JP2023549195A - アンテナ用ｒｆモジュール、ｒｆモジュール組立体およびこれを含むアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【要約】【課題】全体的な放熱性能を大きく向上させることのできる、アンテナ用ＲＦモジュールおよびこれを含むアンテナ装置に関する。【解決手段】本発明は、アンテナ用ＲＦモジュールおよびこれを含むアンテナ装置に関し、特に、メインボードの前面に配列されたＲＦフィルタと、前記ＲＦフィルタの前面に配置される放射素子モジュールと、前記ＲＦフィルタおよび前記放射素子モジュールの間に配置されて前記放射素子モジュールを接地（ＧＮＤ）すると共に、前記ＲＦフィルタの前方から後方に外気を流入させたり、前記ＲＦフィルタの後方から前方に外気を流出させる少なくとも１つのリフレクタグリルフィンと、前記ＲＦフィルタの前面に結合され、前記放射素子モジュールを外部から保護するレドームカバーとを含む。【選択図】図２

Description

本発明は、アンテナ用ＲＦモジュール、ＲＦモジュール組立体およびこれを含むアンテナ装置（ＲＦ ＭＯＤＵＬＥ、ＲＦ ＭＯＤＵＬＥ ＡＳＳＥＭＢＬＹ ＡＮＤ ＡＮＴＥＮＮＡ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ ＴＨＥ ＳＡＭＥ）に関し、より詳しくは、放射素子モジュールおよびＲＦ素子をメインボードから完全分離しかつ、前方外気に露出するように配置すると共に、従来の放射素子が備えられた前方側への放熱設計の困難を解消できるアンテナ用ＲＦモジュール、ＲＦモジュール組立体およびこれを含むアンテナ装置に関する。

移動通信システムに用いられる中継器をはじめとする基地局アンテナは、多様な形態と構造を有し、通常、長手方向に直立する少なくとも１つの反射板上に複数の放射素子が適切に配置される構造を有する。

最近は、多重入出力（ＭＩＭＯ）ベースのアンテナに対する高性能の要求を満足すると同時に、小型化、軽量化および低費用構造を達成しようとする研究が活発に行われている。特に、線形偏波または円形偏波を実現するためのパッチタイプの放射素子が適用されたアンテナ装置の場合、通常、プラスチックやセラミック素材の誘電体基板からなる放射素子にめっきをし、ＰＣＢ（印刷回路基板）などに半田付けにより結合する方式が広く用いられている。

図１は、従来技術によるアンテナ装置の一例を示す分解斜視図である。従来技術によるアンテナ装置１は、図１に示されるように、複数の放射素子３５が所望の方向に出力されてビームフォーミングが容易となるように、ビーム出力方向であるアンテナハウジング本体１０の前面側に配列され、外部環境からの保護のために、レドーム（ｒａｄｏｍｅ）５０がアンテナハウジング本体１０の前段部に複数の放射素子３５を挟んで装着される。

より詳しくは、従来技術によるアンテナ装置１は、前面が開口した薄い直方体の函体形状に備えられ、後面には複数の放熱フィン１１が一体に形成されたアンテナハウジング本体１０と、アンテナハウジング本体１０の内部のうち後面に積層配置されたメインボード２０と、アンテナハウジング本体１０の内部のうち前面に積層配置されたアンテナボード３０とを含む。アンテナボード３０の前面には、パッチタイプの放射素子またはダイポールタイプの放射素子３５が実装され、アンテナハウジング本体１０の前面には、内部の各部品を外部から保護しながら放射素子３５からの放射が円滑に行われるようにするレドーム５０が設けられる。

しかし、従来技術によるアンテナ装置１の一例は、アンテナハウジング本体１０の前方部が単一のレドーム５０によってすべて遮蔽されるように備えられることから、レドーム５０がアンテナ装置の放熱を阻害する要素になる。ここで、レドーム５０を除去し、放射素子３５を外部に露出させる場合、必然的にアンテナボード３０まで外部に露出することにより、外部環境からの保護が非常に不十分になるしかない。これと共に、アンテナボード３０も、熱伝導度が低い一般のＰＣＢ材質であるＦＲ－４材質からなり、実質的に発熱の多い空間である、メインボードが設けられた設置空間（不図示）の前方をレドーム５０と同じくすべて遮蔽されるようにする点で、前方への放熱設計の転換が難しい問題点がある。

これらの理由のため、メインボードの前面および後面のうち、放熱方向の後面にはデジタル素子のみならずアナログ増幅素子のすべてが集中実装されなければならず、これによって放熱部位が偏ってアンテナ装置１の全体的な放熱性能が低下する問題点がある。

本発明は、上記の技術的課題を解決するためになされたものであって、アンテナＲＦモジュールが外気に露出するように前方に配置することにより、システムの前後方への分散放熱を可能にして放熱性能を大きく向上させることができるアンテナ用ＲＦモジュール、ＲＦモジュール組立体およびこれを含むアンテナ装置を提供することを目的とする。

これと共に、本発明は、放射素子のグラウンド機能を行うと共に、後方電装素子との信号干渉を遮断するリフレクタ機能を同時に行う複数のグラウンド翼ピンを含むアンテナ用ＲＦモジュールおよびこれを含むアンテナ装置を提供することを他の目的とする。

また、本発明は、単位ＲＦフィルタと単位放射素子モジュールおよび単位レドームカバーをモジュール化製造してメインボードの設置空間と前方外気空間とを区画させる前方ハウジングに手軽にモジュール組立てられる複数のＲＦモジュールを含むアンテナ用ＲＦモジュール、ＲＦモジュール組立体およびこれを含むアンテナ装置を提供することをさらに他の目的とする。

また、本発明は、従来のメインボードに実装されていた増幅部素子およびサージ基板をメインボードが設けられる設置空間と完全分離されるか、メインボードとは離隔するように備えてメインボードの前後構成品の簡素化設計が可能なアンテナ用ＲＦモジュール、ＲＦモジュール組立体およびこれを含むアンテナ装置を提供することをさらに他の目的とする。

本発明の技術的課題は以上に言及した課題に制限されず、言及されていないさらに他の技術的課題は以下の記載から当業者に明確に理解されるであろう。

本発明によるアンテナ用ＲＦモジュールの一実施例は、メインボードの前面に配列されたＲＦフィルタと、前記ＲＦフィルタの前面に配置される放射素子モジュールと、前記ＲＦフィルタおよび前記放射素子モジュールの間に配置されて前記放射素子モジュールを接地（ＧＮＤ）すると共に、前記ＲＦフィルタの前方から後方に外気を流入させたり、前記ＲＦフィルタの後方から前方に外気を流出させる少なくとも１つのリフレクタグリルフィンと、前記ＲＦフィルタの前面に結合され、前記放射素子モジュールを外部から保護するレドームカバーとを含む。

ここで、前記少なくとも１つのリフレクタグリルフィンは、前記ＲＦフィルタに一体に成形される。

また、前記ＲＦフィルタは、複数のキャビティが前方に開口して形成されたフィルタボディと、前記キャビティの内部にそれぞれ配置された共振バーとを含み、前記リフレクタグリルフィンは、前記フィルタボディの前端縁に沿って上側、下側、左側および右側の外側方向に延びかつ、それぞれ所定の離隔距離を有するように配置形成される。

また、前記リフレクタグリルフィンは、前記フィルタボディの前面を遮蔽するように配置されたフィルタアウタパネルと共にリフレクタ機能を行うことができる。

また、前記リフレクタグリルフィン間の間隔は、前記放射素子モジュールに含まれた放射素子の配置間隔を考慮して設定される。

また、前記ＲＦフィルタおよび前記リフレクタグリルフィンは、金属成分のモールディング材を用いてダイカスト金型工法によって一体に製造される。

また、前記リフレクタグリルフィンの一部は、左右方向に隣接するＲＦフィルタに形成されたリフレクタグリルフィンと相互オーバーラップされるように延長形成される。

また、前記リフレクタグリルフィンの一部は、上下方向に隣接するＲＦフィルタに形成されたリフレクタグリルフィンと上下一直線となるように延長形成される。

また、前記リフレクタグリルフィン間の間隔は、動作周波数の１／２０λよりは大きく、動作周波数の１／１０λよりは小さい範囲を有するように設定される。

また、前記ＲＦフィルタは、複数のキャビティが前方に開口して形成されたフィルタボディと、前記キャビティの内部にそれぞれ配置された共振バーと、前記フィルタボディの前面を遮蔽するように配置されたフィルタアウタパネルとを含み、前記放射素子モジュールは、前記フィルタアウタパネルの前面を覆うように前記フィルタボディの内側に載置結合される。

また、前記レドームカバーは、前記放射素子モジュールを外部から隠匿させながら前記フィルタボディに結合される。

また、前記放射素子モジュールは、前記ＲＦフィルタの前面に密着配置されかつ、二重偏波の少なくとも一方の偏波を発生させるアンテナパッチ回路部および給電ラインが印刷形成された放射素子用印刷回路基板と、導電性金属材質で形成され、前記放射素子用印刷回路基板の前記アンテナパッチ回路部と電気的に連結される放射用ディレクタとを含み、前記放射用ディレクタは、前記レドームカバーの背面に着脱結合された後、前記放射素子用印刷回路基板に連結される。

