KR102034625B1

KR102034625B1 - 이득 및 사이드 로브 특성이 개선된 안테나 모듈, 배열 안테나 모듈 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR102034625B1
Application number: KR1020190031598A
Authority: KR
Inventors: 김영달; 이동형; 김병열; 김익수; 정희석
Original assignee: 주식회사 기가레인
Priority date: 2018-10-12
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2019-10-21
Also published as: KR102652194B1; KR20200041766A

Abstract

이득 및 사이드 로브 특성이 개선된 안테나 모듈, 배열 안테나 모듈 및 그 제조 방법이 제공된다. 안테나 모듈은 안테나; 및 상기 안테나와 중첩하도록 상기 안테나 상에 배치되고 절연성을 갖는 렌즈부로서, 상호 적층된 제1 렌즈부, 및 상기 제1 렌즈부와 함께 단차를 형성하는 제2 렌즈부를 포함하는 렌즈부를 포함한다.

Description

이득 및 사이드 로브 특성이 개선된 안테나 모듈, 배열 안테나 모듈 및 그 제조 방법{ANTENNA MUDULE WITH IMPROVED GAIN AND SIDE LOBE PROPERTY, ARRAY ANTENNA MODULE AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}

본 발명은 안테나 모듈, 배열 안테나 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 개선된 이득 및 사이드 로브 특성을 갖는 안테나 모듈, 개선된 이득 및 사이드 로브 특성을 갖는 배열 안테나 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근 정보통신 기술의 발전에 따라 무선 통신망 기술의 중요성이 더욱 대두되고 있다. 더욱이 와이브로 또는 롱텀에볼루션(long term evolution, LTE)으로 대표되는 4세대 이동 통신에 이은 5세대 이동 통신(international mobile telecommunication, IMT) 방식의 상용화와 함께 자율주행차량, 사물인터넷, 무선 광대역 등의 분야에서의 혁신이 기대되고 있다.

4세대 이동 통신 및 5세대 이동 통신에서는 약 800MHz 내지 3.0GHz, 또는 약 3.0GHz 내지 30GHz에 이르는 센티미터파(centimeter wave) 내지는 밀리미터파(millimeter wave)의 고주파수 대역을 이용한다. 이와 같은 고주파 대역용 송수신 안테나로는 파라볼릭 안테나, 마이크로스트립 안테나 및 도파관 슬롯 안테나 등을 예시할 수 있다.

이중에서 특히 마이크로스트립 안테나(또는 패치 안테나)는 유전체 기판 상에 금속 패턴을 형성하고 다양한 방식으로 급전하여 방사 패턴을 형성하는 안테나이다. 마이크로스트립 안테나는 소형화, 경량화 및 박형화가 가능한 장점이 있어 활발한 연구가 진행되고 있다.

종래의 마이크로스트립 안테나는 구조상 높은 전력 신호를 송수신하기 어려우며 주파수 대역폭이 좁고 안테나 이득(antenna gain)이 상대적으로 낮은 한계가 있다. 따라서 고주파 대역에서의 전파 경로 손실을 완화하고 전파의 전달 거리를 증가시키기 위한 기술의 개발이 요구되는 실정이다.

이를 해결하기 위한 한가지 방법으로 복수의 마이크로스트립 안테나를 특정한 방법으로 배열하여 마이크로스트립 배열 안테나를 구성하는 방법을 고려해볼 수 있다. 복수개의 안테나 소자를 배열한 배열 안테나(array antenna)는 전자파를 특정 방향으로 집중시킬 수 있으며 안테나 이득과 방사 효율을 개선할 수 있다.

그러나 복수개의 안테나를 배열할 경우, 주된 방사 방향을 형성하는 메인 로브(main lobe) 패턴과 및 의도치 않은 방사 방향을 형성하는 사이드 로브(side lobe) 패턴이 복합된 방사 패턴을 형성할 수 있다. 사이드 로브가 지나치게 커질 경우 메인 로브 방향과 사이드 로브 방향 사이에 널(null) 구간이 발생하는 등의 문제가 발생할 수 있다.

이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 높은 안테나 이득을 가질 수 있는 안테나 모듈을 제공하는 것이다.

나아가, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 높은 안테나 이득을 가짐과 동시에 사이드 로브가 억제된 방사 패턴을 나타내는 배열 안테나 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 공정 불량을 최소화하고 저렴한 비용으로 제조 가능한 안테나 모듈의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈은 안테나; 및 상기 안테나와 중첩하도록 상기 안테나 상에 배치되고 절연성을 갖는 렌즈부로서, 상호 적층된 제1 렌즈부, 및 상기 제1 렌즈부와 함께 단차를 형성하는 제2 렌즈부를 포함하는 렌즈부를 포함한다.

상기 안테나와 상기 렌즈부 사이에는 공기층이 개재되고, 상기 렌즈부는 안테나 신호를 상기 안테나로 포커싱하여 이득을 조절하도록 구성될 수 있다.

상기 제1 렌즈부는 상기 안테나와 상기 제2 렌즈부 사이에 배치되고, 상기 제1 렌즈부의 최대폭은 상기 제2 렌즈부의 최대폭 보다 클 수 있다.

또, 상기 렌즈부는 상기 제1 렌즈부와 상기 안테나 사이에 배치되는 제3 렌즈부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 렌즈부, 상기 제2 렌즈부 및 상기 제3 렌즈부는 일체로 형성되고, 상기 제3 렌즈부의 최대폭은, 상기 제1 렌즈부의 최대폭 보다 작고 상기 제2 렌즈부의 최대폭 보다 클 수 있다.

