KR102206660B1 - 다중 입출력 안테나 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 입출력 안테나 장치에 관한 것으로서, 특히, 다수의 전장 소자들이 일면 또는 타면에 구비된 안테나 기판 및 송수신 기판이 전후 방향으로 적층 배치된 안테나 유닛, 다수의 전장 소자들이 일면 또는 타면에 구비된 PSU 기판 및 BB 기판이 전후 방향으로 적층 배치되고, 상기 안테나 유닛과 급전 또는 제어 신호의 연결을 이용하여 캘리브레이션 제어가 가능하도록 구비된 제어 유닛 및 상기 안테나 유닛과 상기 제어 유닛 사이의 상기 급전 또는 제어 신호의 연결이 가능하도록 구비된 적어도 하나의 커넥팅 카드를 포함함으로써, 방열 및 캘리브레이션 제어가 용이한 이점을 제공한다.

Description

다중 입출력 안테나 장치{MULTI INPUT AND MULTI OUTPUT ANTENNA APPARATUS}

본 발명은 다중 입출력 안테나 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고출력을 실현할 수 있고 방열 특성이 우수한 다중 입출력 안테나 장치에 관한 것이다.

무선 통신 기술, 예를 들어 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기술은 다수의 안테나를 사용하여 데이터 전송용량을 획기적으로 늘리는 기술로서, 송신기에서는 각각의 송신 안테나를 통해 서로 다른 데이터를 전송하고, 수신기에서는 적절한 신호처리를 통해 송신 데이터들을 구분해 내는 Spatial multiplexing 기법이다.

따라서, 송수신 안테나의 개수를 동시에 증가시킴에 따라 채널 용량이 증가하여 보다 많은 데이터를 전송할 수 있게 한다. 예를 들어 안테나 수를 10개로 증가시키면 현재의 단일 안테나 시스템에 비해 같은 주파수 대역을 사용하여 약 10배의 채널 용량을 확보하게 된다.

4G LTE-advanced에서는 8개의 안테나까지 사용하고 있으며, 현재 pre-5G 단계 또는 5G 단계에서 64 또는 128개의 안테나를 장착한 제품이 개발되고 있고, 5G에서는 훨씬 더 많은 수의 안테나를 갖는 기지국 장비가 사용될 것으로 예상되며, 이를 Massive MIMO 기술이 도입되면 3D-Beamforming이 가능해지므로 FD-MIMO(Full Dimension)라고도 부른다.

Massive MIMO 기술에서는 ANT의 숫자가 늘어나면서 이에 따른 transmitter와 Filter의 숫자도 함께 증가한다. 그럼에도 설치장소의 리스비용이나 공간적인 제약으로 인해, RF 부품(Antenna/Filter/Power Amplifier/Transceiver etc)을 작고 가벼우며, 값싸게 만드는 것이 Massive MIMO는 Coverage 확장을 위해서는 고출력이 필요한데, 이러한 고출력으로 인한 소모전력과 발열량은 무게 및 사이즈를 줄이는 데 부정적인 요인으로 작용한다.

특히, RF 소자들과 디지털 소자들이 구현된 모듈들이 적층 구조로 결합된 MIMO 안테나를 한정된 공간에 설치시, 설치용이성이나 공간 활용성을 극대화하기 위해 MIMO 안테나를 구성하는 복수의 레이어에 대한 컴팩트화 및 소형화 설계의 필요성이 대두되고, 이 경우 복수의 레이어에 실장된 통신부품에서 발생하는 열에 대한 새로운 방열 구조에 관한 설계가 요구된다.

대한민국 등록특허 제10-1806173호(2017.12.07. 공고)

본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 고출력을 실현할 수 있고 방열 특성이 우수한 다중 입출력 안테나 장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 제품 사이즈가 감소된 다중 입출력 안테나 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 호환성 및 적용성이 우수한 전원 공급 모듈을 포함하는 다중 입출력 안테나 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 소형이면서 경량화된 적층구조의 다중 입출력 안테나 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 다수 개의 필터의 조립시에 발생하는 조립 공차의 누적량을 최소화할 수 있는 조립 방식과 필터의 전기적 특성을 확보하기 위해 필요한 체결력을 균일하게 전달할 수 있는 구조를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, TDD(Time Division Duplex) 방식으로 동작하는 MIMO 안테나에서, 하나의 캘리브레이션 하드웨어 구성으로 TX/RX 캘리브레이션을 수행하며, 운영되는 동안 실시간으로 캘리브레이션을 수행할 수 있는 캘리브레이션 기법을 제공함에 있다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 다중 입출력 안테나 장치의 일 실시예는, 다수의 전장 소자들이 일면 또는 타면에 구비된 안테나 기판 및 송수신 기판이 전후 방향으로 적층 배치된 안테나 유닛, 다수의 전장 소자들이 일면 또는 타면에 구비된 PSU 기판 및 BB 기판이 전후 방향으로 적층 배치되고, 상기 안테나 유닛과 급전 또는 제어 신호의 연결을 이용하여 캘리브레이션 제어가 가능하도록 구비된 제어 유닛 및 상기 안테나 유닛과 상기 제어 유닛 사이의 상기 급전 또는 제어 신호의 연결이 가능하도록 구비된 적어도 하나의 커넥팅 카드를 포함한다.

