안테나 패턴을 구성하고 하부의 전면에 절곡된 반사판을 구비하여 부엽을 억제함으로써 전후방비가 우수하며 단방향의 높은 지향성과 이득을 갖는 동시에 광대역의 전기적 특성을 갖는 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나를 제공한다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, by constructing a Yagi antenna pattern on the microstrip substrate and having a reflector plate bent in the front of the lower side to suppress the side lobe, excellent front and rear ratio, high directivity and gain in one direction The present invention provides a high gain microstrip antenna using a Yagi antenna structure having a wideband electrical characteristic.

또한, 본 고안은 마이크로스트립 기판상에 야기 안테나 패턴을 구성함으로써 적은 면적을 사용하면서 소자의 증가를 통해 이득을 증가시키는 것이 용이하며, 소형화 및 경량화가 가능하고 구조가 간단하여 대량생산에 따른 원가 절감과 균일한 특성을 얻을 수 있는 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나를 제공한다.In addition, the present invention is easy to increase the gain through the increase of the device while using a small area by configuring the Yagi antenna pattern on the microstrip substrate, and can be miniaturized and lightweight, and the structure is simple, reducing the cost of mass production The present invention provides a high gain microstrip antenna using Yagi antenna structure capable of achieving uniform and uniform characteristics.

도 1은 종래의 일반적인 마이크로스트립 안테나의 구조를 나타내는 도면.1 is a view showing the structure of a conventional general microstrip antenna.

도 2는 본 고안에 따른 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나의 사시도.Figure 2 is a perspective view of a high gain microstrip antenna using Yagi antenna structure according to the present invention.

도 3a는 본 고안에 따른 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나의 배면도.Figure 3a is a rear view of a high gain microstrip antenna using Yagi antenna structure according to the present invention.

도 3b는 본 고안에 따른 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나의 평면도.Figure 3b is a plan view of a high gain microstrip antenna using Yagi antenna structure according to the present invention.

도 3c는 본 고안에 따른 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나의 측면도.Figure 3c is a side view of a high gain microstrip antenna using Yagi antenna structure according to the present invention.

도 4는 본 고안에 따른 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나의 전압정재파비를 나타내는 도면.4 is a view showing the voltage standing wave ratio of the high-gain microstrip antenna using the Yagi antenna structure according to the present invention.

도 5는 본 고안에 따른 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나의 복사패턴을 나타내는 도면.5 is a view showing a radiation pattern of a high gain microstrip antenna using a Yagi antenna structure according to the present invention.

도 6은 본 고안에 따른 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나의 소자를 증가시킨 구조를 나타내는 도면.6 is a view showing an increase in the number of elements of the high-gain microstrip antenna using Yagi antenna structure according to the present invention.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

