KR20210004055A - 안테나 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는 두 개의 급전 비아를 포함하는 기판; 및 상기 기판의 일 면에 배치되고, 중심부 및 상기 중심부로부터 돌출되는 복수의 날개부를 포함하는 안테나 패턴; 을 포함하고, 상기 복수의 날개부 중 제1 날개부 및 상기 제1 날개부와 인접하는 제2 날개부는 상기 두 개의 급전 비아의 상부에 배치되고, 상기 두 개의 급전 비아 중 일부 급전 비아에 선택적으로 급전 신호가 제공될 수 있다.
Description
본 발명은 안테나 장치에 관한 것이다.
이동통신의 데이터 트래픽(Data Traffic)은 매년 비약적으로 증가하는 추세이다. 이러한 비약적으로 증가하는 데이터 트래픽을 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.
따라서, 최근 5세대(5G) 통신을 포함하는 밀리미터웨이브(mmWave) 통신이 활발하게 연구되고 있으며, 이를 원활히 구현하는 안테나 장치의 상용화/표준화를 위한 연구도 활발히 진행되고 있다.
5세대(5G) 통신의 다양한 주파수 대역(예: 24GHz, 28GHz, 36GHz, 38.5GHz, 60GHz 등)을 지원하기 위하여는 이에 대응하는 안테나 장치가 요구되나, 모바일 기기의 제한된 공간에서, 다수의 안테나 장치를 탑재하는 데에는 물리적 제약이 따른다. 따라서, 하나의 안테나 장치가 다수의 주파수 대역을 담당할 필요가 있다.
본 발명의 일 과제는 다양한 주파수 대역을 지원할 수 있는 안테나 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 과제는 다양한 편파 특성을 요구하는 모바일 기기에 채용될 수 있는 안테나 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는 두 개의 급전 비아를 포함하는 기판; 및 상기 기판의 일 면에 배치되고, 중심부 및 상기 중심부로부터 돌출되는 복수의 날개부를 포함하는 안테나 패턴; 을 포함하고, 상기 복수의 날개부 중 제1 날개부 및 상기 제1 날개부와 인접하는 제2 날개부는 상기 두 개의 급전 비아의 상부에 배치되고, 상기 두 개의 급전 비아 중 일부 급전 비아에 선택적으로 급전 신호가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는 다양한 주파수 대역을 지원할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는 다양한 편파 특성을 가지는 RF 신호를 생성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 일부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 리턴로스(Return Loss)를 나타낸 S-파라미터 그래프이다.
도 5a, 도 5b, 도 6a, 도 6b, 도 6c, 및 도 6d은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 급전 방식을 설명하기 위하여 제공되는 도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 전자기기에서의 배치를 예시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 일부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 리턴로스(Return Loss)를 나타낸 S-파라미터 그래프이다.
도 5a, 도 5b, 도 6a, 도 6b, 도 6c, 및 도 6d은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 급전 방식을 설명하기 위하여 제공되는 도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 전자기기에서의 배치를 예시한 평면도이다.
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.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치를 나타낸 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 일부 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치 중 제1 패치 안테나를 도시한다.
도 1 및 도 2을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(1)는 기판(100), 및 복수의 안테나 패턴(200: 200a, 200b, 200c, 200d)을 포함할 수 있다. 안테나 장치(1)는 X축 방향으로 연장되는 길이, 및 Y축 방향으로 연장되는 폭, 및 Z축 방향으로 연장되는 두께를 가진다.
기판(100)은 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)을 포함할 수 있다. 기판(100)은 복수의 층으로 구성될 수 있다. 구체적으로, 기판(100)은 적어도 하나의 절연층(110)과 적어도 하나의 배선층(120)이 교대로 적층되어 형성될 수 있다. 일 예로, 절연층(110)은 프리프레그(prepreg), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine)와 같은 절연 물질로 형성될 수 있다. 절연 물질은 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들 수지가 무기필러와 함께 유리섬유(Glass Fiber, Glass Cloth, Glass Fabric) 등의 심재에 함침되어 형성될 수 있다. 또한, 절연층(110)은 감광성 절연 수지로 형성될 수 있다. 실시예에 따라, 기판(100)은 연성 기판, 세라믹 기판, 및 유리 기판을 포함할 수 있다.
배선층(120)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 전도성 물질로 형성될 수 있다.
절연층(110)의 내부에는 배선 비아들이 마련된다. 일 예로, 배선 비아는 급전 배선층(130)과 연결되는 복수의 급전 비아(140), 및 그라운드층(150)과 연결되는 복수의 차폐 비아(160)를 포함할 수 있다.