상기 제2 렌즈부 및 상기 제3 렌즈부의 중심선은 동일선 상에 위치할 수 있다.

안테나 모듈은 상기 안테나와 상기 렌즈부 사이에 배치되는 가이드부를 더 포함하되, 상기 가이드부는 상기 안테나와 대응되는 위치에 형성된 가이드홀을 가지고, 상기 렌즈부의 상기 제3 렌즈부는 적어도 부분적으로 상기 가이드홀에 삽입 배치될 수 있다.

또, 상기 렌즈부의 상기 제1 렌즈부는 상기 가이드홀에 삽입되지 않고, 상기 안테나는 적어도 부분적으로 상기 가이드홀에 삽입 배치될 수 있다.

상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배열 안테나 모듈은 복수의 안테나를 포함하는 기판부; 및 상기 기판부 상에 배치되는 렌즈부를 포함하되, 상기 렌즈부는, 상기 복수의 안테나에 걸쳐 형성된 베이스부, 및 상기 베이스부의 상면 상에 배치되고, 상기 복수의 안테나와 각각 중첩하도록 배치된 복수의 돌출 패턴부를 포함한다.

상기 기판부와 상기 렌즈부 사이에 배치되는 가이드부를 더 포함하되, 상기 복수의 안테나 및 상기 복수의 돌출 패턴부는 각각 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 반복 배열되고, 상기 가이드부는 상기 복수의 안테나와 대응되는 위치에 형성된 복수의 가이드홀을 가질 수 있다.

또, 상기 안테나는 적어도 부분적으로 상기 가이드홀에 삽입 배치되고, 상기 안테나와 상기 렌즈부 사이의 이격거리는 1λ 이하일 수 있다.

또한, 상기 돌출 패턴부의 상기 제1 방향으로의 배열 피치는 0.5λ 내지 0.8λ 일 수 있다.

상기 베이스부의 배면은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 따라 반복 배열된 복수의 그루브를 가지고, 상기 안테나는 상기 그루브와 중첩하지 않을 수 있다.

상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 교차하는 대각선 방향으로 절개한 단면 상에서, 최인접한 상기 그루브 간의 이격거리는 상기 돌출 패턴부의 폭 보다 클 수 있다.

상기 돌출 패턴부의 두께는, 상기 베이스부의 최소 두께 보다 클 수 있다.

또는, 상기 베이스부는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 따라 반복 배열된 복수의 관통홀을 가질 수 있다.

상기 베이스부는 상기 가이드부와 맞닿고, 상기 베이스부의 상기 관통홀을 통해 상기 가이드부가 부분적으로 노출될 수 있다.

또, 상기 관통홀의 상기 베이스부의 상기 상면 측 최대폭은, 상기 관통홀의 상기 베이스부의 배면 측 최대폭 보다 작을 수 있다.

또한, 평면 시점에서, 상기 관통홀은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 교차하는 대각선 방향으로 인접한 두 개의 돌출 패턴부 사이에 위치할 수 있다.

배열 안테나 모듈은 상기 렌즈부 상에 배치되는 서브 렌즈부를 더 포함하되, 상기 서브 렌즈부는, 상기 복수의 안테나에 걸쳐 형성된 베이스부, 및 상기 서브 렌즈부의 베이스부 상에 배치되고, 상기 복수의 안테나 및 상기 렌즈부의 복수의 돌출 패턴부와 중첩하도록 배치된 복수의 돌출 패턴부를 포함할 수 있다.

상기 서브 렌즈부의 돌출 패턴부의 최대폭은 상기 렌즈부의 돌출 패턴부의 최대폭 보다 작고, 상기 서브 렌즈부의 베이스부는 상기 렌즈부의 돌출 패턴부와 맞닿을 수 있다.

상기 렌즈부의 베이스부의 배면은 안테나 수용홈을 가지고, 상기 안테나는 적어도 부분적으로 상기 안테나 수용홈에 삽입 배치되며, 상기 기판부는 상기 렌즈부와 맞닿을 수 있다.

또, 상기 복수의 안테나 및 상기 복수의 돌출 패턴부는 각각 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 반복 배열되고, 상기 안테나 수용홈은 상기 돌출 패턴부와 중첩하도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 베이스부의 배면은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 따라 반복 배열되며, 상기 돌출 패턴부와 중첩하지 않도록 형성된 복수의 그루브를 더 가지고, 상기 안테나 수용홈의 최대 깊이는 상기 그루브의 최대 깊이 보다 작을 수 있다.

상기 기판부, 상기 렌즈부 및 상기 가이드부는 각각 나사홀을 더 포함하고, 상기 기판부, 상기 렌즈부 및 상기 가이드부는 상기 나사홀을 관통하는 나사를 통해 조립되어 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로의 위치가 정렬될 수 있다.

또, 상기 렌즈부는 액정 폴리머(liquid crystal polymer)로 이루어질 수 있다.

상기 또 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈의 제조 방법은 상부 몰드 및 하부 몰드를 준비하는 단계로서, 상기 상부 몰드의 몰드면은 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 반복 배열된 복수의 함몰부를 가지고, 상기 하부 몰드의 몰드면은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 반복 배열된 복수의 돌출부를 갖는, 사출 성형용 상부 몰드 및 하부 몰드를 준비하는 단계; 및 상기 상부 몰드와 상기 하부 몰드를 밀착시키고 렌즈부 성형 재료를 주입하여 렌즈부를 형성하는 단계를 포함한다.

