KR102461630B1 - Antenna apparatus - Google Patents

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KR102461630B1
KR102461630B1 KR1020200121963A KR20200121963A KR102461630B1 KR 102461630 B1 KR102461630 B1 KR 102461630B1 KR 1020200121963 A KR1020200121963 A KR 1020200121963A KR 20200121963 A KR20200121963 A KR 20200121963A KR 102461630 B1 KR102461630 B1 KR 102461630B1
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류정기
이원철
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삼성전기주식회사
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

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  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, N X 1의 구조로 배열되고 각각 배열방향에 대해 비스듬한 변을 가지는 다각형 형태인 복수의 제1 패치 안테나 패턴; 각각 복수의 제1 패치 안테나 패턴 중 대응되는 제1 패치 안테나 패턴에 전기적으로 연결되는 복수의 피드비아; 및 복수의 제1 패치 안테나 패턴의 비스듬한 변을 따라 배열된 복수의 가이드 비아; 를 포함한다.An antenna device according to an embodiment of the present invention includes: a plurality of first patch antenna patterns arranged in a structure of N X 1 and each having a polygonal shape having an oblique side with respect to the arrangement direction; a plurality of feed vias electrically connected to a corresponding first patch antenna pattern among the plurality of first patch antenna patterns, respectively; and a plurality of guide vias arranged along oblique sides of the plurality of first patch antenna patterns. includes

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.Data traffic of mobile communication is rapidly increasing every year. Active technology development is in progress to support this breakthrough data in real time in the wireless network. 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 point of view using a miniature camera) Applications such as real-time video transmission) require communication (eg, 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, millimeter wave (mmWave) communication including fifth generation (5G) communication is being actively studied, and research for commercialization/standardization of an antenna device that smoothly implements the same is being 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, 24 GHz, 28 GHz, 36 GHz, 39 GHz, 60 GHz, etc.) are easily absorbed and lost in the course of transmission, the quality of communication may drop sharply. Therefore, an antenna for communication in a high frequency band requires a technical approach different from that of the existing antenna technology, and a separate method for securing antenna gain, integrating antenna and RFIC, and securing EIRP (Effective Isotropic Radiated Power), etc. It may require the development of special technologies such as power amplifiers.

미국특허문헌 8,803,757US Patent Document 8,803,757

본 발명은 안테나 성능(예: 이득, 대역폭, 지향성(directivity) 등)을 향상시키거나 소형화에 유리한 구조를 가질 수 있는 안테나 장치를 제공한다.The present invention provides an antenna device capable of improving antenna performance (eg, gain, bandwidth, directivity, etc.) or having a structure advantageous for miniaturization.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, N X 1의 구조로 배열되고 각각 배열방향에 대해 비스듬한 변을 가지는 다각형 형태인 복수의 제1 패치 안테나 패턴; 각각 상기 복수의 제1 패치 안테나 패턴 중 대응되는 제1 패치 안테나 패턴에 전기적으로 연결되는 복수의 피드비아; 및 상기 복수의 제1 패치 안테나 패턴의 비스듬한 변을 따라 배열된 복수의 가이드 비아; 를 포함한다.An antenna device according to an embodiment of the present invention includes: a plurality of first patch antenna patterns arranged in a structure of N X 1 and each having a polygonal shape having an oblique side with respect to the arrangement direction; a plurality of feed vias electrically connected to a corresponding first patch antenna pattern among the plurality of first patch antenna patterns, respectively; and a plurality of guide vias arranged along oblique sides of the plurality of first patch antenna patterns. includes

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 안테나 성능(예: 이득, 대역폭, 지향성(directivity) 등)을 향상시키거나 소형화에 유리한 구조를 가질 수 있다.An antenna device according to an embodiment of the present invention may have a structure advantageous for improving antenna performance (eg, gain, bandwidth, directivity, etc.) or for miniaturization.

도 1a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 나타낸 평면도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치와 제2 패치 안테나 패턴을 나타낸 평면도이다.
도 1c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 제1 및 제2 패치 안테나 패턴의 배치관계를 예시한 평면도이다.
도 1d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 제1 패치 안테나 패턴의 변형 형태를 예시한 평면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 나타낸 측면도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 독립적 컴포넌트 구조를 나타낸 측면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 가이드 비아의 유무에 따른 리턴로스(Return Loss)를 나타낸 S-파라미터 그래프이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 가이드 비아의 유무에 따른 이득(Gain)을 나타낸 그래프이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 그라운드 플레인을 나타낸 평면도이다.
도 5b는 도 5a의 그라운드 플레인의 하측의 피드라인을 나타낸 평면도이다.
도 5c는 도 5b의 피드라인의 하측의 배선비아와 제2 그라운드 플레인을 나타낸 평면도이다.
도 5d는 도 5c의 제2 그라운드 플레인의 하측의 IC 배치 영역과 엔드-파이어 안테나를 나타낸 평면도이다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 하측 구조를 예시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 구조를 예시한 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 전자기기에서의 배치를 예시한 평면도이다.1A is a plan view illustrating an antenna device according to an embodiment of the present invention.
1B is a plan view illustrating an antenna device and a second patch antenna pattern according to an embodiment of the present invention.
1C is a plan view illustrating an arrangement relationship of first and second patch antenna patterns of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
1D is a plan view illustrating a modified form of a first patch antenna pattern of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B are perspective views illustrating an antenna device according to an embodiment of the present invention.
3A is a side view illustrating an antenna device according to an embodiment of the present invention.
3B is a side view illustrating an independent component structure of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
4A is an S-parameter graph showing a return loss according to the presence or absence of a guide via of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
4B is a graph illustrating a gain according to the presence or absence of a guide via of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
5A is a plan view illustrating a ground plane of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
5B is a plan view illustrating a feed line below the ground plane of FIG. 5A .
FIG. 5C is a plan view illustrating a wiring via and a second ground plane below the feed line of FIG. 5B .
FIG. 5D is a plan view illustrating an IC arrangement area under the second ground plane of FIG. 5C and an end-fire antenna.
6A to 6B are side views illustrating a lower structure of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
7 is a side view illustrating a structure of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
8 is a plan view 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 [0012] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0014] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0016] Reference is made to the accompanying drawings, which show by way of illustration specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and characteristics described herein with respect to one embodiment may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention. 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 following detailed description 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 equivalents as claimed by the claims. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions throughout the various 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 practice the present invention.

도 1a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 나타낸 평면도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 안테나부를 나타낸 사시도이다.1A is a plan view illustrating an antenna device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2A and 2B are perspective views illustrating an antenna unit of the antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 1a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 제1 및 제2 안테나부(100a, 100b)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 안테나 장치는 도 2a 및 도 2b에 도시된 안테나부가 N X 1의 구조로 배열된 구조로 이루어질 수 있다. 여기서, N은 2 이상의 자연수이다.Referring to FIG. 1A , the antenna device according to an embodiment of the present invention may include first and second antenna units 100a and 100b. That is, the antenna device may have a structure in which the antenna units shown in FIGS. 2A and 2B are arranged in an N×1 structure. Here, N is a natural number of 2 or more.

