KR102246620B1 - Antenna apparatus - Google Patents

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KR102246620B1
KR102246620B1 KR1020190069810A KR20190069810A KR102246620B1 KR 102246620 B1 KR102246620 B1 KR 102246620B1 KR 1020190069810 A KR1020190069810 A KR 1020190069810A KR 20190069810 A KR20190069810 A KR 20190069810A KR 102246620 B1 KR102246620 B1 KR 102246620B1
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    • H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 관통홀을 가지는 제1 패치 안테나 패턴과, 제1 패치 안테나 패턴의 상측에 이격 배치된 제2 패치 안테나 패턴과, 제1 패치 안테나 패턴에 전기적으로 연결된 제1 피드비아와, 제1 패치 안테나 패턴의 관통홀을 관통하는 제2 피드비아와, 제1 및 제2 패치 안테나 패턴의 사이에서 제2 피드비아에 전기적으로 연결되고 제2 패치 안테나 패턴의 중심에서 가장자리 방향으로 제2 피드비아보다 더 치우쳐져 제2 패치 안테나 패턴에 전기적으로 연결되는 피드 패턴을 포함할 수 있다.An antenna device according to an embodiment of the present invention includes a first patch antenna pattern having a through hole, a second patch antenna pattern disposed above the first patch antenna pattern, and electrically connected to the first patch antenna pattern. The center of the second patch antenna pattern is electrically connected to the second feed via between the first feed via, the second feed via passing through the through hole of the first patch antenna pattern, and the first and second patch antenna patterns It may include a feed pattern that is more skewed than the second feed via in the edge direction and is electrically connected to the second patch antenna pattern.

Figure R1020190069810
Figure R1020190069810

Description

안테나 장치{Antenna apparatus}Antenna apparatus

본 발명은 안테나 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna device.

이동통신의 데이터 트래픽(Data Traffic)은 매년 비약적으로 증가하는 추세이다. 이러한 비약적인 데이터를 무선망에서 실시간으로 지원해 주고자 활발한 기술 개발이 진행 중에 있다. 예를 들어, IoT(Internet of Thing) 기반 데이터의 컨텐츠화, AR(Augmented Reality), VR(Virtual Reality), SNS와 결합한 라이브 VR/AR, 자율 주행, 싱크뷰 (Sync View, 초소형 카메라 이용해 사용자 시점 실시간 영상 전송) 등의 애플리케이션(Application)들은 대용량의 데이터를 주고 받을 수 있게 지원하는 통신(예: 5G 통신, mmWave 통신 등)을 필요로 한다.The data traffic of mobile communication is increasing rapidly every year. Active technology development is underway to support such breakthrough data in real time in wireless networks. For example, contentization of IoT (Internet of Thing)-based data, AR (Augmented Reality), VR (Virtual Reality), live VR/AR combined with SNS, autonomous driving, Sync View, user's viewpoint using micro camera Applications such as real-time video transmission) require communication (e.g., 5G communication, mmWave communication, etc.) that supports sending and receiving large amounts of data.

따라서, 최근 5세대(5G) 통신을 포함하는 밀리미터웨이브(mmWave) 통신이 활발하게 연구되고 있으며, 이를 원활히 구현하는 안테나 장치의 상용화/표준화를 위한 연구도 활발히 진행되고 있다.Therefore, recently, millimeter-wave communication including 5G (5G) communication has been actively researched, and research for commercialization/standardization of an antenna device that smoothly implements this has been actively conducted.

높은 주파수 대역(예: 24GHz, 28GHz, 36GHz, 39GHz, 60GHz 등)의 RF 신호는 전달되는 과정에서 쉽게 흡수되고 손실로 이어지므로, 통신의 품질은 급격하게 떨어질 수 있다. 따라서, 높은 주파수 대역의 통신을 위한 안테나는 기존 안테나 기술과는 다른 기술적 접근법이 필요하게 되며, 안테나 이득(Gain) 확보, 안테나와 RFIC의 일체화, EIRP(Effective Isotropic Radiated Power) 확보 등을 위한 별도의 전력 증폭기 등 특수한 기술 개발을 요구할 수 있다.Since RF signals in high frequency bands (eg, 24GHz, 28GHz, 36GHz, 39GHz, 60GHz, etc.) are easily absorbed and lead to loss in the process of being transmitted, the quality of communication may drop sharply. Therefore, an antenna for communication in a high frequency band requires a different technical approach from the existing antenna technology, and a separate method for securing antenna gain, integration of the antenna and RFIC, and securing Effective Isotropic Radiated Power (EIRP), etc. Special technology development such as power amplifier may be required.

일본 특개2015-216577Japan Special Publication 2015-216577

본 발명은 서로 다른 복수의 주파수 대역에 대한 송수신 수단을 제공하면서도 안테나 성능을 향상시키거나 쉽게 소형화될 수 있는 안테나 장치를 제공한다.The present invention provides an antenna device capable of improving antenna performance or being easily miniaturized while providing transmission/reception means for a plurality of different frequency bands.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 관통홀을 가지는 제1 패치 안테나 패턴; 상기 제1 패치 안테나 패턴의 상측에 이격 배치된 제2 패치 안테나 패턴; 상기 제1 패치 안테나 패턴에 전기적으로 연결된 제1 피드비아; 상기 제1 패치 안테나 패턴의 관통홀을 관통하는 제2 피드비아; 및 상기 제1 및 제2 패치 안테나 패턴의 사이에서 상기 제2 피드비아에 전기적으로 연결되고 상기 제2 패치 안테나 패턴의 중심에서 가장자리 방향으로 상기 제2 피드비아보다 더 치우쳐져 상기 제2 패치 안테나 패턴에 전기적으로 연결되는 피드 패턴; 을 포함할 수 있다.An antenna device according to an embodiment of the present invention includes: a first patch antenna pattern having a through hole; A second patch antenna pattern spaced apart from above the first patch antenna pattern; A first feed via electrically connected to the first patch antenna pattern; A second feed via passing through the through hole of the first patch antenna pattern; And the second patch antenna pattern being electrically connected to the second feed via between the first and second patch antenna patterns, and being biased from the center of the second patch antenna pattern to the edge direction than the second feed via. A feed pattern electrically connected to the; It may include.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 관통홀을 가지는 제1 패치 안테나 패턴; 상기 제1 패치 안테나 패턴의 상측에 이격 배치된 제2 패치 안테나 패턴; 상기 제1 패치 안테나 패턴에 전기적으로 연결된 제1 피드비아; 상기 제1 패치 안테나 패턴의 관통홀을 관통하는 제2 피드비아; 각각 상기 제1 패치 안테나 패턴에 전기적으로 연결되고 상기 제2 피드비아를 둘러싸도록 배열되는 복수의 차폐비아; 및 상기 제1 패치 안테나 패턴의 중심에서 상기 복수의 차폐비아가 치우져진 방향과 다른 방향으로 치우쳐져 상기 제1 패치 안테나 패턴에 전기적으로 연결된 복수의 더미비아; 를 포함할 수 있다.An antenna device according to an embodiment of the present invention includes: a first patch antenna pattern having a through hole; A second patch antenna pattern spaced apart from above the first patch antenna pattern; A first feed via electrically connected to the first patch antenna pattern; A second feed via passing through the through hole of the first patch antenna pattern; A plurality of shielding vias each electrically connected to the first patch antenna pattern and arranged to surround the second feed via; And a plurality of dummy vias inclined in a direction different from a direction in which the plurality of shielding vias are offset from the center of the first patch antenna pattern and electrically connected to the first patch antenna pattern. It may include.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 서로 다른 복수의 주파수 대역에 대한 송수신 수단을 제공하면서도 안테나 성능(예: 이득, 대역폭, 지향성(directivity), 송수신율 등)을 향상시키거나 쉽게 소형화될 수 있다.The antenna device according to an embodiment of the present invention provides transmission/reception means for a plurality of different frequency bands while improving antenna performance (eg, gain, bandwidth, directivity, transmission/reception rate, etc.) or easily miniaturized. I can.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 압축적 배치에 따라 전반적인 사이즈의 소형화를 쉽게 구현할 수 있으며, 서로 다른 복수의 주파수 대역 각각의 전송선로 임피던스 매칭 자유도를 높이면서 전송선로 에너지 손실을 줄일 수 있으며, 서로 다른 복수의 주파수 대역 간의 격리도를 향상시켜서 서로 다른 복수의 주파수 대역 각각의 이득을 향상시킬 수 있으며, 복수의 RF 신호 간의 편파를 보다 효율적으로 구현할 수 있다.In addition, the antenna device according to an embodiment of the present invention can easily implement miniaturization of the overall size according to the compressive arrangement, and increase the degree of freedom for impedance matching of each transmission line in a plurality of different frequency bands, while reducing energy loss of a transmission line. It is possible to reduce and improve the degree of isolation between a plurality of different frequency bands, thereby improving the gain of each of a plurality of different frequency bands, and implementing polarization between a plurality of RF signals more efficiently.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 복수의 패치 안테나 패턴과 복수의 피드비아를 나타낸 사시도 및 측면도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1a 및 도 1b의 안테나 장치와 그에 포함될 수 있는 차폐비아, 피드 패턴 및 슬롯을 나타낸 측면도, 평면도 및 부분 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2a 및 도 2b의 안테나 장치와 그에 포함된 더미비아를 나타낸 측면도 및 평면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 그라운드 플레인을 나타낸 평면도이다.
도 4b는 도 4a의 그라운드 플레인의 하측의 피드라인을 나타낸 평면도이다.
도 4c는 도 4b의 피드라인의 하측의 배선비아와 제2 그라운드 플레인을 나타낸 평면도이다.
도 4d는 도 4c의 제2 그라운드 플레인의 하측의 IC 배치 영역과 엔드-파이어 안테나를 나타낸 평면도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 4a 내지 도 4d가 도시하는 부분과 그 하측의 구조를 예시한 측면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 전자기기에서의 배치를 예시한 평면도이다.1A and 1B are perspective and side views illustrating a plurality of patch antenna patterns and a plurality of feed vias of an antenna device according to an exemplary embodiment of the present invention.
2A and 2B are side, plan, and partial perspective views illustrating the antenna device of FIGS. 1A and 1B and shielding vias, feed patterns, and slots that may be included therein.
3A and 3B are side and plan views illustrating the antenna device of FIGS. 2A and 2B and dummy vias included therein.
4A is a plan view showing a ground plane of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
4B is a plan view showing a feed line below the ground plane of FIG. 4A.
4C is a plan view illustrating a wiring via and a second ground plane below the feed line of FIG. 4B.
4D is a plan view illustrating an IC arrangement area and an end-fire antenna under the second ground plane of FIG. 4C.
5A and 5B are side views illustrating a portion shown in FIGS. 4A to 4D and a structure of a lower side thereof.
6A and 6B are plan views illustrating an arrangement of an antenna device in an electronic device according to an embodiment of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The detailed description of the present invention described below refers to the accompanying drawings, which illustrate specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in detail sufficient to enable a person skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different from each other, but need not be mutually exclusive. For example, specific shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the present invention in relation to one embodiment. In addition, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the detailed description to be described below is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is limited only by the appended claims along with all scopes equivalent to those claimed by the claims. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions over several aspects.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to enable those of ordinary skill in the art to easily implement the present invention.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 개략적으로 나타낸 사시도 및 측면도이다.1A and 1B are perspective and side views schematically illustrating an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 제1 패치 안테나 패턴(111a) 및 제2 패치 안테나 패턴(112a)을 포함함으로써 서로 다른 복수의 주파수 대역에 대한 송수신 수단을 제공할 수 있으며, 커플링 패치 패턴(115a)을 더 포함함으로써 제2 패치 안테나 패턴(112a)에 대응되는 주파수 대역폭을 넓힐 수 있다. 여기서, 커플링 패치 패턴(115a)은 대역폭 설계 조건에 따라 생략될 수 있다.1A and 1B, an antenna device according to an embodiment of the present invention includes a first patch antenna pattern 111a and a second patch antenna pattern 112a to transmit/receive a plurality of different frequency bands. A means may be provided, and a frequency bandwidth corresponding to the second patch antenna pattern 112a may be widened by further including the coupling patch pattern 115a. Here, the coupling patch pattern 115a may be omitted according to bandwidth design conditions.

