JP2021517770A - エッジアンテナが適用されたｐｃｂ、エッジアンテナが適用されたｐｃｂを含むバッテリー - Google Patents

エッジアンテナが適用されたｐｃｂ、エッジアンテナが適用されたｐｃｂを含むバッテリー Download PDF

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Abstract

本発明は、アンテナパターンをＰＣＢのエッジ（ＥＤＧＥ）領域に設計することによって、アンテナパターンから生成されるビームパターン（ｂｅａｍ ｐａｔｔｅｒｎ）がアンテナ面と垂直方向でないＰＣＢの側方向に生成されるようにすることによって、互いに側面に隣接した大面積のバッテリーパック間の対面コミュニケーションを可能にする、エッジアンテナが適用されたＰＣＢ、エッジアンテナが適用されたＰＣＢを含むバッテリーに関する。

Description

本出願は２０１８年１１月２０日付の韓国特許出願第１０−２０１８−０１４３３５８号に基づいた優先権の利益を主張し、上記韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
本発明は、エッジアンテナが適用されたＰＣＢ、エッジアンテナが適用されたＰＣＢを含むバッテリーに関し、より具体的には、アンテナパターンをＰＣＢのエッジ（ＥＤＧＥ）領域に設計することによって、アンテナパターンから生成されるビームパターン（ｂｅａｍ ｐａｔｔｅｒｎ）がアンテナ面と垂直方向でないＰＣＢの側方向に生成されるようにすることによって、互いに側面に隣接した大面積のバッテリーパック間の対面コミュニケーション（ｆａｃｅ−ｔｏ−ｆａｃｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）を可能にする、エッジアンテナが適用されたＰＣＢ、エッジアンテナが適用されたＰＣＢを含むバッテリーに関する。
一般に、ＰＣＢのアンテナパターンの設計時にアンテナパターン層から生成されるビームパターンは、図１のようにアンテナパターンと垂直方向に向かうようになる。
これは、通信の側面から見れば、アンテナパターンの対面（面ｖｓ面）コミュニケーションに有利な利点を有するが、複数のバッテリーパックが互いに側面に隣接して位置したバッテリーの立場から見れば、バッテリーパックが垂直方向でない水平方向に配列しているという点で、このようなアンテナパターンを用いて対面コミュニケーションを行うには多くの制約条件がある。
本発明は、上述した問題を解決するために導き出されたものであり、アンテナパターンをＰＣＢのエッジ（ＥＤＧＥ）領域に設計することによって、アンテナパターンから生成されるビームパターン（ｂｅａｍ ｐａｔｔｅｒｎ）がアンテナ面と垂直方向でないＰＣＢの側方向に生成されるようにすることによって、互いに隣接した大面積のバッテリーパック間の対面コミュニケーションを可能にする、エッジアンテナが適用されたＰＣＢ、エッジアンテナが適用されたＰＣＢを含むバッテリーを提供しようとする。
本発明の一実施形態によるエッジアンテナが適用されたＰＣＢは、ＰＣＢをなす複数の層のうち下側に位置したアンテナパターン層のエッジ（ＥＤＧＥ）の一部領域に沿って備えられるアンテナパターン、前記アンテナパターン層と絶縁層とを間に置いて位置するフィード（ｆｅｅｄ）層、前記絶縁層を垂直方向に貫通し、前記アンテナパターンと前記フィード層が垂直に接続されるようにする一つ以上のビア（ｖｉａ）、および前記フィード層の外側に位置するグラウンド層を含み、前記アンテナパターンが前記アンテナパターン層のエッジに偏るように位置することにより、前記アンテナパターンを通じて生成されるビームパターン（ｂｅａｍ ｐａｔｔｅｒｎ）の生成方向が前記アンテナパターン層のエッジ外側に向かうように誘導されることを特徴とする。
一つの実施形態において、前記一つ以上のビアを介して、前記アンテナパターンと前記フィード層が互いに電気的に接続されてもよい。
一つの実施形態において、前記アンテナパターンは、前記アンテナパターン層の特定のエッジの長さに相応する長さを有するように備えられてもよい。