도 1a, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e), 복수의 피드비아(121e), 231b) 및 복수의 가이드 비아(130a, 130b, 130e)를 포함하며, 그라운드 플레인(201a), 유전 바디(150a, 150b)를 더 포함할 수 있다.1A, 2A and 2B , the antenna device according to an embodiment of the present invention includes a plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, 111e, a plurality of feed vias 121e, 231b, and It includes a plurality of guide vias 130a, 130b, and 130e, and may further include a ground plane 201a and dielectric bodies 150a and 150b.

복수의 피드비아(121e)는 각각 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e) 중 대응되는 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)에 전기적으로 연결되며, RF(Radio Frequency) 신호의 전기적 경로로 작용할 수 있다.The plurality of feed vias 121e are electrically connected to corresponding first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e among the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e, respectively, and receive a radio frequency (RF) signal. may act as an electrical pathway for

예를 들어, 복수의 피드비아(121e)는 복수의 피드패턴(119a, 119b, 119e)을 포함할 수 있으며, 복수의 피드패턴(119a, 119b, 119e)을 통해 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)에 접촉하지 않고 간접적으로 급전할 수 있다.For example, the plurality of feed vias 121e may include a plurality of feed patterns 119a, 119b, and 119e, and a plurality of first patch antenna patterns ( 111a, 111b, 111e) can be indirectly fed without contact.

예를 들어, 복수의 피드비아(121e)는 그라운드 플레인(201a, 201a)의 관통홀(TH1)을 관통하도록 배치될 수 있다.For example, the plurality of feed vias 121e may be disposed to pass through the through holes TH1 of the ground planes 201a and 201a.

복수의 피드비아(121e)를 통해 전송되는 RF 신호는 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)에서 상하방향(예: z방향)으로 원격 송수신될 수 있다.The RF signal transmitted through the plurality of feed vias 121e may be remotely transmitted/received in the vertical direction (eg, the z direction) in the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e.

그라운드 플레인(201a, 201a)은 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)에 대해 전자기적으로 리플렉터(reflector)로 작용할 수 있으므로, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)의 RF 신호 원격 송수신 방향을 더욱 상측으로 집중시킬 수 있다.Since the ground planes 201a and 201a may act as electromagnetically reflectors for the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e, the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, 111e The direction of remote transmission and reception of RF signals can be further focused upwards.

상기 RF 신호는 송신시에 IC(Integrated Circuit)에서부터 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)까지 전송될 수 있으며, 수신시에 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)에서부터 IC까지 전송될 수 있다.The RF signal may be transmitted from an integrated circuit (IC) to a plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e during transmission, and a plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e upon reception. can be transmitted from to the IC.

복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)은 상면으로 표면전류가 흐름에 따라 상하방향(예: z방향)으로 방사패턴을 형성할 수 있다.The plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e may form a radiation pattern in the vertical direction (eg, the z-direction) as a surface current flows to the upper surface thereof.

복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)을 흐르는 표면전류의 방향 및/또는 크기는 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e) 각각의 임피던스(캐패시턴스 및/또는 인덕턴스)에 기반하여 결정될 수 있다.The direction and/or magnitude of the surface current flowing through the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e depends on the impedance (capacitance and/or inductance) of each of the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e. can be determined based on

복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)의 다각형의 변의 전자기적 경계조건은 상기 다각형의 중심의 전자기적 경계조건에 따라, 상기 표면전류는 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)의 다각형의 일 변에서 타 변을 향하여 흐를 수 있다.The electromagnetic boundary condition of the polygonal sides of the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, 111e depends on the electromagnetic boundary condition of the center of the polygon, and the surface current is the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b. , 111e) may flow from one side of the polygon to the other side.

RF 신호의 원격 송수신 방향이 상하방향(예: z방향)일 경우, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)의 전계는 수평방향이면서 상기 표면전류의 방향과 동일한 방향(예: x방향 또는 y방향)으로 형성될 수 있으며, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)의 자계는 수평방향이면서 상기 표면전류의 방향에 수직인 방향(예: y방향 또는 x방향)으로 형성될 수 있다.When the remote transmission/reception direction of the RF signal is the vertical direction (eg, the z direction), the electric fields of the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e are horizontal and in the same direction as the direction of the surface current (eg, x direction or y-direction), and the magnetic fields of the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e are horizontal and perpendicular to the direction of the surface current (eg, y-direction or x-direction). can be formed.

복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)의 이득(gain)은 복수의 제1 패치 안테나 패턴(110a, 110b)의 개수가 많을수록 높을 수 있다. 그러나, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)의 다각형의 일 변이 인접한 제1 패치 안테나 패턴을 향할 경우, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)의 전계 및 자계는 인접한 제1 패치 안테나 패턴으로 전자기적 간섭을 일으킬 수 있다. 상기 전자기적 간섭은 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)의 이득 및/또는 지향성을 저하시킬 수 있다.The gain of the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e may be higher as the number of the plurality of first patch antenna patterns 110a, 110b increases. However, when one side of the polygon of the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e faces the adjacent first patch antenna pattern, the electric and magnetic fields of the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e are Electromagnetic interference may be caused by the adjacent first patch antenna pattern. The electromagnetic interference may decrease the gain and/or directivity of the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e.

따라서, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)은 N X 1의 구조로 배열되고 각각 배열방향(예: y방향)에 대해 비스듬한(oblique) 변을 가지는 다각형 형태이다.Accordingly, the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e are arranged in a structure of N X 1 and have a polygonal shape each having an oblique side with respect to an arrangement direction (eg, a y-direction).

이에 따라, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e) 각각의 다각형의 일 변은 인접한 제1 패치 안테나 패턴을 향하지 않을 수 있으므로, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)의 전계 및 자계가 인접한 제1 패치 안테나 패턴으로 전자기적 간섭을 일으키는 현상은 감소할 수 있으며, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)의 이득 및/또는 지향성은 향상될 수 있다.Accordingly, since one side of the polygon of each of the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e may not face the adjacent first patch antenna pattern, the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, 111e) The occurrence of electromagnetic interference to the adjacent first patch antenna patterns may be reduced, and the gain and/or directivity of the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e may be improved.

복수의 가이드 비아(130a, 130b, 130e)는 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)의 비스듬한 변을 따라 배열된다.The plurality of guide vias 130a, 130b, and 130e are arranged along oblique sides of the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e.

이에 따라, 복수의 가이드 비아(130a, 130b, 130e)는 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)의 비스듬한 변에 대해 전자기적으로 커플링될 수 있으며, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)의 대역폭을 넓힐 수 있다.Accordingly, the plurality of guide vias 130a, 130b, and 130e may be electromagnetically coupled to oblique sides of the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e, and the plurality of first patch antenna patterns may be electromagnetically coupled. The bandwidth of (111a, 111b, 111e) can be widened.

복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)을 흐르는 표면전류의 방향 및/또는 크기는 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e) 각각의 임피던스(캐패시턴스 및/또는 인덕턴스)뿐만 아니라 복수의 가이드 비아(130a, 130b, 130e)의 전자기적 커플링에 따라 형성되는 임피던스에 의해서도 영향을 받을 수 있다.The direction and/or magnitude of the surface current flowing through the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e is determined by the impedance (capacitance and/or inductance) of each of the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e. Rather, it may be affected by the impedance formed according to electromagnetic coupling of the plurality of guide vias 130a, 130b, and 130e.

