KR101987393B1 - 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나 - Google Patents

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주식회사 한신
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    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means

Abstract

본 발명의 실시예는 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 통신 기기의 메인 인쇄회로기판에 웨이브 가이드부 및 혼 안테나부를 일체로 결합하여 형성함으로써, 전파의 이득 및/또는 커버리지가 우수하고 제작이 쉬운 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나를 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명은 평평한 상면과, 상면의 반대면으로서 평평한 하면을 갖는 유전층, 유전층의 상면에 형성된 수직 편파 급전 스트립 라인, 수직 편파 급전 스트립 라인에 연결되고 유전층의 상면과 하면을 관통하여 형성된 수직 편파 급전 비아, 수직 편파 급전 비아에 연결되고 하면에 형성된 수직 편파 급전 패치를 포함하는 인쇄회로기판; 인쇄회로기판이 결합되어 수직 편파 급전 패치가 내장되도록 내측에 절개부가 형성되고, 외측에 그라운드 도금층이 형성된 웨이브 가이드부; 및 인쇄회로기판의 반대측인 웨이브 가이드부에 일체로 형성되고, 외측에 그라운드 도금층이 형성된 혼 안테나부를 포함하는, 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나를 개시한다.

Description

케이스 일체형 듀얼 폴 안테나{Case-integrated dual-pole antenna}
본 발명의 실시예는 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나에 관한 것이다.
일반적으로, 마이크로 스트립 패치 안테나(microstrip patch antenna)는 사이즈가 작고 가벼우며 제작이 쉬울 뿐만 아니라, 신호 방사 특성이 균일하고 가격도 저렴하다는 장점이 있다. 이러한 장점들에 따라, 마이크로 스트립 패치 안테나는 다양한 통신 기기에 적용되고 있으며, 특히, 3G 내지 5G 이동 통신을 위한 안테나로 적합하다.
한편, 5G 통신 시스템에서는 전파 대역으로서 초고주파 대역을 사용하므로 전파의 커버리지(coverage) 범위가 극히 제한된다. 예를 들어, 초고주파 대역의 전파는 직진성이 강해지고 회절성이 낮아지는 특성이 있으므로, 장애물(예: 건물이나 지형 지물) 등에 의한 손실이 커질 수 있다. 이에 전파의 이득(gain) 및/또는 커버리지가 우수하고 쉽게 제작할 수 있는 안테나가 요구되고 있다.
이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 통신 기기의 메인 인쇄회로기판에 웨이브 가이드부 및 혼 안테나부를 일체로 결합하여 형성함으로써, 전파의 이득 및/또는 커버리지가 우수하고 제작이 쉬운 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나는 평평한 상면과, 상면의 반대면으로서 평평한 하면을 갖는 유전층, 유전층의 상면에 형성된 수직 편파 급전 스트립 라인, 수직 편파 급전 스트립 라인에 연결되고 유전층의 상면과 하면을 관통하여 형성된 수직 편파 급전 비아, 수직 편파 급전 비아에 연결되고 하면에 형성된 수직 편파 급전 패치를 포함하는 인쇄회로기판; 인쇄회로기판이 결합되어 수직 편파 급전 패치가 내장되도록 내측에 절개부가 형성되고, 외측에 그라운드 도금층이 형성된 웨이브 가이드부; 및 인쇄회로기판의 반대측인 웨이브 가이드부에 일체로 형성되고, 외측에 그라운드 도금층이 형성된 혼 안테나부를 포함할 수 있다.
수직 편파 급전 스트립 라인의 외측 및 웨이브 가이드부의 외측인 인쇄회로기판의 상면 및 하면에 형성된 그라운드 패턴층을 포함할 수 있다.
인쇄회로기판의 상면 및 하면에 형성된 그라운드 패턴층을 상호간 연결하는 그라운드 비아를 더 포함할 수 있다.