또한, 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 제1 피드비아(121a, 121b), 제2 피드비아(122a, 122b) 및 그라운드 플레인(201a)을 포함한다.In addition, referring to FIGS. 1A and 1B, an antenna device according to an embodiment of the present invention includes first feed vias 121a and 121b, second feed vias 122a and 122b, and a ground plane 201a. do.

제1 패치 안테나 패턴(111a)은 제1 피드비아(121a, 121b)의 일단에 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 제1 패치 안테나 패턴(111a)은 제1 피드비아(121a, 121b)로부터 제1 주파수 대역(예: 28GHz)의 제1 RF(Radio Frequency) 신호를 제공받아서 송신하거나 제1 RF 신호를 수신하여 제1 피드비아(121a, 121b)로 제공할 수 있다.The first patch antenna pattern 111a is electrically connected to one end of the first feed vias 121a and 121b. Accordingly, the first patch antenna pattern 111a receives and transmits a first radio frequency (RF) signal of a first frequency band (eg, 28 GHz) from the first feed vias 121a and 121b or transmits the first RF signal. It may be received and provided to the first feed vias 121a and 121b.

제2 패치 안테나 패턴(112a)은 제2 피드비아(122a, 122b)의 일단에 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 제2 패치 안테나 패턴(112a)은 제2 피드비아(122a, 122b)로부터 제2 주파수 대역(예: 39GHz)의 제2 RF(Radio Frequency) 신호를 제공받아서 송신하거나 제2 RF 신호를 수신하여 제2 피드비아(122a, 122b)로 제공할 수 있다.The second patch antenna pattern 112a is electrically connected to one end of the second feed vias 122a and 122b. Accordingly, the second patch antenna pattern 112a receives and transmits a second radio frequency (RF) signal of a second frequency band (eg, 39 GHz) from the second feed vias 122a and 122b or transmits a second RF signal. It may be received and provided to the second feed vias 122a and 122b.

제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)은 각각 제1 및 제2 주파수 대역에 대해 공진하여 제1 및 제2 신호에 대응되는 에너지를 집중적으로 수용하여 외부로 방사할 수 있다.The first and second patch antenna patterns 111a and 112a may resonate with respect to the first and second frequency bands, respectively, to receive energy corresponding to the first and second signals intensively and radiate to the outside.

그라운드 플레인(201a)은 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)이 방사하는 제1 및 제2 RF 신호 중 그라운드 플레인(201a)을 향하여 방사되는 제1 및 제2 RF 신호를 반사(reflect)할 수 있으므로, 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)의 방사패턴을 특정 방향(예: z방향)으로 집중시킬 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)의 이득(gain)은 향상될 수 있다.The ground plane 201a reflects the first and second RF signals radiated toward the ground plane 201a among the first and second RF signals radiated by the first and second patch antenna patterns 111a and 112a. ), the radiation patterns of the first and second patch antenna patterns 111a and 112a can be concentrated in a specific direction (eg, z direction). Accordingly, a gain of the first and second patch antenna patterns 111a and 112a may be improved.

제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)의 공진은 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)과 그 주변의 구조에 대응되는 인덕턴스와 캐패시턴스의 조합에 따른 공진 주파수에 기반하여 발생할 수 있다.Resonance of the first and second patch antenna patterns 111a and 112a is generated based on a resonance frequency according to a combination of inductance and capacitance corresponding to the first and second patch antenna patterns 111a and 112a and structures around the first and second patch antenna patterns 111a and 112a. I can.

제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a) 각각의 상면 및/또는 하면의 크기는 상기 공진 주파수에 영향을 줄 수 있다. 즉, 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a) 각각의 상면 및/또는 하면의 크기는 상기 제1 및 제2 주파수 각각에 대응되는 제1 및 제2 파장에 종속적일 수 있다. 만약 제1 주파수가 제2 주파수보다 더 낮을 경우, 제1 패치 안테나 패턴(111a)은 제2 패치 안테나 패턴(112a)보다 더 클 수 있다.The sizes of the upper and/or lower surfaces of each of the first and second patch antenna patterns 111a and 112a may affect the resonance frequency. That is, the sizes of the upper and/or lower surfaces of each of the first and second patch antenna patterns 111a and 112a may be dependent on the first and second wavelengths corresponding to the first and second frequencies, respectively. If the first frequency is lower than the second frequency, the first patch antenna pattern 111a may be larger than the second patch antenna pattern 112a.

또한, 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)의 적어도 일부분은 상하방향(예: z방향)으로 오버랩될 수 있다. 이에 따라, 안테나 장치의 수평방향(예: x방향 및/또는 y방향) 크기는 크게 감소할 수 있으므로, 안테나 장치는 전반적으로 쉽게 소형화될 수 있다.In addition, at least a portion of the first and second patch antenna patterns 111a and 112a may overlap in a vertical direction (eg, z direction). Accordingly, the size of the antenna device in the horizontal direction (eg, x direction and/or y direction) can be greatly reduced, so that the overall antenna device can be easily miniaturized.

제1 및 제2 피드비아(121a, 121b, 122a, 122b)는 그라운드 플레인(201a)의 적어도 하나의 관통홀을 관통하도록 배치된다. 이에 따라, 제1 및 제2 피드비아(121a, 121b, 122a, 122b)의 일단은 그라운드 플레인(201a)의 상측에 위치하고 제1 및 제2 피드비아(121a, 121b, 122a, 122b)의 타단은 그라운드 플레인(201a)의 하측에 위치한다. 여기서, 제1 및 제2 피드비아(121a, 121b, 122a, 122b)의 타단은 IC(Integrated Circuit)에 전기적으로 연결됨으로써, 제1 및 제2 RF 신호를 IC로 제공하거나 IC로부터 제공받을 수 있다. 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)과 IC 사이의 전자기적 격리도는 그라운드 플레인(201a)에 의해 향상될 수 있다.The first and second feed vias 121a, 121b, 122a, and 122b are disposed to pass through at least one through hole of the ground plane 201a. Accordingly, one end of the first and second feed vias 121a, 121b, 122a, and 122b is located above the ground plane 201a, and the other ends of the first and second feed vias 121a, 121b, 122a, and 122b are It is located under the ground plane 201a. Here, the other ends of the first and second feed vias 121a, 121b, 122a, and 122b are electrically connected to an integrated circuit (IC), thereby providing the first and second RF signals to or from the IC. . The degree of electromagnetic isolation between the first and second patch antenna patterns 111a and 112a and the IC may be improved by the ground plane 201a.

제1 피드비아(121a, 121b)는 서로 편파인 제1-1 RF 신호와 제1-2 RF 신호가 각각 통과하는 제1-1 피드비아(121a) 및 제1-2 피드비아(121b)를 포함할 수 있으며, 제2 피드비아(122a, 122b)는 서로 편파인 제2-1 RF 신호와 제2-2 RF 신호가 각각 통과하는 제2-1 피드비아(122a) 및 제2-2 피드비아(122b)를 포함할 수 있다.The first feed vias 121a and 121b include the 1-1 feed via 121a and the 1-2 feed via 121b through which the 1-1 RF signal and the 1-2 RF signal polarized to each other pass, respectively. The second feed vias 122a and 122b may include a 2-1 feed via 122a and a 2-2 feed through which the 2-1 RF signal and the 2-2 RF signal polarized to each other pass, respectively. It may include a via 122b.

즉, 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a) 각각은 복수의 RF 신호를 송수신할 수 있으며, 복수의 RF 신호는 서로 다른 데이터가 실린 복수의 캐리어 신호일 수 있으므로, 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a) 각각의 데이터 송수신율은 복수의 RF 신호의 송수신에 따라 2배 향상될 수 있다.That is, each of the first and second patch antenna patterns 111a and 112a can transmit and receive a plurality of RF signals, and the plurality of RF signals may be a plurality of carrier signals carrying different data. The data transmission/reception rate of each of the antenna patterns 111a and 112a may be doubled according to transmission/reception of a plurality of RF signals.