따라서, 복수의 가이드 비아(130a, 130b, 130e)의 전자기적 커플링은 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)의 표면전류가 비스듬한 변을 향하여 더 집중적으로 흐르도록 가이드할 수 있다.Accordingly, the electromagnetic coupling of the plurality of guide vias 130a, 130b, and 130e may guide the surface current of the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e to flow more intensively toward the oblique side. .

이에 따라, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)의 표면전류 중 인접한 제1 패치 안테나 패턴을 향하여 흐르는 에너지의 비율은 더욱 감소할 수 있으므로, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)의 전계 및 자계가 인접한 제1 패치 안테나 패턴으로 전자기적 간섭을 일으키는 현상은 더욱 효율적으로 감소할 수 있으며, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)의 이득 및/또는 지향성은 더욱 향상될 수 있다.Accordingly, the ratio of energy flowing toward the adjacent first patch antenna pattern among the surface currents of the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e may be further reduced, so that the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111a, A phenomenon in which the electric and magnetic fields of 111b and 111e cause electromagnetic interference to adjacent first patch antenna patterns can be more efficiently reduced, and gains and/or Directivity can be further improved.

한편, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)은 비스듬한 변에 위치한 복수의 제1 슬릿(S1a, S1b)를 가질 수 있다. 복수의 제1 슬릿(S1a, S1b)은 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e) 각각의 다각형의 비스듬한 변의 전자기적 경계조건과 임피던스에 영향을 줄 수 있으므로, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)의 표면전류가 비스듬한 변을 향하여 더 집중적으로 흐르도록 가이드할 수 있다.Meanwhile, the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e may have a plurality of first slits S1a and S1b positioned at oblique sides. The plurality of first slits S1a and S1b may affect electromagnetic boundary conditions and impedances of oblique sides of polygons of each of the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e, so the plurality of first patch antennas may be affected. It is possible to guide the surface current of the patterns 111a, 111b, and 111e to flow more intensively toward the oblique side.

또한, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)에서 복수의 제1 슬릿(S1a, S1b)에 의해 돌출된 부분은 복수의 가이드 비아(130a, 130b, 130e) 중 하나를 향하여 돌출될 수 있다. 상기 돌출된 부분은 복수의 가이드 비아(130a, 130b, 130e)의 전자기적 커플링의 중계점으로 작용할 수 있다. 이에 따라, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111e)의 표면전류는 비스듬한 변을 향하여 더 집중적으로 흐를 수 있다.In addition, in the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e, a portion protruding by the plurality of first slits S1a and S1b may be projected toward one of the plurality of guide vias 130a, 130b, and 130e. can The protruding portion may act as a relay point for electromagnetic coupling of the plurality of guide vias 130a, 130b, and 130e. Accordingly, the surface currents of the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, and 111e may more intensively flow toward the oblique side.

복수의 제1 슬릿(S1a, S1b)은 각각 제1 길이(L1)과 제1 폭(W1)을 가질 수 있다.The plurality of first slits S1a and S1b may have a first length L1 and a first width W1, respectively.

도 1b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치와 제2 패치 안테나 패턴을 나타낸 평면도이다.1B is a plan view illustrating an antenna device and a second patch antenna pattern according to an embodiment of the present invention.

도 1b, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e)의 상측에 이격 배치된 복수의 제2 패치 안테나 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e)을 더 포함할 수 있다.1B, 2A and 2B , the antenna device according to an embodiment of the present invention includes a plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, 111c, 111d, and 111e spaced apart from each other. The second patch antenna patterns 112a, 112b, 112c, 112d, and 112e may be further included.

복수의 제2 패치 안테나 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e)은 각각 대응되는 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e)보다 더 작은 면적을 가질 수 있으므로, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e)의 공진주파수보다 더 높은 공진주파수를 가질 수 있다.The plurality of second patch antenna patterns 112a, 112b, 112c, 112d, and 112e may have a smaller area than the corresponding first patch antenna patterns 111a, 111b, 111c, 111d, and 111e, respectively. The resonant frequency may be higher than that of the one-patch antenna patterns 111a, 111b, 111c, 111d, and 111e.

즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e)을 통해 상대적으로 낮은 주파수(예: 28GHz)의 제1 RF 신호를 원격 송수신할 수 있으며, 복수의 제2 패치 안테나 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e)을 통해 상대적으로 높은 주파수(예: 39GHz)의 제2 RF 신호를 원격 송수신할 수 있다.That is, the antenna device according to an embodiment of the present invention remotely transmits and receives a first RF signal of a relatively low frequency (eg, 28 GHz) through the first patch antenna patterns 111a, 111b, 111c, 111d, 111e. Also, a second RF signal of a relatively high frequency (eg, 39 GHz) may be remotely transmitted/received through the plurality of second patch antenna patterns 112a, 112b, 112c, 112d, and 112e.

복수의 제2 패치 안테나 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e)은 N X 1의 구조로 배열될 수 있으며, 각각 배열방향(예: y방향)에 대해 비스듬한 변을 가질 수 있다.The plurality of second patch antenna patterns 112a, 112b, 112c, 112d, and 112e may be arranged in an N X 1 structure, and each may have an oblique side with respect to the arrangement direction (eg, the y direction).

이에 따라, 복수의 제2 패치 안테나 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e) 각각의 다각형의 일 변은 인접한 제2 패치 안테나 패턴을 향하지 않을 수 있으므로, 복수의 제2 패치 안테나 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e)의 전계 및 자계가 인접한 제2 패치 안테나 패턴으로 전자기적 간섭을 일으키는 현상은 감소할 수 있으며, 복수의 제2 패치 안테나 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e)의 이득 및/또는 지향성은 향상될 수 있다.Accordingly, since one side of each polygon of the plurality of second patch antenna patterns 112a, 112b, 112c, 112d, and 112e may not face the adjacent second patch antenna pattern, the plurality of second patch antenna patterns 112a, A phenomenon in which the electric and magnetic fields of 112b, 112c, 112d, and 112e cause electromagnetic interference to the adjacent second patch antenna pattern may be reduced, and the plurality of second patch antenna patterns 112a, 112b, 112c, 112d, and 112e may be reduced. The gain and/or directivity of may be improved.

복수의 제2 패치 안테나 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e)은 복수의 피드비아(120e)를 통해 직접 급전될 수 있다.The plurality of second patch antenna patterns 112a, 112b, 112c, 112d, and 112e may be directly fed through the plurality of feed vias 120e.

즉, 복수의 피드비아(120e)는 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e)에 대해 간접적으로 급전하고 복수의 제2 패치 안테나 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e)에 대해 직접적으로 급전함으로써, 서로 다른 주파수의 제1 및 제2 RF 신호 모두에 대한 전기적 경로로 작용할 수 있다.That is, the plurality of feed vias 120e indirectly feed the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, 111c, 111d, and 111e, and the plurality of second patch antenna patterns 112a, 112b, 112c, 112d, By feeding directly to 112e), it can act as an electrical path for both the first and second RF signals of different frequencies.