복수의 안테나 패턴(200a, 200b, 200c, 200d)은 기판(100)의 일면에 마련된다. 복수의 안테나 패턴(200a, 200b, 200c, 200d)은 X축 방향을 따라 이격되어 배치될 수 있다.
복수의 안테나 패턴(200a, 200b, 200c, 200d) 각각은 실질적으로 원형 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 실시예에 따라, 복수의 안테나 패턴(200a, 200b, 200c, 200d)은 사각형 등의 다각형 형상으로 형성될 수 있다.
복수의 안테나 패턴(200a, 200b, 200c, 200d) 각각은 복수의 안테나 패턴(200a, 200b, 200c, 200d) 각각의 중심을 향해 연장되는 복수의 슬릿(S1, S2, S3, S4)을 포함할 수 있다.
일 예로, 복수의 슬릿(S1, S2, S3, S4)은 제1 교차 방향을 따라 연장되는 제1 슬릿(S1) 및 제2 슬릿(S2)을 포함하고, 제2 교차 방향을 따라 연장되는 제3 슬릿(S3) 및 제4 슬릿(S4)을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 교차 방향과 제2 교차 방향은 서로 수직할 수 있다.
여기서, 제1 교차 방향 및 제2 교차 방향은 복수의 안테나 패턴(200a, 200b, 200c, 200d)이 이격 배치되는 X축 방향과 서로 교차하는 방향으로, X축 방향은 제1 교차 방향 및 제2 교차 방향이 이루는 각도를 실질적으로 등분할 수 있다.
복수의 슬릿(S1, S2, S3, S4)에 의해, 복수의 안테나 패턴(200a, 200b, 200c, 200d)은 중심부(Rc) 및 복수의 날개부(Rw1, Rw2, Rw3, Rw4)로 구획될 수 있다. 복수의 날개부(Rw1, Rw2, Rw3, Rw4)는 각 안테나 패턴의 원주 방향에서, 복수의 슬릿(S1, S2, S3, S4)의 사이에 위치한 영역에 해당하고, 중심부(Rc)는 날개부(Rw1, Rw2, Rw3, Rw4)를 제외한 안테나 패턴의 영역에 해당한다. 복수의 날개부(Rw1, Rw2, Rw3, Rw4)는 중심부(Rc)로부터 돌출된 형상으로 형성될 수 있다. 복수의 날개부(Rw1, Rw2, Rw3, Rw4)는 중심부(Rc)를 중심으로 대칭적으로 형성될 수 있다.
복수의 날개부(Rw1, Rw2, Rw3, Rw4) 중 인접하여 배치되는 두 개의 날개부에 급전 신호가 제공될 수 있고, 일 예로, 인접하여 배치되는 제1 날개부(Rw1) 및 제2 날개부(Rw2)에 급전 신호가 제공될 수 있다. 제1 날개부(Rw1)는 Y축 방향으로 연장되는 날개부에 해당하고, 제2 날개부(Rw2)는 X축 방향으로 연장되는 날개부에 해당한다.
기판(100) 및 기판(100)에 마련되는 복수의 안테나 패턴(200a, 200b, 200c, 200d) 각각에 의해 별도의 패치 안테나가 구성될 수 있다.
일 예로, 기판(100)의 일부 및 제1 안테나 패턴(200a)에 의해, 제1 패치 안테나(10a)가 구성되고, 기판(100) 의 일부 및 제2 안테나 패턴(200b)에 의해, 제2 패치 안테나(10b)가 구성되고, 기판(100)의 일부 및 제3 안테나 패턴(200c)에 의해, 제3 패치 안테나(10c)가 구성되고, 기판(100)의 일부 및 제4 안테나 패턴(200d)에 의해, 제4 패치 안테나(10d)가 구성된다.
복수의 차폐 비아(160)는 복수의 안테나 패턴(200a, 200b, 200c, 200d) 각각을 둘러싸도록 배치된다. 일 예로, 차폐 비아(160)는 제1 패치 안테나(10a), 제2 패치 안테나(10b), 제3 패치 안테나(10c), 제4 패치 안테나(10d)의 가장자리 영역에 마련될 수 있다.