예를 들어, 제1-1 RF 신호와 제1-2 RF 신호는 서로 다른 위상(예: 90도 또는 180도 위상차)을 가져서 서로에 대한 간섭을 줄일 수 있으며, 제2-1 RF 신호와 제2-2 RF 신호는 서로 다른 위상(예: 90도 또는 180도 위상차)을 가져서 서로에 대한 간섭을 줄일 수 있다.For example, the 1-1 RF signal and the 1-2 RF signal may have different phases (eg, 90 degrees or 180 degrees phase difference) to reduce interference with each other, and the 2-1 RF signal and the second RF signal 2-2 RF signals have different phases (eg, 90 degrees or 180 degrees phase difference) to reduce interference with each other.

예를 들어, 제1-1 RF 신호와 제2-1 RF 신호는 전파방향(예: z방향)에 수직이며 서로 수직인 x방향 및 y방향에 대해 각각 전계와 자계를 형성하고, 제1-2 RF 신호와 제2-2 RF 신호는 x방향 및 y방향에 대해 각각 자계와 전계를 형성함으로써, RF 신호 간의 편파를 구현할 수 있다. 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)에서 제1-1 RF 신호와 제2-1 RF 신호에 대응되는 표면전류와 제1-2 RF 신호와 제2-2 RF 신호에 대응되는 표면전류는 서로 수직을 이루도록 흐를 수 있다.For example, the 1-1 RF signal and the 2-1 RF signal form an electric field and a magnetic field in the x-direction and y-direction perpendicular to each other and perpendicular to the propagation direction (eg, z direction), The 2nd RF signal and the 2nd-2nd RF signal form a magnetic field and an electric field in the x-direction and y-direction, respectively, thereby implementing polarization between the RF signals. In the first and second patch antenna patterns 111a and 112a, the surface current corresponding to the 1-1 RF signal and the 2-1 RF signal and the surface corresponding to the 1-2 RF signal and the 2-2 RF signal Currents can flow perpendicular to each other.

따라서, 제1-1 피드비아(121a) 및 제2-1 피드비아(122a)는 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)에서 일방향(예: x방향) 가장자리에 인접하여 연결될 수 있으며, 제1-2 피드비아(121b) 및 제2-2 피드비아(122b)는 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)에서 타방향(예: y방향) 가장자리에 인접하여 연결될 수 있으나, 구체적 연결 지점은 설계에 따라 달라질 수 있다.Accordingly, the 1-1 feed via 121a and the 2-1 feed via 122a may be connected adjacent to the edge in one direction (eg, x direction) in the first and second patch antenna patterns 111a and 112a. , The 1-2 feed via 121b and the 2-2 feed via 122b may be connected adjacent to the edge in the other direction (eg, y direction) in the first and second patch antenna patterns 111a and 112a. , The specific connection point may vary depending on the design.

제1 및 제2 RF 신호의 안테나 장치 내에서의 에너지 손실은 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)부터 IC까지의 전기적 길이가 짧을수록 감소할 수 있다. 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)과 IC 사이의 상하방향(예: z방향) 길이가 상대적으로 짧으므로, 제1 및 제2 피드비아(121a, 121b, 122a, 122b)는 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)과 IC 사이의 전기적 거리를 쉽게 줄일 수 있다.Energy loss of the first and second RF signals in the antenna device may decrease as the electrical length from the first and second patch antenna patterns 111a and 112a to the IC decreases. Since the length between the first and second patch antenna patterns 111a and 112a and the IC in the vertical direction (eg, z direction) is relatively short, the first and second feed vias 121a, 121b, 122a, and 122b are The electrical distance between the first and second patch antenna patterns 111a and 112a and the IC can be easily reduced.

제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)의 적어도 일부분이 오버랩될 경우, 제2 피드비아(122a, 122b)는 제2 패치 안테나 패턴(112a)에 전기적으로 연결되기 위해 제1 패치 안테나 패턴(111a)을 관통하도록 배치될 수 있다.When at least a portion of the first and second patch antenna patterns 111a and 112a overlap, the second feed vias 122a and 122b may be electrically connected to the second patch antenna pattern 112a. It may be arranged to penetrate through (111a).

이에 따라, 제1 및 제2 RF 신호의 안테나 장치 내에서의 전송 에너지 손실은 감소할 수 있으며, 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)에서의 제1 및 제2 피드비아(121a, 121b, 122a, 122b)의 연결 지점은 더욱 자유롭게 설계될 수 있다.Accordingly, loss of transmission energy in the antenna device of the first and second RF signals may be reduced, and the first and second feed vias 121a and 121a of the first and second patch antenna patterns 111a and 112a, 121b, 122a, 122b) can be designed more freely.

여기서, 제1 및 제2 피드비아(121a, 121b, 122a, 122b)의 연결 지점은 제1 및 제2 RF 신호 관점에서의 전송선로 임피던스에 영향을 줄 수 있다. 전송선로 임피던스는 특정 임피던스(예: 50옴)에 가까이 매칭될수록 제1 및 제2 RF 신호의 제공 과정에서의 반사현상을 줄일 수 있으므로, 제1 및 제2 피드비아(121a, 121b, 122a, 122b)의 연결 지점의 설계 자유도가 높을 경우, 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)의 이득(gain)은 더욱 쉽게 향상될 수 있다.Here, the connection points of the first and second feed vias 121a, 121b, 122a, and 122b may affect the transmission line impedance in terms of the first and second RF signals. Since the transmission line impedance is more closely matched to a specific impedance (for example, 50 ohms), the reflection phenomenon in the process of providing the first and second RF signals can be reduced. Therefore, the first and second feed vias 121a, 121b, 122a, 122b When the design freedom of the connection point of) is high, the gain of the first and second patch antenna patterns 111a and 112a can be more easily improved.

그러나, 제2 피드비아(122a, 122b)는 제1 패치 안테나 패턴(111a)을 관통하도록 배치됨에 따라 제1 패치 안테나 패턴(111a)에 집중된 제1 RF 신호의 방사에 영향을 받을 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 RF 신호 사이의 전자기적 격리도는 열화될 수 있다. 상기 전자기적 격리도는 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a) 각각의 이득의 열화를 야기할 수 있다.However, since the second feed vias 122a and 122b are disposed to pass through the first patch antenna pattern 111a, the radiation of the first RF signal concentrated on the first patch antenna pattern 111a may be affected. Accordingly, the degree of electromagnetic isolation between the first and second RF signals may be deteriorated. The electromagnetic isolation may cause deterioration in gains of each of the first and second patch antenna patterns 111a and 112a.

도 2a 및 도 2b는 도 1a 및 도 1b의 안테나 장치와 그에 포함될 수 있는 차폐비아, 피드 패턴 및 슬롯을 나타낸 측면도, 평면도 및 부분 사시도이다.2A and 2B are side, plan, and partial perspective views illustrating the antenna device of FIGS. 1A and 1B and shielding vias, feed patterns, and slots that may be included therein.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 제1 패치 안테나 패턴(111a) 및 제2 패치 안테나 패턴(112a)을 포함하고, 제2 피드비아(122a)를 둘러싸도록 배열되는 복수의 차폐비아(131a)를 더 포함할 수 있다.2A and 2B, an antenna device according to an embodiment of the present invention includes a first patch antenna pattern 111a and a second patch antenna pattern 112a, and includes a second feed via 122a. A plurality of shielding vias 131a arranged to surround may be further included.

복수의 차폐비아(131a)는 제1 패치 안테나 패턴(111a)과 그라운드 플레인(201a) 사이를 전기적으로 연결시키도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 패치 안테나 패턴(111a)에서 방사되는 제1 RF 신호 중 제2 피드비아(122a)를 향하여 방사되는 제1 RF 신호는 복수의 차폐비아(131a)에 의해 반사될 수 있으므로, 제1 및 제2 RF 신호 사이의 전자기적 격리도는 개선될 수 있으며, 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a) 각각의 이득은 향상될 수 있다.The plurality of shielding vias 131a may be disposed to electrically connect the first patch antenna pattern 111a and the ground plane 201a. Accordingly, the first RF signal radiated toward the second feed via 122a among the first RF signals radiated from the first patch antenna pattern 111a may be reflected by the plurality of shielding vias 131a. An electromagnetic isolation between the first and second RF signals may be improved, and a gain of each of the first and second patch antenna patterns 111a and 112a may be improved.

여기서, 복수의 차폐비아(131a)의 개수와 폭은 특별히 한정되지 않는다. 복수의 차폐비아(131a) 사이 공간의 간격이 특정 길이(예: 제1 RF 신호의 제1 파장에 종속적인 길이)보다 짧을 경우, 제1 RF 신호는 복수의 차폐비아(131a) 사이 공간을 실질적으로 통과하지 못할 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 RF 신호 사이의 전자기적 격리도는 더욱 개선될 수 있다.Here, the number and width of the plurality of shielding vias 131a are not particularly limited. When the space between the plurality of shielding vias 131a is shorter than a specific length (eg, a length dependent on the first wavelength of the first RF signal), the first RF signal substantially fills the space between the plurality of shielding vias 131a. May not pass. Accordingly, the degree of electromagnetic isolation between the first and second RF signals may be further improved.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 피드 패턴(132a)을 더 포함할 수 있다.2A and 2B, the antenna device according to an embodiment of the present invention may further include a feed pattern 132a.

피드 패턴(132a)은 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)의 사이에서 제2 피드비아(122a)에 전기적으로 연결되고 제2 패치 안테나 패턴(112a)의 중심에서 가장자리 방향으로 제2 피드비아(122a)보다 더 치우쳐져 제2 패치 안테나 패턴(112a)에 전기적으로 연결될 수 있다.The feed pattern 132a is electrically connected to the second feed via 122a between the first and second patch antenna patterns 111a and 112a, and has a second edge direction from the center of the second patch antenna pattern 112a. It is biased more than the feed via 122a and may be electrically connected to the second patch antenna pattern 112a.