本発明の他の実施形態によるエッジアンテナが適用されたＰＣＢは、ＰＣＢをなす複数の層のうち下側に位置したアンテナパターン層のエッジ（ＥＤＧＥ）の周縁に沿って備えられるアンテナパターン、前記アンテナパターン層と絶縁層とを間に置いて位置するフィード（ｆｅｅｄ）層、前記絶縁層を垂直方向に貫通し、前記アンテナパターンと前記フィード層が垂直に接続されるようにする一つ以上のビア（ｖｉａ）、および前記フィード層の外側に位置するグラウンド層を含み、前記アンテナパターンが前記アンテナパターン層のエッジの周縁に沿って偏るように位置することにより、前記アンテナパターンを通じて生成されるビームパターン（ｂｅａｍ ｐａｔｔｅｒｎ）の生成方向が前記アンテナパターン層のエッジの周縁外側に向かうように誘導されることを特徴とする。
一つの実施形態において、前記一つ以上のビアを介して、前記アンテナパターンと前記フィード層が互いに電気的に接続されてもよい。
一つの実施形態において、前記アンテナパターンは、前記アンテナパターン層のエッジの周縁に沿って一体型に形成された四角形の環状であってもよい。
本発明のまた他の実施形態によるエッジアンテナが適用されたＰＣＢは、ＰＣＢをなす複数の層のうち下側に位置したアンテナパターン層のエッジ（ＥＤＧＥ）のうち互いに隣接した２個のエッジに沿って互いにつながるように備えられるアンテナパターン、前記アンテナパターン層と絶縁層とを間に置いて位置するフィード（ｆｅｅｄ）層、前記絶縁層を垂直方向に貫通し、前記アンテナパターンと前記フィード層が垂直に接続されるようにする一つ以上のビア（ｖｉａ）、および前記フィード層の外側に位置するグラウンド層を含み、前記アンテナパターンが前記アンテナパターン層のエッジのうち互いに隣接した２個のエッジに偏るように位置することにより、前記アンテナパターンを通じて生成されるビームパターン（ｂｅａｍ ｐａｔｔｅｒｎ）の生成方向が前記アンテナパターン層のエッジのうち互いに隣接した２個のエッジの外側に向かうように誘導されることを特徴とする。
一つの実施形態において、前記一つ以上のビアを介して、前記アンテナパターンと前記フィード層が互いに電気的に接続されてもよい。
一つの実施形態において、前記アンテナパターンは、前記アンテナパターン層のエッジのうち互いに隣接した２個のエッジに沿って一体型に形成されたＶ字帯状であってもよい。
本発明のまた他の実施形態によるエッジアンテナが適用されたＰＣＢを含むバッテリーは、ＰＣＢをなす複数の層のうち下側に位置したアンテナパターン層のエッジ（ＥＤＧＥ）の一部領域に沿って備えられるアンテナパターン、前記アンテナパターン層と絶縁層とを間に置いて位置するフィード（ｆｅｅｄ）層、前記絶縁層を垂直方向に貫通し、前記アンテナパターンと前記フィード層が垂直に接続されるようにする一つ以上のビア（ｖｉａ）、および前記フィード層の外側に位置するグラウンド層を含み、前記アンテナパターンが前記アンテナパターン層のエッジに偏るように位置することにより、前記アンテナパターンを通じて生成されるビームパターン（ｂｅａｍ ｐａｔｔｅｒｎ）の生成方向が前記アンテナパターン層のエッジ外側に向かうように誘導させるエッジアンテナが適用されたＰＣＢが各々適用された一つ以上のバッテリーパックを含み、前記一つ以上のバッテリーパックの各々は、各エッジアンテナが適用されたＰＣＢ各々のアンテナパターンを通じて、互いに隣接したバッテリーパックと対面コミュニケーションを行ってもよい。
本発明の一側面によれば、アンテナパターンから生成されるビームパターン（ｂｅａｍ ｐａｔｔｅｒｎ）がアンテナ面と垂直方向でないＰＣＢの側方向に生成されるようにすることによって、互いに側面に隣接した大面積のバッテリーパック間の対面コミュニケーションを可能にするという利点を有する。
また、本発明の一側面によれば、ＰＣＢ上にアンテナパターンを実現するための面積が減少することによって、ＰＣＢの設計費用および設計時間が減少するという利点を有する。
特に、エッジ面と隣接するようにアンテナパターンを設計することによって、ビームパターンがエッジに向かうようにすることによってエッジツーエッジ（Ｅｄｇｅ ｔｏ Ｅｄｇｅ）コミュニケーションに有利な利点を有する。