また、前記レドームカバーの背面には、前記放射用ディレクタと結合可能な複数の結合突起が後方に突出して形成され、前記放射用ディレクタには、前記複数の結合突起が貫通結合されるように前後に貫通して形成された複数の結合ホールが形成される。

また、前記メインボードと前記ＲＦフィルタとの間に配置され、少なくとも１つのアナログ増幅素子が実装された増幅素子モジュールをさらに含み、前記増幅素子モジュールは、幅方向の一側または他側が開口した基板載置空間を有する増幅部ボディと、前記増幅部ボディの内部に載置されかつ、枠前端部は前記ＲＦフィルタと信号連結され、枠後端部は前記メインボードと信号連結される増幅部基板と、前記増幅部基板を覆うように設けられた増幅部カバーとを含むことができる。

また、前記増幅部基板は、前記ＲＦフィルタとはスルーピン端子を介在させてフィードスルーピン結合され、前記メインボードとはソケットピン結合される。

また、前記増幅部基板には、前記メインボードにソケットピン結合されるための少なくとも１つ以上の雄ソケット部が備えられる。

また、前記増幅部基板は、前記増幅部ボディの内側面に密着結合され、前記増幅部ボディの外側面には、前記増幅部基板から発生した熱を外部空間に放熱させる複数の増幅部ヒートシンクフィンが一体に形成される。

また、前記ＲＦフィルタと前記放射素子モジュールとは、スルーピン端子を介在させてフィードスルーピン結合される。

本発明の一実施例によるアンテナ用ＲＦモジュール組立体は、メインボードの前面に配列された複数のＲＦフィルタと、前記複数のＲＦフィルタの前面にそれぞれ配置される複数の放射素子モジュールと、前記複数のＲＦフィルタおよび前記複数の放射素子モジュールの間にそれぞれ配置されて前記放射素子モジュールを接地（ＧＮＤ）すると共に、前記複数のＲＦフィルタそれぞれの前方から後方に外気を流入させたり、前記ＲＦフィルタの後方から前方に外気を流出させる少なくとも１つのリフレクタグリルフィンと、前記複数のＲＦフィルタそれぞれの前面に結合され、前記複数の放射素子モジュールを外部から保護する複数のレドームカバーとを含む。

本発明の一実施例によるアンテナ装置は、少なくとも１つのデジタル素子が前面または後面に実装されたメインボードと、前記メインボードが設けられる設置空間の前方が開口して形成された函体形状の後方ハウジングと、前記後方ハウジングの開口した前方を遮蔽しかつ、前記後方ハウジングの設置空間と外部空間とを区画するように配置された前方ハウジングと、前記前方ハウジングの前方に配置されかつ、前記メインボードと電気的な信号ラインを介して連結されたＲＦモジュール組立体とを含み、前記ＲＦモジュール組立体は、前記メインボードの前面に配列された複数のＲＦフィルタと、前記ＲＦフィルタそれぞれの前面に配置される放射素子モジュールと、前記複数のＲＦフィルタおよび前記放射素子モジュールの間にそれぞれ配置されて前記放射素子モジュールを接地（ＧＮＤ）すると共に、前記ＲＦフィルタそれぞれの前方から後方に外気を流入させたり、前記ＲＦフィルタそれぞれの後方から前方に外気を流出させる少なくとも１つのリフレクタグリルフィンと、前記複数のＲＦフィルタそれぞれの前面に結合され、前記複数の放射素子モジュールを外部から保護する複数のレドームカバーとを含む。

ここで、前記後方ハウジングの設置空間のうち前記メインボードの後方に離隔して配置されかつ、前記後方ハウジングの前面に密着配置されるサージ基板部と、前記後方ハウジングの設置空間のうち前記メインボードと同一の前面を有するように配置されかつ、前記メインボードの上側に配置されたＰＳＵボード部とをさらに含み、前記サージ基板部と前記ＰＳＵボード部および前記ＰＳＵボード部と前記メインボードとは、それぞれ少なくとも１つのバスバーを介在させて電気的に連結される。

また、前記後方ハウジングの設置空間のうち前記メインボードの前方に離隔して配置されかつ、前記前方ハウジングの背面に密着配置されるＲＦＩＣ基板部をさらに含み、前記ＲＦＩＣ基板部には、前記メインボードに実装されたＦＰＧＡ素子に対応するＲＦＩＣ素子が実装配置される。
また、前記ＲＦＩＣ素子から発生した熱は、前記前方ハウジングに表面熱接触して熱伝導方式で放熱される。

また、前記複数のＲＦモジュールの前端部は、前記前方ハウジングの枠から前方にさらに離隔して位置し、前記前方ハウジングの枠部位に結合されかつ、最外郭に配置された前記複数のＲＦモジュールの側部を取り囲む形態で備えられた少なくとも１つの通気パネルをさらに含むことができる。
また、前記通気パネルには、所定の大きさの通気孔が複数個形成される。

本発明によるアンテナ用ＲＦモジュール、ＲＦモジュール組立体およびこれを含むアンテナ装置の一実施例によれば、次のような多様な効果を達成することができる。

第一、アンテナ装置の発熱素子から発生する熱を空間的に分離することにより、アンテナ装置の前後方への分散放熱が可能で放熱性能が大きく向上する効果を有する。

第二、アンテナ前方への放熱を妨げる既存の単一レドームをＲＦモジュールごとに結合される単位レドームに変更設計することにより、放熱障害要素を除去し、放射素子モジュールをより効果的に保護できる効果を有する。

第三、従来のメインボード側に集中実装されていたＲＦ関連増幅素子をＲＦフィルタと共にＲＦモジュールとして変更構成し、外気空間は前方外部に配置することにより、アンテナ装置の全体的な放熱性能を大きく向上させる効果を有する。

第四、ＲＦ関連増幅素子（特に、ＲＦＩＣボード）をメインボードから分離することにより、マルチレイヤボード（Ｍｕｌｔｉ Ｌａｙｅｒ Ｂｏａｒｄ）であるメインボードの層数が大きく減少してメインボードの製造費用を節減する効果を有する。

第五、周波数依存性（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ）を有するＲＦ関連部品をＲＦモジュールとして構成し、これを放熱機能がさらに加えられた前方ハウジングを介して信号連結されるように着脱結合されることにより、アンテナ装置を構成する個別ＲＦ関連部品の不良や破損が発生する場合、当該ＲＦモジュールのみを取替可能なため、アンテナ装置に対する維持補修が容易な効果を有する。
第六、アンテナ装置の分散放熱が可能なため、後方ハウジングに一体に形成されたヒートシンク（放熱フィン）の長さおよび体積を縮小可能なため、全体的に製品のスリム設計が容易な効果を有する。

第七、ＲＦモジュールの構成のうちＲＦフィルタと増幅素子モジュールとを前後方向に完全分離することにより、相互熱的影響を最小化できる効果を有する。
本発明の効果は以上に言及した効果に制限されず、言及されていないさらに他の効果は特許請求の範囲の記載から当業者に明確に理解されるであろう。

従来のアンテナ装置の一例を示す分解斜視図である。 本発明の一実施例に係るアンテナ装置を示す斜視図である。 図２に示すアンテナ装置の分解斜視図である。 前方ハウジングからＲＦモジュール組立体を着脱する様子を説明するための分解斜視図である。 前方ハウジングと後方ハウジングとを分離した状態を示す分解斜視図である。 後方ハウジングに前方ハウジングを組立てる様子を説明するための分解斜視図である。 図２の構成のうち、通気パネルを除去した状態を示す斜視図である。 後方ハウジングに対する各種ボードの組立関係を示す分解斜視図である。 後方ハウジングに対する各種ボードの組立関係を示す分解斜視図である。 図２の構成のうち、サージボード部の結合の様子を示す分解斜視図である。 図２の構成のうち、ＲＦＩＣボード部の結合位置を示す分解斜視図である。 図１０のＲＦＩＣボード部を前方ハウジングの背面に取り付けた状態を示す分解斜視図である。 図２の構成のうち、ＲＦモジュールの前方ハウジングに対する設置の様子を示す分解斜視図である。 ＲＦモジュールが着脱される前方ハウジングの前面およびＲＦモジュールの背面部位を示す拡大斜視図である。 ＲＦモジュールのメインボードに対する結合の様子を示す切開斜視図である。 図２の構成のうち、単位ＲＦモジュールを示す斜視図である。 図１５に示す単位ＲＦモジュールの分解斜視図である。 ＲＦモジュールの構成のうち、前方モジュールおよび後方モジュールの設置の様子を示す右側面視分解斜視図である。 ＲＦモジュールの構成のうち、前方モジュールおよび後方モジュールの設置の様子を示す左側面視分解斜視図である。 ＲＦモジュールの構成のうち、前方モジュールおよび後方モジュールの設置の様子を示す背面視分解斜視図である。 ＲＦモジュールの構成のうち、前方モジュールおよび後方モジュールの設置の様子を示す背面視分解斜視図である。 ＲＦモジュールの構成のうち、レドームを設置する様子を示す分解斜視図である。 ＲＦモジュールの構成のうち、放射素子モジュールの設置の様子を示す分解斜視図である。 ＲＦモジュールの構成のうち、放射素子モジュールを設置する様子を示す分解斜視図である。 放射素子モジュールの構成のうち、放射ディレクタをレドームに設置する様子を示す分解斜視図である。 図２のＲＦモジュールの構成のうち、グラウンド翼ピンの形状および配置の様子を示す斜視図および部分拡大図である。 リフレクタグリルフィンの配置関係を示す部分拡大図である。 図１５のＡ－Ａ線に沿った断面図および部分拡大図である。 図１５のＢ－Ｂ線に沿った断面図および部分拡大図である。

