원형 편파 유전체 공진기 안테나 document_id A220623104611

유전체 공진기 안테나는 이동통신과 같은 통신 시스템에서 선택된 송수신 주파수로 RF 신호를 방사하거나 수신하는 공진 안테나 소자이다. 유전체 공진기 안테나는 기판상에 도는 기판과 인접한 지점에 배치되는 유전체 공진기를 포함한다. 유전체 공진기 안테나는 프로브 또는 접지된 기판에 설치된 개구 피드를 통해 급전을 받는다. 유전체 공진기는 직육면체, 구 형태와 같이 다양한 형태를 가질 수 있으며, 일반적으로 직육면체 형상의 유전체 공진기가 이용된다. 유전체는 세라믹 또는 기타의 유전체 물질로 이루어지며, 비유전율이 1보다 상당히 큰 값을 가진다. 유전체 재질이 공기에 의하여 둘러싸인 구조를 가지는 유전체 공진기는 유전 매체의 경계면 상에서 전자기적 제한 조건으로 인하여 고유 주파수와 고유 모드의 이산 스펙트럼을 가진다. 이들 조건은 경계면 상의 주어진 제한 조건을 갖는 유전 매체에 대한 전자기 방정식의 특수 해에 의하여 한정된다. 복사 손실이 회피될 때 우수한 성능을 가지는 공진기와는 반대로 공진기 안테나에서는 전력 복사가 주 항목이 된다. 전도성이 있는 구조물이 복사용 소자로 사용되지 않기 때문에, 표피 효과(Skin Effect)가 문제되지 않을 수 있으며, 이로 인해 유전체 공진기 안테나는 높은 주파수에서 낮은 저항 손실을 가진다. 상대적으로 높은 유전율을 가지는 재료가 사용될 때, 비유전율을 증가시킴으로써 구조물의 크기가 미리 선택된 고유 주파수에 대하여 감소될 수 있기 때문에 소형화된 구조가 달성될 수 있다. 소정 주파수에서 유전체 공진기의 크기는 실질적으로 에 반비례한다. 현재 GPS 시스템에서는 원형 편파를 구현하기 위해 유전체 공진기 안테나를 많이 사용하고 있다. 종래에 있어서, 유전체 공진기 안테나에 원형 편파를 발생시키기 위해 2개의 급전선을 사용하거나 마이크로스트립 라인에 90도 위상차를 주어 급전하는 방식이 사용되었다. 또한, 크로스 슬롯 형태의 급전 방식과 기생 패치를 이용하는 방식이 사용되기도 하였다. 그러나, 이와 같은 종래의 급전 구조는 유전체 공진기 안테나의 크기를 증가시키고 구조가 복잡하여 제조 비용을 증가시키는 문제점이 있었다.