101. 패치 102. 유전체101. Patch 102. Dielectric

103. 접지면 201 : 반사판103. Ground plane 201: Reflector

202. 초크 203. 마이크로스트립 기판202. Choke 203. Microstrip Substrates

204. 복사기 205. 도파기204. Copiers 205. Waveguides

206. 반사기 207. 접지면206. Reflector 207. Ground plane

208. 마이크로스트립 선로 209. 제 1 스터브208. Microstrip tracks 209. First stub

210. 제 2 스터브 211. 급전 콘넥터210. 2nd stub 211. Feed connector

212. 급전점 213. 지지수단212. Feed point 213. Support means

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 무선통신 시스템에 사용되는 고이득 안테나에 있어서, 자기 전류에 의하여 발생되는 전자파를 기생소자(parasites)로 여기시키기 위해 마이크로스트립 기판상에 형성된 반파장 다이폴 구조의 복사기(204);와 상기 복사기에 접속되어 신호를 전달하기 위해 일측에 급전점(212)이 형성되고 입력 임피던스가 정합된 마이크로스트립 선로(208);와 상기 마이크로스트립 선로의 입력 임피던스를 정합시키기 위해 마이크로스트립 선로상의 소정 위치에 형성된 제 1 스터브(209);와 상기 복사기에서 발생되는 전자파의 후방 복사를 반사시키기 위하여 반파장보다 조금 긴 구조를 갖고 복사기의 후방에 형성되는 반사기(206);와 상기 복사기의 전방에 형성되되, 복사기에서 발생되는 전자파와 반사기에서 반사된 전자파를 전방 복사를 통해 이득을 향상시키기 위하여 반파장보다 조금 짧은 구조를 갖는 도파기(205);와 상기 마이크로스트립 기판의 반대쪽 면에 반사기와 대향되도록 형성되어 임피던스 정합 및 전자파를 자유공간으로 복사시키는 접지면(207);과 상기 마이크로스트립 기판의 반대쪽 면에 접지면와 인접하도록 형성되어 임피던스 정합 및 대역폭을 향상시키기 위한 제 2 스터브(210);와 상기 마이크로스트립 기판의 하부에 공기층으로 형성된 일정 간격의 높이를 유지하고, 상기 마이크로스트립 기판상에서 복사되는 전자파를 반사시키고 부엽을 억제함으로써 높은 전후방비를 갖도록 사면이 절곡된 반사판(201);과 상기 반사판에 형성되되, 전기적 빔틸트를 억제하기 위한 초크(202);와 상기 급전점과 접속되어 외부의 전력을 공급하는 급전 콘넥터(211); 및 상기 마이크로스트립 기판과 반사판 사이에 소정의 간격을 유지하기 위한 지지수단(213);을 포함하여 구성된다.In order to achieve the above object, the present invention, in a high-gain antenna used in a wireless communication system, a half-wave dipole structure formed on a microstrip substrate to excite electromagnetic waves generated by magnetic current to parasites. A copier 204; and a microstrip line 208 having a feed point 212 formed at one side and connected to the copier to transmit a signal; and matching the input impedance of the microstrip line with the input impedance. A first stub 209 formed at a predetermined position on the microstrip line; and a reflector 206 formed at the rear of the copier having a structure slightly longer than half wavelength to reflect back radiation of electromagnetic waves generated from the copier; and It is formed in front of the copier, and it recovers the electromagnetic waves reflected from the copier and the electromagnetic waves reflected from the reflector. Waveguide 205 having a structure slightly shorter than half wavelength to improve the gain through; and a ground plane 207 formed opposite to the reflector on the opposite side of the microstrip substrate to radiate impedance matching and electromagnetic waves into free space. And a second stub 210 formed adjacent to the ground plane on the opposite side of the microstrip substrate to improve impedance matching and bandwidth; and maintaining a height of a predetermined gap formed as an air layer under the microstrip substrate. A reflection plate 201 bent to have a high front-to-back ratio by reflecting electromagnetic waves radiated on the microstrip substrate and suppressing side lobes; and a choke 202 formed on the reflection plate to suppress electric beam tilt; and A power supply connector 211 connected to the power supply point to supply external power; And support means 213 for maintaining a predetermined gap between the microstrip substrate and the reflecting plate.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 동일하거나 대응하는 부재는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, the same or corresponding members will be denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

도 2는 본 고안에 따른 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나의 사시도이고, 도 3a 내지 도 3c는 각각 본 고안에 따른 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나의 배면도, 평면도, 측면도이다. 도 3a에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나는, 마이크로스트립 기판(203)상에 자기 전류에 의하여 발생되는 전자파를 기생소자(parasites)로 여기시키기 위해 형성된 반파장 다이폴 구조의 복사기(204)와, 상기 복사기에 접속되어 신호를 전달하기 위해 일측에 급전점(212)이 형성되고 입력 임피던스가 정합된 마이크로스트립 선로(208)와, 상기 마이크로스트립 선로의 입력 임피던스를 정합시키기 위해 마이크로스트립 선로상의 소정 위치에 형성된 제 1 스터브(209)와, 상기 복사기에서 발생되는 전자파의 후방 복사를 반사시키기 위하여 반파장보다 조금 긴 구조를 갖고 복사기의 후방에 형성되는 반사기(206)와, 상기 복사기의 전방에 형성되되, 복사기에서 발생되는 전자파와 반사기에서 반사된 전자파를 전방 복사를 통해 이득을 향상시키기 위하여 반파장보다 조금 짧은 구조를 갖는 적어도 하나 이상의 도파기(205)와, 상기 마이크로스트립 기판의 하부에 공기층으로 형성된 일정 간격의 높이를 유지하고 상기 마이크로스트립 기판상에서 복사되는 전자파를 반사시키고 부엽을 억제함으로써 높은 전후방비를 갖도록 사면이 절곡된 반사판(201)과, 상기 반사판에 형성되되 전기적 빔틸트를 억제하기 위한 초크(202)가 구비된다.2 is a perspective view of a high gain microstrip antenna using a Yagi antenna structure according to the present invention, and FIGS. 3A to 3C are rear, top, and side views of the high gain microstrip antenna using the Yagi antenna structure according to the present invention, respectively. . As shown in FIG. 3A, a high-gain microstrip antenna using a Yagi antenna structure according to the present invention is a half formed to excite electromagnetic waves generated by magnetic current on parastrip elements on a microstrip substrate 203. A copier 204 having a wavelength dipole structure, a microstrip line 208 having a feed point 212 formed at one side thereof to transmit a signal connected to the copier, and having an input impedance matched therein, and an input impedance of the microstrip line The first stub 209 formed at a predetermined position on the microstrip line to match the and the reflector 206 formed at the rear of the copier having a structure slightly longer than half wavelength to reflect the back radiation of the electromagnetic waves generated from the copier. ), And formed in front of the copier, electromagnetic waves generated by the copier and reflected by the reflector At least one waveguide 205 having a structure slightly shorter than a half wavelength to improve gain through forward radiation, and maintaining a predetermined height formed by an air layer below the microstrip substrate and radiating on the microstrip substrate. The reflection plate 201 is bent to have a high front-to-back ratio by reflecting the electromagnetic wave and suppressing the side lobe, and a choke 202 formed on the reflection plate to suppress the electric beam tilt is provided.