以下、本発明の一実施例によるアンテナ用ＲＦモジュール、ＲＦモジュール組立体およびこれを含むアンテナ装置を、添付した図面を参照して詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付すにあたり、同一の構成要素については、たとえ他の図面上に表示されてもできるだけ同一の符号を有するようにしていることに留意しなければならない。また、本発明の実施例を説明するにあたり、かかる公知の構成または機能に関する具体的な説明が本発明の実施例に対する理解を妨げると判断された場合、その詳細な説明は省略する。

本発明の実施例の構成要素を説明するにあたり、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を使うことができる。このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものに過ぎず、その用語によって当該構成要素の本質や順番または順序などが限定されない。また、他に定義されない限り、技術的または科学的な用語を含む、ここで使われるすべての用語は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。一般的に使われる辞書に定義されているような用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有すると解釈されなければならず、本出願において明らかに定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味で解釈されない。

本発明は、従来のアンテナ装置の単一のレドームをＲＦモジュールごとに結合される単位レドームで備えられる。アンテナハウジング内部のメインボードに実装されていたＲＦ関連部品をＲＦフィルタと共にＲＦモジュールとして構成するか、メインボードから分離して構成することにより、アンテナ装置の様々な発熱素子から発生する熱を空間的に分離および分散することを技術的思想とし、以下、アンテナ用ＲＦモジュール２００、ＲＦモジュール組立体３００およびこれを含むアンテナ装置を、図面に示された一実施例を基準として説明する。

図２は、本発明の一実施例によるアンテナ装置を示す斜視図であり、図３は、図２の分解斜視図であり、図４は、前方ハウジングに対するＲＦモジュール組立体の着脱の様子を説明するための分解斜視図であり、図５は、前方ハウジングと後方ハウジングとが分離された状態を示す分解斜視図であり、図６は、後方ハウジングに対する前方ハウジングの組立の様子を示す分解斜視図であり、図７は、図２の構成のうち、通気パネルが除去された状態を示す斜視図であり、図８Ａおよび図８Ｂは、後方ハウジングに対する各種ボードの組立関係を示す分解斜視図であり、図９は、図２の構成のうち、サージボード部の結合の様子を示す分解斜視図であり、図１０は、図２の構成のうち、ＲＦＩＣボード部の結合位置を示す分解斜視図であり、図１１は、図１０のＲＦＩＣボード部が前方ハウジングの背面に結合された状態を示す分解斜視図である。

本発明の一実施例によるアンテナ装置１００は、図２～図７に示すように、アンテナ装置１００の後方外観を形成する後方ハウジング１１０と、アンテナ装置の前方外観の一部を形成し、後方ハウジング１１０の前面に結合される前方ハウジング１４０とを含む。

また、アンテナ装置１００は、後方ハウジング１１０の設置空間１１５に密着設置されたメインボード１７０と、メインボード１７０の上側に配置されたＰＳＵボード部１８０と、メインボード１７０より後方にさらに離隔して配置されたサージ基板部１９０と、前方ハウジング１４０の背面に密着配置されたＲＦＩＣ基板部１５０と、前方ハウジング１４０の前面に積層配置されるアンテナ用ＲＦモジュール（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌｅ）２００（以下、「ＲＦモジュール」と略称する）とをさらに含む。

後方ハウジング１１０と前方ハウジング１４０は、ＲＦモジュール２００と結合して全体アンテナ装置１００の外観を形成すると共に、図示しないものの、アンテナ装置１００の設置のために設けられた支柱ポールに対する結合を媒介する役割を果たすことができる。ただし、アンテナ装置１００の設置空間の制約を受けない限り、必ずしも後方ハウジング１１０および前方ハウジング１４０の結合体が支柱ポールに結合されるべきではなく、建物の内壁または外壁のような垂直構造物に直接壁掛けタイプで設置および固定されることも可能である。特に、本発明の一実施例によるアンテナ装置１００の場合、前後の厚さを最小となるようにスリム設計して、壁掛けタイプの設置をより容易にすることに大きな意味を持っている。これについては、後により詳しく説明する。

後方ハウジング１１０および前方ハウジング１４０は、全体的に熱伝導による放熱を有利にするように熱伝導性に優れた金属材質で備えられ、かつほぼ前後方向の厚さが薄い直方体の函体形状に形成される。特に、後方ハウジング１１０の前面が開口して形成されて所定の設置空間１１５を備えることにより、デジタル素子（例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）素子１７３が実装されたメインボード１７０と、ＰＳＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｕｎｉｔ）素子が実装されたＰＳＵボード部１８０と、サージ部品素子が実装されたサージ基板部１９０との設置を媒介する役割を果たす。

一方、図示しないものの、後方ハウジング１１０の内側面は、メインボード１７０の後面に実装されたデジタル素子（ＦＰＧＡ素子１７３など）および／またはＰＳＵボード部１８０の後面に実装されたＰＳＵ素子１８３など、そしてサージ基板部１９０の後面に実装されたサージ部品素子による外形突出形状に型合わせられる形状に形成される。これは、メインボード１７０、ＰＳＵボード部１８０およびサージ基板部１９０の背面との熱接触面積を最大に増大させて放熱性能を極大化するためである。

後方ハウジング１１０の左右両側には、現場で作業者が本発明の一実施例によるアンテナ装置１００を運送したり、支柱ポール（不図示）または建物の内壁または外壁に対して手動装着が容易となるように把持できる取っ手部１３０がさらに設けられる。

これと共に、後方ハウジング１１０の下端部外側には、不図示の基地局装置とのケーブル連結および内部部品の調整のための各種外側装着部材４００が貫通組立可能である。外側装着部材４００は、少なくとも１つ以上の光ケーブル連結端子（ソケット）形態で備えられ、それぞれの連結端子には同軸ケーブル（不図示）の連結端子が相互連結される。

図２を参照して、後方ハウジング１１０の背面には、複数の後方放熱フィン１１１が所定のパターン形状を有するように一体に形成される。ここで、後方ハウジング１１０の設置空間１１５に設けられたメインボード１７０、ＰＳＵボード１８０およびサージ基板部１９０の各発熱素子から生成された熱は、複数の後方放熱フィン１１１を通して後方に直接放熱される。

複数の後方放熱フィン１１１は、図４の（ｂ）に示すように、左右幅の中間部分を基準として左側端および右側端へいくほど上向き傾斜して配置され、後方ハウジング１１０の後方に放熱される熱がそれぞれ後方ハウジング１１０の左側および右側方向に分散した上昇気流を形成して、より迅速に熱が分散するように設計できる。しかし、後方放熱フィン１１１の形状は必ずしもこれに限定されない。仮に、図示しないものの、後方ハウジング１１０の背面側に外気の流動を円滑にするために送風ファンモジュール（不図示）がさらに備えられた場合には、送風ファンモジュールによって放熱された熱がより迅速に排出されるように、後方放熱フィン１１１は、中間に配置された送風ファンモジュールにおいてそれぞれ左側端および右側端に平行に形成されるものが採用可能である。

また、図示しないものの、複数の後方放熱フィン１１１の一部には、アンテナ装置１００を支柱ポール（不図示）に結合するためのクランピング装置（不図示）が結合されるマウンティング部（不図示）が一体形成される。ここで、クランピング装置は、その先端部に設けられた本発明の一実施例に係るアンテナ装置１００を左右方向にローテーティング回動させたり、上下方向にチルティング回動させて、アンテナ装置１００の方向性を調整するための構成であってもよい。しかし、マウンティング部に必ずしもアンテナ装置１００をチルティングおよびローテーティング回動させるためのクランピング装置が結合されるべきではない。例えば、アンテナ装置１００を建物の内壁または外壁に壁掛けタイプで設ける場合、マウンティング部には、壁掛けタイプで結合しやすい掛け金プレート形状のクランプパネルが結合されることも可能である。