예를 들어, 제2-3 피드비아(122c)는 피드 패턴(132a)과 제2 패치 안테나 패턴(112a)의 사이를 전기적으로 연결시키도록 배치될 수 있다.For example, the 2-3rd feed via 122c may be disposed to electrically connect between the feed pattern 132a and the second patch antenna pattern 112a.

제1 패치 안테나 패턴(111a)의 관통홀 및/또는 복수의 차폐비아(131a)는 제1 RF 신호에 대응되는 표면전류에 대해 장애물로 작용할 수 있으므로, 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 중심에 가까울수록 제1 RF 신호에 대한 부정적 영향은 감소할 수 있다.Since the through hole and/or the plurality of shielding vias 131a of the first patch antenna pattern 111a may act as an obstacle to the surface current corresponding to the first RF signal, the center of the first patch antenna pattern 111a is The closer it is, the less negative influence on the first RF signal may be.

그러나, 제2 패치 안테나 패턴(112a)과 제2 피드비아(122a)의 연결 지점은 제2 패치 안테나 패턴(112a)의 가장자리에 가까울수록 전송선로 임피던스 매칭에 유리할 수 있다.However, as the connection point between the second patch antenna pattern 112a and the second feed via 122a is closer to the edge of the second patch antenna pattern 112a, the transmission line impedance matching may be advantageous.

피드 패턴(132a)은 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 관통홀 및/또는 복수의 차폐비아(131a)의 제1 최적 위치와 제2 패치 안테나 패턴(112a)에서 제2 피드비아(122a)가 연결되는 제2 최적 위치가 서로 맞지 않더라도 상기 제1 및 제2 최적 위치가 모두 구현될 수 있도록 배치될 수 있다.The feed pattern 132a includes a through hole of the first patch antenna pattern 111a and/or a first optimal position of the plurality of shielding vias 131a and the second feed via 122a in the second patch antenna pattern 112a. Even if the second optimal positions to be connected do not match each other, they may be arranged so that both the first and second optimal positions can be implemented.

이에 따라, 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a) 각각의 이득은 향상될 수 있다.Accordingly, the gain of each of the first and second patch antenna patterns 111a and 112a may be improved.

또한, 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 관통홀 및/또는 복수의 차폐비아(131a)는 제1 RF 신호에 대응되는 표면전류에 대해 장애물로 작용할 수 있으므로, 제1 RF 신호가 전송되는 제1 피드비아(121a)와 관통홀 및/또는 복수의 차폐비아(131a) 사이의 전기적 거리가 멀수록 제1 RF 신호에 대한 부정적 영향은 감소할 수 있다.In addition, since the through hole and/or the plurality of shielding vias 131a of the first patch antenna pattern 111a may act as an obstacle to the surface current corresponding to the first RF signal, the first RF signal is transmitted. As the electrical distance between the feed via 121a and the through hole and/or the plurality of shielding vias 131a increases, a negative influence on the first RF signal may decrease.

피드 패턴(132a)으로 인해, 제1 및 제2 피드비아(121a, 122a) 사이의 이격 거리는 쉽게 길어질 수 있다.Due to the feed pattern 132a, the separation distance between the first and second feed vias 121a and 122a can be easily increased.

예를 들어, 제1 피드비아(121a)는 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 중심에서 가장자리 방향으로 제2 피드비아(122a)보다 더 치우쳐져 제1 패치 안테나 패턴(111a)에 전기적으로 연결될 수 있다.For example, the first feed via 121a may be more inclined from the center of the first patch antenna pattern 111a to the edge direction than the second feed via 122a to be electrically connected to the first patch antenna pattern 111a. have.

예를 들어, 제1 피드비아(121a)는 제2 패치 안테나 패턴(112a)에서의 피드 패턴(132a)의 전기적 연결 지점보다 가장자리 방향으로 더 치우쳐져 제1 패치 안테나 패턴(111a)에 전기적으로 연결될 수 있다.For example, the first feed via 121a is more skewed toward the edge than the electrical connection point of the feed pattern 132a in the second patch antenna pattern 112a to be electrically connected to the first patch antenna pattern 111a. I can.

이에 따라, 제1 패치 안테나 패턴(111a)에서 관통홀 및/또는 복수의 차폐비아(131a)가 제1 RF 신호에 주는 부정적 영향은 줄어둘 수 있으므로, 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 이득은 더욱 향상될 수 있다.Accordingly, since the negative influence of the through hole and/or the plurality of shielding vias 131a on the first RF signal in the first patch antenna pattern 111a can be reduced, the gain of the first patch antenna pattern 111a is It can be further improved.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치에 포함될 수 있는 커플링 패치 패턴(115a)은 슬롯(133a)을 포함할 수 있다.2A and 2B, a coupling patch pattern 115a that may be included in the antenna device according to an embodiment of the present invention may include a slot 133a.

커플링 패치 패턴(115a)은 제2 패치 안테나 패턴(112a)이 외재적(extrinsic) 공진 주파수를 가지도록 추가 캐패시턴스와 추가 인덕턴스를 제2 패치 안테나 패턴(112a)으로 제공함으로써, 제2 패치 안테나 패턴(112a)의 대역폭을 넓힐 수 있다. 여기서, 외재적 공진 주파수는 커플링 패치 패턴(115a)의 수평방향 면적과 커플링 패치 패턴(115a)의 제2 패치 안테나 패턴(112a)에 대한 이격 거리에 따라 결정될 수 있다.The coupling patch pattern 115a provides an additional capacitance and an additional inductance as the second patch antenna pattern 112a so that the second patch antenna pattern 112a has an extrinsic resonance frequency. The bandwidth of (112a) can be widened. Here, the external resonance frequency may be determined according to an area of the coupling patch pattern 115a in the horizontal direction and a separation distance of the coupling patch pattern 115a with respect to the second patch antenna pattern 112a.

예를 들어, 상기 외재적 공진 주파수는 제2 패치 안테나 패턴(112a)의 내재적(intrinsic) 공진 주파수보다 작을 수 있으며, 커플링 패치 패턴(115a)은 외재적 공진 주파수의 설계에 따라 제2 패치 안테나 패턴(112a)보다 더 커질 수 있다. 여기서, 내재적 공진 주파수는 패치 안테나 패턴의 내재적 요소(예: 형태, 크기, 높이, 절연층의 유전율 등)에 따라 결정될 수 있다.For example, the extrinsic resonant frequency may be smaller than the intrinsic resonant frequency of the second patch antenna pattern 112a, and the coupling patch pattern 115a is the second patch antenna according to the design of the extrinsic resonant frequency. It may be larger than the pattern 112a. Here, the intrinsic resonance frequency may be determined according to an intrinsic element (eg, shape, size, height, dielectric constant of an insulating layer, etc.) of the patch antenna pattern.

이 경우, 커플링 패치 패턴(115a)은 제1 패치 안테나 패턴(111a)에 대해 전자기적으로 커플링될 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 RF 신호 사이의 전자기적 격리도는 열화될 수 있다.In this case, the coupling patch pattern 115a may be electromagnetically coupled to the first patch antenna pattern 111a. Accordingly, the degree of electromagnetic isolation between the first and second RF signals may be deteriorated.

커플링 패치 패턴(115a)은 슬롯(133a)을 포함함으로써, 커플링에 따라 커플링 패치 패턴(115a)을 흐르는 표면전류는 슬롯(133a)을 우회하여 흐를 수 있다. 즉, 상기 표면전류의 관점에서의 전기적 거리는 커플링 패치 패턴(115a)의 슬롯(133a)에 의해 길어질 수 있다. 따라서, 커플링 패치 패턴(115a)은 상기 외재적 공진 주파수를 낮추면서도 슬롯이 없는 경우에 비해 상대적으로 작아질 수 있다. 또한, 제1 및 제2 RF 신호 사이의 전자기적 격리도는 향상될 수 있다.Since the coupling patch pattern 115a includes the slot 133a, the surface current flowing through the coupling patch pattern 115a according to the coupling may flow bypassing the slot 133a. That is, the electrical distance in terms of the surface current may be lengthened by the slot 133a of the coupling patch pattern 115a. Accordingly, the coupling patch pattern 115a may be relatively small compared to the case where there is no slot while lowering the external resonance frequency. In addition, the degree of electromagnetic isolation between the first and second RF signals may be improved.

제2 패치 안테나 패턴(112a)은 제1 패치 안테나 패턴(111a)보다 작고 커플링 패치 패턴(115a)보다 클 수 있다. 이에 따라, 커플링 패치 패턴(115a)의 커플링은 더욱 제2 패치 안테나 패턴(112a)에 집중될 수 있으므로, 제1 및 제2 RF 신호 사이의 전자기적 격리도는 더욱 향상될 수 있다.The second patch antenna pattern 112a may be smaller than the first patch antenna pattern 111a and larger than the coupling patch pattern 115a. Accordingly, since the coupling of the coupling patch pattern 115a may be further concentrated on the second patch antenna pattern 112a, the degree of electromagnetic isolation between the first and second RF signals may be further improved.

또한, 제2 패치 안테나 패턴(112a)은 구멍(예: 관통홀, 슬롯 등)을 가지지 않는 형태일 수 있다. 이에 따라, 커플링 패치 패턴(115a)의 커플링은 더욱 제2 패치 안테나 패턴(112a)에 집중될 수 있으므로, 제1 및 제2 RF 신호 사이의 전자기적 격리도는 더욱 향상될 수 있다.In addition, the second patch antenna pattern 112a may have a shape that does not have a hole (eg, a through hole, a slot, etc.). Accordingly, since the coupling of the coupling patch pattern 115a may be further concentrated on the second patch antenna pattern 112a, the degree of electromagnetic isolation between the first and second RF signals may be further improved.

또한, 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a) 사이의 이격 거리는 제2 패치 안테나 패턴(112a)과 커플링 패치 패턴(115a) 사이의 이격 거리보다 더 짧을 수 있다.In addition, a separation distance between the first and second patch antenna patterns 111a and 112a may be shorter than a separation distance between the second patch antenna pattern 112a and the coupling patch pattern 115a.