웨이브 가이드부의 그라운드 도금층이 인쇄회로기판의 상면 및 하면에 형성된 그라운드 패턴층에 전기적으로 연결될 수 있다.
인쇄회로기판의 상면 및 하면에 형성된 그라운드 패턴층을 상호간 연결하는 그라운드 비아와, 그라운드 패턴층에 연결된 웨이브 가이드부의 그라운드 도금층이 웨이브 가이드 역할을 할 수 있다.
웨이브 가이드부는 절개부의 상부에 형성된 상부 성형물 및 절개부의 하부에 형성된 하부 성형물을 포함할 수 있고, 상부 성형물중 절개부를 향하는 하면을 제외한 외측면 전체에 그라운드 도금층이 형성될 수 있고, 하부 성형물중 절개부를 향하는 상면을 제외한 외측면 전체에 그라운드 도금층이 형성될 수 있다.
인쇄회로기판은 수직 편파 급전 스트립 라인으로부터 이격된 영역에 형성된 수평 편파 급전 스트립 라인 및 수직 편파 급전 패치로부터 이격된 영역에 형성된 수평 편파 급전 패치를 포함할 수 있다.
수평 편파 급전 스트립 라인은 웨이브 가이드부의 그라운드 도금층에 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예는 통신 기기의 메인 인쇄회로기판에 웨이브 가이드부 및 혼 안테나부를 일체로 결합하여 형성함으로써, 전파의 이득 및/또는 커버리지가 우수하고 제작이 쉬운 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나를 제공한다.
즉, 본 발명의 실시예는 메인 인쇄회로기판에 수직 편파 급전 패치 및/또는 수평 편파 급전 패치를 형성하고, 이를 성형물과 그라운드 도금층으로 이루어진 웨이브 가이드부에 결합하며, 폭이 점차 넓어지는 혼 안테나를 통해 외측으로 전파가 방사되도록 함으로써, 전파의 이득 및/또는 커버리지가 향상되도록 한다. 또한, 플라스틱 수지를 이용하여 웨이브 가이드부 및 혼 안테나부를 형성한 후, 그 외측에 그라운드 도금층을 형성함으로써, 간단한 방법 및 저렴한 비용은 웨이브 가이드부 및 혼 안테나부를 형성할 수 있게 된다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나를 각각 도시한 평면도 및 측면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나에서 웨이브 가이드부 및 혼 안테나부를 이루는 성형물의 형상과 인쇄회로기판이 성형물에 체결되는 상태를 각각 도시한 측면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나에서 상부 성형물과 인쇄회로기판, 그리고 하부 성형물과 인쇄회로기판 사이의 전기적 연결 상태를 각각 도시한 것이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나에서 상부 성형물의 하면과 인쇄회로기판의 상면, 그리고 하부 성형물의 상면과 인쇄회로기판의 하면에서 그라운드부가 형성되지 않은 상태를 각각 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나에서 인쇄회로기판, 웨이브 가이드부 및 혼 안테나를 각각 설명하기 위한 도면이다.
도 6a, 도 6b 및 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나에서 인쇄회로기판의 비아, 웨이브 가이드부 및 혼 안테나를 각각 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"상면(top surface)", "상부(above)", "위(upper)", "하면(bottom surface)", "하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)"과 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "상면" 또는 "상부"로 설명된 요소 또는 특징은 "하면" 또는 "하부"로 된다. 따라서, "상면"은 "하면" 또는 "하부"를 포괄하는 개념이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나(100)를 각각 도시한 평면도 및 측면도이다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나(100)는 인쇄회로기판(110), 웨이브 가이드부(120) 및 혼 안테나부(130)를 포함할 수 있다.
인쇄회로기판(110)은 유전층(111), 수직 편파 급전 스트립 라인(112), 수직 편파 급전 비아(113), 수직 편파 급전 패치(114)를 포함할 수 있다. 또한, 인쇄회로기판(110)은 그라운드 패턴(115a,115b; 도 3a 및 3b 참조) 및 그라운드 비아(116a,116b; 도 5 참조)를 더 포함할 수 있다. 더욱이, 인쇄회로기판(110)은 수평 편파 급전 스트립 라인(117) 및 수평 편파 급전 패치(118)를 더 포함할 수 있다.