一方、アンテナ装置１の一実施例は、図１～図７に示すように、後方ハウジング１１０の設置空間１１５のうちメインボード１７０の後方に離隔して配置されかつ、後方ハウジング１１０の前面に密着配置されるサージ基板部１９０と、後方ハウジング１１０の設置空間１１５のうちメインボード１７０の前面とマッチングされる前面を有するように配置されかつ、メインボード１７０の上側に配置されたＰＳＵボード部１８０とをさらに含むことができる。

ここで、サージ基板部１９０は、前端はメインボード１７０の背面に支持され、後端はサージ基板部１９０の前面に支持される複数の離隔サポータ１９７によってメインボード１７０から所定距離後方に離隔して配置される。

図８Ａおよび図８Ｂを参照して、サージ基板部１９０とＰＳＵボード部１８０、およびメインボード１７０とＰＳＵボード部１８０は、それぞれ少なくとも１つのバスバー１９５、１８５を介在させて電気的に相互連結可能である。より詳しくは、サージ基板部１９０は、メインボード１７０を挟んで後方ハウジング１１０の設置空間１１５のうち相対的に下部側に配置される。逆に、ＰＳＵボード部１８０は、メインボード１７０を挟んで後方ハウジング１１０の設置空間１１５のうち相対的に上部側に配置される。すなわちこれらは、ロングタイプのバスバー１９５を介在させて相互電気的に連結可能である。ロングタイプのバスバー１９５は、それぞれその端部および中間部分が複数のバスバー締結スクリュー１９５’によって安定的に締結固定される。また、ＰＳＵボード部１８０は、メインボード１７０の上端に直接当接している形態で配置されることから、ショートタイプのバスバー１８５を介在させて相互電気的に連結可能である。ショートタイプのバスバー１８５は、それぞれその端部が複数のバスバー締結スクリュー１８５’によって安定的に締結固定される。

一方、一実施例に係るアンテナ装置１は、図１０および図１１に示すように、後方ハウジング１１０の設置空間１１５のうちメインボード１７０の前方に離隔して配置され、かつ前方ハウジング１４０の背面に密着配置されるＲＦＩＣ基板部１５０をさらに含むことができる。

ＲＦＩＣ基板部１５０には、メインボード１７０に実装されたＦＰＧＡ素子１７３に対応するＲＦＩＣ素子１５３が実装配置される。ＲＦＩＣ基板部１５０は、既存のメインボード１７０の前面または後面に上述したＦＰＧＡ素子１７３と共に実装されていたＲＦＩＣ素子１５３をメインボード１７０から分離しかつ、実質的に前方放熱の核心構成である前方ハウジング１４０の背面に表面熱接触するように配置される。ここで、ＲＦＩＣ基板部１５０は、図１０に示すように、前端は前方ハウジング１４０の背面に支持され、後端はメインボード１７０の前面に支持される複数の離隔サポータ１５７によってメインボード１７０から所定距離前方に離隔して配置される。このように、ＲＦＩＣ基板部１５０をメインボード１７０から前方に離隔配置することにより、ＲＦＩＣ基板部１５０およびメインボード１７０相互間の熱的分離をなすことができる。

ＲＦＩＣ基板部１５０の後方には、図１１に示すように、メインボード１７０との物理的な熱的分離のために備えられた熱分離板１６０を貫通してメインボード１７０と電気的に連結される。より詳しくは、ＲＦＩＣ基板部１５０の前面には、図１０に示すように、後述するＲＦモジュール２００の構成のうち、増幅部基板２３５の雄ソケット部２３５ａとソケットピン結合されるための複数の中間雌ソケット部１５５が形成され、図１１に示すように、ＲＦＩＣ基板部１５０の背面には、メインボード１７０の前面に形成された最終雌ソケット部１７１とソケットピン結合されるための中間雄ソケット部１６１が形成される。ここで、中間雄ソケット部１６１は、ＲＦＩＣ基板部１５０の背面に形成されかつ、メインボード１７０の最終雌ソケット部１７１とのソケットピン結合が可能となるように熱分離板１６０を貫通して熱分離板１６０の背面側に露出できる。

ＲＦＩＣ基板部１５０に形成された中間雌ソケット部１５５は、前方ハウジング１４０に形成されたソケット貫通部１４３を介して前方側に露出できる。このように、前方に露出した中間雌ソケット部１５５に増幅部基板２３５の雄ソケット部２３５ａがソケットピン結合される。

熱分離板１６０は、ＲＦＩＣ基板部１５０から発生した熱が相対的に後方空間である後方ハウジング１１０の設置空間１１５側に移動するのを防止し、直ちに前方ハウジング１４０を通した前方への放熱を誘導するように断熱材質で備えられることが好ましい。

前方ハウジング１４０は、図１０および図１１に示すように、後方ハウジング１１０の設置空間１１５に設けられて載置されたメインボード１７０、ＰＳＵボード１８０、サージ基板部１９０および前方のＲＦモジュール２００の間を区画する役割を果たす。また、前方ハウジング１４０は、後方ハウジング１１０側の設置空間１１５とそれ以外の空間とが区別されるように区画具備されることにより、後方ハウジング１１０側の設置空間１１５に生成された熱がＲＦモジュール２００側に影響を及ぼさないように熱的遮断および分離機能を行うことができる。ここで、「熱的遮断」という意味は、前方ハウジング１４０の前面前方で定義される前方外気（または前方空間）上に位置したＲＦモジュール２００から発生した熱が前方ハウジング１４０の背面空間（すなわち、後方ハウジング１１０の設置空間１１５側への熱侵入を遮断すると理解することが好ましい。また、「熱的分離」という意味は、そもそも後方ハウジング１１０の設置空間１１５に積層されたメインボード１７０の前面と背面に集中分散実装された複数の発熱素子の一部を分離して、後方放熱のみならず前方放熱が可能となるように熱的構成を分離配置したと理解することが好ましい。

前方ハウジング１４０の前面には、複数の前方放熱フィン１４１が一体形成される。このような前方ハウジング１４０および複数の前方放熱フィン１４１は、熱伝導性に優れた金属材質からなることから、前方ハウジング１４０を介在させて後方ハウジング１１０の設置空間１１５の熱またはＲＦＩＣ素子１５３から発生した熱が前方へ容易に熱伝導方式で放熱できる。

これと共に、本発明によるアンテナ装置１００の一実施例は、図６に示すように、少なくとも１つの通気パネル１２０、１２０ａ～１２０ｄをさらに含むことができる。複数のＲＦモジュール２００の前端部は、前方ハウジング１４０の枠から前方にさらに離隔して位置するが、少なくとも１つの通気パネル１２０、１２０ａ～１２０ｄが前方ハウジング１４０の枠部位に結合されかつ、最外郭に配置された複数のＲＦモジュール２００の側部を取り囲む形態で結合される。

本発明によるアンテナ装置１００の一実施例では、図６に示すように、第１通気パネル１２０ａおよび第２通気パネル１２０ｂそれぞれが、前方ハウジング１４０の前面に結合された複数のＲＦモジュール２００のうち上端部および下端部に位置したＲＦモジュール２００の上側ブおよび下側部を遮蔽するように結合されると共に、第３通気パネル１２０ｃおよび第４通気パネル１２０ｄそれぞれが、前方ハウジング１４０の前面に結合された複数のＲＦモジュール２００のうち左側部および右側部に位置したＲＦモジュール２００の左側部および右側部を遮蔽するように結合される。ここで、少なくとも１つの通気パネル１２０、１２０ａ～１２０ｄには、所定の大きさの通気孔（図面符号不表記）が全体的に形成されている。通気孔を通して、外部空間の外気は前方ハウジング１４０の前方側に流入したり、前方ハウジング１４０の前方に放熱された熱気は外部空間側に円滑に流出することができる。これにより、通気性能を増大させることができる。外気の通気性が増大すれば、前方ハウジング１４０の前方側への放熱性能を大きく向上することができる。

また、後述のように、ＲＦモジュール２００は、前方ハウジング１４０の前面前方で定義される前方外気に露出していることから、少なくとも１つの通気パネル１２０が前方外気に露出したＲＦモジュール２００の少なくとも側部を遮蔽するように配置されることにより、外部異物はもちろん、接近権限のない未承認使用者の外部接近を遮断する役割を果たすことができる。

ここで、図５に示すように、複数の締結ねじ１２５は、少なくとも１つの通気パネル１２０の後端部に形成された複数の通気パネル締結溝１２０’、および前方ハウジング１４０の枠端部に沿って離隔して形成された通気パネル締結ホール１４０’に順次締結される。この動作により、少なくとも１つの通気パネル１２０は、前方ハウジング１４０の枠部位に結合される。

また、少なくとも１つの通気パネル１２０は、図７に示すように、後述するＲＦモジュール２００の構成のうち、ＲＦフィルタ２２０に一体形成されたリフレクタグリルフィン２２４と、前方ハウジング１４０とが離隔するように備えられる。これにより、リフレクタグリルフィン２２４の一部機能である接地（ＧＮＤ）の役割が円滑に行われ、前端部がリフレクタグリルフィン２２４と通電するように接触結合される。