一般的なアンテナパターンのビームパターンがアンテナパターン面と垂直方向に生成される状態を示す図である。 図１に示されたアンテナパターンが適用されたＰＣＢが側面に配列された複数のバッテリーパックに適用されることによって、対面コミュニケーションに制約が発生する状態を示す図である。 本発明の一実施形態によるエッジアンテナが適用されたＰＣＢ１００の一例を示す図である。 図３に示されたエッジアンテナが適用されたＰＣＢ１００を介して、ビームパターンが、アンテナパターンが形成された側傍に向かって生成および放射される状態を示す図である。 本発明の一実施形態によるエッジアンテナが適用されたＰＣＢ１００のアンテナパターン１１０がアンテナパターン層１０のエッジの一部でないエッジの全周縁に沿って備えられた状態を示す図である。 本発明の一実施形態によるエッジアンテナが適用されたＰＣＢ１００のアンテナパターン１１０がアンテナパターン層１０の４個のエッジのうち互いに隣接した２個のエッジに沿って互いにつながるように備えられた状態を示す図である。
以下では本発明の理解を助けるために好ましい実施形態を提示する。但し、下記の実施形態は本発明をより容易に理解するために提供されるものに過ぎず、本実施形態によって本発明の内容が限定されるものではない。
図２は、図１に示されたアンテナパターンが適用されたＰＣＢが側面に配列された複数のバッテリーパックに適用されることによって、対面コミュニケーションに制約が発生する状態を示す図である。
図２を参照すれば、複数のバッテリーパックが水平に配列された環境でバッテリーパック間の無線通信（ｗｉｒｅｌｅｓｓ）の構成時、ＰＣＢの配置をバッテリーパックと相応するように水平に配列させる場合、アンテナパターンのビームパターンがＰＣＢの垂直方向に生成および放射されることによって対面コミュニケーションに制約が発生するようになる。
したがって、このようなバッテリーパックの無線通信環境においてもＰＣＢの配置が水平配置されてもエッジツーエッジ（Ｅｄｇｅ ｔｏ Ｅｄｇｅ）コミュニケーションを利用して対面コミュニケーションを可能にするための技術が必要である。
図３は、本発明の一実施形態によるエッジアンテナが適用されたＰＣＢ１００の一例を示す図であり、図４は、図３に示されたエッジアンテナが適用されたＰＣＢ１００を介して、ビームパターンが、アンテナパターンが形成された側傍に向かって生成および放射される状態を示す図である。
図３および図４を参照すれば、本発明の一実施形態によるエッジアンテナが適用されたＰＣＢ１００は、大きく、アンテナパターン１１０、フィード層１２０、一つ以上のビア１３０およびグラウンド層１４０を含んで構成されることができる。
アンテナパターン１１０は、ＰＣＢをなす複数の層のうち下側に位置したアンテナパターン層１０のエッジ（ＥＤＧＥ）の一部領域に沿って備えられ、特定の半径内でビームパターンを生成および放射する。
このようなアンテナパターン１１０は、絶縁層２０をフィード層１２０との間に置いて位置し、この時、アンテナパターン１１０とフィード層１２０とは、絶縁層２０を垂直方向に貫通する一つ以上のビア（ｖｉａ）１３０を介して電気的に接続されることができる。ここで、ビア１３０は、アンテナパターン１１０とフィード層１２０が互いに電気的に接続されるようにする一種の通路を意味する。
この時、アンテナパターン１１０はアンテナパターン層１０の４個のエッジのうち特定のエッジに隣接して形成されるが、上記エッジの長さに相応する帯状に形成されることができる。したがって、アンテナパターン１１０がＰＣＢにおいて占める面積が最小化できる。
また、アンテナパターン１１０がアンテナパターン層１０のエッジに偏るように形成されることによって、アンテナパターン１１０から生成および放射されるビームパターンは垂直方向でないエッジ外側に向かった水平方向に広く形成され、これについては図４を参照して説明する。
図４を参照すれば、アンテナパターン層１０の特定のエッジに帯状に形成されたアンテナパターン１１０により、ビームパターンは垂直方向に向かわず側傍に向かって広く生成される。