안테나 모듈의 제조 방법은 가이드홀이 형성된 가이드부를 준비하는 단계; 안테나를 포함하는 기판부를 준비하는 단계; 및 상기 렌즈부, 상기 가이드부 및 상기 기판부를 조립하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 상부 몰드와 상기 하부 몰드를 밀착시키는 단계에서, 상기 상부 몰드의 복수의 함몰부와 상기 하부 몰드의 복수의 돌출부는 서로 중첩하지 않도록 배치될 수 있다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면 개선된 안테나 이득 특성을 갖는 안테나 모듈을 제공할 수 있다.

또, 개선된 안테나 이득과 동시에 사이드 로브가 억제되어 개선된 방사 패턴을 갖는 배열 안테나 모듈을 제공할 수 있다.

또한 공정 불량을 최소화하면서 저렴한 비용으로 제조 가능하며 개선된 안테나 이득 특성과 사이드 로브 특성을 갖는 안테나 모듈의 제조 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1의 안테나 모듈의 분해사시도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 모듈의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배열 안테나 모듈의 사시도이다.
도 6은 도 5의 배열 안테나 모듈의 분해사시도이다.
도 7은 도 5의 배열 안테나 모듈의 단면사시도이다.
도 8은 도 5의 배열 안테나 모듈의 평면도이다.
도 9는 도 6의 렌즈부의 단면사시도이다.
도 10은 도 6의 렌즈부의 배면사시도이다.
도 11은 도 8의 ⅩⅠa-ⅩⅠa' 선 및 ⅩⅠb-ⅩⅠb' 선을 따라 절개한 비교단면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배열 안테나 모듈의 분해사시도이다.
도 13은 도 12의 렌즈부의 단면사시도이다.
도 14는 도 12의 배열 안테나 모듈의 평면도이다.
도 15는 도 12의 배열 안테나 모듈을 부분적으로 절개한 비교단면도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배열 안테나 모듈의 분해사시도이다.
도 17은 도 16의 렌즈부의 단면사시도이다.
도 18은 도 16의 배열 안테나 모듈의 평면도이다.
도 19는 도 16의 배열 안테나 모듈을 부분적으로 절개한 비교단면도이다.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배열 안테나 모듈의 분해사시도이다.
도 21은 도 20의 렌즈부와 서브 렌즈부의 단면사시도이다.
도 22는 도 20의 서브 렌즈부의 배면사시도이다.
도 23은 도 20의 배열 안테나 모듈을 부분적으로 절개한 비교단면도이다.
도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배열 안테나 모듈을 부분적으로 절개한 비교단면도이다.
도 25는 도 24의 렌즈부의 배면사시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

공간적으로 상대적인 용어인 '위(above)', '상부(upper)', '상(on)', '아래(below)', '아래(beneath)', '하부(lower)' 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 '아래(below 또는 beneath)'로 기술된 소자는 다른 소자의 '위(above)'에 놓일 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 '아래'는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, '및/또는'은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. '내지'를 사용하여 나타낸 수치 범위는 그 앞과 뒤에 기재된 값을 각각 하한과 상한으로서 포함하는 수치 범위를 나타낸다. '약' 또는 '대략'은 그 뒤에 기재된 값 또는 수치 범위의 20% 이내의 값 또는 수치 범위를 의미한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 명세서에서, 제1 방향(X)은 평면 내 임의의 방향을 의미하고, 제2 방향(Y)은 상기 평면 내에서 제1 방향(X)과 교차하는 다른 방향을 의미한다. 또, 제3 방향(Z)은 상기 평면과 수직한 방향을 의미한다. 다르게 정의되지 않는 한, '평면'은 제1 방향(X)과 제2 방향(Y)이 속하는 평면을 의미한다. 또, 다르게 정의되지 않는 한, '중첩'은 상기 평면 시점에서 제3 방향(Z)으로 중첩하는 것을 의미한다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈(11)의 사시도이다. 도 2는 도 1의 안테나 모듈(11)의 분해사시도이다. 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 절개한 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 안테나 모듈(11)은 안테나(113)를 포함하는 기판부(101) 및 기판부(101) 상에 배치되는 렌즈부(201)를 포함하고, 기판부(101)와 렌즈부(201) 사이에 배치되는 가이드부(300)를 더 포함할 수 있다. 도면으로 표현하지 않았으나, 기판부(101)의 배면 상에는 접지부(미도시)가 더 배치될 수도 있다.

기판부(101)는 상부 기판(110)(또는 제1 기판) 및 하부 기판(120)(또는 제2 기판)을 포함할 수 있다. 이하, 기판부(101)에 대하여 설명한다.

상부 기판(110)은 제1 절연 기판(111) 및 제1 절연 기판(111) 상에 배치된 안테나(113)를 포함할 수 있다. 제1 절연 기판(111)은 절연성을 가질 수 있다. 또, 제1 절연 기판(111)은 유전체 재질로 형성될 수 있다. 제1 절연 기판(111)의 유전 상수, 유전체 손실값 및/또는 두께 등은 본 기술분야에 속하는 통상의 기술자에 의해 적절하게 선택될 수 있다.

제1 절연 기판(111) 상에는 안테나(113)가 배치될 수 있다. 안테나(113)는 고주파를 방사하거나, 공진하거나, 및/또는 고주파를 수신할 수 있다. 즉, 안테나(113)는 무선 통신 신호를 수신하거나 및/또는 발신할 수 있는 방사 패치일 수 있다. 도 2 등은 안테나(113)의 평면상 형상이 대략 사각 형상인 경우를 예시하고 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 실시예에서, 안테나(113)는 평면상 사각형 외 다각형이거나, 원형이거나, 슬릿이 형성되거나, 또는 다양한 형태로 변형 가능하다.