図１２は、図２の構成のうち、ＲＦモジュールの前方ハウジングに対する設置の様子を示す分解斜視図であり、図１３は、ＲＦモジュールが着脱される前方ハウジングの前面およびＲＦモジュールの背面部位を示す拡大斜視図であり、図１４は、ＲＦモジュールのメインボードに対する結合の様子を示す切開斜視図であり、図１５は、図２の構成のうち、単位ＲＦモジュールを示す斜視図であり、図１６は、図１５の分解斜視図であり、図１７Ａ～図１７Ｄは、ＲＦモジュールの構成のうち、前方モジュールおよび後方モジュールの設置の様子を示す分解斜視図であり、図１８は、ＲＦモジュールの構成のうち、レドームの設置の様子を示す分解斜視図であり、図１９Ａおよび図１９Ｂは、ＲＦモジュールの構成のうち、放射素子モジュールの設置の様子を示す分解斜視図であり、図２０は、放射素子モジュールの構成のうち、放射ディレクタのレドームに対する設置の様子を示す分解斜視図である。

図１２～図２０を参照して、本発明の一実施例に係るアンテナ用ＲＦモジュール２００は、メインボード１７０の前面に配列されたＲＦフィルタ２２０と、ＲＦフィルタ２２０の前面に配置される放射素子モジュール２１０と、ＲＦフィルタ２２０および放射素子モジュール２１０の間に配置されて放射素子モジュール２１０を接地（ＧＮＤ）すると共に、ＲＦフィルタ２２０の前方から後方に外気を流入させたり、ＲＦフィルタの後方から前方に外気を流出させる少なくとも１つのリフレクタグリルフィン２２４とを含む。

ＲＦモジュール２００は、アナログＲＦ部品の集合体である。増幅素子モジュール２３０は、たとえばＲＦ信号を増幅させるアナログ増幅素子が実装された増幅部基板２３５を含むＲＦ部品である。ＲＦフィルタ２２０は、たとえば入力されたＲＦ信号を所望の周波数帯域に周波数フィルタリングするためのＲＦ部品である。放射素子モジュール２１０は、たとえばＲＦ信号を受信および送信する役割を果たすＲＦ部品である。

そのため、本発明によるアンテナ用ＲＦモジュール２００は、さらに他の実施例として次のように定義できる。すなわち、本発明によるアンテナ用ＲＦモジュール２００は、アナログＲＦ部品を含むアンテナ用ＲＦモジュール２００であって、アナログＲＦ部品は、ＲＦフィルタ２２０と、ＲＦフィルタ２２０の前方に配置される放射素子モジュール２１０と、ＲＦフィルタ２２０の後方に配置される増幅素子モジュール２３０上のアナログ増幅素子（不図示）とを含む実施例で実現できる。

ここで、増幅素子モジュール２３０は、後述する増幅部基板２３５を介在させて、後方ハウジング１１０内部のメインボード１７０と電気的に連結される。これと共に、このような電気的な連結のために、増幅部基板２３５とメインボード１７０との間にＲＦＩＣ基板部１５０が介在できることはすでに説明した通りである。

一方、上述した多様な実施例で実現されるＲＦモジュール２００は、複数個備えられることにより、後述するアンテナ用ＲＦモジュール組立体３００を構成することができる。そのため、ＲＦ部品を製造する製造者の立場では、予め複数のＲＦモジュール２００を前方ハウジング１４０に仮組立てた状態で、または仮組立可能なモジュール単位で、ＲＦモジュール２００ごとまたはＲＦモジュール組立体３００ごとにＲＦ部品を製造して流通および販売可能になる。これにより、新しい市場環境を構築できるという利点を有している。

また、少なくとも１つのリフレクタグリルフィン２２４は、ＲＦフィルタ２２０に一体成形される。すなわち、ＲＦフィルタ２２０は、金属成分のモールディング材を用いてダイカスト金型工法によって製造できる。ここで、リフレクタグリルフィン２２４も、その機能上、金属材質で備えられる点で、ＲＦフィルタ２２０とリフレクタグリルフィン２２４は、同一の金属成分のモールディング材を用いてＲＦフィルタ２２０の製造方法と同一のダイカスト金型工法によって一体に製造できる。ただし、ＲＦフィルタ２２０とリフレクタグリルフィン２２４の材質は、必ずしも金属材質に限定されるべきではなく、誘電体材質で備えられて成形されかつ、外部面に導電性の材質で被膜形成することも可能であろう。

ここで、本発明によるアンテナ用ＲＦモジュール２００の一実施例は、メインボード１７０とＲＦフィルタ２２０との間に配置され、少なくとも１つのアナログ増幅素子（図面符号不表記）が実装された増幅素子モジュール２３０をさらに含むことができる。このように、ＲＦフィルタ２２０を中心として、前方には放射素子モジュール２１０が結合され、後方には増幅素子モジュール２３０が結合されたＲＦモジュール２００は、図１２～図１４に示すように、各単位モジュールごとに前方ハウジング１４０を介在させてメインボード１７０にソケットピン結合される。

このために、前方ハウジング１４０には、図１２～図１４に示すように、ソケット貫通部１４３が前後方向に貫通して形成され、ソケット貫通部１４３の周辺には面着部１４７が形成される。面着部１４７には、後述する異物流入防止リング１４４が挿入および介在するリング取付溝１４９が形成される。これと共に、ソケット貫通部１４３の内部には、ＲＦモジュール２００の設置のためのモジュール組立スクリュー１４６が上下に離隔して備えられる。モジュール組立スクリュー１４６は、前方ハウジング１４０の背面部から前方に貫通組立てられてＲＦモジュール２００の背面側と締結される。

一方、ＲＦモジュール２００の背面部には、図１３の（ｂ）に示すように、後述する増幅部基板２３５の雄ソケット部２３５ａが貫通して後方に露出し、前方ハウジング１４０の面着部１４７に接合されるように接合フランジ２３８が形成される。接合フランジ２３８には、モジュール組立スクリュー１４６が締結固定されるスクリューボス２３９が形成される。ここで、ＲＦモジュール２００は、前方ハウジング１４０の前方に相当する前方外気に露出するように備えられることから、雨天または埃などを含む異物の流入を防止する必要がある。本発明の一実施例によるＲＦモジュール２００は、図１４に示すように、ＲＦモジュール２００の接合フランジ２３８が前方ハウジング１４０の面着部１４７に相互密着させる動作により、モジュール組立スクリュー１４６を用いて締結力を増加させると、リング取付溝１４９に介在した異物流入防止リング１４４がＲＦモジュール２００の接合フランジ２３８と前方ハウジング１４０の面着部との間をシーリングさせることができる。

一方、増幅素子モジュール２３０は、メインボード１７０からの信号およびＲＦフィルタ２２０からの信号をそれぞれ受信して、所定値だけ増幅させて出力する役割を果たす。ここで、増幅素子モジュール２３０は、幅方向の一側または他側が開口した基板載置空間２３３を有する増幅部ボディ２３１と、増幅部ボディ２３１の内部に載置され、かつ枠前端部はＲＦフィルタ２２０と信号連結され、枠後端部はメインボード１７０（実施例によりＲＦＩＣ基板部１５０がメインボード１７０から分離して備えられる場合はＲＦＩＣ基板部１５０がこれに相当する）と信号連結される増幅部基板２３５と、増幅部基板２３５を覆うように設けられた増幅部カバー２３６とを含むことができる。

このような増幅素子モジュール２３０は、図１７Ａ～図１７Ｄに示すように、後述するＲＦフィルタ２２０とはフィードスルーピン結合により簡便に電気的な連結が行われると共に、増幅部ボディ２３１に形成された組立パネル２３４のスクリュー組立溝２３４ａを介して締結されるモジュール組立スクリュー２５０によって相互物理的な結合が行われる。

増幅部基板２３５は、ＲＦフィルタ２２０とはスルーピン端子２２９を介在させてフィードスルーピン（Ｆｅｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ－ｐｉｎ）結合され、メインボード１７０（より好ましくは、ＲＦＩＣ基板部１５０）とはソケットピン結合される。また、増幅部基板２３５には、メインボード１７０（または、メインボード１７０と別個にＲＦＩＣ基板部１５０が備えられた実施例では、ＲＦＩＣ基板部１５０）にソケットピン結合されるための少なくとも１つ以上の雄ソケット部２３５ａが備えられる。増幅部基板２３５は、増幅部ボディ２３１の内側面に密着結合され、増幅部ボディ２３１の外側面には増幅部基板２３５のアナログ増幅素子から発生した熱を外部空間に放熱させる複数の増幅部ヒートシンクフィン２３２が一体に形成される。増幅部基板２３５には、アナログ増幅素子としてＰＡ素子およびＬＮＡ素子の少なくとも１つが実装される。