유전층(111)은 대략 평평한 상면과, 상면의 반대면으로서 대략 평평한 하면을 포함할 수 있다. 이러한 유전층(111)은, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 유전율 1 내지 8의 기재로서, FR-4, 직조 유리 강화 하이드로카본/세라믹(woven glass reinforced hydrocarbon/ceramic), 폴리테트라플로로에틸렌(Polytetrafluoroethylene(PTFE)/직조 유리, 에폭시/유리, 폴리이미드(Polyimide(PI)), 폴리벤즈옥사졸(Polybenzoxazole(PBO)), 벤조사이클로부틴(Benzocyclobuten(BCB)), 실리콘(Silicones), 아크릴레이트(Acrylates) 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다. 또한, 이러한 유전층(111)은, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 라미네이트, 스핀 코팅, 닥터 블레이드, 캐스팅, 페인팅, 스프레이 코팅, 슬롯 다이 코팅, 커튼 코팅, 슬라이드 코팅 또는 나이프 오버 에지 코팅과 같은 코팅 방식, 스크린 프린팅, 패드 프린 팅, 그라비아 프린팅, 플렉소그래피 프린팅 또는 옵셋 프린팅과 같은 프린팅 방식, 코팅과 프린팅의 중간적 성격의 기술인 잉크젯 프린팅 방식으로 형성될 수 있다. 더불어, 유전층(111)은 PVA(폴리비닐알코올), PI(폴리이미드), PET(폴리에틸렌 테레프타레이트), COP(시클로올레핀폴리머), TAC(트리아세틸셀룰로스) 또는 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic)로 형성될 수도 있다.
수직 편파 급전 스트립 라인(112)은 유전층(111)의 길이 방향을 따라 대략 중앙으로서 유전층(111)의 상면에 형성될 수 있다. 이러한 수직 편파 급전 스트립 라인(112)은 수직 편파 급전 역할을 수행할 수 있다.
수직 편파 급전 비아(113)는 유전층(111)의 상면과 하면을 관통하여 형성될 수 있다. 마찬가지로 수직 편파 급전 비아(113)는 수직 편파 급전 역할을 수행할 수 있다.
수직 편파 급전 패치(114)는 수직 편파 급전 비아(113)에 연결되고 유전층(111)의 하면에 형성될 수 있다. 이러한 수직 편파 급전 패치(114)는 수직 편파를 방사하는 역할을 수행할 수 있다. 비록, 도면에서는 수직 편파 급전 패치(114)가 사각 형태로 형성됨을 도시하고 있으나, 이는 다각 형태, 원형 또는 타원형으로 형성될 수도 있다.
그라운드 패턴(115a,115b; 도 3a 및 도 3b 참조)은 수직 편파 급전 스트립 라인(112)의 외측 및 웨이브 가이드부(120)의 외측인 인쇄회로기판(110)의 상면 및 하면에 형성될 수 있다. 여기서, 인쇄회로기판(110)의 상면에 형성된 그라운드 패턴(115a)과 하면에 형성된 그라운드 패턴(115b)은 그라운드 비아(116a,116b; 도 5 참조)로 연결될 수 있다. 이러한 그라운드 비아(116a,116b)는 아래에서 다시 설명하기로 한다.
수평 편파 급전 스트립 라인(117)은 유전층(111)의 일측으로부터 길이 방향에 수직한 방향으로 유전층(111)의 내측에 형성될 수 있다. 이러한 수평 편파 급전 스트립 라인(117)은 수평 편파 급전 역할을 수행할 수 있다.