안테나(113)는 제1 절연 기판(111) 상에 직접 배치될 수 있다. 예를 들어, 안테나(113)는 증착 등을 통해 제1 절연 기판(111) 상에 인쇄되거나 또는 동박(copper film) 등의 도전성 재질의 박막일 수 있다. 안테나(113)는 후술할 안테나 피드(123)로부터 안테나 전력(antenna power)를 공급받거나, 또는 안테나 피드(123)에 전력을 제공할 수 있다.

하부 기판(120)은 제2 절연 기판(121) 및 제2 절연 기판(121) 상에 배치된 안테나 피드(123)를 포함할 수 있다. 제2 절연 기판(121)은 제1 절연 기판(111)과 마찬가지로 절연성을 갖는 유전체 재질로 형성될 수 있다. 제1 절연 기판(111)의 재료와 제2 절연 기판(121)의 재료는 동일하거나 상이할 수 있다. 제2 절연 기판(121)의 유전 상수, 유전체 손실값 및/또는 두께 등은 본 기술분야에 속하는 통상의 기술자에 의해 적절하게 선택될 수 있다.

제2 절연 기판(121) 상에는 안테나 피드(123)가 배치될 수 있다. 즉, 안테나 피드(123)는 제1 절연 기판(111)과 제2 절연 기판(121) 사이에 배치될 수 있다. 안테나 피드(123)는 안테나(113)에 전력을 공급하거나, 또는 안테나(113)로부터 전력을 제공받을 수 있다. 안테나 피드(123)는 급전 선로 등일 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 다른 실시예에서 안테나 피드(123)와 안테나(113)는 동일한 층에 위치할 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 안테나 피드(123)는 제1 절연 기판(111)과 제2 절연 기판(121) 사이에 위치하지 않고, 안테나 피드(123)는 동축 케이블(coaxial cable)을 포함할 수도 있다.

기판부(101) 상에는 렌즈부(201)가 배치될 수 있다. 렌즈부(201)는 안테나(113)로부터 방사되거나, 또는 안테나(113)가 수신하는 고주파의 패턴 방향을 제어하기 위한 방사 패턴 제어부 내지는 방사 패턴 변조 구조체일 수 있다. 렌즈부(201)는 상이한 폭을 가지고 상호 적층된 제1 렌즈부(211) 및 제2 렌즈부(221)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제2 렌즈부(221)는 제1 렌즈부(211)의 상면 상에 배치될 수 있다.

제1 렌즈부(211)와 제2 렌즈부(221)는 물리적 경계 없이 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 렌즈부(211)와 제2 렌즈부(221)는 사출 성형을 통해 형성될 수 있다. 제1 렌즈부(211)와 제2 렌즈부(221)를 포함하는 렌즈부(201)는 액정 폴리머(liquid crystal polymer) 등의 고분자 재료로 형성될 수 있다. 렌즈부(201)는 절연성을 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 렌즈부(201)의 밀도는 전체적으로 균일하며, 렌즈부(201)는 약 1.40g/cm³ 내지 1.80g/cm³, 또는 약 1.50g/cm³ 내지 1.70g/cm³의 밀도를 가질 수 있다. 렌즈부(201)가 상기 범위 내의 밀도를 가지고, 후술하는 것과 같은 구조를 가질 경우 안테나(113)의 방사 효율을 개선할 수 있다.

또, 액정 폴리머는 높은 열 저항력을 가질 수 있다. 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 안테나 모듈(11)이 실내 또는 실외에서 사용될 경우 열에 의해 렌즈부(201)의 신호 변조 효율이 저하되는 문제가 있다. 액정 폴리머를 이용하여 렌즈부(201)를 형성할 경우 사출 성형 등의 방법을 통해 저렴한 비용으로 불량률을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 유리(glass) 소재 등에 비해 신호 변조 효율의 감소를 방지할 수 있다.

제1 렌즈부(211)의 평면상 형상은 대략 원형일 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 렌즈부(211)의 평면상 형상은 사각형, 오각형, 육각형 또는 팔각형 등의 다각형일 수도 있다. 제1 렌즈부(211)가 평면상 대략 원형인 경우에, 제1 렌즈부(211)의 측면은 곡면 또는 직면을 형성할 수 있다.

또, 제2 렌즈부(221)의 평면상 형상은 대략 원형일 수 있다. 제2 렌즈부(221)가 평면상 원형을 가질 경우, 안테나(113)가 방사하는 방사 패턴의 수평 방향(예컨대, 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y))으로의 균일한 제어가 용이하다. 제2 렌즈부(221)가 평면상 대략 원형인 경우에, 제2 렌즈부(221)의 측면은 곡면 또는 직면을 형성할 수 있다. 또, 제2 렌즈부(221)의 중심선(예컨대 무게 중심선)은 안테나(113)의 중심선과 일치하도록 배열될 수 있다.

제1 렌즈부(211)의 폭(W₂₁₁)(예컨대, 최대폭)은 제2 렌즈부(221)의 폭(W₂₂₁)(예컨대, 최대폭) 보다 클 수 있다. 이에 따라 제1 렌즈부(211)의 상면의 적어도 일부와 제2 렌즈부(221)의 측면은 단차를 형성할 수 있다. 단면 상에서, 제1 렌즈부(211)와 제2 렌즈부(221)의 측면은 대략 수직할 수 있다.