여기서, 상기 적어도 하나의 커넥팅 카드는, 전단부가 상기 안테나 유닛의 상기 송수신 기판에 연결되고, 타단부가 상기 제어 유닛의 상기 BB 기판에 연결될 수 있다.

또한, 상기 적어도 하나의 커넥팅 카드는, 전단부가 상기 안테나 유닛의 상기 송수신 기판에 소켓 결합되고, 타단부가 상기 제어 유닛의 상기 BB 기판에 소켓 결합될 수 있다.

또한, 상기 적어도 하나의 커넥팅 카드의 전단부에는, 상기 안테나 유닛의 상기 송수신 기판에 마련된 전방 대응 소켓부에 결합되는 소켓 단자 형태의 전단 소켓부가 구비되고, 상기 적어도 하나의 커넥팅 카드의 후단부에는, 상기 제어 유닛의 상기 BB 기판에 마련된 후방 대응 소켓부에 결합되는 소켓 단자 형태의 후단 소켓부가 구비될 수 있다.

또한, 상기 전방 대응 소켓부와 상기 전단 소켓부 및 상기 후방 대응 소켓부와 상기 후단 소켓부는, 결합 방향이 각각 전후 방향의 결합이 되는 형태로 마련될 수 있다.

또한, 상기 안테나 유닛은, 상기 안테나 기판 및 상기 송수신 기판이 적층 배치되는 안테나 하우징 및 상기 안테나 하우징의 전면을 차폐하는 레이돔 패널을 더 포함하고, 상기 제어 유닛은, 상기 PSU 기판 및 상기 BB 기판이 적층 배치되는 메인 하우징 및 상기 메인 하우징의 전면을 차폐하는 커버 하우징을 더 포함하며, 상기 안테나 하우징의 배면에는 상기 적어도 하나의 커넥팅 카드의 전단부가 전후 방향으로 관통되는 안테나유닛측 카드 관통구가 형성되고, 상기 커버 하우징의 전면에는 상기 적어도 하나의 커넥팅 카드의 후단부가 전후 방향으로 관통되는 제어유닛측 카드 관통구가 형성될 수 있다.

또한, 상기 전방 대응 소켓부와 상기 전단 소켓부 및 상기 후방 대응 소켓부와 상기 후단 소켓부는, 결합 방향이 각각 좌우 방향의 결합이 되는 형태로 마련될 수 있다.

또한, 상기 안테나 유닛은, 상기 안테나 기판 및 상기 송수신 기판이 적층 배치되는 안테나 하우징 및 상기 안테나 하우징의 전면을 차폐하는 레이돔 패널을 더 포함하고, 상기 제어 유닛은, 상기 PSU 기판 및 상기 BB 기판이 적층 배치되는 메인 하우징 및 상기 메인 하우징의 전면을 차폐하는 커버 하우징을 더 포함하며, 상기 안테나 하우징의 측면에는 상기 적어도 하나의 커넥팅 카드의 전단부에 구비된 전단 소켓부가 좌우 방향으로 관통되는 안테나유닛측 카드 관통구가 형성되고, 상기 메인 하우징의 측면에는 상기 적어도 하나의 커넥팅 카드의 후단부에 구비된 후단 소켓부가 좌우 방향으로 관통되는 제어유닛측 카드 관통구가 형성될 수 있다.

또한, 상기 안테나 유닛은, 전면에 구비된 전방측 보드 설치 공간에 상기 안테나 기판 및 상기 송수신 기판이 적층 배치되고 배면에 다수의 방열핀이 일체로 형성된 안테나 하우징을 더 포함하고, 상기 제어 유닛은, 전면에 구비된 후방측 보드 설치 공간에 상기 PSU 기판 및 상기 BB 기판이 적층 배치되는 메인 하우징 및 상기 전면을 차폐하도록 구비되되 전면에 다수의 커버하우징 방열핀이 일체로 형성된 커버 하우징을 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 커넥팅 카드는, 상호 소정 거리 이격된 상기 안테나 하우징과 상기 커버 하우징 사이를 통해 상기 송수신 기판과 상기 BB 기판을 연결하도록 구비될 수 있다.

또한, 상기 안테나 하우징에는, 상기 다수의 방열핀보다 후방으로 돌출되도록 구비된 전방측 카드슬롯 보스부 및 상기 전방측 카드슬롯 보스부를 전후방향으로 관통하는 안테나유닛측 카드 관통구가 형성되고, 상기 커버 하우징에는, 상기 커버하우징 방열핀보다 전방으로 돌출되도록 구비된 후방측 카드슬롯 보스부 및 상기 후방측 카드슬롯 보스부를 전후 방향으로 관통하는 제어유닛측 카드 관통구가 형성되며, 상기 적어도 하나의 커넥팅 카드는, 전단부가 상기 안테나유닛측 카드 관통구를 전후 방향으로 관통하여 삽입되고, 후단부가 상기 제어유닛측 카드 관통구를 전후 방향으로 관통하여 삽입될 수 있다.

또한, 상기 안테나 하우징의 측면에는, 전후 방향으로 관통하는 안테나유닛측 카드 관통구가 형성되고, 상기 메인 하우징의 측면에는, 좌우 방향으로 관통하는 제어유닛측 카드 관통구가 형성되며, 상기 적어도 하나의 커넥팅 카드는, 전단부에 구비된 전단 소켓부가 상기 안테나유닛측 카드 관통구를 좌우 방향으로 관통하여 삽입되고, 후단부에 구비된 후단 소켓부가 상기 제어유닛측 카드 관통구를 좌우 방향으로 관통하여 삽입될 수 있다.