수평 편파 급전 패치(118)는 수평 편파 급전 스트립 라인(117)에 연결되고 유전층(111)의 내측에 형성될 수 있다. 이러한 수평 편파 급전 패치(118)는 수평 편파를 방사하는 역할을 수행할 수 있다. 비록, 도면에서는 수평 편파 급전 패치(118)가 사각 형태로 형성됨을 도시하고 있으나, 이는 다각 형태, 원형 또는 타원형으로 형성될 수도 있다.
상술한 수직 편파 급전 스트립 라인(112), 수직 편파 급전 비아(113), 수직 편파 급전 패치(114), 그라운드 패턴(115a,115b), 그라운드 비아(116a,116b), 수평 편파 급전 스트립 라인(117) 및 수평 편파 급전 패치(118)중 적어도 하나는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd) 또는 이들의 합금 중에서 하나 이상으로 형성될 수 있다. 또한, 상술한 수직 편파 급전 스트립 라인(112), 수직 편파 급전 비아(113), 수직 편파 급전 패치(114), 수평 편파 급전 스트립 라인(117) 및 수평 편파 급전 패치(118)중 적어도 하나는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 스퍼터링, 무전해 도금, 전해도금, 물리기상증착(physical vapor deposition(PVD)), 화학기상증착(chemical vapor deposition(CVD)), 금속유기화학기상증착(metal organic chemical vapor deposition(MOCVD)), 원자층증착(atomic layer deposition(ALD)), 저압화학기상증착(low pressure chemical vapor deposition(LPCVD)) 또는 플라즈마강하화학기상증착(plasma enhanced chemical vapor deposition(PECVD))으로 형성될 수 있다.
웨이브 가이드부(120)는 인쇄회로기판(110)이 결합되어 수직 편파 급전 패치(114) 및 수평 편파 급전 패치(118)가 내장되도록 내측에 절개부(121)가 형성되고, 외측에 그라운드 도금층(122a,123a)이 형성될 수 있다. 일례로, 웨이브 가이드부(120)는 절개부(121)의 상부에 형성된 상부 성형물(122) 및 절개부(121)의 하부에 형성된 하부 성형물(123)을 포함할 수 있는데, 상부 성형물(122)중 절개부(121)를 향하는 하면을 제외한 외측면 전체에 그라운드 도금층(122a)이 형성될 수 있고, 하부 성형물(123)중 절개부(121)를 향하는 상면을 제외한 외측면 전체에 그라운드 도금층(123a)이 형성될 수 있다. 이러한 웨이브 가이드부(120)는 수직 편파 급전 패치(114) 및/또는 수평 편파 급전 패치(118)로부터 발생된 수직 편파 및/또는 수평 편파가 손실되지 않고 혼 안테나부(130)로 전달되도록 하는 역할을 한다.
혼 안테나부(130)는 인쇄회로기판(110)의 반대측인 웨이브 가이드부(120)에 일체로 형성될 수 있고, 외측에 그라운드 도금층(130a,130b)이 형성될 수 있다. 이러한 혼 안테나부(130)는 웨이브 가이드부(120)를 통해 전달된 수직 편파 및/또는 수평 편파를 외측으로 방사하는 역할을 한다.