기판(10)의 두께 방향에서 볼 때, 복수의 차폐 비아(160)는 복수의 안테나 패턴(200a, 200b, 200c, 200d) 각각을 사각형 형상으로 둘러쌀 수 있다. 다만, 실시예에 따라, 복수의 차폐 비아(160) 각각은 원형 등 다양한 형상으로 둘러쌀 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 복수의 차폐 비아(160)가 상호 연결되어, 판 형태로 각 안테나 패턴을 둘러쌀 수 있다.
차폐 비아(160)는 기판(100)을 두께 방향으로 관통하여, 기판(100)의 타면 측에 마련되는 그라운드층(150)과 연결될 수 있다. 그라운드층(150)은 복수의 안테나 패턴(200a, 200b, 200c, 200d)에 대해 전자기적으로 리플렉터(reflector)로 작용한다. 따라서, 그라운드층(150)은 복수의 안테나 패턴(200a, 200b, 200c, 200d)에서 송신되는 Rf 신호를 지향 방향에 해당하는 Z축 방향으로 집중하여 RF 신호를 집중시킬 수 있다.
그라운드층(150)은 차폐 비아(160)에 기준 전위, 일 예로, 그라운드 전위를 제공할 수 있다. 그라운드층(150)과 연결되는 차폐 비아(160)에 의해, 각 패치 안테나의 안테나 패턴에서 송수신되는 RF 신호의 간섭은 저감될 수 있다.
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.
복수의 안테나 패턴(200a, 200b, 200c, 200d) 각각은 복수의 급전 비아(140)로부터 급전 신호를 제공받을 수 있다. 복수의 급전 비아(140)는 제1 급전 비아(141) 및 제2 급전 비아(142)를 포함한다.
제1 급전 비아(141) 및 제2 급전 비아(142)는 급전 배선층(130)과 연결되어, 복수의 안테나 패턴(200a, 200b, 200c, 200d) 각각에 급전 신호를 제공할 수 있다. 도 3에서, 제1 급전 비아(141) 및 제2 급전 비아(142)가 하나의 급전 배선층(130)과 연결된 것으로 도시되어 있으나, 실시예에 따라, 제1 급전 비아(141) 및 제2 급전 비아(142)는 서로 다른 급전 배선층(130)과 연결되어, 서로 다른 급전 신호를 안테나 패턴(200a, 200b, 200c, 200d)에 제공할 수 있다.
제1 급전 비아(141) 및 제2 급전 비아(142)는 복수의 안테나 패턴(200a, 200b, 200c, 200d)이 마련되는 기판(100)의 일면 측으로 연장된다. 제1 급전 비아(141) 및 제2 급전 비아(142)는 복수의 안테나 패턴(200a, 200b, 200c, 200d)과 접속되어, 직접적으로 복수의 안테나 패턴(200a, 200b, 200c, 200d)에 급전 신호를 제공할 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 제1 급전 비아(141) 및 제2 급전 비아(142)는 기판(100)의 일면으로부터 소정의 거리 이격된 위치까지 연장되어, 복수의 안테나 패턴(200a, 200b, 200c, 200d)과 물리적으로 절연될 수 있다. 제1 급전 비아(141) 및 제2 급전 비아(142)는 복수의 안테나 패턴(200a, 200b, 200c, 200d)에 대하여, 충분히 가까운 위치까지 연장되어, 전기적으로 커플링되어 간접적으로 급전 신호를 제공할 수 있다.
제1 급전 비아(141) 및 제2 급전 비아(142)는 복수의 안테나 패턴(200a, 200b, 200c, 200d)의 중심으로부터 90도의 각도차를 갖도록 배치될 수 있다. 제1 급전 비아(141)는 안테나 패턴의 중심으로부터 Y축 방향에 배치되고, 제2 급전 비아(142)는 안테나 패턴의 중심으로부터 X축 방향에 배치된다. 제2 급전 비아(142)는 복수의 안테나 패턴(200a, 200b, 200c, 200d)의 중심을 기준으로, 제1 급전 비아(141)로부터 -90도의 각도차를 갖도록 배치될 수 있다.
일 예로, 제1 급전 비아(141)는 기판(100) 내부에서 복수의 날개부(Rw1, Rw2, Rw3, Rw4) 중 제1 날개부(Rw1) 측으로 연장된다. 또한, 제2 급전 비아(142)는 기판(100) 내부에서 제1 날개부(Rw1)와 -90도의 각도차를 가지는 제2 날개부(Rw2) 측으로 연장된다. 따라서, 제1 급전 비아(141)는 제1 날개부(Rw1)에 제1 급전 신호를 제공할 수 있고, 제2 급전 비아(142)는 제2 날개부(Rw2)에 제2 급전 신호를 제공할 수 있다.