이때, 상기 복사기(204)는 반파장 다이폴 구조이며 본 고안의 실시예에서는 0.45λ의 길이로서 입력임피던스가 50으로 정합된 상기 마이크로스트립 선로(208)로부터 신호를 인가받아 자유공간으로 복사하게 되며, 상기 반사기(206)는 반파장 보다 조금 긴(본 고안의 실시예에서는 0.53λ) 길이로서 상기 복사기(204)와 0.18λ의 간격을 두고 상기 복사기(204)의 전자파의 후방 복사를 반사시킨다. 또한, 상기 도파기(205)는 반파장보다 조금 짧은(본 고안의 실시예에서는 0.3λ) 길이로서 상기 복사기(204)와 상기 반사기(206)로부터 여기된 전자파를 전방으로 복사함으로써 이득을 향상시키게 된다.At this time, the copier 204 is a half-wave dipole structure and in the embodiment of the present invention is a length of 0.45 λ to receive a signal from the microstrip line 208 that the input impedance is matched to 50 Ω to be copied to the free space The reflector 206 is slightly longer than half wavelength (0.53 lambda in this embodiment) and reflects back radiation of electromagnetic waves of the copier 204 at a distance of 0.18 lambda from the copier 204. In addition, the waveguide 205 is slightly shorter than the half wavelength (0.3 lambda in the embodiment of the present invention) to improve the gain by radiating forward the electromagnetic waves excited from the copier 204 and the reflector 206. do.

또한, 제 1 스터브(209)는 상기 마이크로스트립 선로(208)의 소정 위치에 형성되며 상기 마이크로스트립 선로(208)가 임피던스를 50으로 정합할 수 있도록 캐패시터를 병렬 연결한 것과 같은 효과를 갖기 때문에, 상기 마이크로스트립 선로(208)의 미세한 변화에 대하여 상기 스터브의 크기와 위치를 가변함으로써 원하는 임피던스에 정합시킬 수 있고 안정적인 특성을 가질 수 있다.In addition, since the first stub 209 is formed at a predetermined position of the microstrip line 208 and has the same effect as connecting the capacitors in parallel so that the microstrip line 208 can match the impedance to 50 kHz . By changing the size and position of the stub with respect to the minute change of the microstrip line 208, it can be matched to a desired impedance and can have stable characteristics.