본 발명에 따른 다중 입출력 안테나 장치의 일 실시예에 따르면, 발열량이 많은 발열소자를 선택적으로 집중하여 외부로 보다 효율적인 방열 성능을 가지도록 방열할 수 있는 효과를 가짐은 물론, 제품을 소형화함으로써 5G 다중 입출력 안테나 장치의 추가 설치가 용이한 효과를 가진다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 입출력 안테나 장치를 나타낸 사시도이고,
도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 입출력 안테나 장치를 나타낸 사시도이며,
도 2a는 도 1a의 구성 중 커넥팅 카드의 제1실시예를 나타낸 분해 사시도이고,
도 2b는 도 1b의 구성 중 커넥팅 카드의 제2실시예를 나타낸 분해 사시도이며,
도 3a는 도 2a의 절개 사시도 및 부분 확대도이고,
도 3b는 도 2b의 절개 사시도 및 부분 확대도이며,
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 다중 입출력 안테나 장치의 구성 중 안테나 유닛을 나타낸 분해 사시도이고,
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 다중 입출력 안테나 장치의 구성 중 제어 유닛을 나타낸 전방측 분해 사시도이며,
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 다중 입출력 안테나 장치의 구성 제어 유닛을 나타낸 후방측 분해 사시도이다.

이하, 본 발명에 따른 다중 입출력 안테나 장치의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 입출력 안테나 장치를 나타낸 사시도이고, 도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 입출력 안테나 장치를 나타낸 사시도이며, 도 2a는 도 1a의 구성 중 커넥팅 카드의 제1실시예를 나타낸 분해 사시도이고, 도 2b는 도 1b의 구성 중 커넥팅 카드의 제2실시예를 나타낸 분해 사시도이며, 도 3a는 도 2a의 절개 사시도 및 부분 확대도이고, 도 3b는 도 2b의 절개 사시도 및 부분 확대도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 입출력 안테나 장치(1A,1B)는, 도 1a 내지 도 3b에 참조된 바와 같이, 다수의 전장 소자들(도 4 및 도 5의 도면부호 131, 132, 141, 143 참조)이 구비된 안테나 보드(130,140)를 포함하는 안테나 유닛(100)과, 급전 또는 제어 신호를 통해 캘리브레이션 제어가 가능하도록 구비된 마더 보드(도 6 내지 도 9의 도면부호 230, 240 참조)를 포함하는 제어 유닛(200) 및 안테나 유닛(100)과 제어 유닛(200) 사이의 급전 또는 제어 신호의 연결이 가능하도록 구비된 커넥팅 카드(300A,300B)를 포함한다.

보다 상세하게는, 안테나 유닛(100)은, 도 1a 내지 도 3b에 참조된 바와 같이, 후술하는 제어 유닛(200) 대비 상대적으로 전방부에 수직되게 배치되고, 안테나 보드(130,140)가 내장되는 안테나 하우징(110)과, 안테나 하우징(110)의 개구된 전면을 차폐하도록 구비된 레이돔 패널(120)을 포함할 수 있다.

아울러, 제어 유닛(200)은, 도 1a 내지 도 3b에 참조된 바와 같이, 안테나 유닛(100) 대비 상대적으로 후방부에 수직되게 배치되되, 소정간격 이격되게 배치되고, 마더 보드(230,240)가 내장되는 메인 하우징(210)과, 메인 하우징(210)의 개구된 전면을 차폐하도록 구비된 커버 하우징(220)을 포함할 수 있다.

한편, 커넥팅 카드(300A,300B)는, 도 2a 및 도 2b에 참조된 바와 같이, 전방의 안테나 하우징(110)과 후방의 메인 하우징(210) 사이에 위치되고, 전단부가 안테나 하우징(110)의 내측으로 삽입됨과 아울러 후단부가 메인 하우징(210)의 내측으로 삽입될 수 있다. 여기서, 커넥팅 카드(300A,300B)의 전단부는 안테나 하우징(110)의 내부에 구비된 안테나 보드(130,140)에 신호 연결됨과 아울러 커넥팅 카드(300A,300B)의 후단부는 메인 하우징(210)의 마더 보드(230,240)에 신호 연결될 수 있다. 따라서, 커넥팅 카드(300A,300B)는, 안테나 보드(130,140)와 마더 보드(230,240) 사이에서의 급전 또는 신호 제어가 가능하도록 하는 역할을 수행할 수 있다.

안테나 하우징(110)은, 내부에 안테나 보드(130,140)가 내장될 수 있는 전방측 보드 설치 공간(170)이 형성되고, 전단부에 결합되는 레이돔 패널(120)에 의하여 전방측 보드 설치 공간(170)이 폐쇄될 수 있다.

아울러, 안테나 하우징(110)의 배면 측에는 전방측 보드 설치 공간(170)으로 발열된 열을 효율적으로 후방으로 방열하기 위한 다수의 방열핀(111)이 일체로 형성될 수 있다. 다수의 방열핀(111)은, 안테나 하우징(110)의 배면에서 제어 유닛(200) 방향인 후방으로 소정길이 돌출되게 형성될 수 있다. 또한, 다수의 방열핀(111)은 상하 방향으로 길게 형성된 리브 형태로 구비되고, 인접하는 방열핀(111) 끼리는 좌우 방향으로 소정길이 이격되게 배치될 수 있다.