이에 따라, 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a) 사이의 이격 거리가 짧아지므로, 피드 패턴(132a)은 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)의 외부로부터 더욱 전자기적으로 격리될 수 있으며, 제2 패치 안테나 패턴(112a)의 전자기적 커플링은 더욱 커플링 패치 패턴(115a)에 집중될 수 있다. 따라서, 제2 패치 안테나 패턴(112a)의 이득 및/또는 대역폭은 더욱 개선될 수 있다.Accordingly, since the separation distance between the first and second patch antenna patterns 111a and 112a is shortened, the feed pattern 132a is more electromagnetically applied from the outside of the first and second patch antenna patterns 111a and 112a. It may be isolated, and electromagnetic coupling of the second patch antenna pattern 112a may be further concentrated on the coupling patch pattern 115a. Accordingly, the gain and/or bandwidth of the second patch antenna pattern 112a may be further improved.

한편, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배치된 주변 커플링 부재(180a)를 더 포함할 수 있다. 주변 커플링 부재(180a)는 주변 비아(185a)를 통해 그라운드 플레인(201a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 인접 안테나 장치에 대한 전자기적 격리도를 더욱 개선시킬 수 있다. 예를 들어, 주변 커플링 부재(180a)는 수평방향 패턴과 상하방향 비아의 조합으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 주변 커플링 부재(180a)는 설계에 따라 생략될 수 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 2A and 2B, the antenna device according to an embodiment of the present invention includes a peripheral coupling member 180a disposed to surround at least a portion of the first and second patch antenna patterns 111a and 112a. ) May be further included. The peripheral coupling member 180a may be electrically connected to the ground plane 201a through the peripheral via 185a. Accordingly, the antenna device according to an embodiment of the present invention may further improve electromagnetic isolation with respect to an adjacent antenna device. For example, the peripheral coupling member 180a may be configured as a combination of a horizontal direction pattern and a vertical direction via, but is not limited thereto. In addition, the peripheral coupling member 180a may be omitted depending on the design.

한편, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 제2 피드비아(122a)는 제2 피드비아(122a)의 폭보다 더 넓은 폭을 가지는 지지패턴(125a, 126a, 136a)을 포함할 수 있으나, 지지패턴(125a, 126a, 136a)은 설계에 따라 생략될 수 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 2A and 2B, the second feed via 122a may include support patterns 125a, 126a, and 136a having a width greater than that of the second feed via 122a. The patterns 125a, 126a, and 136a may be omitted depending on the design.

한편, 유전층(150a)은 그라운드 플레인(201a)의 상측에 메워질 수 있다.Meanwhile, the dielectric layer 150a may be filled above the ground plane 201a.

도 3a 및 도 3b는 도 2a 및 도 2b의 안테나 장치와 그에 포함된 더미비아를 나타낸 측면도 및 평면도이다.3A and 3B are side and plan views illustrating the antenna device of FIGS. 2A and 2B and dummy vias included therein.

도 3a 및 도 3b을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 복수의 더미비아(134a)를 더 포함할 수 있다.3A and 3B, the antenna device according to an embodiment of the present invention may further include a plurality of dummy vias 134a.

복수의 더미비아(134a) 중 적어도 일부는 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 중심에서 복수의 차폐비아(131a)가 치우져진 방향과 다른 방향으로 치우쳐져 제1 패치 안테나 패턴(111a)에 전기적으로 연결될 수 있다.At least some of the plurality of dummy vias 134a are biased in a direction different from the direction in which the plurality of shielding vias 131a are offset from the center of the first patch antenna pattern 111a to be electrically Can be connected.

복수의 더미비아(134a)는 제1 패치 안테나 패턴(111a)과 그라운드 플레인(201a) 사이를 전기적으로 연결시키도록 배치될 수 있다.The plurality of dummy vias 134a may be disposed to electrically connect the first patch antenna pattern 111a and the ground plane 201a.

이에 따라, 제1 패치 안테나 패턴(111a)에서 복수의 차폐비아(131a)와 복수의 더미비아(134a)는 종합적으로 대칭에 더 가깝게 배열될 수 있다.Accordingly, in the first patch antenna pattern 111a, the plurality of shielding vias 131a and the plurality of dummy vias 134a may be generally arranged closer to symmetry.

제1 패치 안테나 패턴(111a)에서 제1-1 RF 신호에 대응되는 제1 피드비아 연결 지점과 제1-2 RF 신호에 대응되는 제1 피드비아 연결 지점이 서로 다르므로, 제1 패치 안테나 패턴(111a)에서 제1-1 RF 신호에 대응되는 표면전류의 전기적 특성과 제1-2 RF 신호에 대응되는 표면전류의 전기적 특성은 제1 패치 안테나 패턴(111a)에 전기적으로 연결된 복수의 비아의 배열이 전반적으로 대칭에 가까울수록 서로 유사해질 수 있다. 제1-1 RF 신호와 제1-2 RF 신호의 서로에 대한 간섭은 제1-1 RF 신호에 대응되는 표면전류의 전기적 특성과 제1-2 RF 신호에 대응되는 표면전류의 전기적 특성의 유사도가 높을수록 낮아질 수 있다.Since the first feed via connection point corresponding to the 1-1 RF signal and the first feed via connection point corresponding to the 1-2 RF signal in the first patch antenna pattern 111a are different from each other, the first patch antenna pattern In (111a), the electrical characteristics of the surface current corresponding to the 1-1 RF signal and the electrical characteristics of the surface current corresponding to the 1-2 RF signal are of the plurality of vias electrically connected to the first patch antenna pattern 111a. The closer the arrangement is overall symmetric, the more similar it can be. Interference between the 1-1 RF signal and the 1-2 RF signal is similar to the electrical characteristics of the surface current corresponding to the 1-1 RF signal and the surface current corresponding to the 1-2 RF signal. The higher is, the lower it can be.

따라서, 복수의 더미비아(134a)는 제1 패치 안테나 패턴(111a)에 전기적으로 연결된 복수의 비아의 배열의 전반적인 대칭도를 높임으로써, 제1-1 RF 신호와 제1-2 RF 신호 간의 간섭을 줄여서 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 전반적인 이득을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the plurality of dummy vias 134a increase the overall symmetry of the arrangement of the plurality of vias electrically connected to the first patch antenna pattern 111a, thereby interfering between the 1-1 RF signal and the 1-2 RF signal. By reducing the value, the overall gain of the first patch antenna pattern 111a may be improved.

한편, 복수의 더미비아(134a)는 복수의 차폐비아(131a)에 대해 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 중심에서 대칭적으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 복수의 더미비아(134a)는 제1 패치 안테나 패턴(111a)에 전기적으로 연결된 복수의 비아의 배열의 전반적인 대칭도를 더욱 높일 수 있으므로, 제1-1 RF 신호와 제1-2 RF 신호 간의 간섭을 줄여서 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 전반적인 이득을 더욱 향상시킬 수 있다.Meanwhile, the plurality of dummy vias 134a may be symmetrically disposed at the center of the first patch antenna pattern 111a with respect to the plurality of shielding vias 131a. Accordingly, the plurality of dummy vias 134a can further increase the overall symmetry of the arrangement of the plurality of vias electrically connected to the first patch antenna pattern 111a. By reducing the interference between signals, the overall gain of the first patch antenna pattern 111a may be further improved.

도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 그라운드 플레인을 나타낸 평면도이고, 도 4b는 도 4a의 그라운드 플레인의 하측의 피드라인을 나타낸 평면도이고, 도 4c는 도 4b의 피드라인의 하측의 배선비아와 제2 그라운드 플레인을 나타낸 평면도이고, 도 4d는 도 4c의 제2 그라운드 플레인의 하측의 IC 배치 영역과 엔드-파이어 안테나를 나타낸 평면도이다.4A is a plan view showing a ground plane of an antenna device according to an embodiment of the present invention, FIG. 4B is a plan view showing a feed line below the ground plane of FIG. 4A, and FIG. 4C is a view showing a lower side of the feed line of FIG. 4B. A plan view showing a wiring via and a second ground plane, and FIG. 4D is a plan view showing an IC arrangement area and an end-fire antenna under the second ground plane of FIG. 4C.

도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 피드비아(120a)는 전술한 제1 및 제2 피드비아에 종합적으로 대응되며, 패치 안테나 패턴(110a)은 전술한 제1 및 제2 패치 안테나 패턴에 종합적으로 대응되며, 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 안테나 장치는 수평방향(예: x방향 및/또는 y방향)으로 배열될 수 있다.4A to 4D, the feed via 120a comprehensively corresponds to the first and second feed vias described above, and the patch antenna pattern 110a comprehensively corresponds to the first and second patch antenna patterns. Correspondence, a plurality of antenna devices according to an embodiment of the present invention may be arranged in a horizontal direction (eg, x direction and/or y direction).

도 4a를 참조하면, 그라운드 플레인(201a)은 피드비아(120a)가 통과하는 관통홀을 가질 수 있으며, 패치 안테나 패턴(110a)과 피드라인 사이를 전자기적으로 차폐시킬 수 있다. 제2 차폐 비아(185a)는 하측(예: -z방향)을 향하여 연장될 수 있다.Referring to FIG. 4A, the ground plane 201a may have a through hole through which the feed via 120a passes, and may electromagnetically shield between the patch antenna pattern 110a and the feed line. The second shielding via 185a may extend downward (eg, in the -z direction).