제1 렌즈부(211)의 폭(W₂₁₁)은 약 6mm 이상 10mm 이하, 또는 약 8mm일 수 있다. 또, 제2 렌즈부(221)의 폭(W₂₂₁)은 약 3mm 이상 5mm 이하, 또는 약 4mm일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 렌즈부(211)의 폭(W₂₁₁)과 제2 렌즈부(221)의 폭(W₂₂₁)의 차이(W₂₁₁-W₂₂₁)는 약 1mm 이상 7mm 이하, 또는 약 3mm 이상 5mm 이하일 수 있다. 안테나(113)로부터 멀어지는 방향으로 갈수록 렌즈부(201)의 전체적인 폭이 감소하도록 구성하여 안테나(113)의 안테나 이득을 개선할 수 있다. 즉, 렌즈부(201)는 안테나(113)가 방출하는 안테나 신호를 포커싱하거나, 또는 수신되는 안테나 신호를 안테나(113)로 포커싱하여 이득을 조절하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 렌즈부(221)의 폭(W₂₂₁)은 제2 렌즈부(221)의 두께(T₂₂₁) 보다 클 수 있다. 제2 렌즈부(221)의 두께(T₂₂₁)는 약 1.5mm 이상 3mm 이하, 또는 약 2mm일 수 있다.

몇몇 실시예에서, 렌즈부(201)는 제3 렌즈부(231)를 더 포함할 수 있다. 제3 렌즈부(231)는 제1 렌즈부(211)를 사이에 두고 제2 렌즈부(221)와 이격 배치될 수 있다. 즉, 제3 렌즈부(231)는 제1 렌즈부(211)의 배면 상에 배치될 수 있다. 제3 렌즈부(231)는 제1 렌즈부(211)와 물리적 경계 없이 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 렌즈부(211), 제2 렌즈부(221) 및 제3 렌즈부(231)는 함께 사출 성형을 통해 형성되며 대략 동일한 밀도를 가질 수 있다.

제3 렌즈부(231)의 평면상 형상은 대략 원형일 수 있다. 제3 렌즈부(231)가 평면상 원형을 가질 경우, 안테나(113)가 방사하는 방사 패턴의 수평 방향으로의 균일한 제어가 용이하다. 제3 렌즈부(231)의 평면상 형상이 대략 원형인 경우에, 제3 렌즈부(231)의 측면은 곡면을 형성할 수 있다. 제1 렌즈부(211), 제2 렌즈부(221) 및 제3 렌즈부(231)의 중심선(예컨대 무게 중심선)은 동일선 상에 위치하도록 배열될 수 있다. 또, 제3 렌즈부(231)의 중심선은 안테나(113)의 중심선과 일치하도록 배열될 수 있다.

제3 렌즈부(231)의 폭(W₂₃₁)(예컨대, 최대폭)은 제1 렌즈부(211) 및 제2 렌즈부(221)의 폭과 소정의 관계에 있을 수 있다. 예를 들어, 제3 렌즈부(231)의 폭(W₂₃₁)은 제1 렌즈부(211)의 폭(W₂₁₁) 보다 작고, 제2 렌즈부(221)의 폭(W₂₂₁) 보다 클 수 있다. 이에 따라 제1 렌즈부(211)의 배면의 적어도 일부와 제3 렌즈부(231)의 측면은 단차를 형성할 수 있다. 제3 렌즈부(231)의 폭(W₂₃₁)은 약 4mm 이상 8mm 이하, 또는 약 6mm일 수 있다. 제3 렌즈부(231)의 폭(W₂₃₁)을 제2 렌즈부(221)의 폭(W₂₂₁) 보다 작게 구성하여 안테나(113)로부터 방사되는 방사 패턴의 방사 효율을 증가시킬 수 있다. 또, 제3 렌즈부(231)의 폭(W₂₃₁)을 제1 렌즈부(211)의 폭(W₂₁₁) 보다 작게 구성하여 렌즈부(201)의 제어 특성을 강화할 수 있다.

또, 제3 렌즈부(231)의 두께(T₂₃₁)(예컨대, 최대 두께)는 제1 렌즈부(211) 및 제2 렌즈부(221)의 높이 내지는 두께와 소정의 관계에 있을 수 있다. 예를 들어, 제3 렌즈부(231)의 두께(T₂₃₁)는 제1 렌즈부(211)의 두께(T₂₁₁)와 동일하거나 또는 그 이상이고, 제2 렌즈부(221)의 두께(T₂₂₁) 보다 작을 수 있다. 만일 제3 렌즈부(231)의 두께(T₂₃₁)가 제2 렌즈부(221)의 두께(T₂₂₁) 이상이면 안테나 피드(123)에 열화가 발생하여 안테나 모듈(11)의 수명이 저하될 수 있다.

즉, 제1 렌즈부(211) 및 제2 렌즈부(221)를 포함하는 렌즈부(201) 전체의 두께가 커질수록 안테나 이득의 향상 효과와 동시에 사이드 로브 패턴이 증가되는 문제가 있다. 본 실시예에 따른 안테나 모듈(11)은 제1 렌즈부(211)에 비해 작은 폭을 갖는 제3 렌즈부(231)를 형성하여 렌즈부(201)의 전체적인 두께는 유지하면서 사이드 로브를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또, 제3 렌즈부(231)의 평면상 크기는 안테나(113)의 평면상 크기 보다 더 클 수 있다. 예를 들어, 평면 시점에서 제3 렌즈부(231)는 안테나(113)를 완전히 커버하도록 배치될 수 있다. 제1 렌즈부(211) 보다 작은 크기를 갖는 제3 렌즈부(231)를 형성하되, 제3 렌즈부(231)를 안테나(113)와 완전히 중첩하도록 배치하여 방사 패턴의 방사 효율을 극대화할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 렌즈부(201)와 안테나(113)는 소정 거리만큼 이격되고, 렌즈부(201)와 안테나(113) 사이에는 공기층(AG)이 개재될 수 있다. 렌즈부(201)와 안테나(113) 사이의 이격 거리(D₁)는 약 1.0λ 이하일 수 있다. 여기서 λ는 안테나 모듈(11)의 안테나(113)가 공진하는 고주파의 파장을 의미한다. 렌즈부(201)와 안테나(113) 사이의 이격 거리(D₁)는 렌즈부(201)의 방사 패턴 제어 특성에 영향을 미칠 수 있다. 렌즈부(201)와 안테나(113) 사이의 이격 거리(D₁)는 후술할 가이드부(300)의 두께를 이용하여 제어될 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

도면으로 표현하지 않았으나, 다른 실시예에서 렌즈부(201)는 추가적인 단차를 형성하도록 구성될 수도 있다.