안테나 하우징(110)의 배면 중 좌측 단부 및 우측 단부에는, 도 3a에 참조된 바와 같이, 전후방향으로 개구된 한 쌍의 안테나유닛측 카드 관통구(117A)가 마련된 전방측 카드슬롯 보스부(117'A)가 구비되고, 안테나유닛측 카드 관통구(117A)를 통해 커넥팅 카드(300A,300B)의 전단부(도 1a 내지 도 3b의 도면부호 301 참조)가 삽입 관통될 수 있다.

전방측 카드슬롯 보스부(117'A)는 상하 방향으로 길게 형성되고, 안테나 하우징(110)의 배면 측에 형성된 다수의 방열핀(111)의 후단보다 더 후방으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이와 같이 형성된 전방측 카드슬롯 보스부(117'A)의 후단은 후술하는 메인 하우징(210)의 전방을 커버하도록 배치된 커버 하우징(220)의 전방으로 돌출 형성된 후방측 카드슬롯 보스부(227'A)의 전단과 상호 접촉됨으로써, 그 내부에 배치된 커넥팅 카드(300A,300B)가 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다. 이에 대해서는 뒤에 보다 상세하게 설명하기로 한다.

안테나유닛측 카드 관통구(117A)는, 적어도 커넥팅 카드(300A,300B)의 전단부가 관통되는 크기를 가지도록 전방측 카드슬롯 보스부(117'A)에 형성되되, 상하 방향으로 길게 개구된 구멍 형태로 형성될 수 있다.

전방측 카드슬롯 보스부(117'A)와 안테나유닛측 카드 관통구(117A)는, 각각 안테나 하우징(110)의 배면측 좌측 단부 및 우측 단부에 각각 하나씩 구비될 수 있다. 따라서, 커넥팅 카드(300A,300B)는, 도 2a에 참조된 바와 같이, 안테나 하우징(110)의 좌측 단부에 구비된 안테나유닛측 카드 관통구(117A)를 통해 급전 또는 제어 신호를 연결하는 좌측 커넥팅 카드와, 안테나 하우징(110)의 우측 단부 또는 우측면에 구비된 안테나 유닛측카드 관통구(117A)를 통해 급전 또는 신호 연결하는 우측 커넥팅 카드를 포함하는 한 쌍으로 구비될 수 있다.

메인 하우징(210)은 내부에 PSU 기판(230) 및 BB 기판(240)을 포함하는 마더 보드(230,240)가 내장될 수 있는 후방측 보드 설치 공간(270)이 형성되고, 전단부에 결합되는 커버 하우징(220)에 의하여 후방측 보드 설치 공간(270)이 폐쇄될 수 있다.

메인 하우징(210)의 배면 측에는 후방측 보드 설치 공간(270)으로 발열된 열을 후방측으로 방열하기 위한 다수의 메인하우징 방열핀(211)이 일체로 형성되고, 커버 하우징(220)의 전면 측에도 마찬가지로 후방측 보드 설치 공간(270)으로 발열된 열을 전방측으로 방열하기 위한 다수의 커버하우징 방열핀(221)이 일체로 형성될 수 있다. 다수의 메인하우징 방열핀(211) 및 다수의 커버하우징 방열핀(221)의 구조는 전술한 안테나 하우징(110)의 배면 측에 형성된 다수의 방열핀(111)과 대동 소이한 바 구체적인 구조 설명은 생략하기로 한다.

커버 하우징(220)의 전면 중 좌측 단부 및 우측 단부에는, 도 3a에 참조된 바와 같이, 전후방향으로 개구된 한 쌍의 제어유닛측 카드 관통구(227A)가 마련된 후방측 카드슬롯 보스부(227'A)가 구비되고, 제어유닛측 카드 관통구(227A)를 통해 커넥팅 카드(300A)의 후단부(도 1a 내지 도 3b의 도면부호 302 참조)가 삽입 관통될 수 있다.

아울러, 후방측 카드슬롯 보스부(227'A)는, 전방측 카드슬롯 보스부(117'A)와 대응되는 형상으로 형성되되, 커버 하우징(220)의 전면 측에 형성된 다수의 커버하우징 방열핀(221)의 전단보다 더 전방으로 돌출되게 형성될 수 있다.

따라서, 후방측 카드슬롯 보스부(227'A)의 전단은 안테나 하우징(110)의 배면 측에 형성된 다수의 방열핀(111) 보다 더 후방으로 돌출 형성된 전방측 카드슬롯 보스부(117'A)의 후단과 상호 접촉됨으로써 상술한 바와 같이 커넥팅 카드(300A)가 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.

즉, 도 3a의 확대도에 참조된 바와 같이, 전방측 카드슬롯 보스부(117'A)의 후단과 후방측 카드슬롯 보스부(227'A)의 전단은 안테나 유닛(100)과 제어 유닛(200)의 결합 시 상호 접촉됨으로써 안테나유닛측 카드 관통구(117A) 및 제어유닛측 카드 관통구(227A)를 상호 연통시키되 외부와는 단절된 상태로 폐쇄된 공간을 형성하고, 그 사이 공간을 통해 커넥팅 카드(300A)의 전단부와 후단부가 각각 위치되어 커넥팅 카드(300A)의 전단부는 안테나 유닛(100)의 안테나 보드(130,140)와 연결되고 커넥팅 카드(300A)의 후단부는 마더 보드(230,240)와 연결될 수 있다.