예를 들어, 복수의 피드비아(120e)는 복수의 제2 피드패턴(118e)을 포함함으로써, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e)의 방사패턴과 복수의 제2 패치 안테나 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e)의 방사패턴 사이의 전자기적 간섭을 줄일 수 있다.For example, the plurality of feed vias 120e includes the plurality of second feed patterns 118e, and thus the radiation patterns of the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, 111c, 111d, and 111e and the plurality of second feed patterns 118e. Electromagnetic interference between the radiation patterns of the two patch antenna patterns 112a, 112b, 112c, 112d, and 112e can be reduced.

한편, 복수의 제2 패치 안테나 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e)은 각각 복수의 제2 슬릿(S2a, S2b, S2c, S2d)을 가질 수 있다.Meanwhile, the plurality of second patch antenna patterns 112a, 112b, 112c, 112d, and 112e may have a plurality of second slits S2a, S2b, S2c, and S2d, respectively.

여기서, 복수의 제2 슬릿(S2a, S2b, S2c, S2d)의 제2 길이(L2)는 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e)의 제1 길이(L1)보다 길 수 있다.Here, the second length L2 of the plurality of second slits S2a, S2b, S2c, and S2d is greater than the first length L1 of the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, 111c, 111d, and 111e. can be long

또한, 복수의 제2 슬릿(S2a, S2b, S2c, S2d)의 제2 폭(W2)는 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e)의 제1 폭(W1)보다 길 수 있다.In addition, the second width W2 of the plurality of second slits S2a, S2b, S2c, and S2d is greater than the first width W1 of the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, 111c, 111d, and 111e. can be long

이에 따라, 복수의 제2 패치 안테나 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e)은 상대적으로 직접급전 방식에 더 적합한 구조를 가지고, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e)은 상대적으로 간접급전 방식에 더 적합한 구조를 가질 수 있으므로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 서로 다른 주파수의 제1 및 제2 RF 신호에 대한 전반적인 이득을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the plurality of second patch antenna patterns 112a, 112b, 112c, 112d, and 112e have a structure more suitable for a relatively direct feeding method, and the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, 111c, 111d, 111e) may have a structure more suitable for a relatively indirect feeding method, so that the antenna device according to an embodiment of the present invention may improve the overall gain for the first and second RF signals of different frequencies.

또한, 복수의 제2 패치 안테나 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e)은 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e)에 비해 상대적으로 더 작아질 수 있으므로, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111c, 111d, 111e)과 복수의 제2 패치 안테나 패턴(112a, 112b, 112c, 112d, 112e) 사이의 전자기적 간섭은 더욱 감소할 수 있다.In addition, the plurality of second patch antenna patterns 112a, 112b, 112c, 112d, and 112e may be relatively smaller than the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, 111c, 111d, and 111e. The electromagnetic interference between the first patch antenna patterns 111a, 111b, 111c, 111d, and 111e and the plurality of second patch antenna patterns 112a, 112b, 112c, 112d, and 112e may be further reduced.

도 1c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 제1 및 제2 패치 안테나 패턴의 배치관계를 예시한 평면도이다.1C is a plan view illustrating an arrangement relationship of first and second patch antenna patterns of an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 1c를 참조하면, 복수의 제2 패치 안테나 패턴(112a, 112b, 112c, 112d)은 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111c, 111d)에 비해 상대적으로 45도 회전한 형태로 배치될 수 있다.Referring to FIG. 1C , the plurality of second patch antenna patterns 112a, 112b, 112c, and 112d are disposed in a 45-degree rotation relative to the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, 111c, and 111d. can be

즉, 복수의 제2 패치 안테나 패턴(112a, 112b, 112c, 112d)의 다각형의 변은 배열방향(예: y방향)에 대해 평행할 수 있다.That is, the polygonal sides of the plurality of second patch antenna patterns 112a, 112b, 112c, and 112d may be parallel to the arrangement direction (eg, the y-direction).

도 1d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 제1 패치 안테나 패턴의 변형 형태를 예시한 평면도이다.1D is a plan view illustrating a modified form of a first patch antenna pattern of an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 1d를 참조하면, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111c, 111d)의 일부 변은 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111c, 111d)의 배열방향(예: y방향)에 대해 평행할 수 있다.Referring to FIG. 1D , some sides of the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, 111c, and 111d are arranged in the arrangement direction (eg, y-direction) of the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, 111c, and 111d. ) can be parallel to

즉, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111b, 111c, 111d)의 모든 변이 배열방향(예: y방향)에 대해 비스듬해야 하는 필요는 없다.That is, it is not necessary that all sides of the plurality of first patch antenna patterns 111a, 111b, 111c, and 111d be inclined with respect to the arrangement direction (eg, the y-direction).

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 복수의 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111e, 112e)의 상측에 이격 배치된 복수의 커플링 패치 패턴(115e)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 2A and 2B , the antenna device according to an embodiment of the present invention includes a plurality of coupling patch patterns 115e spaced apart from each other on the upper side of the plurality of first and second patch antenna patterns 111e and 112e. ) may be further included.

복수의 커플링 패치 패턴(115e)은 제2 패치 안테나 패턴(112e)에 전자기적으로 커플링됨으로써, 제2 패치 안테나 패턴(112e)으로 추가적인 임피던스를 제공할 수 있으므로, 제2 패치 안테나 패턴(112e)의 대역폭을 넓힐 수 있다.The plurality of coupling patch patterns 115e are electromagnetically coupled to the second patch antenna pattern 112e, thereby providing additional impedance to the second patch antenna pattern 112e, and thus the second patch antenna pattern 112e. ) can be broadened.

제1 패치 안테나 패턴(111e)의 대역폭은 복수의 가이드 비아(130e)의 커플링에 의해 넓어질 수 있다.The bandwidth of the first patch antenna pattern 111e may be widened by coupling the plurality of guide vias 130e.

도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 나타낸 측면도이다.3A is a side view illustrating an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 2b 및 도 3a를 참조하면, 복수의 가이드 비아(130e)는 복수의 가이드 비아 코어(131e)와 복수의 가이드 패턴(132e)을 각각 포함할 수 있다.2B and 3A , the plurality of guide vias 130e may include a plurality of guide via cores 131e and a plurality of guide patterns 132e, respectively.

복수의 가이드 비아 코어(131e)는 그라운드 플레인(201a)에 연결될 수 있다.The plurality of guide via cores 131e may be connected to the ground plane 201a.

복수의 가이드 패턴(132e)은 복수의 가이드 비아 코어(131e)보다 더 넓은 폭을 가지며, 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111e)과 실질적으로 동일한 높이에 위치할 수 있다. 이에 따라, 복수의 가이드 비아(130e)는 제1 패치 안테나 패턴(111a, 111e)의 표면전류가 비스듬한 변에 더욱 집중적으로 흐르도록 가이드할 수 있다.The plurality of guide patterns 132e may have a wider width than the plurality of guide via cores 131e and may be positioned at substantially the same height as the first patch antenna patterns 111a and 111e. Accordingly, the plurality of guide vias 130e may guide the surface current of the first patch antenna patterns 111a and 111e to more intensively flow to the oblique side.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 복수의 피드비아(121a, 121e)에 대해 병렬적인 복수의 제2 피드비아(122a, 122e)를 더 포함할 수 있다.Also, the antenna device according to an embodiment of the present invention may further include a plurality of second feed vias 122a and 122e in parallel with respect to the plurality of feed vias 121a and 121e.