主要発熱素子であるアナログ増幅素子（ＰＡ素子およびＬＮＡ素子）は、従来後方ハウジング１１０と前方ハウジング１４０との間の設置空間１１５に備えられたメインボード１７０に実装されていた部品であったが、本発明の一実施例の場合、増幅素子モジュール２３０のようなモジュール単位で製造し、放熱が容易な空間である前方ハウジング１４０の前面空間で定義される前方外気側に露出するように設計変更することにより、設置空間１１５上の熱的過負荷を分散させることはもちろん、放熱性能を向上させることができるという利点を創出することができる。

一方、ＲＦフィルタ２２０は、図１２～図２０に示すように、複数のキャビティ２２２が前方に開口して形成されたフィルタボディ２２１と、キャビティ２２２の内部にそれぞれ配置された共振バー２２３と、フィルタボディ２２１の前面を遮蔽するように配置されたフィルタアウタパネル２２８とを含むことができる。フィルタアウタパネル２２８とフィルタボディ２２１との間にはフィルタチューニングカバー２２７が結合される。

ここで、放射素子モジュール２１０は、フィルタアウタパネル２２８の前面を覆うようにフィルタボディ２２１の内側に載置結合される。一方、ＲＦモジュール２００は、ＲＦフィルタ２２０の前端部に結合されると共に、放射素子モジュール２１０を外部から保護するレドームカバー２４０をさらに含むことができる。

レドームカバー２４０の枠部位にはフック結合部２４１が複数個形成され、レドームカバー２４０は、フィルタボディ２２１の段差部位にフック結合部が結合される動作によりフック結合される。レドームカバー２４０の材質は、既存の単一のレドームパネルの材質と同一の材質で形成されかつ、単位ＲＦモジュール２００ごとにそれぞれ１つずつ分けられて結合される。すなわち、レドームカバー２４０の材質は、電波の透過が容易な樹脂材質で備えられても良く、放射素子モジュール２１０の駆動時に発生する熱がわずかなため、放熱とは関係のない断熱材質で備えられても良い。

レドームカバー２４０は、放射素子モジュール２１０を外部から隠匿させながらフィルタボディ２２１に結合されることにより、外部環境（異物など）から放射素子モジュール２１０を保護する役割を果たすことができる。特に、レドームカバー２４０は、図示しないものの、前方ハウジング１４０の前面空間である前方外気にＲＦモジュール２００が露出するように設けられることから、雨水などのような異物が放射素子モジュール２１０の備えられた内部に流入するのを完全遮断するシーリング構造を有することが好ましい。

ここで、ＲＦフィルタ２２０と放射素子モジュール２１０とは、図１８に示すように、スルーピン端子２２６を介在させるフィードスルーピン（Ｆｅｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ－ｐｉｎ）結合方式により相互電気的に連結可能である。

以下の説明に置いて、上述した本発明の多様な実施例に係るアンテナ用ＲＦモジュール２００を、添付した図面を参照してより具体的に説明する。ＲＦモジュール２００は、図１２～図２０に示すように、前方ハウジング１４０を介在させてメインボード１７０の前面に積層配置される。

本発明の一実施例に係るアンテナ装置１００において、ＲＦモジュール２００は複数個備えられ、アンテナ用ＲＦモジュール組立体３００の一構成をなす。ここで、ＲＦモジュール２００は、図１２および図２０に示すように、左右方向に計８個が隣接して配列されると共に、このような複数のＲＦモジュール２００が上下方向にそれぞれ計４列配置されたものを採用している。しかし、必ずしもこれに限定されるものではなく、その配列位置およびＲＦモジュール２００の個数は、適宜設計変更できることは言うまでもない。

また、本発明の一実施例において、ＲＦフィルタ２２０は、一側に所定のキャビティ２２２が形成され、前記キャビティ２２２内にＤＲ（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）または金属性共振棒で構成された共振バー２２３が備えられたキャビティフィルタであることを例として説明しているが、ＲＦフィルタ２２０はこれに限定されず、誘電体フィルタなど多様なフィルタが採用可能である。

また、複数の放射素子モジュール２１０は、複数のＲＦフィルタ２２０それぞれの個数に対応して結合され、放射素子モジュール２１０それぞれは２Ｔ２Ｒを実現する。したがって、本発明の一実施例によるアンテナ装置１００は、計６４Ｔ６４Ｒが実現されたモデルを例示しているが、これに限定されるものではない。例えば、放射素子の配置面積を２倍に確保可能な場合、放射素子モジュール２１０それぞれが１Ｔ１Ｒを実現するように備えられることも可能であり、放熱性能をより向上させることができると前提した場合、放射素子モジュール２１０それぞれが４Ｔ４Ｒを実現するように備えられることも可能である。

一般的に、ビームフォーミング（Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）の実現のためには、図２～図１０に示すように、配列アンテナ（Ａｒｒａｙ ａｎｔｅｎｎａ）として複数の放射素子モジュール２１０が必要であり、複数の放射素子モジュール２１０は、狭い方向性ビーム（ｎａｒｒｏｗ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｂｅａｍ）を生成して指定された方向への電波集中を増加させることができる。最近、複数の放射素子モジュール２１０は、ダイポールタイプのダイポールアンテナ（Ｄｉｐｏｌｅ ａｎｔｅｎｎａ）またはパッチタイプのパッチアンテナ（Ｐａｔｃｈ ａｎｔｅｎｎａ）が最も高い頻度で活用されており、相互間の信号干渉が最小化されるように離隔して設計配置される。

本発明に係るアンテナ用ＲＦモジュール２００の一実施例において、放射素子モジュール２１０は、図１９Ａおよび図１９Ｂに示すように、上下に長く形成され、複数のＲＦフィルタ２２０の前面にそれぞれ配列される放射素子用印刷回路基板２１１と、放射素子用印刷回路基板２１１の前面にパターン印刷形成された少なくとも１つのアンテナパッチ回路部２１２と、少なくとも１つのアンテナパッチ回路部２１２それぞれを給電連結する給電ライン２１３とを含むことができる。

放射素子用印刷回路基板２１１の前面には、図１９Ａに示すように、直交する±４５偏波または垂直／水平偏波のいずれか一方の二重偏波を発生させる二重偏波パッチ素子として、上述したアンテナパッチ回路部２１２が印刷形成される。アンテナパッチ回路部２１２は、３つがそれぞれ上下方向（長手方向）に離隔して印刷形成され、それぞれのアンテナパッチ回路部２１２は、給電ライン２１３によって相互連結可能である。

一方、放射素子用印刷回路基板２１１には、図１９Ａおよび図１９Ｂに示すように、給電ライン２１３から分岐されて給電信号を印加または出力するための入力側フィーディングラインおよび出力側フィーディングラインが形成され、入力側フィーディングラインと出力側フィーディングラインの先端部には、放射素子用印刷回路基板２１１の後方に配置されたスルーピン端子が挿入されるための入力側スルーホール２１４ａおよび出力側スルーホール２１４ｂが貫通して形成される。入力側スルーホール２１４ａおよび出力側スルーホール２１４ｂには、それぞれＲＦフィルタ２２０の構成の１つであるスルーピン端子２２６が挿入されて給電ライン２１３と通電させることができる。

一方、放射用ディレクタ２１７は、熱伝導性または導電性金属材質で形成されて、アンテナパッチ回路部２１２と電気的に連結される。放射用ディレクタ２１７は、放射ビームの方向を全方向に誘導する役割を果たすことができる。本発明の一実施例によるアンテナ用ＲＦモジュール２００では、最大のＧａｉｎを確保できるように、それぞれのＲＦモジュール２００に計３つの放射用ディレクタ２１７が配置される。また、放射用ディレクタ２１７は、図１９Ａおよび図１９Ｂに示すように、レドームカバー２４０の背面に形成された複数の結合突起２４７ａがそれぞれ嵌合結合される複数の結合ホール２１７ａが形成される。したがって、放射用ディレクタ２１７は、放射素子用印刷回路基板２１１と共にレドームカバー２４０の背面に上述した複数の結合突起２４７ａおよび複数の結合ホール２１７ａを介在させてモジュール結合された後、レドームカバー２４０がフック結合部２４１を介在させてＲＦフィルタ２２０に結合される動作により簡便に組立てられる。

図２１は、図２のＲＦモジュールの構成のうち、リフレクタグリルフィンの形状および配置の様子を示す斜視図および一部拡大図であり、図２２は、リフレクタグリルフィンの配置関係を示す一部拡大斜視図である。

図２１および図２２に示すように、リフレクタグリルフィン２２４は、隣接するＲＦフィルタ２２０のリフレクタグリルフィン２２４が組合わされて、グリル形状の放熱孔が形成されたメッシュ（ｍｅｓｈ）形状をなすことができる。複数のリフレクタグリルフィン２２４が形成する複数の放熱孔は、相対的に後方に相当する複数のＲＦフィルタ２２０の後方側である前方ハウジング１４０から放熱された熱が外部空間との通気を容易にする役割を果たす構成であって、前方ハウジング１４０の前面とリフレクタグリルフィン２２４との間の内部に生成された熱を外部に排出させる熱排出孔の役割を果たすことができる。これによって、アンテナ装置１００の放熱に前方外気を積極的に利用可能になる。