커넥팅 카드(300A)는, 도 1a, 도 2a 및 도 3a를 통하여 이미 설명한 바와 같이 제1실시예로 구현될 수 있음은 물론, 도 1b, 도 2b 및 도 3b에 참조된 바와 같이, 제1실시예와는 상이한 제2실시예로 구현될 수 있다. 제1실시예의 커넥팅 카드(300A)와 제2실시예의 커넥팅 카드(300B)는, 각각 다음과 같은 차이점을 가질 수 있다.

첫째, 제1실시예의 커넥팅 카드(300A)는, 도 1a, 도 2a 및 도 3a에 참조된 바와 같이, 안테나 하우징(110)의 배면과 메인 하우징(210)의 전면 사이에 위치되되 전단부는 안테나 하우징(110)의 배면 측에서 전방으로 소정깊이 삽입 배치되고 후단부는 커버 하우징(220)을 포함하는 메인 하우징(210)의 전면 측에서 후방으로 소정깊이 삽입 배치되나, 제2실시예의 커넥팅 카드(300B)는, 도 1b, 도 2b 및 도 3b에 참조된 바와 같이, 안테나 하우징(110)의 측면과 메인 하우징(210)의 측면 사이에 위치되되 전단부는 안테나 하우징(110)의 측면 일부를 커버하도록 배치되고 후단부는 커버 하우징(220)을 포함하는 메인 하우징(210)의 측면 일부를 커버하도록 배치될 수 있다. 즉, 제1실시예의 커넥팅 카드(300A)는, 내장 타입으로 배치되는 것이나, 제2실시예의 커넥팅 카드(300B)는, 외장 타입으로 배치되는 것으로 이해할 수 있다.

둘째, 커넥팅 카드(300A,300B)는, 안테나 보드(130,140)와 연결되는 전단부에는 120핀 소켓 단자 형태의 전단 소켓부(301)가 구비되고, 마더 보드와 연결되는 후단부에는 120핀 소켓 단자 형태의 후단 소켓부(302)가 구비될 수 있다. 아울러, 커넥팅 카드(300A,300B)의 전단 소켓부(301)와 연결되는 안테나 보드(130,140)에는 전방 대응 소켓부(137A)가 마련되고, 커넥팅 카드(300A,300B)의 후단 소켓부(302)와 연결되는 마더 보드(230,240)에는 후방 대응 소켓부(247A)가 마련될 수 있다.

여기서, 제1실시예의 커넥팅 카드(300A)의 전단 소켓부(301)와 후단 소켓부(302) 및 이에 각각 소켓 결합되는 전방 대응 소켓부(137A)와 후방 대응 소켓부(247A)는 그 결합 방향이 각각 전후 방향의 결합이 되는 형태로 마련되는 것에 반하여, 제2실시예의 커넥팅 카드(300B)의 전단 소켓부(301)와 후단 소켓부(302) 및 이에 각각 소켓 결합되는 전방 대응 소켓부(137B)와 후단 대응 소켓부(247B)는 그 결합 방향이 각각 좌우 방향의 결합이 되는 형태로 마련될 수 있다.

제1실시예의 커넥팅 카드(300A)에 따르면 안테나 하우징(110)과 메인 하우징(210)에 의하여 외부로부터 완전 은폐되도록 구비되는 바 외부 침입을 최소화할 수 있는 장점이 있으나 그 수리 및 교체 시 반드시 안테나 하우징(110)과 메인 하우징(210)을 분리하여야 하는 단점을 지니며, 제2실시예의 커넥팅 카드(300B)에 따르면 안테나 하우징(110)과 메인 하우징(210)의 측면 외부로 노출된 점에서 외부 침입을 완전 차단할 수는 없는 단점이 있으나 그 수리 및 교체 시 반드시 안테나 하우징(110)과 메인 하우징(210)을 분리하지 않아도 되는 장점을 지닌다.

한편, 본 발명에 따른 다중 입출력 안테나 장치의 일 실시예(1B)는, 도 1b, 도 2b 및 도 3b에 참조된 바와 같이, 안테나 유닛(100)의 안테나 하우징(110)의 각 모서리 단부 및 제어 유닛(200)의 커버 하우징(220)의 각 모서리 단부에 위치되어 상호 연결을 매개하는 다수의 모서리 결합 패널(400)을 더 포함할 수 있다. 다수의 모서리 결합 패널(400)은 90도 방향으로 엇갈리게 체결되는 적어도 4개의 체결나사(도면부호 미표기)를 이용하여 안테나 유닛(100)과 제어 유닛(200)을 견고하게 결합시킬 수 있다.

본 발명에 따른 다중 입출력 안테나 장치의 일 실시예(1A,1B)는, 제1실시예 및 제2실시예로 구현되는 커넥팅 카드(300A,300B)와 관련된 구성을 제외하고 나머지 구성은 모두 동일하므로, 이하에서는 설명되지 않은 나머지 구성을 제1실시예에 따른 커넥팅 카드(300A)로 구현되는 구조로 설명하기로 한다.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 다중 입출력 안테나 장치의 구성 중 안테나 유닛을 나타낸 분해 사시도이다.

본 발명에 따른 다중 입출력 안테나 장치(1A)에서 안테나 유닛(100)은, 도 4 및 도 5에 참조된 바와 같이, 다수의 방열핀(111)이 배면에 일체로 형성된 안테나 하우징(110)을 포함할 수 있다.