최근 안테나 장치가 탑재되는 모바일 기기에는 MIMO(Multi-Input/Multi-Output) 시스템이 적용되고 있다. MIMO는 안테나 개수에 비례하여 대역폭을 확대할 수 있는 기술이다. N개의 안테나를 사용하게 되면 단일 안테나 대비 N배의 주파수 효율을 얻을 수 있다. 다만, 모바일 기기의 슬림화 및 소형화 추세에 따라, 안테나가 탑재되는 공간에는 제한이 있으며, 기존의 시스템에서 사용하는 안테나들이 존재하는 조건에서, 다수의 안테나를 추가적으로 구현하는 데에는 물리적 제약이 따른다. 따라서, 하나의 안테나가 다수의 주파수 대역을 지원할 필요가 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 리턴로스(Return Loss)를 나타낸 S-파라미터 그래프이다.
통상적으로, S-파라미터 그래프에서, S-파라미터의 값이 -10dB 미만인 영역은 안테나 장치의 통과 대역(pass band)으로 이용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 S-파라미터 그래프는 약 26.85GHz ~ 약 40.19GHz의 주파수 대역에서 -10dB 미만의 S-파라미터의 값을 가진다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는 제1 주파수 대역에 해당하는 28GHz 대역에서부터 제2 주파수 대역에 해당하는 38.5GHz 대역까지 RF 신호를 송수신 할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는 28GHz 대역에서부터 38.5GHz 대역까지의 광대역에서, 다수의 주파수 대역을 지원할 수 있다.
도 5a, 도 5b, 도 6a, 도 6b, 도 6c, 및 도 6d은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 급전 방식을 설명하기 위하여 제공되는 도이다.
이하, 도 5a, 도 5b, 도 6a, 도 6b, 도 6c, 및 도 6d를 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 급전 방식을 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(1)는 제1 급전 비아(141) 및 제2 급전 비아(142) 중 일부 급전 비아에 선택적으로 급전 신호를 제공할 수 있다. 일 예로, 안테나 장치(1)는 제1 급전 비아(141)에 급전 신호를 제공하거나, 안테나 장치(1)는 제2 급전 비아(142)에 급전 신호를 제공하거나, 안테나 장치(1)는 제1 급전 비아(141) 및 제2 급전 비아(142)에 급전 신호를 제공할 수 있다.
제1 급전 비아(141) 및 제2 급전 비아(142) 중 하나의 급전 비아에 급전 신호가 제공되는 경우, 급전 신호가 제공되지 않는 다른 하나의 급전 비아의 영향으로 안테나 패턴에서 원형편파 특성을 가지는 RF 신호가 생성된다.
도 5a을 참조하면, 제1 급전 비아(141)에 급전 신호를 제공하는 경우, 제1 주파수 대역(FB1)에서 우원편파(RHCP: Right Hand Circular Polarization) 특성을 가지는 RF 신호가 생성되고, 제2 주파수 대역(FB2)에서 좌원편파(LHCP: Left Hand Circular Polarization) 특성을 가지는 RF 신호가 생성된다.
또한, 도 5b를 참조하면, 제2 급전 비아(142)에 급전 신호를 제공하는 경우, 제1 주파수 대역(FB1)에서 좌원편파(LHCP) 특성을 가지는 RF 신호가 생성되고, 제2 주파수 대역(FB2)에서 우원편파(RHCP: Right Hand Circular Polarization) 특성을 가지는 RF 신호가 생성된다.
제1 급전 비아(141) 및 제2 급전 비아(142) 모두에 급전 신호가 제공되는 경우에, 안테나 장치(1)는 제1 급전 비아(141) 및 제2 급전 비아(142)에 제공되는 급전 신호의 위상을 선택적으로 변경할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(1)는 제1 급전 비아(141) 및 제2 급전 비아(142)에 제공되는 급전 신호의 위상을 선택적으로 변경하여, 다양한 편파 특성을 가지는 RF 신호를 생성할 수 있다.
도 6a를 참조하면, 제1 급전 비아(141)에 제공되는 급전 신호에 비하여, 제2 급전 비아(142)에 제공되는 급전 신호의 위상이 90도 늦은 경우, 제1 주파수 대역(FB1)에서 Y축 방향의 편파 특성을 가지는 RF 신호가 생성되고, 제2 주파수 대역(FB2)에서 X축 방향의 편파 특성을 가지는 RF 신호가 생성된다.