ここで、図２１および図２２に示すように、リフレクタグリルフィン２２４の一部２２４－１は、左右方向に隣接するＲＦフィルタ２２０に形成されたリフレクタグリルフィン２２４－２と相互オーバーラップされるように延長形成される。また、図２１および図２２に示すように、リフレクタグリルフィン２２４の一部２２４－３は、上下方向に隣接するＲＦフィルタ２２０に形成されたリフレクタグリルフィン２２４－４と上下一直線となるように延長形成される。

図２１に示すように、複数のリフレクタグリルフィン２２４－１～２２４－４それぞれが十分な接地（ＧＮＤ）の役割を果たすと同時に、所定の通気性能を維持するように一側のＲＦフィルタ２２０側に形成されたリフレクタグリルフィン２２４－１、２２４－３と、これに隣接する他側のＲＦフィルタ２２０側に形成されたリフレクタグリルフィン２２４－２、２２４－４とが相互接触しないものの、上述した所定の大きさの放熱孔を形成することができる。

ここで、リフレクタグリルフィン２２４間の離隔間隔ｄ１、ｄ２は、その耐久性、放熱特性をシミュレーションして適切に設計可能であり、好ましくは、放射素子モジュール２１０に含まれた放射素子の配置間隔を考慮して設定可能である。これと共に、リフレクタグリルフィン２２４間の離隔間隔ｄ１、ｄ２は、後述のように、動作周波数の波長を考慮して設計できる。

例えば、リフレクタグリルフィン２２４間の間隔ｄ１、ｄ２は、動作周波数の１／１０λ～１／２０λの範囲内の大きさを有するように設定される。ここで、間隔１／１０λは、放射素子モジュール２１０の十分な接地（ＧＮＤ）の役割を果たすための上限閾値としての意味があり、間隔１／２０λは、複数のリフレクタグリルフィン２２４が相互形成する放熱孔を通した最小限の外気流動を確保するための下限閾値としての意味がある。

そのため、リフレクタグリルフィン２２４間の間隔ｄ１、ｄ２は、動作周波数の１／２０λよりは大きく、動作周波数の１／１０λよりは小さい範囲を有するように形成されることが好ましい。より詳しくは、図２２に示すように、ＲＦフィルタ２２０が左右方向に隣接して配置された場合、リフレクタグリルフィン２２４－１、２２４－３は、相互オーバーラップされるように備えられた点で、リフレクタグリルフィン２２４－１、２２４－３間の間隔ｄ２は、前記動作周波数の１／２０λより大さい大きさを有するように設定されることが好ましい。

また、図２２に示すように、ＲＦフィルタ２２０が上下方向に隣接して配置された場合、リフレクタグリルフィン２２４－２、２２４－４は、上下一直線をなすことにより、リフレクタグリルフィン２２４－２、２２４－４間の間隔ｄ１は、前記波長の１／１０λより小さい大きさを有するように設定されることが好ましい。また、リフレクタグリルフィン２２４は、上述したフィルタアウタパネル２２８と共に複数のＲＦフィルタ２２０の前面を覆うように配置されかつ、複数の放射素子モジュール２１０の接地（ＧＮＤ）の役割を果たすことができる。このために、フィルタアウタパネル２２８、ＲＦフィルタ２２０のフィルタボディ２２１およびリフレクタグリルフィン２２４は、すべて金属材質からなることが好ましい。さらに、リフレクタグリルフィン２２４は、放射素子モジュール２１０の接地の役割のみを果たすのではなく、前方ハウジング１４０の前面前方で定義される前方外気に対して露出したＲＦフィルタ２２０を外部から保護する役割も果たすことができる。

図２３Ａおよび図２３Ｂは、図１５のＡ－Ａ線およびＢ－Ｂ線に沿った断面図および部分拡大図である。図２３Ａを参照して、レドームカバー２４０に放射素子モジュール２１０が結合された状態で、レドームカバー２４０をＲＦフィルタ２２０側に後方に密着組立てると、これと同時にスルーピン端子２２６が備えられた連結空間２２６ａ側に組立力が発生し、連結空間２２６ａの前方側に配置された弾性グラウンドワッシャ２２６ｂの弾性支持を受けて組立公差を解消しつつ、定められた位置で直ちにフィードスルーピン結合が完了する。また、図２３Ｂを参照すれば、ＲＦフィルタ２２０と増幅素子モジュール２３０とを相互密着結合させる時、スルーピン端子２２９がＲＦフィルタ２２０の内部に備えられて増幅素子モジュール２３０との電気的連結を媒介するスルーピン連結端子２２９ｃに接続される場合、ＲＦフィルタ２２０の後方側に配置された弾性グラウンドワッシャ２２９ｂの弾性支持を受けて組立公差を解消しつつ、定められた位置で直ちにフィードスルーピン結合が完了できる。

したがって、ＲＦモジュール２００の各構成品の組立は、それぞれフィードスルーピン結合により簡単な方法で完了すると同時に、ＲＦモジュール２００自体をメインボード１７０の前面に接続させるに際しても、上述のように、ソケットピン結合という簡便な動作で行われることにより、全体的な組立性を大きく向上させることができる。

このように、本発明の一実施例によるアンテナ装置１００は、既存の単一形態のレドームをそれぞれＲＦモジュール２００ごとに分離される単位レドームカバー２４０で備えて各放射素子モジュール２１０を効果的に保護し、アンテナ装置１００の内部システム熱を後方のみならず前方を含む全方位に容易に放出可能なため、従来に比べて放熱性能が大きく向上する効果を有する。

以上、本発明によるアンテナ用ＲＦモジュールおよびこれを含むアンテナ装置の一実施例を、添付した図面を参照して詳細に説明した。しかし、本発明の実施例が必ずしも上述した実施例によって限定されるものではなく、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者による多様な変形および均等な範囲での実施が可能であることは言うまでもない。そのため、本発明の真の権利範囲は後述する特許請求の範囲によって定められる。

本発明は、放射素子モジュールおよびＲＦ素子をメインボードから完全分離しかつ、前方外気に露出するように配置すると共に、従来の放射素子が備えられた前方側への放熱設計の困難を解消できるアンテナ用ＲＦモジュール、ＲＦモジュール組立体およびこれを含むアンテナ装置を提供する。

１００：アンテナ装置 １１０：後方ハウジング
１１１：後方放熱フィン １１５：設置空間
１２０、１２０ａ～１２０ｄ：通気パネル １３０：取っ手部
１４０：前方ハウジング １４１：前方放熱フィン
１４３：ソケット貫通部 １４４：異物流入防止リング
１４６：モジュール組立スクリュー １４７：面着部
１４９：リング取付溝 １５０：ＲＦＩＣ基板部
１５３：ＲＦＩＣ素子 １５５：中間雌ソケット部
１５７：離隔サポータ １６０：熱分離板
１６１：中間雄ソケット部 １７０：メインボード
１７１：最終雌ソケット部 １７３：デジタル素子
１８０：ＰＳＵボード部 １８３：ＰＳＵ素子
１８５：バスバー １８５’：バスバー締結スクリュー
１９０：サージ基板部 １９５：バスバー
１９５’：バスバー締結スクリュー ２００：ＲＦモジュール
２１０：放射素子モジュール ２１１：放射素子用印刷回路基板
２１２：アンテナパッチ回路部 ２１３：給電ライン
２１４ａ：入力側スルーホール ２１４ｂ：出力側スルーホール
２１７：放射用ディレクタ ２１７ａ：複数の結合ホール
２２０：ＲＦフィルタ ２２１：フィルタボディ
２２２：キャビティ ２２３：共振バー
２２４：リフレクタグリルフィン ２２６：スルーピン端子
２２７：フィルタチューニングカバー ２２８：フィルタアウタパネル
２２９：スルーピン端子 ２３０：増幅素子モジュール
２３１：増幅部ボディ ２３２：増幅部ヒートシンクフィン
２３３：基板載置空間 ２３４：組立パネル
２３５：増幅部基板 ２３５ａ：雄ソケット部
２３６：増幅部カバー ２３８：接合フランジ
２３９：スクリューボス ２４０：レドームカバー
２４１：フック結合部 ２４７ａ：複数の結合突起
２５０：モジュール組立スクリュー ３００：アンテナＲＦモジュール組立体
４００：外側装着部材

Claims (25)