나아가, 안테나 유닛(100)은, 안테나 하우징(110)의 전방측 보드 설치 공간(170)에 전후방향으로 적층되도록 안착되되, 전면에는 다수의 제1소자(141)가 형성되며 배면에는 다수의 제2소자(143)가 실장된 송수신 기판(140) 및 전면에는 다수의 안테나 소자(131)가 실장되고 배면에는 다수의 안테나 필터(132, MBF, Micro Bellows Filter)가 실장된 안테나 기판(130)으로 이루어진 안테나 보드(130,140)를 더 포함할 수 있다.

또한, 안테나 유닛(100)은, 안테나 하우징(110)의 전단부에 다수의 체결나사(125)가 체결홀(121)을 관통하는 동작으로 체결되어 전방측 보드 설치 공간(170)을 차폐하는 레이돔 패널(120)을 더 포함할 수 있다.

안테나 하우징(110)의 전방측 보드 설치 공간(170)을 형성하는 내면에는, 상술한 다수의 제2소자(143)에 각각 접촉되어 열전달되도록 돌출 형성된 다수의 열접촉부(115)가 구비될 수 있다. 다수의 제2소자(143)로부터 발생된 열은 각각의 열접촉부(115)를 통하여 직접 열전도되어 안테나 하우징(110)의 배면에 일체로 형성된 다수의 방열핀(111)으로 방열됨으로써 방열 성능이 크게 향상될 수 있다.

또한, 안테나 하우징(110)의 좌측 단부 및 우측 단부에는, 도 4 및 도 5에 참조된 바와 같이, 커넥팅 카드(300A)의 전단부가 전후 방향으로 관통하여 안테나 하우징(110)의 내측으로 유입되도록 안테나유닛측 카드 관통구(117A)가 각각 형성되고, 안테나 보드(130,140) 중 송수신 기판(140)의 배면의 좌측 단부 및 우측 단부에는 한 쌍으로 구비된 커넥팅 카드(300A)의 각 전단부에 구비된 전단 소켓부(301)가 핀 접속되도록 전방 대응 소켓부(137A)가 마련될 수 있다.

다만, 도 4 및 도 5는 제1실시예에 따른 커넥팅 카드(300A)에 관한 구성으로써, 도 1b, 도 2b 및 도 3b에 참조된 제2실시예에 따른 커넥팅 카드(300B)에 관한 구성은 다음과 같은 차이점이 있다.

즉, 안테나 하우징(110)의 좌측면 및 우측면에는, 도 1b, 도 2b 및 도 3b에 참조된 바와 같이, 커넥팅 카드(300B)의 전단부에 구비된 전단 소켓부(301)가 좌우 방향으로 관통하여 안테나 하우징(110)의 내측으로 유입되도록 안테나유닛측 카드 관통구(117B)가 각각 형성되고, 안테나 보드(130,140) 중 송수신 기판(140)의 좌측 단부 및 우측 단부에는 한 쌍으로 구비된 커넥팅 카드(300B)의 각 전단부에 구비된 전단 소켓부(301)가 핀 접속되도록 전방 대응 소켓부(137B)가 마련될 수 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 안테나 유닛(100)은, 커넥팅 카드(300A)를 매개로 제어 유닛(200)으로부터 공급되는 급전 또는 제어 신호를 토대로 동작되어 원하는 대역의 주파수 송수신이 가능하도록 하는 역할을 수행한다.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 다중 입출력 안테나 장치의 구성 중 제어 유닛을 나타낸 전방측 분해 사시도이고, 도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 다중 입출력 안테나 장치의 구성 제어 유닛을 나타낸 후방측 분해 사시도이다.

본 발명에 따른 다중 입출력 안테나 장치(1A)에서 제어 유닛(200)은, 도 6 내지 도 9에 참조된 바와 같이, 배면에 다수의 메인하우징 방열핀(211)이 일체로 형성되고, 전면에 후방측 보드 설치 공간(270)이 형성된 메인 하우징(210)과, 메인 하우징(210)의 전면에 결합되되, 전면에는 다수의 커버하우징 방열핀(221)이 일체로 형성된 커버 하우징(220)을 포함한다.

메인 하우징(210)과 커버 하우징(220)은 메인 하우징(210)의 테두리를 따라 형성된 다수의 나사 관통홀(212)과 커버 하우징(220)의 테두리를 따라 형성된 다수의 나사 체결홀(222)에 체결되는 다수의 체결나사(215)에 의하여 상호 견고하게 결합될 수 있다.

메인 하우징(210)과 커버 하우징(220)의 사이에는 서지 코일(231)과 같은 다수의 전원공급 전장소자들이 전면에 실장되어 전원 공급 역할을 수행하는 PSU 기판(230) 및 PSU 기판(230)의 후방측에 적층 배치되고 안테나 유닛(100)에 대한 급전 또는 제어 신호를 인가하여 캘리브레이션 제어 역할을 수행하도록 마련된 BB 기판(240)을 포함하는 마더 보드(230,240)가 구비될 수 있다. PSU 기판(230)은 BB 기판(240)에 비하여 그 넓이가 작게 형성되어 커네팅 카드(300A)의 후단부가 BB 기판(240)에 대한 접속이 간섭되지 않도록 할 수 있다.