예를 들어, 복수의 피드비아(121a, 121e)는 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 111e, 112a, 112e)에 전기적으로 연결되되, 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 111e, 112a, 112e)의 중심으로부터 제1 방향으로 치우쳐져 위치할 수 있으며, 복수의 제2 피드비아(122a, 122e)는 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 111e, 112a, 112e)에 전기적으로 연결되되, 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 111e, 112a, 112e)의 중심으로부터 제2 방향으로 치우쳐져 위치할 수 있다.For example, the plurality of feed vias 121a and 121e are electrically connected to the first and second patch antenna patterns 111a, 111e, 112a, and 112e, and the first and second patch antenna patterns 111a, 111e, The plurality of second feed vias 122a and 122e are electrically connected to the first and second patch antenna patterns 111a, 111e, 112a, and 112e from the center of the 112a and 112e in the first direction. Although connected, the first and second patch antenna patterns 111a, 111e, 112a, and 112e may be located offset from the center in the second direction.

이에 따라, 복수의 피드비아(121a, 121e)를 통해 전송되는 H-pole의 RF 신호에 대응되는 제1 표면전류와, 복수의 제2 피드비아(122a, 122e)를 통해 전송되는 V-pole의 RF 신호에 대응되는 제2 표면전류는 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 111e, 112a, 112e)에서 직교할 수 있다.Accordingly, the first surface current corresponding to the RF signal of the H-pole transmitted through the plurality of feed vias 121a and 121e and the V-pole transmitted through the plurality of second feed vias 122a and 122e The second surface current corresponding to the RF signal may be orthogonal to the first and second patch antenna patterns 111a, 111e, 112a, and 112e.

따라서, H-pole의 RF 신호에 대응되는 전계는 V-pole의 RF 신호에 대응되는 전계와 직교할 수 있으며, H-pole의 RF 신호에 대응되는 자계는 V-pole의 RF 신호에 대응되는 자계와 직교할 수 있으며, H-pole의 RF 신호와 V-pole의 RF 신호는 편파(polarized wave)를 이룰 수 있다.Accordingly, the electric field corresponding to the RF signal of the H-pole can be orthogonal to the electric field corresponding to the RF signal of the V-pole, and the magnetic field corresponding to the RF signal of the H-pole is the magnetic field corresponding to the RF signal of the V-pole. and may be orthogonal to, and the RF signal of the H-pole and the RF signal of the V-pole may form a polarized wave.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, H-pole의 RF 신호에 대응되는 제1 표면전류의 방향과 V-pole의 RF 신호에 대응되는 제2 표면전류의 방향이 모두 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 111e, 112a, 112e)의 배열방향에 대해 비스듬하도록 구성될 수 있다.In the antenna device according to an embodiment of the present invention, the direction of the first surface current corresponding to the RF signal of the H-pole and the direction of the second surface current corresponding to the RF signal of the V-pole are both first and second directions. The patch antenna patterns 111a, 111e, 112a, and 112e may be configured to be inclined with respect to the arrangement direction.

이에 따라, 복수의 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 111e, 112a, 112e)의 전계 및 자계가 인접한 제1 및 제2 패치 안테나 패턴으로 전자기적 간섭을 일으키는 현상은 감소할 수 있으며, 복수의 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 111e, 112a, 112e)의 이득 및/또는 지향성은 향상될 수 있다.Accordingly, the occurrence of electromagnetic interference in the first and second patch antenna patterns adjacent to the electric fields and magnetic fields of the plurality of first and second patch antenna patterns 111a, 111e, 112a, and 112e may be reduced, and The gain and/or directivity of the first and second patch antenna patterns 111a, 111e, 112a, and 112e may be improved.

도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 독립적 컴포넌트 구조를 나타낸 측면도이다.3B is a side view illustrating an independent component structure of an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 복수의 제1 전기연결구조체(141a) 및 복수의 제2 전기연결구조체(142a)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3B , the antenna device according to an embodiment of the present invention may further include a plurality of first electrical connection structures 141a and a plurality of second electrical connection structures 142a.

복수의 제1 전기연결구조체(141a)는 복수의 피드비아(121a)에 전기적으로 연결되고 대응되는 피드비아(121a)보다 낮은 용융점을 가질 수 있다.The plurality of first electrical connection structures 141a may be electrically connected to the plurality of feed vias 121a and have a lower melting point than the corresponding feed vias 121a.

복수의 제2 전기연결구조체(142a)는 복수의 가이드 비아(130a)에 전기적으로 연결되고 대응되는 가이드 비아보다 낮은 용융점을 가질 수 있다.The plurality of second electrical connection structures 142a may be electrically connected to the plurality of guide vias 130a and may have a lower melting point than the corresponding guide vias.

예를 들어, 복수의 제1 및 제2 전기연결구조체(141a, 142a)는 솔더볼(solder ball), 핀(pin), 랜드(land), 패드(pad)과 같은 구조를 가질 수 있다.For example, the plurality of first and second electrical connection structures 141a and 142a may have structures such as solder balls, pins, lands, and pads.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 연결 부재(예: 기판, PCB 등)의 상면에 전기적으로 연결되는 독립적 컴포넌트로 설계될 수 있다.The antenna device according to an embodiment of the present invention may be designed as an independent component electrically connected to an upper surface of a connection member (eg, a substrate, a PCB, etc.).

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a)과 복수의 피드비아(121a)와 복수의 가이드 비아(130a)가 내부에 배치되고, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 비스듬한 변에 대해 비스듬한 변으로 이루어진 다면체 형태인 유전 바디(150a)를 더 포함할 수 있다.In the antenna device according to an embodiment of the present invention, a plurality of first patch antenna patterns 111a, a plurality of feed vias 121a, and a plurality of guide vias 130a are disposed therein, and a plurality of first patch antennas are disposed therein. The pattern 111a may further include a dielectric body 150a in the form of a polyhedron having an oblique side with respect to the oblique side.

복수의 제1 및 제2 패드(151a, 152a)는 유전 바디(150a)의 하면 상에 배치될 수 있다. 복수의 제1 패드(151a)는 제1 전기연결구조체(141a)와 복수의 피드비아(121a)의 사이를 전기적으로 연결시킬 수 있으며, 복수의 제2 패드(152a)는 제2 전기연결구조체(142a)와 복수의 가이드 비아(130a)의 사이를 전기적으로 연결시킬 수 있다.The plurality of first and second pads 151a and 152a may be disposed on the lower surface of the dielectric body 150a. The plurality of first pads 151a may electrically connect between the first electrical connection structure 141a and the plurality of feed vias 121a, and the plurality of second pads 152a may include a second electrical connection structure ( 142a) and the plurality of guide vias 130a may be electrically connected.