したがって、このようなエッジアンテナが適用されたＰＣＢ１００が水平方向に配列された複数のバッテリーパック間の無線通信に適用される場合、互いに水平方向に配列された複数のＰＣＢ間のエッジツーエッジコミュニケーションに有利に作用できる。
一方、このようなアンテナパターン１１０はアンテナパターン層１０に様々な形態で備えられ、これについては図５および図６を参照して説明する。
図５は、本発明の一実施形態によるエッジアンテナが適用されたＰＣＢ１００のアンテナパターン１１０がアンテナパターン層１０のエッジの一部でないエッジの全周縁に沿って備えられた状態を示す図である。
図５を参照すれば、図３ではアンテナパターン１１０がアンテナパターン層１０の総４個のエッジのいずれかのエッジに偏るように備えられた形態について言及したのであれば、図５ではアンテナパターン１１０がアンテナパターン層１０の全てのエッジに沿って四角形の帯状を有するのを見ることができる。
この場合、アンテナパターン層１０の各エッジ別にビームパターンが側方向に向かって生成および放射されるため、水平方向に配置される複数のＰＣＢ間の全ての側傍に対するエッジツーエッジコミュニケーションが可能になる。
図６は、本発明の一実施形態によるエッジアンテナが適用されたＰＣＢ１００のアンテナパターン１１０がアンテナパターン層１０の４個のエッジのうち互いに隣接した２個のエッジに沿って互いにつながるように備えられた状態を示す図である。
図６を参照すれば、図３ではアンテナパターン１１０がアンテナパターン層１０の総４個のエッジのいずれかのエッジに偏るように備えられた形態について言及したのであれば、図６ではアンテナパターン１１０がアンテナパターン層１０の４個のエッジのうち互いに隣接した２個のエッジに沿ってＶ字帯状を有するのを見ることができる。
この場合、アンテナパターン層１０の互いに隣接した２個のエッジに対してビームパターンが側方向に向かって生成および集中的に放射されるため、水平方向に互いに隣接して位置する特定のＰＣＢに対するエッジツーエッジコミュニケーションが可能になる。
一方、一つの実施形態において、図３に示されたエッジアンテナが適用されたＰＣＢ１００は複数のバッテリーパック各々の無線通信環境に適用でき、このようなエッジアンテナが適用されたＰＣＢを含むバッテリーが実現できる。
この場合、バッテリーパックは水平方向に配置されることができ、エッジアンテナが適用されたＰＣＢ１００もまた水平方向に配置されることができ、各々のエッジアンテナが適用されたＰＣＢ１００間のエッジツーエッジコミュニケーション可能になる。
以上、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、上記技術分野の熟練した当業者であれば、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正および変更できることを理解することができるであろう。

Claims (12)

  1. ＰＣＢをなす複数の層のうち下側に位置したアンテナパターン層のエッジ（ＥＤＧＥ）の一部領域に沿って備えられるアンテナパターン、
    前記アンテナパターン層との間に絶縁層が設けられたフィード（ｆｅｅｄ）層、
    前記絶縁層を垂直方向に貫通し、前記アンテナパターンと前記フィード層が垂直に接続されるようにする一つ以上のビア（ｖｉａ）、および
    前記フィード層の外側に位置するグラウンド層を含み、
    前記アンテナパターンが前記アンテナパターン層のエッジに偏るように位置することにより、前記アンテナパターンを通じて生成されるビームパターン（ｂｅａｍ ｐａｔｔｅｒｎ）の生成方向が前記アンテナパターン層のエッジ外側に向かうように誘導される、エッジアンテナが適用されたＰＣＢ。
  2. 前記一つ以上のビアを介して、前記アンテナパターンと前記フィード層が互いに電気的に接続される、請求項１に記載のエッジアンテナが適用されたＰＣＢ。
  3. 前記アンテナパターンは、
    前記アンテナパターン層の特定のエッジの長さに相応する長さを有するように備えられる、請求項１または２に記載のエッジアンテナが適用されたＰＣＢ。