PSU 기판(230)은, 커버 하우징(220)의 배면 측에 마련된 설치 공간(도면부호 미표기)에 고정 배치되고, 보호 패널(223)에 의하여 보호되도록 고정될 수 있다.

BB 기판(240)의 배면에는 원하는 방향으로의 빔 포밍(beam forming)이 가능하도록 다수의 비머(243, beamer)가 설치될 수 있다. 다수의 비머(243)은 메인 하우징(210)의 후방측 보드 설치 공간(270)에 홈 형태로 형성된 비머 안착홈(213)에 안착되어, 다수의 비머(243)의 동작시 발열되는 열을 직접 메인 하우징(210)으로 열전도하여 메인 하우징(210)의 배면 측에 일체로 마련된 다수의 메인하우징 방열핀(211)을 통해 효율적으로 방열될 수 있다.

아울러, BB 기판(240)의 좌측 단부와 우측 단부에는, 커넥팅 카드(300A)의 각 후단부에 마련된 후단 소켓부(301)가 핀 접속되는 후방 대응 소켓부(247A)가 마련될 수 있다.

다만, 도 6 내지 도 9는 제1실시예에 따른 커넥팅 카드(300A)에 관한 구성으로써, 도 1b, 도 2b 및 도 3b에 참조된 제2실시예에 따른 커넥팅 카드(300B)에 관한 구성은 다음과 같은 차이점이 있다.

즉, 안테나 하우징(110)의 좌측면 및 우측면에는, 도 1b, 도 2b 및 도 3b에 참조된 바와 같이, 커넥팅 카드(300B)의 후단부에 구비된 후단 소켓부(302)가 좌우 방향으로 관통하여 메인 하우징(210)의 내측으로 유입되도록 제어유닛측 카드 관통구(227B)가 각각 형성되고, 마더 보드(230,240) 중 BB 기판(240)의 좌측면 및 우측면에는 한 쌍으로 구비된 커넥팅 카드(300B)의 각 후단부에 구비된 후단 소켓부(302)가 좌우 방향으로 핀 접속되도록 후방 대응 소켓부(247B)가 마련될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 입출력 안테나 장치(1A,1B)에 따르면, 안테나 유닛(100) 측의 전방측 보드 설치 공간(170) 내의 전장 소자들로부터 발생된 열은 안테나 하우징(110)의 배면에 일체로 형성된 다수의 방열핀(111)을 통해 안테나 유닛(100)의 후방으로 소정거리 이격된 제어 유닛(200)과의 사이 공간으로 효율적으로 방열할 수 있음은 물론, 제어 유닛(200) 측의 후방측 보드 설치 공간(270) 내의 전장 소자들로부터 발생된 열은 각각 커버 하우징(220)의 전면에 일체로 형성된 커버하우징 방열핀(221)을 통해 제어 유닛(200)의 전방으로 소정거리 이격된 안테나 유닛(100)과의 사이 공간 및 메인 하우징(210)의 배면에 일체로 형성된 메인하우징 방열핀(211)을 통해 효율적으로 방열할 수 있는 이점을 가진다.

또한, 상술한 바와 같이, 전후 방향으로 소정 거리 이격된 안테나 유닛(100) 및 제어 유닛(200) 간의 급전 또는 제어 신호의 연결을 커넥팅 카드(300A,300B)를 이용하여 안정적으로 수행되는 구조를 채택함으로써, 제어 유닛(200)에 의한 캘리브레이션 제어가 용이하게 수행될 수 있는 이점을 가진다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 입출력 안테나 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 상술한 일 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 청구범위에 의하여 정해진다고 할 것이다.

1A,1B: 다중 입출력 안테나 장치 100: 안테나 유닛
110: 안테나 하우징 111: 다수의 방열핀
115: 열접촉부 117A: 안테나유닛측 카드 관통구
120: 레이돔 패널 130: 안테나 기판
140: 송수신 기판 170: 전방측 보드 설치 공간
200: 제어 유닛 210: 메인 하우징
211: 메인하우징 방열핀 220: 커버 하우징
221: 커버하우징 방열핀 227A: 제어유닛측 카드 관통구
230: PSU 기판 240: BB 기판
270: 후방측 보드 설치 공간

Claims (11)