도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 가이드 비아의 유무에 따른 리턴로스(Return Loss)를 나타낸 S-파라미터 그래프이고, 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 가이드 비아의 유무에 따른 이득(Gain)을 나타낸 그래프이다.4A is an S-parameter graph illustrating a return loss according to the presence or absence of a guide via of an antenna device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a guide via of an antenna device according to an embodiment of the present invention. It is a graph showing the gain according to the presence or absence of .

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 점선 곡선은 가이드 비아를 포함하지 않는 안테나 장치의 리턴로스 및 이득을 나타내고, 실선 곡선은 가이드 비아를 포함하는 안테나 장치의 리턴로스 및 이득을 나타낸다.Referring to FIGS. 4A and 4B , the dotted line curve represents the return loss and gain of the antenna device not including the guide via, and the solid line curve represents the return loss and gain of the antenna device including the guide via.

대역폭은 S-파라미터의 값이 -10dB인 제1 지점과 제2 지점 사이의 주파수 범위로 정의될 수 있다.The bandwidth may be defined as a frequency range between the first point and the second point in which the value of the S-parameter is -10 dB.

가이드 비아를 포함하지 않는 안테나 장치와 비교하여, 가이드 비아를 포함하는 안테나 장치는 제1 RF 신호의 주파수인 28GHz와 제2 RF 신호의 주파수인 39GHz 모두에 대해 더 넓은 대역폭을 가질 수 있으며, 제1 RF 신호의 주파수인 28GHz에 대응되는 이득을 더 높일 수 있다.Compared with the antenna device not including the guide via, the antenna device including the guide via may have a wider bandwidth for both 28 GHz, which is the frequency of the first RF signal, and 39 GHz, which is the frequency of the second RF signal. The gain corresponding to the frequency of the RF signal of 28 GHz may be further increased.

도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 그라운드 플레인을 나타낸 평면도이고, 도 5b는 도 5a의 그라운드 플레인의 하측의 피드라인을 나타낸 평면도이고, 도 5c는 도 5b의 피드라인의 하측의 배선비아와 제2 그라운드 플레인을 나타낸 평면도이고, 도 5d는 도 5c의 제2 그라운드 플레인의 하측의 IC 배치 영역과 엔드-파이어 안테나를 나타낸 평면도이다.5A is a plan view showing a ground plane of an antenna device according to an embodiment of the present invention, FIG. 5B is a plan view showing a feed line below the ground plane of FIG. 5A, and FIG. 5C is a bottom view of the feed line of FIG. 5B It is a plan view showing a wiring via and a second ground plane, and FIG. 5D is a plan view illustrating an IC arrangement area and an end-fire antenna below the second ground plane of FIG. 5C .

도 5a를 참조하면, 그라운드 플레인(201a)은 피드비아(120a)가 통과하는 관통홀을 가질 수 있으며, 패치 안테나 패턴과 피드라인 사이를 전자기적으로 차폐시킬 수 있다. 제2 차폐 비아(185a)는 하측(예: -z방향)을 향하여 연장될 수 있다.Referring to FIG. 5A , the ground plane 201a may have a through hole through which the feed via 120a passes, and may electromagnetically shield the patch antenna pattern and the feed line. The second shielding via 185a may extend downward (eg, in the -z direction).

도 5b를 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. 5B , the wiring ground plane 202a may surround at least a portion of the end-fire antenna feedline 220a and the feedline 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 between the end-fire antenna feedline 220a and the feedline 221a. One end of the end-fire antenna feed line 220a may be connected to the second feed via 211a.

도 5c를 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. 5C , 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 pass, respectively, and the coupling ground pattern 235a is formed in the second ground plane 203a. can have The second ground plane 203a may electromagnetically shield the feed line and the IC.

도 5d를 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(204a)과 실질적으로 동일한 높이에 배치될 수 있다.Referring to FIG. 5D , the IC ground plane 204a may have a plurality of through holes through which the first wiring via 231a and the second wiring via 232a pass respectively. The IC 310a may be disposed below 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 204a.

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 a ground used in circuits and/or passive components of the IC 310a to the IC 310a and/or the passive components. Depending on the design, the IC ground plane 204a may provide a path for power and signals used in the IC 310a and/or passive components. Accordingly, the IC ground plane 204a may be electrically coupled to the IC and/or passive components.

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 depending on the design.

도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 하측 구조를 예시한 측면도이다.6A to 6B are side views illustrating a lower structure of an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 6a를 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.Referring to FIG. 6A , the 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 , an encapsulant 340 , and a passive component. At least a portion of 350 and the core member 410 may be included.

연결 부재(200)는 전술한 그라운드 플레인, 배선 그라운드 플레인, 제2 그라운드 플레인, IC 그라운드 플레인 및 절연층이 적층된 구조를 가질 수 있다.The connection member 200 may have a structure in which the above-described ground plane, wiring ground plane, second ground plane, IC ground plane, and insulating layer are stacked.

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 aforementioned IC, and may be disposed below the connection member 200 . The IC 310 may be electrically connected to the wiring of the connecting member 200 to transmit or receive an RF signal, and may be electrically connected to the ground plane of the connecting 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 있으며, 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, and has a lower melting point than the wiring of the connection member 200 and the ground plane through a predetermined process using the low melting point. The IC 310 and the connecting member 200 may be electrically connected.

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 encapsulate at least a portion of the IC 310 , and may 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 a portion of a capacitor (eg, a 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 below the connection member 200 , and 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 the IF signal or the baseband signal and transmit it to the outside. Here, the frequency of the RF signal (eg, 24 GHz, 28 GHz, 36 GHz, 39 GHz, 60 GHz) is greater than the frequency of the IF signal (eg, 2 GHz, 5 GHz, 10 GHz, 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 or 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 connecting member 200 is disposed between the IC ground plane and the wiring, the IF signal or the baseband signal and the RF signal can be electrically isolated in the antenna device.

도 6b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 차폐 부재(360), 커넥터(420) 및 엔드파이어 칩 안테나(430) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6B , the antenna device according to an embodiment of the present invention may include at least a portion of a shielding member 360 , a connector 420 , and an endfire 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 below the connecting member 200 to confine the IC 310 together with the connecting member 200 . For example, the shielding member 360 may be disposed to cover the IC 310 and the passive component 350 together (eg, a conformal shield) or each cover (eg, a compartment shield). For example, the shielding member 360 may have a shape of a hexahedron with one open surface, 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 connecting member 200 . Accordingly, the shielding member 360 may reduce electromagnetic noise that the IC 310 and the passive component 350 may receive.

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 (eg, a coaxial cable, a flexible PCB), may be electrically connected to the IC ground plane of the connection member 200, and may perform a role similar to the above-described sub-board. 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.

엔드파이어 칩 안테나(430)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치에 보조하여 RF 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 예를 들어, 엔드파이어 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 endfire chip antenna 430 may transmit or receive an RF signal by assisting the antenna device according to an embodiment of the present invention. For example, the endfire chip antenna 430 may include a dielectric block having a higher permittivity than an insulating layer, and a plurality of electrodes disposed on both surfaces of the dielectric block. One of the plurality of electrodes may be electrically connected to the wiring of the connecting member 200 , and the other may be electrically connected to the ground plane of the connecting member 200 .