도 4b를 참조하면, 배선 그라운드 플레인(202a)은 엔드-파이어 안테나 피드라인(220a)의 적어도 일부분과 피드라인(221a)을 각각 둘러쌀 수 있다. 엔드-파이어 안테나 피드라인(220a)은 제2 배선비아(232a)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 피드라인(221a)은 제1 배선비아(231a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 배선 그라운드 플레인(202a)은 엔드-파이어 안테나 피드라인(220a)과 피드라인(221a) 사이를 전자기적으로 차폐시킬 수 있다. 엔드-파이어 안테나 피드라인(220a)의 일단은 제2 피드비아(211a)에 연결될 수 있다.Referring to FIG. 4B, the wiring ground plane 202a may surround at least a portion of the end-fire antenna feed line 220a and the feed line 221a, respectively. The end-fire antenna feed line 220a may be electrically connected to the second wiring via 232a, and the feed line 221a may be electrically connected to the first wiring via 231a. The wiring ground plane 202a may electromagnetically shield the end-fire antenna feed line 220a and the feed line 221a. One end of the end-fire antenna feed line 220a may be connected to the second feed via 211a.

도 4c를 참조하면, 제2 그라운드 플레인(203a)은 제1 배선비아(231a)와 제2 배선비아(232a)가 각각 통과하는 복수의 관통홀을 가질 수 있으며, 커플링 그라운드 패턴(235a)을 가질 수 있다. 제2 그라운드 플레인(203a)은 피드라인과 IC 사이를 전자기적으로 차폐시킬 수 있다.Referring to FIG. 4C, the second ground plane 203a may have a plurality of through-holes through which the first wiring via 231a and the second wiring via 232a respectively pass, and may have a coupling ground pattern 235a. I can have it. The second ground plane 203a may electromagnetically shield between the feed line and the IC.

도 4d를 참조하면, IC 그라운드 플레인(204a)은 제1 배선비아(231a)와 제2 배선비아(232a)가 각각 통과하는 복수의 관통홀을 가질 수 있다. IC(310a)는 IC 그라운드 플레인(204a)의 하측에 배치될 수 있으며, 제1 배선비아(231a)와 제2 배선비아(232a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 엔드-파이어 안테나 패턴(210a)과 디렉터 패턴(215a)은 IC 그라운드 플레인(225)과 실질적으로 동일한 높이에 배치될 수 있다.Referring to FIG. 4D, the IC ground plane 204a may have a plurality of through holes through each of the first wiring via 231a and the second wiring via 232a. The IC 310a may be disposed under the IC ground plane 204a, and may be electrically connected to the first wiring via 231a and the second wiring via 232a. The end-fire antenna pattern 210a and the director pattern 215a may be disposed at substantially the same height as the IC ground plane 225.

IC 그라운드 플레인(204a)은 IC(310a)의 회로 및/또는 수동부품에서 사용되는 그라운드를 IC(310a) 및/또는 수동부품으로 제공할 수 있다. 설계에 따라, IC 그라운드 플레인(204a)은 IC(310a) 및/또는 수동부품에서 사용되는 전원 및 신호의 전달경로를 제공할 수 있다. 따라서, IC 그라운드 플레인(204a)은 IC 및/또는 수동부품에 전기적으로 연결될 수 있다.The IC ground plane 204a may provide ground used in the circuit and/or passive components of the IC 310a as the IC 310a and/or passive components. Depending on the design, the IC ground plane 204a may provide a transmission path for power and signals used in the IC 310a and/or passive components. Accordingly, the IC ground plane 204a may be electrically connected to the IC and/or passive components.

한편, 배선 그라운드 플레인(202a), 제2 그라운드 플레인(203a) 및 IC 그라운드 플레인(204a)은 캐비티(cavity)를 제공하도록 함몰된 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 엔드-파이어 안테나 패턴(210a)은 더욱 IC 그라운드 플레인(204a)에 가까이 배치될 수 있다.Meanwhile, the wiring ground plane 202a, the second ground plane 203a, and the IC ground plane 204a may have a recessed shape to provide a cavity. Accordingly, the end-fire antenna pattern 210a may be further disposed closer to the IC ground plane 204a.

한편, 배선 그라운드 플레인(202a), 제2 그라운드 플레인(203a) 및 IC 그라운드 플레인(204a)의 상하관계와 형태는 설계에 따라 달라질 수 있다.Meanwhile, the vertical relationship and shape of the wiring ground plane 202a, the second ground plane 203a, and the IC ground plane 204a may vary according to design.

도 5a 및 도 5b는 도 4a 내지 도 4d가 도시하는 부분과 그 하측의 구조를 예시한 측면도이다.5A and 5B are side views illustrating a portion shown in FIGS. 4A to 4D and a structure of a lower side thereof.

도 5a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 연결 부재(200), IC(310), 접착 부재(320), 전기연결구조체(330), 봉합재(340), 수동부품(350) 및 코어 부재(410) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.5A, an antenna device according to an embodiment of the present invention includes a connection member 200, an IC 310, an adhesive member 320, an electrical connection structure 330, a sealing material 340, and a passive component. It may include at least some of 350 and the core member 410.

연결 부재(200)는 인쇄회로기판(PCB)과 같이 기 설계된 패턴을 가지는 복수의 금속층과 복수의 절연층이 적층된 구조를 가질 수 있다.The connection member 200 may have a structure in which a plurality of metal layers having a predesigned pattern and a plurality of insulating layers are stacked, such as a printed circuit board (PCB).

IC(310)는 전술한 IC와 동일하며, 연결 부재(200)의 하측에 배치될 수 있다. 상기 IC(310)는 연결 부재(200)의 배선에 전기적으로 연결되어 RF 신호를 전달하거나 전달받을 수 있으며, 연결 부재(200)의 그라운드 플레인에 전기적으로 연결되어 그라운드를 제공받을 수 있다. 예를 들어, IC(310)는 주파수 변환, 증폭, 필터링, 위상제어 및 전원생성 중 적어도 일부를 수행하여 변환된 신호를 생성할 수 있다.The IC 310 is the same as the above-described IC, and may be disposed under the connection member 200. The IC 310 may be electrically connected to a wiring of the connection member 200 to transmit or receive an RF signal, and may be electrically connected to a ground plane of the connection member 200 to receive a ground. For example, the IC 310 may generate a converted signal by performing at least some of frequency conversion, amplification, filtering, phase control, and power generation.

접착 부재(320)는 IC(310)와 연결 부재(200)를 서로 접착시킬 수 있다.The adhesive member 320 may adhere the IC 310 and the connection member 200 to each other.

전기연결구조체(330)는 IC(310)와 연결 부재(200)를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 예를 들어, 전기연결구조체(330)는 솔더볼(solder ball), 핀(pin), 랜드(land), 패드(pad)과 같은 구조를 가질 수 있다. 전기연결구조체(330)는 연결 부재(200)의 배선과 그라운드 플레인보다 낮은 용융점을 가져서 상기 낮은 용융점을 이용한 소정의 공정을 통해 IC(310)와 연결 부재(200)를 전기적으로 연결시킬 수 있다.The electrical connection structure 330 may electrically connect the IC 310 and the connection member 200. For example, the electrical connection structure 330 may have a structure such as a solder ball, a pin, a land, and a pad. The electrical connection structure 330 may have a melting point lower than that of the wiring of the connection member 200 and the ground plane, so that the IC 310 and the connection member 200 may be electrically connected through a predetermined process using the low melting point.

봉합재(340)는 IC(310)의 적어도 일부를 봉합할 수 있으며, IC(310)의 방열성능과 충격 보호성능을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 봉합재(340)는 PIE(Photo Imageable Encapsulant), ABF (Ajinomoto Build-up Film), 에폭시몰딩컴파운드(epoxy molding compound, EMC) 등으로 구현될 수 있다.The encapsulant 340 may seal at least a part of the IC 310, and improve heat dissipation performance and impact protection performance of the IC 310. For example, the encapsulant 340 may be implemented with a photo imageable encapsulant (PIE), an Ajinomoto build-up film (ABF), an epoxy molding compound (EMC), or the like.

수동부품(350)은 연결 부재(200)의 하면 상에 배치될 수 있으며, 전기연결구조체(330)를 통해 연결 부재(200)의 배선 및/또는 그라운드 플레인에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 수동부품(350)은 캐패시터(예: Multi Layer Ceramic Capacitor(MLCC))나 인덕터, 칩저항기 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.The passive component 350 may be disposed on the lower surface of the connection member 200, and may be electrically connected to the wiring and/or the ground plane of the connection member 200 through the electrical connection structure 330. For example, the passive component 350 may include at least some of a capacitor (eg, Multi Layer Ceramic Capacitor (MLCC)), an inductor, and a chip resistor.

코어 부재(410)는 연결 부재(200)의 하측에 배치될 수 있으며, 외부로부터 IF(intermediate frequency) 신호 또는 기저대역(base band) 신호를 전달받아 IC(310)로 전달하거나 IC(310)로부터 IF 신호 또는 기저대역 신호를 전달받아 외부로 전달하도록 연결 부재(200)에 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, RF 신호의 주파수(예: 24GHz, 28GHz, 36GHz, 39GHz, 60GHz)는 IF 신호(예: 2GHz, 5GHz, 10GHz 등)의 주파수보다 크다.The core member 410 may be disposed under the connection member 200, receives an intermediate frequency (IF) signal or a base band signal from the outside and transmits it to the IC 310 or from the IC 310 It may be electrically connected to the connection member 200 to receive an IF signal or a baseband signal and transmit it to the outside. Here, the frequency of the RF signal (eg, 24GHz, 28GHz, 36GHz, 39GHz, 60GHz) is greater than the frequency of the IF signal (eg, 2GHz, 5GHz, 10GHz, etc.).

예를 들어, 코어 부재(410)는 연결 부재(200)의 IC 그라운드 플레인에 포함될 수 있는 배선을 통해 IF 신호 또는 기저대역 신호를 IC(310)로 전달하거나 IC(310)로부터 전달받을 수 있다. 연결 부재(200)의 제1 그라운드 플레인이 IC 그라운드 플레인과 배선의 사이에 배치되므로, 안테나 장치 내에서 IF 신호 또는 기저대역 신호와 RF 신호는 전기적으로 격리될 수 있다.For example, the core member 410 may transmit an IF signal or a baseband signal to the IC 310 or receive from the IC 310 through a wiring that may be included in the IC ground plane of the connection member 200. Since the first ground plane of the connection member 200 is disposed between the IC ground plane and the wiring, the IF signal or the baseband signal and the RF signal may be electrically isolated in the antenna device.