1. 다수의 전장 소자들이 일면 또는 타면에 구비된 안테나 기판 및 송수신 기판이 전후 방향으로 적층 배치된 안테나 유닛;
   다수의 전장 소자들이 일면 또는 타면에 구비된 PSU 기판 및 BB 기판이 전후 방향으로 적층 배치되고, 상기 안테나 유닛과 급전 또는 제어 신호의 연결을 이용하여 캘리브레이션 제어가 가능하도록 구비된 제어 유닛; 및
   상기 안테나 유닛과 상기 제어 유닛 사이의 상기 급전 또는 제어 신호의 연결이 가능하도록 구비된 적어도 하나의 커넥팅 카드; 를 포함하는, 다중 입출력 안테나 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 적어도 하나의 커넥팅 카드는, 전단부가 상기 안테나 유닛의 상기 송수신 기판에 연결되고, 타단부가 상기 제어 유닛의 상기 BB 기판에 연결되는, 다중 입출력 안테나 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 적어도 하나의 커넥팅 카드는, 전단부가 상기 안테나 유닛의 상기 송수신 기판에 소켓 결합되고, 타단부가 상기 제어 유닛의 상기 BB 기판에 소켓 결합되는, 다중 입출력 안테나 장치.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 커넥팅 카드의 전단부에는, 상기 안테나 유닛의 상기 송수신 기판에 마련된 전방 대응 소켓부에 결합되는 소켓 단자 형태의 전단 소켓부가 구비되고,
   상기 적어도 하나의 커넥팅 카드의 후단부에는, 상기 제어 유닛의 상기 BB 기판에 마련된 후방 대응 소켓부에 결합되는 소켓 단자 형태의 후단 소켓부가 구비되는, 다중 입출력 안테나 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 전방 대응 소켓부와 상기 전단 소켓부 및 상기 후방 대응 소켓부와 상기 후단 소켓부는, 결합 방향이 각각 전후 방향의 결합이 되는 형태로 마련되는, 다중 입출력 안테나 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 안테나 유닛은, 상기 안테나 기판 및 상기 송수신 기판이 적층 배치되는 안테나 하우징 및 상기 안테나 하우징의 전면을 차폐하는 레이돔 패널을 더 포함하고,
   상기 제어 유닛은, 상기 PSU 기판 및 상기 BB 기판이 적층 배치되는 메인 하우징 및 상기 메인 하우징의 전면을 차폐하는 커버 하우징을 더 포함하며,
   상기 안테나 하우징의 배면에는 상기 적어도 하나의 커넥팅 카드의 전단부가 전후 방향으로 관통되는 안테나유닛측 카드 관통구가 형성되고,
   상기 커버 하우징의 전면에는 상기 적어도 하나의 커넥팅 카드의 후단부가 전후 방향으로 관통되는 제어유닛측 카드 관통구가 형성되는, 다중 입출력 안테나 장치.
7. 청구항 4에 있어서,
   상기 전방 대응 소켓부와 상기 전단 소켓부 및 상기 후방 대응 소켓부와 상기 후단 소켓부는, 결합 방향이 각각 좌우 방향의 결합이 되는 형태로 마련되는, 다중 입출력 안테나 장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 안테나 유닛은, 상기 안테나 기판 및 상기 송수신 기판이 적층 배치되는 안테나 하우징 및 상기 안테나 하우징의 전면을 차폐하는 레이돔 패널을 더 포함하고,
   상기 제어 유닛은, 상기 PSU 기판 및 상기 BB 기판이 적층 배치되는 메인 하우징 및 상기 메인 하우징의 전면을 차폐하는 커버 하우징을 더 포함하며,
   상기 안테나 하우징의 측면에는 상기 적어도 하나의 커넥팅 카드의 전단부에 구비된 전단 소켓부가 좌우 방향으로 관통되는 안테나유닛측 카드 관통구가 형성되고,
   상기 메인 하우징의 측면에는 상기 적어도 하나의 커넥팅 카드의 후단부에 구비된 후단 소켓부가 좌우 방향으로 관통되는 제어유닛측 카드 관통구가 형성되는, 다중 입출력 안테나 장치.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 안테나 유닛은, 전면에 구비된 전방측 보드 설치 공간에 상기 안테나 기판 및 상기 송수신 기판이 적층 배치되고 배면에 다수의 방열핀이 일체로 형성된 안테나 하우징; 을 더 포함하고,
   상기 제어 유닛은, 전면에 구비된 후방측 보드 설치 공간에 상기 PSU 기판 및 상기 BB 기판이 적층 배치되는 메인 하우징; 및 상기 전면을 차폐하도록 구비되되 전면에 다수의 커버하우징 방열핀이 일체로 형성된 커버 하우징; 을 더 포함하며,
   상기 적어도 하나의 커넥팅 카드는, 상호 소정 거리 이격된 상기 안테나 하우징과 상기 커버 하우징 사이를 통해 상기 송수신 기판과 상기 BB 기판을 연결하도록 구비된, 다중 입출력 안테나 장치.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 안테나 하우징에는, 상기 다수의 방열핀보다 후방으로 돌출되도록 구비된 전방측 카드슬롯 보스부 및 상기 전방측 카드슬롯 보스부를 전후방향으로 관통하는 안테나유닛측 카드 관통구가 형성되고,
    상기 커버 하우징에는, 상기 커버하우징 방열핀보다 전방으로 돌출되도록 구비된 후방측 카드슬롯 보스부 및 상기 후방측 카드슬롯 보스부를 전후 방향으로 관통하는 제어유닛측 카드 관통구가 형성되며,
    상기 적어도 하나의 커넥팅 카드는, 전단부가 상기 안테나유닛측 카드 관통구를 전후 방향으로 관통하여 삽입되고, 후단부가 상기 제어유닛측 카드 관통구를 전후 방향으로 관통하여 삽입되는, 다중 입출력 안테나 장치.
11. 청구항 9에 있어서,
    상기 안테나 하우징의 측면에는, 전후 방향으로 관통하는 안테나유닛측 카드 관통구가 형성되고,
    상기 메인 하우징의 측면에는, 좌우 방향으로 관통하는 제어유닛측 카드 관통구가 형성되며,
    상기 적어도 하나의 커넥팅 카드는, 전단부에 구비된 전단 소켓부가 상기 안테나유닛측 카드 관통구를 좌우 방향으로 관통하여 삽입되고, 후단부에 구비된 후단 소켓부가 상기 제어유닛측 카드 관통구를 좌우 방향으로 관통하여 삽입되는, 다중 입출력 안테나 장치.

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