도 6b를 참조하면, 제1 급전 비아(141)에 제공되는 급전 신호에 비하여, 제2 급전 비아(142)에 제공되는 급전 신호의 위상이 90도 빠른 경우, 제1 주파수 대역(FB1)에서 X축 방향의 편파 특성을 가지는 RF 신호가 생성되고, 제2 주파수 대역(FB2)에서 Y축 방향의 편파 특성을 가지는 RF 신호가 생성된다.
도 6c를 참조하면, 제1 급전 비아(141)에 제공되는 급전 신호와 제2 급전 비아(142)에 제공되는 급전 신호의 위상이 180도 차이 나는 경우, 제1 주파수 대역 (FB1) 및 제2 주파수 대역(FB2)에서, Y축 방향으로부터 +45도 방향의 편파 특성을 가지는 RF 신호가 생성된다.
도 6d를 참조하면, 제1 급전 비아(141)에 제공되는 급전 신호와 제2 급전 비아(142)에 제공되는 급전 신호의 위상이 동상인 경우, Y축 방향으로부터 -45도 방향의 편파 특성을 가지는 RF 신호가 생성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는 두 개의 급전 비아 중 일부 급전 비아에 급전 신호를 선택적으로 제공하거나, 두 개의 급전 비아에 제공되는 두 개의 급전 신호의 위상을 선택적으로 변경하여, 다양한 편파 특성을 가지는 RF 신호를 생성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는 다양한 편파 특성을 요구하는 모바일 기기에 채용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 전자기기에서의 배치를 예시한 평면도이다.
도 7을 참조하면, 안테나 장치(1)를 포함하는 안테나 장치는 전자기기(700)의 세트 기판(600) 상에서 전자기기(700)의 측면 모서리에 인접하여 배치될 수 있다.
전자기기(700)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.
세트 기판(600) 상에는 통신모듈(610) 및 기저대역 회로(620)가 배치될 수 있다. 안테나 장치는 동축케이블(630)을 통해 통신모듈(610) 및/또는 기저대역 회로(620)에 전기적으로 연결될 수 있다.
통신모듈(610)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.
기저대역 회로(620)는 아날로그-디지털 변환, 아날로그 신호에 대한 증폭, 필터링 및 주파수 변환을 수행하여 베이스 신호를 생성할 수 있다. 기저대역 회로(620)로부터 입출력되는 베이스 신호는 케이블을 통해 안테나 장치로 전달될 수 있다.
예를 들어, 베이스 신호는 전기연결구조체와 코어 비아와 배선을 통해 IC로 전달될 수 있다. IC는 상기 베이스 신호를 밀리미터웨이브(mmWave) 대역의 RF 신호로 변환할 수 있다.
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.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1: 안테나 장치
10a, 10b, 10c, 10d: 패치 안테나
100: 기판
120: 배선층
130: 급전 배선층
141: 제1 급전 비아
142: 제2 급전 비아
150: 그라운드층
160: 차폐 비아
200, 200a, 200b, 200c, 200d: 안테나 패턴
10a, 10b, 10c, 10d: 패치 안테나
100: 기판
120: 배선층
130: 급전 배선층
141: 제1 급전 비아
142: 제2 급전 비아
150: 그라운드층
160: 차폐 비아
200, 200a, 200b, 200c, 200d: 안테나 패턴
Claims (17)
- 두 개의 급전 비아를 포함하는 기판; 및
상기 기판의 일 면에 배치되고, 중심부 및 상기 중심부로부터 돌출되는 복수의 날개부를 포함하는 안테나 패턴; 을 포함하고,
상기 복수의 날개부 중 제1 날개부 및 상기 제1 날개부와 인접하는 제2 날개부는 상기 두 개의 급전 비아의 상부에 배치되고,
상기 두 개의 급전 비아 중 일부 급전 비아에 선택적으로 급전 신호가 제공되는 안테나 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 날개부는 상기 중심부를 중심으로 대칭적으로 형성되는 안테나 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 안테나 패턴은 상기 안테나 패턴의 중심으로 연장되는 복수의 슬릿을 포함하는 안테나 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 복수의 날개부는 상기 안테나 패턴의 중심으로 연장되는 상기 복수의 슬릿에 의해 형성되는 안테나 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 날개부 및 상기 제2 날개부 각각은 상기 두 개의 급전 비아 중 서로 다른 급전 비아와 접속되는 안테나 장치.