여기서, 웨이브 가이드부(120) 및 혼 안테나부(130)는 일체로 형성될 수 있다. 웨이브 가이드부(120) 및/또는 혼 안테나부(130)는, 예를 들어, 한정하는 것은 아니지만, 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리스타이렌(polystyrene, PS), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET, 페트), 폴리아미드(polyamides, PA, 나일론), 폴리에스터(polyester, PES), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC), 폴리우레탄(polyurethanes, PU), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리염화비닐리덴(polyvinylidene chloride, PVDC, 사란), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE, 테플론), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone, PEEK, 폴리케톤), 폴리에테르이미드(polyetherimide, PEI, 울템) 또는 이들의 혼합물로 형성될 수 있다. 더욱이, 웨이브 가이드부(120) 및/또는 혼 안테나부(130)는, 예를 들어, 한정하는 것은 아니지만, 에어쿠션성형(Aircushion forming), 오토클레이브 성형(Autoclave molding), 자동압축성형(Automatic compression molding), 백성형(bag molding), 중공성형(Blow molding), 하취법(Bottom blowing), 주형(Casting), 원심성형(Centrifugal molding), 크림셀 진공성형(clam-sell vacuum forming), 클로스 프리폼법(Closed preform process), 냉침 성형법(Cold dipping), 냉각성형(cold molding, room temperature molding), 콜드 프레스 성형(cold press molding), 복합성형(Composite molding), 압축성형(Compression molding), 접촉가열진공성형( Contract heating and vacuum forming), 접촉압성형(contact pressure molding, impression molding), 딥성형(dip molding, dipforming), 다이렉트 블로성형(Direct blow molding), 2축 회전법 분말 성형(Double rotation system powder molding), 더블쇼트성형(Double-shot molding molding), 연질 플린저 성형(flexible plunger molding), 발포성형(Foaming, expansion molding), 회부성형(Foil decorating, molded-in foil decoration), 자유팽창성형(Free blow molding), 고주파예열성형(Heatronic molding), 고발포성형(High expansion ratio foaming), 고압적층성형(High pressure laminating), 가압백성형(Inflatable flexible bag molding), 사출압축성형(injection compression molding injection stamping) 또는 이들의 혼합 성형법으로 형성될 수 있다.
또한, 웨이브 가이드부(120) 및 혼 안테나부(130)에 일체로 형성된 그라운드 도금층(130a,130b)은, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd) 또는 이들의 합금 중에서 하나 이상으로 형성될 수 있다. 또한, 그라운드 도금층(130a,130b)은, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 스퍼터링, 무전해 도금, 전해도금, 물리기상증착(physical vapor deposition(PVD)), 화학기상증착(chemical vapor deposition(CVD)), 금속유기화학기상증착(metal organic chemical vapor deposition(MOCVD)), 원자층증착(atomic layer deposition(ALD)), 저압화학기상증착(low pressure chemical vapor deposition(LPCVD)) 또는 플라즈마강하화학기상증착(plasma enhanced chemical vapor deposition(PECVD))으로 형성될 수 있다.
이와 같이 하여 본 발명의 실시예에 따른 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나(100)는 통신 기기(예를 들면, 모바일 기기)의 메인 인쇄회로기판(110)에 수직 편파 급전 패치(114) 및/또는 수직 편파 급전 패치(118)를 형성하여 수직 편파 및/또는 수평 편파를 방사시키고, 이를 웨이브 가이드부(120)에 결합하여 일정 거리 전송한 후, 혼 안테나부(130)를 통해 외부로 방사함으로써, 전파의 이득 및/또는 커버리지가 우수해지고, 또한 제작이 용이해진다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나(100)에서 웨이브 가이드부(120) 및 혼 안테나부(130)를 이루는 성형물의 형상과 인쇄회로기판(110)이 성형물에 체결되는 상태를 각각 도시한 측면도이다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나(100) 중에서 웨이브 가이드부(120)는 대략 중앙의 수평 방향으로 일정 길이, 높이 및 폭을 갖는 절개부(121)를 포함할 수 있다. 이러한 절개부(121)는 예를 들면 좌측은 개방되고, 우측은 폐색(閉塞)될 수 있다. 따라서, 인쇄회로기판(110)은 웨이브 가이드부(120)에 구비된 절개부(121)의 좌측에서 우측 방향으로 결합될 수 있다.
또한, 웨이브 가이드부(120)는 절개부(121)의 상부에 형성된 상부 성형물(122) 및 절개부(121)의 하부에 형성된 하부 성형물(123)을 포함할 수 있다.
여기서, 상부 성형물(122)중 절개부(121)를 향하는 하면을 제외한 외측면 전체(즉, 좌측면, 상면 및 전후 측면)에 그라운드 도금층(122a)이 형성될 수 있다. 즉, 상부 성형물(122)중 하면에는 그라운드 도금층(122a)이 형성되지 않음으로써, 인쇄회로기판(110)에 형성된 수직 편파 급전 스트립 라인(112) 및/또는 수직 편파 급전 비아(113)와 불필요한 전기적 접속이 회피되도록 한다.