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 구조를 예시한 측면도이다.7 is a side view illustrating a structure of an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 엔드-파이어 안테나(100f)와 패치 안테나 패턴(1110f)과 IC(310f)와 수동부품(350f)이 연결 부재(500f)에 통합된 구조를 가질 수 있다.Referring to FIG. 7 , in the antenna device according to an embodiment of the present invention, an end-fire antenna 100f, a patch antenna pattern 1110f, an IC 310f, and a passive component 350f are integrated into a connection member 500f. can have a structured structure.

엔드-파이어 안테나(100f) 및 패치 안테나 패턴(1110f)은 각각 전술한 안테나 장치 및 전술한 패치 안테나 패턴과 동일하게 설계될 수 있으며, IC(310f)로부터 RF 신호를 전달받아 송신하거나, 수신된 RF 신호를 IC(310f)로 전달할 수 있다.The end-fire antenna 100f and the patch antenna pattern 1110f may be designed the same as the aforementioned antenna device and the aforementioned patch antenna pattern, respectively, and receive and transmit an RF signal from the IC 310f or receive RF signal. A signal may be passed to the IC 310f.

연결 부재(500f)는 적어도 하나의 도전층(510f)과 적어도 하나의 절연층(520f)이 적층된 구조(예: 인쇄회로기판의 구조)를 가질 수 있다. 상기 도전층(510f)은 전술한 그라운드 플레인과 피드라인을 가질 수 있다.The connection member 500f may have a structure in which at least one conductive layer 510f and at least one insulating layer 520f are stacked (eg, a structure of a printed circuit board). The conductive layer 510f may have the above-described ground plane and feed line.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 연성 연결 부재(550f)를 더 포함할 수 있다. 연성 연결 부재(550f)는 상하방향으로 볼 때 연결 부재(500f)에 오버랩되는 제1 연성 영역(570f)과 연결 부재(500f)에 오버랩되지 않는 제2 연성 영역(580f)을 포함할 수 있다.In addition, the antenna device according to an embodiment of the present invention may further include a flexible connection member (550f). The flexible connection member 550f may include a first flexible region 570f overlapping the connection member 500f and a second flexible region 580f not overlapping the connection member 500f when viewed in the vertical direction.

제2 연성 영역(580f)은 상하방향으로 유연하게 휘어질 수 있다. 이에 따라, 제2 연성 영역(580f)은 세트 기판의 커넥터 및/또는 인접 안테나 장치에 유연하게 연결될 수 있다.The second flexible region 580f may be flexibly bent in the vertical direction. Accordingly, the second flexible region 580f may be flexibly connected to a connector of the set substrate and/or to an adjacent antenna device.

연성 연결 부재(550f)는 신호선(560f)을 포함할 수 있다. IF(Intermediate frequency) 신호 및/또는 기저대역 신호는 신호선(560f)을 통해 IC(310f)로 전달되거나 세트 기판의 커넥터 및/또는 인접 안테나 장치에 전달될 수 있다.The flexible connection member 550f may include a signal line 560f. An intermediate frequency (IF) signal and/or a baseband signal may be transmitted to the IC 310f through the signal line 560f or may be transmitted to a connector of a set board and/or an adjacent antenna device.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 전자기기에서의 배치를 예시한 평면도이다.8 is a plan view illustrating an arrangement of an antenna device in an electronic device according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 안테나부(100i)를 포함하는 안테나 장치는 전자기기(700i)의 세트 기판(600i) 상에서 전자기기(700i)의 측면 모서리에 인접하여 배치될 수 있다.Referring to FIG. 8 , the antenna device including the antenna unit 100i may be disposed adjacent to a side edge of the electronic device 700i on a set substrate 600i of the electronic device 700i.

전자기기(700i)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 700i 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., but may be not limited

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

통신모듈(610i)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 610i includes a memory chip such as a volatile memory (eg, DRAM), a non-volatile memory (eg, ROM), a flash memory, etc. to perform digital signal processing; application processor chips such as a central processor (eg, CPU), a graphics processor (eg, GPU), a digital signal processor, an encryption processor, a microprocessor, and a microcontroller; It may include at least a part of logic chips such as analog-to-digital converters and application-specific ICs (ASICs).

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

한편, 본 명세서에 개진된 패치 안테나 패턴, 커플링 패치 패턴, 피드비아, 가이드 비아, 피드패턴, 가이드 패턴, 그라운드 플레인, 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 patch antenna pattern, coupling patch pattern, feed via, guide via, feed pattern, guide pattern, ground plane, and the electrical connection structure disclosed herein is a metal material (eg, copper (Cu), aluminum (Al)) , a conductive material such as silver (Ag), tin (Sn), gold (Au), nickel (Ni), lead (Pb), titanium (Ti), or an alloy thereof), and CVD (chemical vapor) deposition), PVD (Physical Vapor Deposition), sputtering, subtractive, additive, SAP (Semi-Additive Process), MSAP (Modified Semi-Additive Process), etc. may be formed, but is not limited thereto.

한편, 본 명세서에 개진된 절연층 및 유전층은 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 수도 있다. 상기 절연층 및 유전층은 본 명세서에 개진된 안테나 장치에서 패치 안테나 패턴, 커플링 패치 패턴, 피드비아, 가이드 비아, 피드패턴, 가이드 패턴, 그라운드 플레인, 전기연결구조체가 배치되지 않은 위치의 적어도 일부분에 채워질 수 있다.On the other hand, the insulating layer and the dielectric layer disclosed herein are FR4, LCP (Liquid Crystal Polymer), LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic), a thermosetting resin such as an epoxy resin, a thermoplastic resin such as polyimide, or these resins are inorganic Resin, prepreg, Ajinomoto Build-up Film (ABF), FR-4, BT (Bismaleimide Triazine), photosensitive insulation (Photo Imagable Dielectric: PID) resin, a general copper clad laminate (CCL), or a glass or ceramic-based insulating material may be implemented. In the antenna device disclosed herein, the insulating layer and the dielectric layer are at least a portion of a position where the patch antenna pattern, coupling patch pattern, feed via, guide via, feed pattern, guide pattern, ground plane, and electrical connection structure are not disposed. can be filled

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.On the other hand, the RF signal presented herein is Wi-Fi (IEEE 802.11 family, etc.), WiMAX (IEEE 802.16 family, etc.), IEEE 802.20, LTE (long term evolution), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, It may have a format according to, but not limited to, GSM, GPS, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, 3G, 4G, 5G and any other wireless and wired protocols designated thereafter.

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 with specific matters such as specific components and limited embodiments and drawings, but these are provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments. , those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can devise various modifications and variations from these descriptions.