- 제5항에 있어서,
상기 제1 날개부 및 상기 제2 날개부는 상기 두 개의 급전 비아와 물리적으로 절연되고, 상기 제1 날개부 및 상기 제2 날개부 각각은 상기 두 개의 급전 비아 중 서로 다른 급전 비아와 전기적으로 커플링되어 상기 급전 신호를 제공받는 안테나 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 날개부 및 상기 제2 날개부는 상기 중심부를 기준으로 90도의 각도차를 갖도록 배치되는 안테나 장치.
- 제7항에 있어서,
상기 제1 날개부에 제공되는 급전 신호에 의해, 상기 안테나 패턴은 제1 주파수 대역에서 우원편파 특성을 가지는 RF 신호를 생성하고, 상기 제1 주파수 대역 보다 주파수가 높은 제2 주파수 대역에서 좌원편파 특성을 가지는 RF 신호를 생성하는 안테나 장치.
- 제7항에 있어서,
상기 제2 날개부에 제공되는 급전 신호에 의해, 상기 안테나 패턴은 제1 주파수 대역에서 좌원편파 특성을 가지는 RF 신호를 생성하고, 상기 제1 주파수 대역 보다 주파수가 높은 제2 주파수 대역에서 우원편파 특성을 가지는 RF 신호를 생성하는 안테나 장치.
- 제1 급전 비아 및 제2 급전 비아를 포함하는 기판; 및
상기 기판의 일 면에 배치되어, 상기 제1 급전 비아 및 상기 제2 급전 비아 각각으로부터 제1 급전 신호 및 제2 급전 신호를 제공받는 안테나 패턴; 을 포함하고,
상기 제1 급전 신호 및 상기 제2 급전 신호의 위상은 선택적으로 변경되는 안테나 장치.
- 제10항에 있어서,
상기 안테나 패턴은 중심부 및 상기 중심부로부터 돌출되는 복수의 날개부를 포함하는 안테나 장치.
- 제11항에 있어서,
상기 제1 급전 비아 및 상기 제2 급전 비아 각각은 상기 복수의 날개부 중 제1 날개부 및 상기 제1 날개부와 -90도의 각도차를 갖도록 배치되는 제2 날개부 각각에 상기 제1 급전 신호 및 상기 제2 급전 신호를 제공하는 안테나 장치.
- 제12항에 있어서,
상기 제1 급전 신호 및 상기 제1 급전 신호 보다 위상이 90도 늦은 제2 급전 상기 신호에 의해, 상기 안테나 패턴은 제1 주파수 대역에서, 상기 제1 날개부가 연장되는 제1 방향의 편파 특성을 가지는 RF 신호를 생성하고, 상기 제1 주파수 대역 보다 주파수가 높은 제2 주파수 대역에서, 상기 제2 날개부가 연장되는 제2 방향의 편파 특성을 가지는 RF 신호를 생성하는 안테나 장치.
- 제12항에 있어서,
상기 제1 급전 신호 및 상기 제1 급전 신호 보다 위상이 90도 늦은 제2 급전 상기 신호에 의해, 상기 안테나 패턴은 제1 주파수 대역에서, 상기 제2 날개부가 연장되는 제2 방향의 편파 특성을 가지는 RF 신호를 생성하고, 상기 제1 주파수 대역 보다 주파수가 높은 제2 주파수 대역에서, 상기 제1 날개부가 연장되는 제1 방향의 편파 특성을 가지는 RF 신호를 생성하는 안테나 장치.
- 제12항에 있어서,
위상이 180도 차이 나는 상기 제1 급전 신호 및 상기 제2 급전 신호에 의해, 상기 안테나 패턴은 제1 주파수 대역 및 상기 제1 주파수 대역 보다 주파수가 높은 제2 주파수 대역에서, 상기 제1 날개부가 연장되는 제1 방향으로부터 +45도 방향의 편파 특성을 가지는 RF 신호를 생성하는 안테나 장치.
- 제12항에 있어서,
위상이 동상인 상기 제1 급전 신호 및 상기 제2 급전 신호에 의해, 상기 안테나 패턴은 제1 주파수 대역 및 상기 제1 주파수 대역 보다 주파수가 높은 제2 주파수 대역에서, 상기 제1 날개부가 연장되는 제1 방향으로부터 -45도 방향의 편파 특성을 가지는 RF 신호를 생성하는 안테나 장치.
- 제11항에 있어서,
상기 안테나 패턴은 상기 안테나 패턴의 중심으로 연장되는 복수의 슬릿을 포함하고, 상기 복수의 날개부는 상기 복수의 슬릿에 의해 형성되는 안테나 장치.
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