기판부(101)와 렌즈부(201) 사이에는 가이드부(300)가 더 배치될 수 있다. 가이드부(300)는 안테나(113)가 방출하는 고주파를 가이드하기 위한 쉴드 웨이브 가이드(shield wave guide)일 수 있다. 가이드부(300)는 안테나(113) 신호를 가이드함과 동시에 안테나 신호가 누설되는 것을 방지할 수 있다.

가이드부(300)는 도전성 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 가이드부(300)는 알루미늄, 몰리브덴, 구리, 티타늄 또는 이들의 합금 등의 도전성 재료를 포함할 수 있다. 가이드부(300)는 렌즈부(201) 및 기판부(101)의 제1 절연 기판(111)과 맞닿을 수 있다.

가이드부(300)는 제3 방향(Z)으로 연장된 가이드홀(300h)을 가질 수 있다. 가이드홀(300h)의 평면상 형상은 대략 원형일 수 있다. 가이드홀(300h)에는 앞서 설명한 안테나(113)가 적어도 부분적으로 삽입 배치될 수 있다. 즉, 안테나(113)의 측면은 가이드홀(300h)의 내측벽에 의해 둘러싸일 수 있다.

몇몇 실시예에서, 가이드홀(300h)의 크기는 렌즈부(201)의 제3 렌즈부(231)의 크기 보다 작을 수 있다. 즉, 가이드홀(300h)의 폭(예컨대, 최대폭)은 제3 렌즈부(231)의 폭(W₂₃₁) 보다 작을 수 있다. 이에 따라 가이드부(300)의 상면은 제3 렌즈부(231)의 배면과 맞닿을 수 있다.

본 실시예에 따른 안테나 모듈(11)에 따르면, 안테나 모듈(11)은 안테나(113) 및 안테나(113)에 포커싱된 렌즈부(201)를 포함하여 안테나(113)의 이득을 향상시킬 수 있다. 또한 방사 패턴의 폭을 샤프하게 구성할 수 있어 높은 전력 전달이 가능한 효과가 있다.

뿐만 아니라, 수직 방향(예컨대, 제3 방향(Z))으로의 볼록 또는 오목한 곡면을 형성하지 않고도 안테나(113)가 방출하는 패턴을 변조시킬 수 있으며, 수직 방향으로 곡면을 형성하는 경우에 비해 저렴한 비용으로 우수한 안테나 이득을 나타내는 구조체를 제조할 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 모듈에 대하여 설명한다. 다만, 전술한 안테나 모듈(11)의 설명과 중복되는 설명은 생략하며, 이는 본 명세서의 기재 내용과 첨부된 도면으로부터 본 기술분야에 속하는 통상의 기술자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 모듈(12)의 단면도로서, 도 3에 대응되는 단면도이다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 안테나 모듈(12)은 렌즈부(202)의 제3 렌즈부(232)가 적어도 부분적으로 가이드부(300)의 가이드홀(300h)에 삽입된 점이 도 3 등의 실시예에 따른 안테나 모듈(11)과 상이한 점이다.

예시적인 실시예에서, 렌즈부(202)는 상호 적층된 제1 렌즈부(212) 및 제2 렌즈부(222)를 포함하고, 제3 렌즈부(232)를 더 포함할 수 있다. 렌즈부(202)의 제3 렌즈부(232)는 적어도 부분적으로 가이드홀(300h)에 삽입되되, 렌즈부(202)의 제1 렌즈부(212)는 가이드홀(300h)에 삽입되지 않고 가이드부(300)의 상면과 맞닿을 수 있다.

또, 제3 렌즈부(232)의 폭(W₂₃₂)(예컨대, 최대폭)은 제1 렌즈부(212) 및 제2 렌즈부(212)의 폭과 소정의 관계에 있을 수 있다. 예를 들어, 제3 렌즈부(232)의 폭(W₂₃₂)은 제1 렌즈부(212)의 폭 보다 작고, 제2 렌즈부(212)의 폭(W₂₂₂) 보다 클 수 있다. 또한, 제3 렌즈부(232)의 폭(W₂₃₂)은 가이드홀(300h)의 폭(W_300h) 보다 작거나 같을 수 있다.

가이드홀(300h)에는 안테나(113)가 적어도 부분적으로 삽입 배치될 수 있다. 제3 렌즈부(232)의 평면상 크기는 안테나(113)의 평면상 크기 보다 더 클 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다. 몇몇 실시예에서, 렌즈부(202)와 안테나(113)는 소정 거리만큼 이격되고, 렌즈부(202)와 안테나(113) 사이에는 공기층이 개재될 수 있다. 렌즈부(202)와 안테나(113) 사이의 이격 거리는 약 1.0λ 이하일 수 있다. 렌즈부(202)와 안테나(113) 사이의 이격 거리는 렌즈부(202)의 방사 패턴 제어 특성에 영향을 미칠 수 있다. 렌즈부(202)와 안테나(113) 사이의 이격 거리는 가이드부(300)의 두께를 이용하여 제어되거나, 또는 가이드홀(300h)에 삽입되는 제3 렌즈부(232)의 두께를 이용하여 제어될 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