또한, 하부 성형물(123)중 절개부(121)를 향하는 상면을 제외한 외측면 전체(즉, 좌측면, 상면 및 전후 측면)에 그라운드 도금층(123a)이 형성될 수 있다. 즉, 하부 성형물(123)중 상면에는 그라운드 도금층(123a)이 형성되지 않음으로써, 인쇄회로기판(110)에 형성된 수직 편파 급전 비아(113) 및/또는 수직 편파 급전 패치(114)와 불필요한 전기적 접속이 회피되도록 한다.
일례로, 상부 성형물(122) 및 하부 성형물(123)의 좌측면, 상면 및 전,후 측면에 형성된 그라운드 도금층(122a,123a)은 인쇄회로기판(110)의 상,하면에 형성된 그라운드 패턴(115a,115b) 및 이를 연결하는 그라운드 비아(116a,116b)와 함께 웨이브 가이드 역할을 수행할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나(100)에서 상부 성형물(122)과 인쇄회로기판(110), 그리고 하부 성형물(123)과 인쇄회로기판(110) 사이의 전기적 연결 상태를 각각 도시한 것이다.
우선, 도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나(100) 중에서 상부 성형물(122)의 외측에 형성된 그라운드 도금층(122a)은 인쇄회로기판(110)의 상면에 형성된 그라운드 패턴(115a)과 전기적으로 접속한다. 이때, 그라운드 도금층(122a)은 인쇄회로기판(110)의 상면에 형성된 수직 편파 급전 스트립 라인(112)과 접속되지는 않는다. 이러한 접속 관계를 도면에서는 굵은 라인으로 표시하였다.
다음으로, 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나(100) 중에서 하부 성형물(123)의 외측에 형성된 그라운드 도금층(123a)은 인쇄회로기판(110)의 하면에 형성된 그라운드 패턴(115b)과 전기적으로 접속한다. 이러한 접속 관계를 도면에서는 굵은 라인으로 표시하였다. 여기서, 굵은 라인으로 표시된 그라운드 도금층(123a)은 인쇄회로기판(110)의 하면을 폭 방향으로 횡단한다.
여기서, 수평 편파 급전 스트립 라인(117)은 상부 성형물(122) 및/또는 하부 성형물(123)의 외측에 형성된 그라운드 도금층(122a,123a)과 연결될 수 있다.
이와 같이 하여, 상부 성형물(122) 및 하부 성형물(123)의 외측에 형성된 그라운드 도금층(122a,123a)은 인쇄회로기판(110)의 상,하면에 형성된 그라운드 패턴(115a,115b) 및 이를 연결하는 그라운드 비아(116a,116b)에 연결함으로써, 웨이브 가이드 역할을 수행할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나(100)에서 상부 성형물(122)의 하면과 인쇄회로기판(110)의 상면, 그리고 하부 성형물(123)의 상면과 인쇄회로기판(110)의 하면에서 그라운드부가 형성되지 않은 상태를 각각 도시한 것이다.
우선, 도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나(100)의 상부 성형물(122)중 하면의 전체에는 그라운드 도금층(122a)이 형성되지 않음으로써, 인쇄회로기판(110)에 형성된 수직 편파 급전 스트립 라인(112) 및 수직 편파 급전 비아(113)는 상부 성형물(122)에 형성된 그라운드 도금층(122a)과 연결되지 않는다. 도면에서 굵은 라인으로 표시된 내측 영역이 그라운드 도금층(122a)이 형성되지 않은 영역이다.