1. メインボードの前面に配列されたＲＦフィルタと、
   前記ＲＦフィルタの前面に配置される放射素子モジュールと、
   前記ＲＦフィルタおよび前記放射素子モジュールの間に配置されて前記放射素子モジュールを接地（ＧＮＤ）すると共に、前記ＲＦフィルタの前方から後方に外気を流入させたり、前記ＲＦフィルタの後方から前方に外気を流出させる少なくとも１つのリフレクタグリルフィンと、
   前記ＲＦフィルタの前面に結合され、前記放射素子モジュールを外部から保護するレドームカバーと、を含む、アンテナ用ＲＦモジュール。
2. 前記少なくとも１つのリフレクタグリルフィンは、前記ＲＦフィルタに一体に成形される、請求項１に記載のアンテナ用ＲＦモジュール。
3. 前記ＲＦフィルタは、複数のキャビティが前方に開口して形成されたフィルタボディと、前記キャビティの内部にそれぞれ配置された共振バーと、を含み、
   前記リフレクタグリルフィンは、前記フィルタボディの前端縁に沿って上側、下側、左側および右側の外側方向に延びかつ、それぞれ所定の離隔距離を有するように配置形成された、請求項１に記載のアンテナ用ＲＦモジュール。
4. 前記リフレクタグリルフィンは、前記フィルタボディの前面を遮蔽するように配置されたフィルタアウタパネルと共にリフレクタ機能を行う、請求項３に記載のアンテナ用ＲＦモジュール。
5. 前記リフレクタグリルフィン間の間隔は、前記放射素子モジュールに含まれた放射素子の配置間隔を考慮して設定された、請求項３に記載のアンテナ用ＲＦモジュール。
6. 前記ＲＦフィルタおよび前記リフレクタグリルフィンは、金属成分のモールディング材を用いてダイカスト金型工法によって一体に製造される、請求項１に記載のアンテナ用ＲＦモジュール。
7. 前記リフレクタグリルフィンの一部は、左右方向に隣接するＲＦフィルタに形成されたリフレクタグリルフィンと相互オーバーラップされるように延長形成された、請求項１に記載のアンテナ用ＲＦモジュール。
8. 前記リフレクタグリルフィンの一部は、上下方向に隣接するＲＦフィルタに形成されたリフレクタグリルフィンと上下一直線となるように延長形成された、請求項１に記載のアンテナ用ＲＦモジュール。
9. 前記リフレクタグリルフィン間の間隔は、動作周波数の１／２０λよりは大きく、動作周波数の１／１０λよりは小さい範囲を有するように設定される、請求項７または８に記載のアンテナ用ＲＦモジュール。
10. 前記ＲＦフィルタは、
    複数のキャビティが前方に開口して形成されたフィルタボディと、
    前記キャビティの内部にそれぞれ配置された共振バーと、
    前記フィルタボディの前面を遮蔽するように配置されたフィルタアウタパネルと、を含み、
    前記放射素子モジュールは、前記フィルタアウタパネルの前面を覆うように前記フィルタボディの内側に載置結合された、請求項１に記載のアンテナ用ＲＦモジュール。
11. 前記レドームカバーは、前記放射素子モジュールを外部から隠匿させながら前記フィルタボディに結合される、請求項１０に記載のアンテナ用ＲＦモジュール。
12. 前記放射素子モジュールは、
    前記ＲＦフィルタの前面に密着配置されかつ、二重偏波の少なくとも一方の偏波を発生させるアンテナパッチ回路部および給電ラインが印刷形成された放射素子用印刷回路基板と、
    導電性金属材質で形成され、前記放射素子用印刷回路基板の前記アンテナパッチ回路部と電気的に連結される放射用ディレクタと、を含み、
    前記放射用ディレクタは、前記レドームカバーの背面に着脱結合された後、前記放射素子用印刷回路基板に連結される、請求項１に記載のアンテナ用ＲＦモジュール。
13. 前記レドームカバーの背面には、前記放射用ディレクタと結合可能な複数の結合突起が後方に突出して形成され、
    前記放射用ディレクタには、前記複数の結合突起が貫通結合されるように前後に貫通して形成された複数の結合ホールが形成された、請求項１２に記載のアンテナ用ＲＦモジュール。
14. 前記メインボードと前記ＲＦフィルタとの間に配置され、少なくとも１つのアナログ増幅素子が実装された増幅素子モジュール、をさらに含み、
    前記増幅素子モジュールは、
    幅方向の一側または他側が開口した基板載置空間を有する増幅部ボディと、
    前記増幅部ボディの内部に載置されかつ、枠前端部は前記ＲＦフィルタと信号連結され、枠後端部は前記メインボードと信号連結される増幅部基板と、
    前記増幅部基板を覆うように設けられた増幅部カバーと、を含む、請求項１に記載のアンテナ用ＲＦモジュール。
15. 前記増幅部基板は、前記ＲＦフィルタとはスルーピン端子を介在させてフィードスルーピン結合され、前記メインボードとはソケットピン結合される、請求項１４に記載のアンテナ用ＲＦモジュール。
16. 前記増幅部基板には、前記メインボードにソケットピン結合されるための少なくとも１つ以上の雄ソケット部が備えられた、請求項１５に記載のアンテナ用ＲＦモジュール。
17. 前記増幅部基板は、前記増幅部ボディの内側面に密着結合され、
    前記増幅部ボディの外側面には、前記増幅部基板から発生した熱を外部空間に放熱させる複数の増幅部ヒートシンクフィンが一体に形成された、請求項１４に記載のアンテナ用ＲＦモジュール。
18. 前記ＲＦフィルタと前記放射素子モジュールとは、スルーピン端子を介在させてフィードスルーピン結合される、請求項１に記載のアンテナ用ＲＦモジュール。
19. メインボードの前面に配列された複数のＲＦフィルタと、
    前記複数のＲＦフィルタの前面にそれぞれ配置される複数の放射素子モジュールと、
    前記複数のＲＦフィルタおよび前記複数の放射素子モジュールの間にそれぞれ配置されて前記放射素子モジュールを接地（ＧＮＤ）すると共に、前記複数のＲＦフィルタそれぞれの前方から後方に外気を流入させたり、前記ＲＦフィルタの後方から前方に外気を流出させる少なくとも１つのリフレクタグリルフィンと、
    前記複数のＲＦフィルタそれぞれの前面に結合され、前記複数の放射素子モジュールを外部から保護する複数のレドームカバーと、を含む、アンテナ用ＲＦモジュール組立体。
20. 少なくとも１つのデジタル素子が前面または後面に実装されたメインボードと、
    前記メインボードが設けられる設置空間の前方が開口して形成された函体形状の後方ハウジングと、
    前記後方ハウジングの開口した前方を遮蔽しかつ、前記後方ハウジングの設置空間と外部空間とを区画するように配置された前方ハウジングと、
    前記前方ハウジングの前方に配置されかつ、前記メインボードと電気的な信号ラインを介して連結されたＲＦモジュール組立体と、を含み、
    前記ＲＦモジュール組立体は、
    前記メインボードの前面に配列された複数のＲＦフィルタと、
    前記ＲＦフィルタそれぞれの前面に配置される複数の放射素子モジュールと、
    前記複数のＲＦフィルタおよび前記放射素子モジュールの間にそれぞれ配置されて前記放射素子モジュールを接地（ＧＮＤ）すると共に、前記ＲＦフィルタそれぞれの前方から後方に外気を流入させたり、前記ＲＦフィルタそれぞれの後方から前方に外気を流出させる少なくとも１つのリフレクタグリルフィンと、
    前記複数のＲＦフィルタそれぞれの前面に結合され、前記複数の放射素子モジュールを外部から保護する複数のレドームカバーと、を含む、アンテナ装置。
21. 前記後方ハウジングの設置空間のうち前記メインボードの後方に離隔して配置されかつ、前記後方ハウジングの前面に密着配置されるサージ基板部と、
    前記後方ハウジングの設置空間のうち前記メインボードと同一の前面を有するように配置されかつ、前記メインボードの上側に配置されたＰＳＵボード部と、をさらに含み、
    前記サージ基板部と前記ＰＳＵボード部および前記ＰＳＵボード部と前記メインボードとは、それぞれ少なくとも１つのバスバーを介在させて電気的に連結される、請求項２０に記載のアンテナ装置。
22. 前記後方ハウジングの設置空間のうち前記メインボードの前方に離隔して配置されかつ、前記前方ハウジングの背面に密着配置されるＲＦＩＣ基板部、をさらに含み、
    前記ＲＦＩＣ基板部には、前記メインボードに実装されたＦＰＧＡ素子に対応するＲＦＩＣ素子が実装配置される、請求項２１に記載のアンテナ装置。
23. 前記ＲＦＩＣ素子から発生した熱は、前記前方ハウジングに表面熱接触して熱伝導方式で放熱される、請求項２２に記載のアンテナ装置。
24. 前記複数のＲＦフィルタの前端部は、前記前方ハウジングの枠から前方にさらに離隔して位置し、
    前記前方ハウジングの枠部位に結合されかつ、最外郭に配置された前記複数のＲＦフィルタの側部を取り囲む形態で備えられた少なくとも１つの通気パネル、をさらに含む、請求項２１に記載のアンテナ装置。
25. 前記通気パネルには、所定の大きさの通気孔が複数個形成された、請求項２４に記載のアンテナ装置。
    
    

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