이하, 본 발명에 따른 배열 안테나 모듈에 대하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배열 안테나 모듈(23)의 사시도이다. 도 6은 도 5의 배열 안테나 모듈(23)의 분해사시도이다. 도 7은 도 5의 배열 안테나 모듈(23)의 단면사시도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 배열 안테나 모듈(23)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 따라 반복적으로 배열된 복수의 안테나(133)를 포함하는 배열 안테나일 수 있다. 배열 안테나 모듈(23)은 전술한 도 1 및/또는 도 4 등의 안테나 모듈(11, 12)을 이용하여 구성될 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

배열 안테나 모듈(23)은 복수의 안테나(133)를 포함하는 기판부(102) 및 기판부(102) 상에 배치되는 렌즈부(203)를 포함하고, 기판부(102)와 렌즈부(203) 사이에 배치되는 가이드부(310)를 더 포함할 수 있다. 도면으로 표현하지 않았으나, 기판부(102)의 배면 상에는 접지부(미도시)가 더 배치될 수도 있다.

기판부(102)는 안테나(133)를 포함하는 상부 기판(130)(또는 제1 기판) 및 안테나 피드(143)를 포함하는 하부 기판(140)(또는 제2 기판)을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 다른 실시예에서 안테나 피드(143)와 안테나(133)는 동일한 층에 위치할 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 안테나 피드(143)는 제1 절연 기판(131)과 제2 절연 기판(141) 사이에 위치하지 않고, 안테나 피드(143)는 동축 케이블을 포함할 수도 있다.

또한 도면으로 표현하지 않았으나, 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 따라 평면상 대략 매트릭스 배열된 복수의 안테나(133)들 중 적어도 일부는 서로 간에 전기적으로 연결되고, 이를 통해 병렬 급전이 이뤄질 수도 있다.

기판부(102)에 대해서는 도 3 등과 함께 상세하게 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.

기판부(102) 상에는 렌즈부(203)가 배치될 수 있다. 렌즈부(203)는 안테나(133)로부터 방사되거나, 또는 안테나(133)가 수신하는 고주파의 패턴 방향을 제어하기 위한 방사 패턴 제어부 내지는 방사 패턴 변조 구조체일 수 있다. 렌즈부(203)는 베이스부(253)(또는 제1 렌즈부/제3 렌즈부) 및 베이스부(253) 상에 적층된 복수의 돌출 패턴부(263)(또는 제2 렌즈부)를 포함할 수 있다. 베이스부(253)와 돌출 패턴부(263)는 물리적 경계 없이 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 베이스부(253)와 돌출 패턴부(263)는 사출 성형을 통해 형성될 수 있다. 베이스부(253)와 돌출 패턴부(263)를 포함하는 렌즈부(203)는 액정 폴리머(liquid crystal polymer) 등의 고분자 재료로 형성될 수 있다. 렌즈부(203)는 절연성을 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 렌즈부(203)의 밀도는 전체적으로 균일하며, 렌즈부(203)는 약 1.40 내지 1.80, 또는 약 1.50 내지 1.70의 밀도를 가질 수 있다. 렌즈부(203)가 상기 범위 내의 밀도를 가지고, 후술하는 것과 같은 구조를 가질 경우 안테나(133)의 방사 효율을 개선할 수 있다.

베이스부(253)는 복수의 돌출 패턴부(263)에 걸쳐서 형성될 수 있다. 즉, 복수의 돌출 패턴부(263)는 하나의 베이스부(253)를 공유하며, 베이스부(253)를 통해 복수의 돌출 패턴부(263)들 간은 물리적 경계 없이 일체로 형성될 수 있다. 또, 베이스부(253)는 복수의 안테나(133)들에 걸쳐서 형성될 수 있다. 즉, 복수의 안테나(133)들은 하나의 베이스부(253)와 제3 방향(Z)으로 중첩하도록 배치될 수 있다.

돌출 패턴부(263)는 베이스부(253)의 상면 상에 배치될 수 있다. 돌출 패턴부(263)는 베이스부(253)의 상면으로부터 돌출되어 형성될 수 있다. 돌출 패턴부(263)는 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 따라 평면상 대략 매트릭스 배열될 수 있다. 또, 복수의 돌출 패턴부(263)는 각각 매트릭스 배열된 복수의 안테나(133)들과 중첩하도록 배치될 수 있다.

돌출 패턴부(263)의 평면상 형상은 대략 원형일 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 돌출 패턴부(263)의 평면상 형상은 사각형, 오각형, 육각형 또는 팔각형 등의 다각형일 수도 있다. 돌출 패턴부(263)가 평면상 대략 원형인 경우에, 돌출 패턴부(263)의 측면은 곡면을 형성할 수 있다. 돌출 패턴부(263)의 측면과 베이스부(253)의 상면은 단차를 형성할 수 있다. 안테나(133)와 대응되는 위치에 형성된 돌출 패턴부(263)를 배치함으로써 안테나(133)로부터 멀어지는 방향으로 갈수록 부분적으로 좁은 폭을 갖는 구조체를 형성할 수 있고, 이를 통해 안테나(133)의 안테나 이득을 개선할 수 있다.