다음으로, 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나(100)의 하부 성형물(123)중 상면의 전체에는 그라운드 도금층(123a)이 형성되지 않음으로써, 인쇄회로기판(110)에 형성된 수직 편파 급전 비아(113) 및 수직 편파 급전 패치(114)는 하부 성형물(123)에 형성된 그라운드 도금층(123a)과 연결되지 않는다. 도면에서 굵은 라인으로 표시된 내측 영역이 그라운드 도금층(123a)이 형성되지 않은 영역이다.
이와 같이 하여, 웨이브 가이드부(120)를 이루는 상부 성형물(122) 및 하부 성형물(123)에 의한 절개부(121)의 내측에는 어떠한 도전체도 존재하지 않음으로써, 인쇄회로기판(110)에 형성된 수직 편파 급전 스트립 라인(112), 수직 편파 급전 비아(113), 수직 편파 급전 패치(114), 수평 편파 급전 스트립 라인(117), 수평 편파 급전 패치(118)의 동작이 원할히 수행될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나(100)에서 인쇄회로기판(110), 웨이브 가이드부(120) 및 혼 안테나(130)를 각각 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나(100)에서 인쇄회로기판(110)은 웨이브 가이드부(120)의 일측에 결합되고, 웨이브 가이드부(120)의 타측에는 혼 안테나(130)가 결합될 수 있다.
여기서, 인쇄회로기판(110)에는 인쇄회로기판(110)의 그라운드 패턴(115a,115b) 및 웨이브 가이드부(120)의 그라운드 도금층(122a,123a)과 연결되지 않는 수직 편파 급전 스트립 라인(112), 수직 편파 급전 비아(113) 및 수직 편파 급전 패치(114)가 형성된 동시에 이들이 웨이브 가이드부(120)의 내측에 위치된다.
또한, 웨이브 가이드부(120)의 좌측과 대응하는 인쇄회로기판(110)의 상,하면에 형성된 그라운드 패턴(115a,115b)은 그라운드 비아(116a)로 상호간 연결되고, 또한 웨이브 가이드부(120)의 전,후측과 대응하는 인쇄회로기판(110)의 상,하면에 형성된 그라운드 패턴(115a,115b)도 그라운드 비아(116b)로 상호간 연결되며, 또한 이러한 그라운드 비아(116a,116b)에 전기적으로 연결된 채 웨이브 가이드부(120)의 외측에 그라운드 도금층(122a,123a)이 형성됨으로써, 전파를 손실없이 안내하는 웨이브 가이드가 형성될 수 있다. 더불어, 혼 안테나부(130)는 외측으로 갈수록 폭이 점차 넓어지는 형태를 하고 표면에 그라운드 도금층(130a,130b)이 형성되어 전파 방사가 원할하게 이루어지도록 할 수 있다. 물론, 도금층(130a,130b)은 상술한 도금층(122a,123a)과 연결됨은 당연하다.
도 6a, 도 6b 및 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나(100)에서 인쇄회로기판(110)의 비아(116a,116b), 웨이브 가이드부(120) 및 혼 안테나(130)를 각각 설명하기 위한 도면이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(110)은 유전층(111)의 상면과 하면을 완전히 관통하여 형성된 비아(116a,116b)를 포함할 수 있으며, 본 발명은 이러한 비아(116a,116b)를 이용하여 유전층(111) 상면에 형성된 그라운드 패턴(115a)과 유전층(111) 하면에 형성된 그라운드 패턴(115b)을 전기적으로 연결한다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 웨이브 가이드부(120)는 중간 부분이 뚫린 도체로 이루어진 4개의 벽으로 구성되는 형태를 하며, 본 발명은 절개부(121)를 중심으로 상부에 상부 성형물(122) 및 하부에 형성된 하부 성형물(123)을 구비하고, 절개부(121)를 제외한 상부 성형물(122) 및 하부 성형물(123)의 외측에 그라운드 도금층(122a,123a)을 형성하여 이러한 웨이브 가이드부(120)를 구현한다.