100: 안테나부
111: 제1 패치 안테나 패턴(patch antenna pattern)
112: 제2 패치 안테나 패턴
115: 커플링 패치 패턴(coupling patch pattern)
118: 제2 피드패턴
119: 피드패턴(feed pattern)
121: 피드비아(feed via)
122: 제2 피드비아
130: 가이드 비아(guide via)
131: 가이드 비아 코어
132: 가이드 패턴(guide pattern)
141: 제1 전기연결구조체(electrical connection structure)
142: 제2 전기연결구조체
150: 유전 바디(dielectric body)
201: 그라운드 플레인
S1a, S1b: 제1 슬릿(slit)
S2a, S2b: 제2 슬릿100: antenna unit
111: first patch antenna pattern (patch antenna pattern)
112: second patch antenna pattern
115: coupling patch pattern
118: second feed pattern
119: feed pattern (feed pattern)
121: feed via
122: second feed via
130: guide via (guide via)
131: guide via core
132: guide pattern
141: first electrical connection structure (electrical connection structure)
142: second electrical connection structure
150: dielectric body (dielectric body)
201: ground plane
S1a, S1b: first slit
S2a, S2b: second slit

Claims (10)

N X 1의 구조로 배열되고 각각 배열방향에 대해 비스듬한 변을 가지는 다각형 형태인 복수의 제1 패치 안테나 패턴;
상기 복수의 제1 패치 안테나 패턴의 상측에 이격 배치되고 각각 대응되는 상기 제1 패치 안테나 패턴보다 더 작은 면적을 가지는 복수의 제2 패치 안테나 패턴;
각각 상기 복수의 제1 패치 안테나 패턴 중 대응되는 제1 패치 안테나 패턴에 전기적으로 연결되는 복수의 피드비아; 및
상기 복수의 제1 패치 안테나 패턴의 비스듬한 변을 따라 배열된 복수의 가이드 비아; 를 포함하는 안테나 장치.
a plurality of first patch antenna patterns arranged in the structure of NX 1 and each having a polygonal shape having an oblique side with respect to the arrangement direction;
a plurality of second patch antenna patterns spaced apart from each other above the plurality of first patch antenna patterns and each having a smaller area than the corresponding first patch antenna pattern;
a plurality of feed vias electrically connected to a corresponding first patch antenna pattern among the plurality of first patch antenna patterns, respectively; and
a plurality of guide vias arranged along oblique sides of the plurality of first patch antenna patterns; An antenna device comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 복수의 제1 패치 안테나 패턴은 상기 복수의 제1 패치 안테나 패턴의 상기 변에 위치한 복수의 제1 슬릿을 가지는 안테나 장치.
According to claim 1,
The plurality of first patch antenna patterns has a plurality of first slits positioned at the sides of the plurality of first patch antenna patterns.
 제2항에 있어서,
상기 복수의 제1 패치 안테나 패턴에서 상기 복수의 제1 슬릿에 의해 돌출된 부분은 상기 복수의 가이드 비아 중 하나를 향하여 돌출되는 안테나 장치.
3. The method of claim 2,
In the plurality of first patch antenna patterns, a portion protruding by the plurality of first slits protrudes toward one of the plurality of guide vias.
 제2항에 있어서,
상기 복수의 제2 패치 안테나 패턴은 상기 배열방향에 대해 비스듬한 변을 가지는 다각형 형태이고,
상기 복수의 제2 패치 안테나 패턴은 상기 복수의 제2 패치 안테나 패턴의 상기 변에 위치한 복수의 제2 슬릿을 가지는 안테나 장치.
3. The method of claim 2,
The plurality of second patch antenna patterns have a polygonal shape having an oblique side with respect to the arrangement direction,
The plurality of second patch antenna patterns has a plurality of second slits positioned at the sides of the plurality of second patch antenna patterns.
 제4항에 있어서,
상기 복수의 제2 슬릿의 길이는 상기 복수의 제1 슬릿의 길이보다 긴 안테나 장치.
5. The method of claim 4,
A length of the plurality of second slits is longer than a length of the plurality of first slits.
 제4항에 있어서,
상기 복수의 제2 슬릿의 폭은 상기 복수의 제1 슬릿의 폭보다 짧은 안테나 장치.
5. The method of claim 4,
A width of the plurality of second slits is shorter than a width of the plurality of first slits.
 제1항에 있어서,
각각 상기 복수의 가이드 비아 중 대응되는 가이드 비아에 전기적으로 연결되고 대응되는 가이드 비아보다 더 긴 폭을 가지는 복수의 가이드 패턴을 더 포함하고,
상기 복수의 제2 패치 안테나 패턴은 상기 배열방향에 대해 비스듬한 변을 가지는 다각형 형태이고,
상기 복수의 가이드 패턴은 상기 복수의 제1 패치 안테나 패턴과 동일한 높이에 배치되는 안테나 장치.
According to claim 1,
Each of the plurality of guide vias further comprising a plurality of guide patterns electrically connected to a corresponding guide via and having a width longer than that of the corresponding guide via,
The plurality of second patch antenna patterns have a polygonal shape having an oblique side with respect to the arrangement direction,
The plurality of guide patterns are disposed at the same height as the plurality of first patch antenna patterns.
 제1항에서,
상기 복수의 피드비아는 상기 복수의 제2 패치 안테나 패턴에 대해 직접적으로 급전하고 상기 복수의 제1 패치 안테나 패턴에 대해 간접적으로 급전하고,
각각 상기 복수의 피드비아 중 대응되는 상기 피드비아에 전기적으로 연결되고 대응되는 상기 피드비아보다 더 긴 폭을 가지는 복수의 피드패턴을 더 포함하고,
상기 복수의 제1 패치 안테나 패턴은 상기 복수의 피드패턴이 내부에 배치되는 관통홀을 가지는 안테나 장치.
In claim 1,
The plurality of feed vias directly feed the plurality of second patch antenna patterns and indirectly feed the plurality of first patch antenna patterns,
Each of the plurality of feed vias further comprising a plurality of feed patterns electrically connected to the corresponding feed vias and having a width longer than the corresponding feed vias,
The plurality of first patch antenna patterns has an antenna device having a through hole in which the plurality of feed patterns are disposed.
 제1항에 있어서,
각각 상기 복수의 제1 패치 안테나 패턴 중 대응되는 상기 제1 패치 안테나 패턴에 전기적으로 연결되는 복수의 제2 피드비아를 더 포함하고,
상기 복수의 피드비아는 대응되는 상기 제1 패치 안테나 패턴의 중심에서 상기 비스듬한 변을 향하여 치우쳐져서 대응되는 상기 제1 패치 안테나 패턴에 전기적으로 연결되고,
상기 복수의 제2 피드비아는 대응되는 상기 제1 패치 안테나 패턴의 중심에서 상기 복수의 피드비아와 다른 방향으로 치우쳐져서 대응되는 상기 제1 패치 안테나 패턴에 전기적으로 연결되는 안테나 장치.
According to claim 1,
Each of the plurality of first patch antenna patterns further comprises a plurality of second feed vias electrically connected to the corresponding first patch antenna pattern,
The plurality of feed vias are biased toward the oblique side from the center of the corresponding first patch antenna pattern and are electrically connected to the corresponding first patch antenna pattern;
The plurality of second feed vias are biased in a different direction from the plurality of feed vias from the center of the corresponding first patch antenna pattern, and are electrically connected to the corresponding first patch antenna pattern.
 제1항에 있어서,
상기 복수의 제2 패치 안테나 패턴의 상측에 이격 배치된 복수의 커플링 패치 패턴을 더 포함하는 안테나 장치.According to claim 1,
The antenna device further comprising a plurality of coupling patch patterns spaced apart from the upper side of the plurality of second patch antenna patterns.
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