  4. ＰＣＢをなす複数の層のうち下側に位置したアンテナパターン層のエッジ（ＥＤＧＥ）の周縁に沿って備えられるアンテナパターン、
    前記アンテナパターン層との間に絶縁層が設けられたフィード（ｆｅｅｄ）層、
    前記絶縁層を垂直方向に貫通し、前記アンテナパターンと前記フィード層が垂直に接続されるようにする一つ以上のビア（ｖｉａ）、および
    前記フィード層の外側に位置するグラウンド層を含み、
    前記アンテナパターンが前記アンテナパターン層のエッジの周縁に沿って偏るように位置することにより、前記アンテナパターンを通じて生成されるビームパターン（ｂｅａｍ ｐａｔｔｅｒｎ）の生成方向が前記アンテナパターン層のエッジの周縁外側に向かうように誘導される、エッジアンテナが適用されたＰＣＢ。
  5. 前記一つ以上のビアを介して、前記アンテナパターンと前記フィード層が互いに電気的に接続される、請求項４に記載のエッジアンテナが適用されたＰＣＢ。
  6. 前記アンテナパターンは、
    前記アンテナパターン層のエッジの周縁に沿って一体型に形成された四角形の環状である、請求項４または５に記載のエッジアンテナが適用されたＰＣＢ。
  7. ＰＣＢをなす複数の層のうち下側に位置したアンテナパターン層のエッジ（ＥＤＧＥ）のうち互いに隣接した２個のエッジに沿って互いにつながるように備えられるアンテナパターン、
    前記アンテナパターン層との間に絶縁層が設けられたフィード（ｆｅｅｄ）層、
    前記絶縁層を垂直方向に貫通し、前記アンテナパターンと前記フィード層が垂直に接続されるようにする一つ以上のビア（ｖｉａ）、および
    前記フィード層の外側に位置するグラウンド層を含み、
    前記アンテナパターンが前記アンテナパターン層のエッジのうち互いに隣接した２個のエッジに偏るように位置することにより、前記アンテナパターンを通じて生成されるビームパターン（ｂｅａｍ ｐａｔｔｅｒｎ）の生成方向が前記アンテナパターン層のエッジのうち互いに隣接した２個のエッジの外側に向かうように誘導される、エッジアンテナが適用されたＰＣＢ。
  8. 前記一つ以上のビアを介して、前記アンテナパターンと前記フィード層が互いに電気的に接続される、請求項７に記載のエッジアンテナが適用されたＰＣＢ。
  9. 前記アンテナパターンは、
    前記アンテナパターン層のエッジのうち互いに隣接した２個のエッジに沿って一体型に形成されたＶ字帯状である、請求項７または８に記載のエッジアンテナが適用されたＰＣＢ。
  10. ＰＣＢをなす複数の層のうち下側に位置したアンテナパターン層のエッジ（ＥＤＧＥ）の一部領域に沿って備えられるアンテナパターン、前記アンテナパターン層との間に絶縁層が設けられたフィード（ｆｅｅｄ）層、前記絶縁層を垂直方向に貫通し、前記アンテナパターンと前記フィード層が垂直に接続されるようにする一つ以上のビア（ｖｉａ）、および前記フィード層の外側に位置するグラウンド層を含み、前記アンテナパターンが前記アンテナパターン層のエッジに偏るように位置することにより、前記アンテナパターンを通じて生成されるビームパターン（ｂｅａｍ ｐａｔｔｅｒｎ）の生成方向が前記アンテナパターン層のエッジ外側に向かうように誘導させるエッジアンテナが適用されたＰＣＢが各々適用された一つ以上のバッテリーパックを含み、
    前記一つ以上のバッテリーパックの各々は、
    各エッジアンテナが適用されたＰＣＢ各々のアンテナパターンを通じて、互いに隣接したバッテリーパックと対面コミュニケーションを行う、エッジアンテナが適用されたＰＣＢを含むバッテリー。
  11. 前記一つ以上のビアを介して、前記アンテナパターンと前記フィード層が互いに電気的に接続される、請求項１０に記載のエッジアンテナが適用されたＰＣＢを含むバッテリー。
  12. 前記アンテナパターンは、
    前記アンテナパターン層の特定のエッジの長さに相応する長さを有するように備えられる、請求項１０または１１に記載のエッジアンテナが適用されたＰＣＢを含むバッテリー。
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