도 6c에 도시된 바와 같이, 혼 안테나부(130)는 웨이브 가이드가 넓어지는 형태를 하며, 본 발명은 성형물로 이러한 형태를 형성한 후, 외측면에 그라운드 도금층(130a,130b)을 형성하여 이러한 혼 안테나부(130)를 구현한다.
이와 같이 하여, 본 발명의 실시예는 통신 기기의 메인 인쇄회로기판(110)에 웨이브 가이드부(120) 및 혼 안테나부(130)를 일체로 결합하여 형성함으로써, 전파의 이득 및/또는 커버리지가 우수하고 제작이 쉬운 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나(100)를 제공하게 된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100; 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나
110; 인쇄회로기판 111; 유전층
112; 수직 편파 급전 스트립 라인 113; 수직 편파 급전 비아
114; 수직 편파 급전 패치 115a, 115; 그라운드 패턴
116a, 116b; 그라운드 비아 117; 수평 편파 급전 스트립 라인
118; 수평 편파 급전 패치 120; 웨이브 가이드부
121; 절개부 122; 상부 성형물
122a; 그라운드 도금층 123; 하부 성형물
123a; 그라운드 도금층 130; 혼 안테나부
130a,130b; 그라운드 도금층

Claims (8)

  1. 평평한 상면과, 상면의 반대면으로서 평평한 하면을 갖는 유전층, 유전층의 상면에 형성된 수직 편파 급전 스트립 라인, 수직 편파 급전 스트립 라인에 연결되고 유전층의 상면과 하면을 관통하여 형성된 수직 편파 급전 비아, 수직 편파 급전 비아에 연결되고 하면에 형성된 수직 편파 급전 패치를 포함하는 인쇄회로기판;
    인쇄회로기판이 결합되어 수직 편파 급전 패치가 내장되도록 내측에 절개부가 형성되고, 외측에 그라운드 도금층이 형성된 웨이브 가이드부; 및
    인쇄회로기판의 반대측인 웨이브 가이드부에 일체로 형성되고, 외측에 그라운드 도금층이 형성된 혼 안테나부를 포함하는, 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나.
  2. 제 1 항에 있어서,
    수직 편파 급전 스트립 라인의 외측 및 웨이브 가이드부의 외측인 인쇄회로기판의 상면 및 하면에 형성된 그라운드 패턴층을 포함하는, 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나.
  3. 제 2 항에 있어서,
    인쇄회로기판의 상면 및 하면에 형성된 그라운드 패턴층을 상호간 연결하는 그라운드 비아를 더 포함하는, 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나.
  4. 제 3 항에 있어서,
    웨이브 가이드부의 그라운드 도금층이 인쇄회로기판의 상면 및 하면에 형성된 그라운드 패턴층에 전기적으로 연결된, 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나.
  5. 제 4 항에 있어서,
    인쇄회로기판의 상면 및 하면에 형성된 그라운드 패턴층을 상호간 연결하는 그라운드 비아와, 그라운드 패턴층에 연결된 웨이브 가이드부의 그라운드 도금층이 웨이브 가이드 역할을 하는, 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나.
  6. 제 1 항에 있어서,
    웨이브 가이드부는 절개부의 상부에 형성된 상부 성형물 및 절개부의 하부에 형성된 하부 성형물을 포함하고,
    상부 성형물중 절개부를 향하는 하면을 제외한 외측면 전체에 그라운드 도금층이 형성되고,
    하부 성형물중 절개부를 향하는 상면을 제외한 외측면 전체에 그라운드 도금층이 형성된, 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나.
  7. 제 1 항에 있어서,
    인쇄회로기판은 수직 편파 급전 스트립 라인으로부터 이격된 영역에 형성된 수평 편파 급전 스트립 라인 및 수직 편파 급전 패치로부터 이격된 영역에 형성된 수평 편파 급전 패치를 포함하는, 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나.
  8. 제 7 항에 있어서,
    수평 편파 급전 스트립 라인은 웨이브 가이드부의 그라운드 도금층에 연결된, 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나.
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