도 5b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 차폐 부재(360), 커넥터(420) 및 칩 안테나(430) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5B, the antenna device according to an embodiment of the present invention may include at least a portion of a shield member 360, a connector 420, and a chip antenna 430.

차폐 부재(360)는 연결 부재(200)의 하측에 배치되어 연결 부재(200)와 함께 IC(310)를 가두도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐 부재(360)는 IC(310)와 수동부품(350)을 함께 커버(예: conformal shield)하거나 각각 커버(예: compartment shield)하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐 부재(360)는 일면이 개방된 육면체의 형태를 가지고, 연결 부재(200)와의 결합을 통해 육면체의 수용공간을 가질 수 있다. 차폐 부재(360)는 구리와 같이 높은 전도도의 물질로 구현되어 짧은 스킨뎁스(skin depth)를 가질 수 있으며, 연결 부재(200)의 그라운드 플레인에 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 차폐 부재(360)는 IC(310)와 수동부품(350)이 받을 수 있는 전자기적 노이즈를 줄일 수 있다.The shielding member 360 may be disposed under the connection member 200 to confine the IC 310 together with the connection member 200. For example, the shield member 360 may be disposed to cover the IC 310 and the passive component 350 together (eg, a conformal shield) or cover each (eg, a compartment shield). For example, the shield member 360 may have a shape of a hexahedron with one surface open, and may have a hexahedral accommodation space through coupling with the connection member 200. The shielding member 360 may be implemented with a material of high conductivity such as copper to have a short skin depth, and may be electrically connected to the ground plane of the connection member 200. Accordingly, the shielding member 360 may reduce electromagnetic noise that may be received by the IC 310 and the passive component 350.

커넥터(420)는 케이블(예: 동축케이블, 연성PCB)의 접속구조를 가질 수 있으며, 연결 부재(200)의 IC 그라운드 플레인에 전기적으로 연결될 수 있으며, 전술한 서브기판과 유사한 역할을 수행할 수 있다. 즉, 상기 커넥터(420)는 케이블로부터 IF 신호, 기저대역 신호 및/또는 전원을 제공받거나 IF 신호 및/또는 기저대역 신호를 케이블로 제공할 수 있다.The connector 420 may have a connection structure of a cable (e.g., a coaxial cable, a flexible PCB), may be electrically connected to the IC ground plane of the connection member 200, and may play a role similar to the above-described sub-substrate. have. That is, the connector 420 may receive an IF signal, a baseband signal and/or power from a cable, or may provide an IF signal and/or a baseband signal through a cable.

칩 안테나(430)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치에 보조하여 RF 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 예를 들어, 칩 안테나(430)는 절연층보다 큰 유전율을 가지는 유전체 블록과, 상기 유전체 블록의 양면에 배치되는 복수의 전극을 포함할 수 있다. 상기 복수의 전극 중 하나는 연결 부재(200)의 배선에 전기적으로 연결될 수 있으며, 다른 하나는 연결 부재(200)의 그라운드 플레인에 전기적으로 연결될 수 있다.The chip antenna 430 may transmit or receive an RF signal in support of the antenna device according to an embodiment of the present invention. For example, the chip antenna 430 may include a dielectric block having a dielectric constant greater than that of an insulating layer, and a plurality of electrodes disposed on both sides of the dielectric block. One of the plurality of electrodes may be electrically connected to the wiring of the connection member 200, and the other may be electrically connected to the ground plane of the connection member 200.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 전자기기에서의 배치를 예시한 평면도이다.6A and 6B are plan views illustrating an arrangement of an antenna device in an electronic device according to an embodiment of the present invention.

도 6a를 참조하면, 패치 안테나 패턴(100g)을 포함하는 안테나 장치는 전자기기(700g)의 세트 기판(600g) 상에서 전자기기(700g)의 측면 경계에 인접하여 배치될 수 있다.Referring to FIG. 6A, an antenna device including a patch antenna pattern 100g may be disposed adjacent to a side boundary of the electronic device 700g on a set substrate 600g of the electronic device 700g.

전자기기(700g)는 스마트 폰(smart phone), 개인용 정보 단말기(personal digital assistant), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 네트워크 시스템(network system), 컴퓨터(computer), 모니터(monitor), 태블릿(tablet), 랩탑(laptop), 넷북(netbook), 텔레비전(television), 비디오 게임(video game), 스마트 워치(smart watch), 오토모티브(Automotive) 등일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The electronic device 700g includes a smart phone, a personal digital assistant, a digital video camera, a digital still camera, a network system, and a computer. ), monitor, tablet, laptop, netbook, television, video game, smart watch, automotive, etc. Not limited.

상기 세트 기판(600g) 상에는 통신모듈(610g) 및 기저대역 회로(620g)가 더 배치될 수 있다. 상기 안테나 장치는 동축케이블(630g)을 통해 통신모듈(610g) 및/또는 기저대역 회로(620g)에 전기적으로 연결될 수 있다.A communication module 610g and a baseband circuit 620g may be further disposed on the set substrate 600g. The antenna device may be electrically connected to the communication module 610g and/or the baseband circuit 620g through a coaxial cable 630g.

통신모듈(610g)은 디지털 신호처리를 수행하도록 휘발성 메모리(예컨대, DRAM), 비-휘발성 메모리(예컨대, ROM), 플래시 메모리 등의 메모리 칩; 센트랄 프로세서(예컨대, CPU), 그래픽 프로세서(예컨대, GPU), 디지털 신호 프로세서, 암호화 프로세서, 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러 등의 어플리케이션 프로세서 칩; 아날로그-디지털 컨버터, ASIC(application-specific IC) 등의 로직 칩 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.The communication module 610g includes a memory chip such as a volatile memory (eg, DRAM), a non-volatile memory (eg, ROM), and a flash memory to perform digital signal processing; Application processor chips such as a central processor (eg, a CPU), a graphics processor (eg, a GPU), a digital signal processor, an encryption processor, a microprocessor, and a microcontroller; It may include at least some of a logic chip such as an analog-to-digital converter and an application-specific IC (ASIC).

기저대역 회로(620g)는 아날로그-디지털 변환, 아날로그 신호에 대한 증폭, 필터링 및 주파수 변환을 수행하여 베이스 신호를 생성할 수 있다. 상기 기저대역 회로(620g)로부터 입출력되는 베이스 신호는 케이블을 통해 안테나 장치로 전달될 수 있다.The baseband circuit 620g may generate a base signal by performing analog-to-digital conversion, amplification, filtering, and frequency conversion of the analog signal. The base signal input/output from the baseband circuit 620g may be transmitted to the antenna device through a cable.

예를 들어, 상기 베이스 신호는 전기연결구조체와 코어 비아와 배선을 통해 IC로 전달될 수 있다. 상기 IC는 상기 베이스 신호를 밀리미터웨이브(mmWave) 대역의 RF 신호로 변환할 수 있다.For example, the base signal may be transmitted to the IC through an electrical connection structure, a core via, and a wiring. The IC may convert the base signal into an RF signal in a mmWave band.

도 6b를 참조하면, 패치 안테나 패턴(100i)을 각각 포함하는 복수의 안테나 장치는 전자기기(700i)의 세트 기판(600i) 상에서 다각형의 전자기기(700i)의 변의 중심에 각각 인접하여 배치될 수 있으며, 상기 세트 기판(600i) 상에는 통신모듈(610i) 및 기저대역 회로(620i)가 더 배치될 수 있다. 상기 안테나 장치 및 안테나 모듈은 동축케이블(630i)을 통해 통신모듈(610i) 및/또는 기저대역 회로(620i)에 전기적으로 연결될 수 있다.6B, a plurality of antenna devices each including a patch antenna pattern 100i may be disposed adjacent to the center of a side of a polygonal electronic device 700i on a set substrate 600i of the electronic device 700i. In addition, a communication module 610i and a baseband circuit 620i may be further disposed on the set substrate 600i. The antenna device and the antenna module may be electrically connected to the communication module 610i and/or the baseband circuit 620i through a coaxial cable 630i.

유전층(1140g, 1140h)은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치 내에서 패턴, 비아, 플레인, 라인, 전기연결구조체가 배치되지 않은 영역에 채워질 수 있다.The dielectric layers 1140g and 1140h may be filled in a region in which patterns, vias, planes, lines, and electrical connection structures are not disposed in the antenna device according to an embodiment of the present invention.

예를 들어, 유전층(1140g, 1140h)은 FR4, LCP(Liquid Crystal Polymer), LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic), 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들 수지가 무기필러와 함께 유리섬유(Glass Fiber, Glass Cloth, Glass Fabric) 등의 심재에 함침된 수지, 프리프레그(prepreg), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine), 감광성 절연(Photo Imagable Dielectric: PID) 수지, 일반 동박 적층판(Copper Clad Laminate, CCL) 또는 글래스나 세라믹 (ceramic) 계열의 절연재 등으로 구현될 수 있다.For example, the dielectric layers (1140g, 1140h) are FR4, Liquid Crystal Polymer (LCP), Low Temperature Co-fired Ceramic (LTCC), thermosetting resins such as epoxy resins, thermoplastic resins such as polyimide, or these resins are inorganic fillers. In addition, resin impregnated in core materials such as glass fiber (Glass Fiber, Glass Cloth, Glass Fabric), prepreg, ABF (Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT (Bismaleimide Triazine), photosensitive insulation ( Photo Imagable Dielectric (PID) resin, a general copper clad laminate (CCL), or glass or ceramic (ceramic) series of insulating material can be implemented.

