A multilayer antenna solution, using the standard printed-circuit-board (PCB) process, is proposed in this paper for the 60-GHz phased array antenna. This design focuses on solving the fabrication process and wideband for Gbps wireless communication system. Applications of the proposed antenna are the WBAN, and VR of body-centric wireless communication. When the body device communicates other device in NLos (Non Light of Sight), because the beam is blocked, the communication is not possible. Therefore, the array antenna for beamforming is proposed to solve the NLoS situation. In addition, to solve interference, through VGA (Variable Gain Amplifier), different powers come into the antenna. The power distribution of binomial distribution has a characteristic of the lowest side lobe. So, the proposed antenna system solves the interference problem with VGA. The multilayer structure consists of six prepregs, one core, and eight metals. On the first and second metal layers, the proposed antenna with parasitic patch is introduced for making additional resonant frequency. On the third metal layer, the proposed L-probe solving density rule is introduced for making a wideband utilizing a cap effect. On the fourth layer, there is a ground plane. On the fifth layer, the signal line using CPW is introduced. Moreover, two parallel slots were inserted in a single antenna to have a wide bandwidth. The proposed single antenna gain is 6.3 dBi at 60 GHz and it’s bandwidth (|S11|< -10 dB) is 56.7 GHz - 66.4 GHz (9.7 GHz, 16%). Based on the single antenna, a $4 \times 4$ array antenna is realized in the dimension of $15 mm \times 15mmm \times 0.702 mm$. The gain of a array antenna is 17.3 dBi at 60 GHz. The SRR of a array antenna without beam-shaping is 14 dB and the SRR of a array antenna with beam-shaping is 24 dB at 60 GHz. The maximum beam-tilting angle fo beam-forming is 37 deg.
PCB를 이용한 적층의 안테나로써 이 논문에 60-GHz의 페이즈 배열 안테나가 제시 되었다. 이 디자인은 기가비트급의 무선 통신 시스템을 위한 공정과 넓은 대역폭을 해결하는데 초점을 맞추고 있다. 디자인된 안테나의 어플리케이션으로는 WBAN과 VR이다. NLoS 상황에서 인체 중심의 통신을 할 때에는, 빔이 막히기 대문에 통신이 불가능하다. 그러므로 어레이 안테나의 빔포밍을 이용해서 NLoS의 상황을 해결하여야 한다. 또한, 간섭을 해결하기 위해서 VGA를 통한 파워 배분으로 안테나에 다른 파워를 공급하여서 빔셰이핑 기술을 사용한다. 바이노미얼 배수의 파워 분배를 이용하게 되면 가장 낮은 부엽을 가질 수 있다. 그래서 이 안테나는 VGA와 함께 가장 낮은 부엽을 갖는 안테나이다. 적층의 구조는 총 6개의 유전체와 하나의 코어, 8개의 금속 층으로 이루어져 잇다. 첫번째와 두 번째 층에는 공진 주파수를 늘리기 위해서 기생패치와 함께 메인 패치가 함께 있다. 세 번째 층에는 density 룰도 해결하고 또한 캡의 효과를 이용하면서 넓은 대역폭을 가지기 위한 L-probe가 있다. 네 번째 층에는 그라운드가 판이 있고, 다섯번 째 층에는 시그널을 전송하기 위한 CPW가 있다. 또한, 두 개의 병렬 슬롯을 패치 안테나에 삽입하여 넓은 대역폭을 가지기 위해서 노력하였다. 단일 안테나의 이득은 60 GHz에서 6.3 dBi이고, 대역폭은 56.7 GHz - 66.4 GHz 이다. 단일 안테나를 기반으로한 전체 배열 안테나의 사이즈는 $15 mm \times 15 mm \times 0.702 mm$이다. 배열 안테나의 이득은 60 GHz에서 17.3 dBi 이다. 빔셰이핑이 없을 때에는 배열 안테나의 SRR은 14 dB이며, 빔셰이핑을 이용했을 때에는 60 GHz에서 SRR이 24 dB이다. 빔포밍을 위한 최대 빔틸팅 각도는 37도이다.