도 3b는 본 고안에 따른 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나의 평면도로서, 상기 마이크로스트립 기판의 반대쪽 면에 반사기와 대향되도록 형성되어 임피던스 정합 및 전자파를 자유공간으로 복사시키는 접지면(207)과, 상기 마이크로스트립 기판의 반대쪽 면에 접지면과 인접하도록 형성되어 임피던스 정합 및 대역폭을 향상시키기 위한 제 2 스터브(210)와, 상기 급전점(212)과 접속되어 외부의 전력을 공급하는 급전 콘넥터(211)가 구비된다.3B is a plan view of a high-gain microstrip antenna using a Yagi antenna structure according to the present invention, and is formed to face the reflector on the opposite side of the microstrip substrate so that a ground plane 207 radiates impedance matching and electromagnetic waves into free space. And a second stub 210 formed adjacent to the ground plane on the opposite side of the microstrip substrate to improve impedance matching and bandwidth, and a feed connector connected to the feed point 212 to supply external power. 211 is provided.

도 3c는 본 고안에 따른 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립안테나의 측면도로서 마이크로 스트립 기판(203)의 양면에 야기 안테나의 패턴을 구성하고, 상기 마이크로스트립 기판(203) 하부의 사면에 절곡된 반사판(201)과 초크(202)가 형성되고, 상기 마이크로스트립 기판(203)과 반사판(201) 사이에 소정의 간격을 유지하기 위한 지지수단(213)이 형성된다. 즉, 상기 마이크로스트립 기판(203)의 전면에는 접지면(207)과 제 2 스터브(210)가 형성되고, 후면에는 복사기(204), 도파기(205), 반사기(206), 마이크로스트립 선로(208) 및 제 1 스터브(209)가 형성되며, 상기 마이크로스트립 기판(203)의 하부에 사면이 절곡된 반사판(201)과 초크(202)가 형성된다. 또한, 상기 마이크로스트립 기판(203)과 반사판(201) 사이에는 소정 간격을 유지하기 위한 지지수단(213)이 형성된다.Figure 3c is a side view of a high-gain microstrip antenna using the Yagi antenna structure according to the present invention to configure the pattern of Yagi antenna on both sides of the microstrip substrate 203, bent to the slope of the lower portion of the microstrip substrate 203 The reflecting plate 201 and the choke 202 are formed, and support means 213 for maintaining a predetermined gap between the microstrip substrate 203 and the reflecting plate 201 are formed. That is, the ground plane 207 and the second stub 210 are formed on the front surface of the microstrip substrate 203, and the copier 204, the waveguide 205, the reflector 206, and the microstrip line ( 208 and a first stub 209 are formed, and a reflecting plate 201 and a choke 202 having bent surfaces are formed under the microstrip substrate 203. In addition, support means 213 is formed between the microstrip substrate 203 and the reflecting plate 201 to maintain a predetermined interval.

도 4는 본 고안에 따른 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나의 전압정재파비를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 고안에 따른 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나의 복사패턴을 나타내는 도면으로서 국내 개인휴대통신(PCS) 주파수인 1.75∼1.87GHz 대역에서의 측정값을 나타낸다. 도 4에 도시된 바와 같이 전압정재파비(VSWR;Voltage Standing Wave Ratio)는 개인휴대통신 주파수 대역 내에서 1.3 이하인 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 안테나는 10dBi 이상의 높은 이득과 20dB 이상의 전후방비를 나타내는 것을 확인할 수 있다.4 is a diagram illustrating a voltage standing wave ratio of a high gain microstrip antenna using a yagi antenna structure according to the present invention, and FIG. 5 is a diagram illustrating a radiation pattern of a high gain microstrip antenna using a yagi antenna structure according to the present invention. It shows the measured value in 1.75 ~ 1.87GHz band which is domestic personal mobile communication (PCS) frequency. As shown in FIG. 4, the voltage standing wave ratio (VSWR) may be determined to be 1.3 or less in the personal mobile communication frequency band. In addition, as shown in Figure 5 it can be seen that the antenna according to the present invention exhibits a high gain of 10dBi or more and front and rear ratio of 20dB or more.

도 6은 본 고안에 따른 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나의 소자(205)를 증가시킨 구조를 나타내는 도면이다. 본 고안은 상기 도파기(205)를 증가시킴으로써 이득을 향상시킬 수 있는데, 이와같은 설계 변경은마이크로스트립 기판과 반사판(201)의 크기를 증가시키고 상기 실시예와 동일한 방법으로 도파기(205)를 더 형성하는 것만으로 가능하며, 필요에 의해 상기 제 2 스터브(208)를 더 구비할 수도 있다.FIG. 6 is a diagram illustrating a structure in which the element 205 of the high gain microstrip antenna using the Yagi antenna structure according to the present invention is increased. The present invention can improve the gain by increasing the waveguide 205. Such a design change increases the size of the microstrip substrate and the reflecting plate 201 and the waveguide 205 in the same manner as the above embodiment. It is possible only by further forming, and may be further provided with the said 2nd stub 208 as needed.