한편, 본 명세서에 개진된 패턴, 비아, 플레인, 라인, 전기연결구조체는, 금속 재료(예: 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질)를 포함할 수 있으며, CVD(chemical vapor deposition), PVD(Physical Vapor Deposition), 스퍼터링(sputtering), 서브트랙티브(Subtractive), 애디티브(Additive), SAP(Semi-Additive Process), MSAP(Modified Semi-Additive Process) 등의 도금 방법에 따라 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.On the other hand, the patterns, vias, planes, lines, and electrical connection structures disclosed herein are metal materials (eg, copper (Cu), aluminum (Al), silver (Ag), tin (Sn), gold (Au)), Conductive materials such as nickel (Ni), lead (Pb), titanium (Ti), or alloys thereof), and CVD (chemical vapor deposition), PVD (Physical Vapor Deposition), sputtering, and sub It may be formed according to a plating method such as Subtractive, Additive, SAP (Semi-Additive Process), or MSAP (Modified Semi-Additive Process), but is not limited thereto.

한편, 본 명세서에 개진된 RF 신호는 Wi-Fi(IEEE 802.11 패밀리 등), WiMAX(IEEE 802.16 패밀리 등), IEEE 802.20, LTE(long term evolution), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPS, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, 3G, 4G, 5G 및 그 이후의 것으로 지정된 임의의 다른 무선 및 유선 프로토콜들에 따른 형식을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Meanwhile, the RF signals disclosed herein are Wi-Fi (IEEE 802.11 family, etc.), WiMAX (IEEE 802.16 family, etc.), IEEE 802.20, long term evolution (LTE), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, and It may have a format according to any other wireless and wired protocols designated as GSM, GPS, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, 3G, 4G, 5G and later, but is not limited thereto.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.In the above, the present invention has been described by specific matters such as specific elements and limited embodiments and drawings, but this is provided only to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments. , Anyone having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can make various modifications and variations from these descriptions.

111a: 제1 패치 안테나 패턴(patch antenna pattern)
112a: 제2 패치 안테나 패턴
115a: 커플링 패치 패턴(coupling patch pattern)
121a, 121b: 제1 피드비아(feed via)
122a, 122b: 제2 피드비아(feed via)
131a: 복수의 차폐비아(shielding via)
132a: 피드 패턴(feed pattern)
133a: 슬롯(slot)
134a: 복수의 더미비아
201a: 그라운드 플레인(ground plane)111a: first patch antenna pattern
112a: second patch antenna pattern
115a: coupling patch pattern
121a, 121b: first feed via
122a, 122b: second feed via
131a: multiple shielding vias
132a: feed pattern
133a: slot
134a: Multiple dummy vias
201a: ground plane

Claims (16)

관통홀을 가지는 제1 패치 안테나 패턴;
상기 제1 패치 안테나 패턴의 상측에 이격 배치된 제2 패치 안테나 패턴;
상기 제1 패치 안테나 패턴에 전기적으로 연결된 제1 피드비아;
상기 제1 패치 안테나 패턴의 관통홀을 관통하는 제2 피드비아; 및
상기 제1 및 제2 패치 안테나 패턴의 사이에서 상기 제2 피드비아에 전기적으로 연결되고 상기 제2 패치 안테나 패턴의 중심에서 가장자리 방향으로 상기 제2 피드비아보다 더 치우쳐져 상기 제2 패치 안테나 패턴에 전기적으로 연결되는 피드 패턴; 을 포함하는 안테나 장치.
A first patch antenna pattern having a through hole;
A second patch antenna pattern spaced apart from above the first patch antenna pattern;
A first feed via electrically connected to the first patch antenna pattern;
A second feed via passing through the through hole of the first patch antenna pattern; And
It is electrically connected to the second feed via between the first and second patch antenna patterns, and is biased from the center of the second patch antenna pattern toward the edge of the second patch antenna pattern. A feed pattern electrically connected; Antenna device comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 제1 피드비아는 상기 제1 패치 안테나 패턴의 중심에서 가장자리 방향으로 상기 제2 피드비아보다 더 치우쳐져 상기 제1 패치 안테나 패턴에 전기적으로 연결되는 안테나 장치.
The method of claim 1,
The first feed via is more inclined from the center of the first patch antenna pattern to the edge direction than the second feed via and is electrically connected to the first patch antenna pattern.
 제1항에 있어서,
상기 제1 피드비아는 상기 제2 패치 안테나 패턴에서의 상기 피드 패턴의 전기적 연결 지점보다 가장자리 방향으로 더 치우쳐져 상기 제1 패치 안테나 패턴에 전기적으로 연결되는 안테나 장치.
The method of claim 1,
The first feed via is biased toward an edge of the second patch antenna pattern than an electrical connection point of the feed pattern and is electrically connected to the first patch antenna pattern.
 제1항에 있어서,
상기 제2 패치 안테나 패턴의 상측에 이격 배치된 커플링 패치 패턴을 더 포함하는 안테나 장치.
The method of claim 1,
An antenna device further comprising a coupling patch pattern spaced apart from above the second patch antenna pattern.
 제4항에 있어서,
상기 제1 및 제2 패치 안테나 패턴 사이의 이격 거리는 상기 제2 패치 안테나 패턴과 상기 커플링 패치 패턴 사이의 이격 거리보다 더 짧은 안테나 장치.
The method of claim 4,
A separation distance between the first and second patch antenna patterns is shorter than a separation distance between the second patch antenna pattern and the coupling patch pattern.
 제4항에 있어서,
상기 커플링 패치 패턴은 슬롯(slot)을 포함하는 안테나 장치.
The method of claim 4,
The coupling patch pattern is an antenna device including a slot.
 제6항에 있어서,
상기 제2 패치 안테나 패턴은 상기 제1 패치 안테나 패턴보다 작고 상기 커플링 패치 패턴보다 큰 안테나 장치.
The method of claim 6,
The second patch antenna pattern is smaller than the first patch antenna pattern and larger than the coupling patch pattern.
 제6항에 있어서,
상기 제2 패치 안테나 패턴은 구멍을 가지지 않는 형태인 안테나 장치.
The method of claim 6,
The second patch antenna pattern is an antenna device having no hole.
 제1항에 있어서,
각각 상기 제1 패치 안테나 패턴에 전기적으로 연결되고 상기 제2 피드비아를 둘러싸도록 배열되는 복수의 차폐비아; 를 더 포함하는 안테나 장치.
The method of claim 1,
A plurality of shielding vias each electrically connected to the first patch antenna pattern and arranged to surround the second feed via; Antenna device further comprising a.
 제9항에 있어서,
상기 제1 패치 안테나 패턴의 중심에서 상기 복수의 차폐비아가 치우져진 방향과 다른 방향으로 치우쳐져 상기 제1 패치 안테나 패턴에 전기적으로 연결된 복수의 더미비아; 를 포함하는 안테나 장치.
The method of claim 9,
A plurality of dummy vias biased in a direction different from a direction in which the plurality of shielding vias are offset from the center of the first patch antenna pattern and electrically connected to the first patch antenna pattern; Antenna device comprising a.
 제10항에 있어서,
상기 복수의 차폐비아와 상기 복수의 더미비아가 각각 전기적으로 연결되고 상기 제1 및 제2 피드비아가 관통하도록 배치된 적어도 하나의 관통홀을 가지는 그라운드 플레인을 더 포함하는 안테나 장치.
The method of claim 10,
The antenna device further comprises a ground plane having at least one through-hole disposed so that the plurality of shielding vias and the plurality of dummy vias are electrically connected, and the first and second feed vias pass through.
 제10항에 있어서,
상기 복수의 더미비아는 상기 복수의 차폐비아에 대해 상기 제1 패치 안테나 패턴의 중심에서 대칭적으로 배치되는 안테나 장치.
The method of claim 10,
The plurality of dummy vias are symmetrically disposed at the center of the first patch antenna pattern with respect to the plurality of shielding vias.
 관통홀을 가지는 제1 패치 안테나 패턴;
상기 제1 패치 안테나 패턴의 상측에 이격 배치된 제2 패치 안테나 패턴;
상기 제1 패치 안테나 패턴에 전기적으로 연결된 제1 피드비아;
상기 제1 패치 안테나 패턴의 관통홀을 관통하는 제2 피드비아;
각각 상기 제1 패치 안테나 패턴에 전기적으로 연결되고 상기 제2 피드비아를 둘러싸도록 배열되는 복수의 차폐비아; 및
상기 제1 패치 안테나 패턴의 중심에서 상기 복수의 차폐비아가 치우져진 방향과 다른 방향으로 치우쳐져 상기 제1 패치 안테나 패턴에 전기적으로 연결된 복수의 더미비아; 를 포함하는 안테나 장치.
A first patch antenna pattern having a through hole;
A second patch antenna pattern spaced apart from above the first patch antenna pattern;
A first feed via electrically connected to the first patch antenna pattern;
A second feed via passing through the through hole of the first patch antenna pattern;
A plurality of shielding vias each electrically connected to the first patch antenna pattern and arranged to surround the second feed via; And
A plurality of dummy vias biased in a direction different from a direction in which the plurality of shielding vias are offset from the center of the first patch antenna pattern and electrically connected to the first patch antenna pattern; Antenna device comprising a.
 제13항에 있어서,
상기 복수의 더미비아는 상기 복수의 차폐비아에 대해 상기 제1 패치 안테나 패턴의 중심에서 대칭적으로 배치되는 안테나 장치.
The method of claim 13,
The plurality of dummy vias are symmetrically disposed at the center of the first patch antenna pattern with respect to the plurality of shielding vias.
 제13항에 있어서,
상기 복수의 차폐비아와 상기 복수의 더미비아가 각각 전기적으로 연결되고 상기 제1 및 제2 피드비아가 관통하도록 배치된 적어도 하나의 관통홀을 가지는 그라운드 플레인을 더 포함하는 안테나 장치.
The method of claim 13,
The antenna device further comprises a ground plane having at least one through-hole disposed so that the plurality of shielding vias and the plurality of dummy vias are electrically connected, and the first and second feed vias pass through.
 제13항에 있어서,
상기 제2 패치 안테나 패턴의 상측에 이격 배치된 커플링 패치 패턴을 더 포함하고,
상기 커플링 패치 패턴은 슬롯(slot)을 포함하는 안테나 장치.
The method of claim 13,
Further comprising a coupling patch pattern spaced apart from the upper side of the second patch antenna pattern,
The coupling patch pattern is an antenna device including a slot.
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