이상에서 설명한 본 고안은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환과 변경이 가능함은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백한 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It is obvious to those who have it.

본 고안에 따른 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나는, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 마이크로스트립 기판상에 야기 안테나 패턴을 구성하고 하부의 전면에 절곡된 반사판을 구비하여 부엽을 억제함으로써 전후방비가 우수하며 단방향의 높은 지향성과 이득을 갖는 동시에 광대역의 전기적 특성을 갖는 효과가 있다.High-gain microstrip antenna using Yagi antenna structure according to the present invention, in order to solve the above problems by forming a Yagi antenna pattern on the microstrip substrate and having a reflecting plate bent in the front of the lower side to suppress the side lobe It has an excellent ratio, high directivity and gain in one direction, and wideband electrical characteristics.

또한, 본 고안은 마이크로스트립 기판상에 야기 안테나 패턴을 구성함으로써 적은 면적을 사용하면서 소자의 증가를 통해 이득을 증가시키는 것이 용이하며, 소형화 및 경량화가 가능하고 구조가 간단하여 대량생산에 따른 원가 절감과 균일한 특성을 얻을 수 있는 효과를 가진다.In addition, the present invention is easy to increase the gain through the increase of the device while using a small area by configuring the Yagi antenna pattern on the microstrip substrate, and can be miniaturized and lightweight, and the structure is simple, reducing the cost of mass production And has the effect of obtaining uniform properties.

Claims (10)

무선통신 시스템에 사용되는 고이득 안테나에 있어서,In a high gain antenna used in a wireless communication system, 자기 전류에 의하여 발생되는 전자파를 기생소자로 여기시키기 위해 마이크로스트립 기판상에 형성된 반파장 다이폴 구조의 복사기;A copier having a half-wavelength dipole structure formed on a microstrip substrate to excite electromagnetic waves generated by magnetic current to parasitic elements; 상기 복사기에 접속되어 신호를 전달하기 위해 일측에 급전점이 형성되고 입력 임피던스가 정합된 마이크로스트립 선로;A microstrip line connected to the copier and having a feed point formed at one side to match a signal, and having an input impedance matched thereto; 상기 마이크로스트립 선로의 입력 임피던스를 정합시키기 위해 마이크로스트립 선로상의 소정 위치에 형성된 제 1 스터브;A first stub formed at a predetermined position on the microstrip line to match the input impedance of the microstrip line; 상기 복사기에서 발생되는 전자파의 후방 복사를 반사시키기 위하여 반파장보다 조금 긴 구조를 갖고 복사기의 후방에 형성되는 반사기;A reflector formed at the rear of the copier, having a structure slightly longer than half wavelength to reflect back radiation of electromagnetic waves generated by the copier; 상기 복사기의 전방에 형성되되, 복사기에서 발생되는 전자파와 반사기에서 반사된 전자파를 전방 복사를 통해 이득을 향상시키기 위하여 반파장보다 조금 짧은 구조를 갖는 도파기;A waveguide formed in front of the copier, the waveguide having a structure slightly shorter than half wavelength in order to improve gain through forward radiation of electromagnetic waves generated from the copier and electromagnetic waves reflected from the reflector; 상기 마이크로스트립 기판의 반대쪽 면에 반사기와 대향되도록 형성되어 임피던스 정합 및 전자파를 자유공간으로 복사시키는 접지면;A ground plane formed opposite to the reflector on an opposite side of the microstrip substrate to radiate impedance matching and electromagnetic waves into free space; 상기 마이크로스트립 기판의 반대쪽 면에 접지면과 인접하도록 형성되어 임피던스 정합 및 대역폭을 향상시키기 위한 제 2 스터브;A second stub formed on an opposite side of the microstrip substrate to be adjacent to a ground plane to improve impedance matching and bandwidth; 상기 마이크로스트립 기판의 하부에 공기층으로 형성된 일정 간격의 높이를 유지하고, 상기 마이크로스트립 기판상에서 복사되는 전자파를 반사시키고 부엽을억제함으로써 높은 전후방비를 갖도록 사면이 절곡된 반사판;A reflection plate bent to have a high front and rear ratio by maintaining a height of a predetermined interval formed by an air layer under the microstrip substrate, reflecting electromagnetic waves radiated on the microstrip substrate, and suppressing side lobes; 상기 반사판에 형성되되, 전기적 빔틸트를 억제하기 위한 초크;A choke formed on the reflector to suppress electric beam tilt; 상기 급전점과 접속되어 외부의 전력을 공급하는 급전 콘넥터; 및A power supply connector connected to the power supply point to supply external power; And 상기 마이크로스트립 기판과 반사판 사이에 소정의 간격을 유지하기 위한 지지수단;Support means for maintaining a predetermined distance between the microstrip substrate and the reflecting plate; 을 포함하는 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나.High gain microstrip antenna using Yagi antenna structure comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로스트립 기판은,The method of claim 1, wherein the microstrip substrate, 그 전면에 복사기와 마이크로스트립 선로와 제 1 스터브와 반사기와 도파기가 형성되는 것을 특징으로 하는 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나.A high gain microstrip antenna using a Yagi antenna structure, wherein a copier, a microstrip line, a first stub, a reflector, and a waveguide are formed on a front surface thereof. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로스트립 기판은,The method of claim 1, wherein the microstrip substrate, 그 후면에 접지면과 제 2 스터브가 형성되는 것을 특징으로 하는 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나.A high gain microstrip antenna using a Yagi antenna structure, characterized in that a ground plane and a second stub are formed on its rear surface. 제 1 항에 있어서, 상기 복사기는,The method of claim 1, wherein the copier, 반파장 다이폴 구조로서 그 길이가 0.45λ인 것을 특징으로 하는 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나.A high-gain microstrip antenna using a Yagi antenna structure, wherein the half-wavelength dipole structure has a length of 0.45 λ . 제 1 항에 있어서, 상기 도파기는,The method of claim 1, wherein the waveguide, 반파장보다 짧은 0.3λ의 길이를 가지며 상기 복사기의 전방에 적어도 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나.A high gain microstrip antenna using a Yagi antenna structure, characterized in that it has a length of 0.3 λ shorter than half wavelength and at least one is provided in front of the copier. 제 1 항에 있어서, 상기 반사기는,The method of claim 1, wherein the reflector, 반파장보다 긴 0.53λ의 길이를 가지며 상기 복사기의 후방에 0.18λ의 간격을 두고 구비되는 것을 특징으로 하는 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나.A high gain microstrip antenna using a Yagi antenna structure, which has a length of 0.53 λ longer than half wavelength and is provided at an interval of 0.18 λ at the rear of the copier. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로스트립 선로는,The method of claim 1, wherein the microstrip line, 그 소정 위치에 입력 임피던스를 정합시키는 제 1 스터브를 포함하는 것을 특징으로 하는 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나.And a first stub for matching the input impedance to the predetermined position. 제 1 항에 있어서, 상기 접지면은,The method of claim 1, wherein the ground plane, 상기 마이크로스트립 기판의 반대쪽 면에 상기 반사기와 대향되도록 형성되되, 그에 인접하여 제 2 스터브를 포함하는 것을 특징으로 하는 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나.And a second stub formed adjacent to the reflector on an opposite side of the microstrip substrate, the second stub adjacent thereto. 제 1 항에 있어서, 상기 반사판은,The method of claim 1, wherein the reflecting plate, 상기 마이크로스트립 기판의 하부에 형성되되, 마이크로스트립 기판으로부터 복사되는 전자파를 반사시키고 부엽을 억제하는 것을 특징으로 하는 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나.Is formed on the bottom of the microstrip substrate, high-gain microstrip antenna using a Yagi antenna structure, characterized in that to reflect the electromagnetic radiation radiated from the microstrip substrate and suppress the side lobe. 제 1 항에 있어서, 상기 초크는,The method of claim 1, wherein the choke, 상기 반사판에 형성되어 전기적 빔틸트를 억제하는 것을 특징으로 하는 야기 안테나 구조를 이용한 고이득 마이크로스트립 안테나.The high gain microstrip antenna using the Yagi antenna structure, characterized in that formed on the reflector to suppress the electrical beam tilt.
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