기판부(102)와 렌즈부(203) 사이에는 가이드부(310)가 더 배치될 수 있다. 가이드부(310)는 안테나(133)가 방출하는 고주파를 가이드하기 위한 쉴드 웨이브 가이드일 수 있다. 가이드부(310)는 도전성 재료로 형성될 수 있다. 또, 가이드부(310)는 제3 방향(Z)으로 연장된 가이드홀(310h)을 가질 수 있다. 가이드홀(310h)의 평면상 형상은 대략 원형일 수 있다. 가이드홀(310h)은 안테나(133) 및 돌출 패턴부(263)와 마찬가지로 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 따라 평면상 대략 매트릭스 배열될 수 있다. 가이드홀(310h)은 안테나(133) 및 돌출 패턴부(263)와 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 가이드홀(310h)에는 앞서 설명한 안테나(133)가 적어도 부분적으로 삽입 배치될 수 있다. 즉, 안테나(133)의 측면은 가이드홀(310h)의 내측벽에 의해 둘러싸일 수 있다. 가이드부(310)에 대해서는 도 3 등과 함께 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.

몇몇 실시예에서, 기판부(102), 렌즈부(203) 및 가이드부(310)는 각각 나사홀들(130s, 140s, 203s, 310s)을 더 포함할 수 있다. 하부 기판(140)의 제1 나사홀(140s), 상부 기판(130)의 제2 나사홀(130s), 렌즈부(203)의 제3 나사홀(203s) 및 가이드부(310)의 제4 나사홀(310s)은 정렬되도록 배치될 수 있다. 또, 배열 안테나 모듈(23)은 하나 이상의 나사(500)를 더 포함하고, 나사(500)는 제1 나사홀(140s), 제2 나사홀(130s), 제3 나사홀(203s) 및 제4 나사홀(310s)을 관통하여 삽입 배치될 수 있다. 이를 통해 상부 기판(130)과 하부 기판(140)을 포함하는 기판부(102), 가이드부(310) 및 렌즈부(203)는 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로의 위치가 정렬되어 조립될 수 있다.

이하, 도 8 내지 도 11을 더 참조하여 본 실시예에 따른 배열 안테나 모듈(23)의 구성 요소에 대해 더욱 상세하게 설명한다.

도 8은 도 5의 배열 안테나 모듈(23)의 평면도이다. 도 9는 도 6의 렌즈부(203)의 단면사시도이다. 도 10은 도 6의 렌즈부(203)의 배면사시도이다. 도 11은 도 8의 ⅩⅠa-ⅩⅠa' 선 및 ⅩⅠb-ⅩⅠb' 선을 따라 절개한 비교단면도이다.

도 8 내지 도 11을 더 참조하면, 렌즈부(203)의 돌출 패턴부(263)는 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 따라 배열될 수 있다. 예를 들어, 돌출 패턴부(263)는 제1 방향(X)을 따라 4의 배수의 개수(예컨대, 4, 8, 12 및 16 등) 만큼 반복 배치되고, 제2 방향(Y)을 따라 4의 배수의 개수(예컨대, 4, 8, 12 및 16 등) 만큼 반복 배치될 수 있다. 돌출 패턴부(263) 및 안테나(133)를 4의 배수의 개수만큼 형성하고 이들을 매트릭스 배열함으로써 복수의 안테나(133) 배열에 따른 이득 향상 효과를 나타낼 수 있다.

또, 돌출 패턴부(263)의 제1 방향(X)으로의 배열 피치(P)와 제2 방향(Y)으로의 배열 피치(P)는 실질적으로 동일할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 돌출 패턴부(263)의 제1 방향(X) 및/또는 제2 방향(Y)으로의 배열 피치(P)는 약 0.5λ 이상 0.8λ 이하, 또는 약 0.75λ일 수 있다. 배열 피치(P)가 0.5λ 보다 작으면 안테나 이득의 개선 효과가 미미할 수 있다. 또, 배열 피치(P)가 0.8λ 보다 크면, 특히 배열 피치(P)가 1λ 보다 크면 배열 안테나의 방사 특성, 예컨대 의도치 않은 사이드 로브 패턴이 증가할 수 있다.

돌출 패턴부(263)의 폭(W₂₆₃)(예컨대, 최대폭)은 돌출 패턴부(263)의 두께(T₂₆₃)(즉, 돌출 높이), 안테나(133)의 크기 및/또는 가이드홀(310h)의 폭 등을 고려하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 돌출 패턴부(263)의 폭(W₂₆₃)은 약 6mm 이상 10mm 이하, 또는 약 8mm일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 돌출 패턴부(263) 간의 배열 피치(P)와 돌출 패턴부(263)의 폭(W₂₆₃) 간의 차이(P-W₂₆₃)는 약 1mm 이상 7mm 이하, 또는 약 3mm 이상 5mm 이하일 수 있다. 돌출 패턴부(263)의 크기를 상기와 같은 범위 내에서 설계하는 경우 안테나(133)가 방출하는 안테나 신호를 포커싱하거나, 또는 수신되는 안테나 신호를 안테나(133)로 포커싱하여 이득을 조절하도록 구성될 수 있다. 또, 돌출 패턴부(263)의 두께(T₂₆₃)는 돌출 패턴부(263)의 폭(W₂₆₃) 보다 작을 수 있다. 예를 들어, 돌출 패턴부(263)의 두께(T₂₆₃)는 약 1.5mm 이상 3mm 이하, 또는 약 2mm일 수 있다.

렌즈부(203)의 돌출 패턴부(263)는 도 1 등의 실시예에 따른 안테나 모듈(11)의 렌즈부(201)의 제2 렌즈부(221)에 대응될 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

렌즈부(203)의 베이스부(253)의 배면은 적어도 부분적으로 가이드홀(310h)이 형성된 가이드부(310)와 맞닿을 수 있다. 예시적인 실시예에서, 베이스부(253)의 배면은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 따라 반복 배열된 복수의 그루브(253h)들을 가질 수 있다. 평면 시점에서, 그루브(253h)는 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)과 교차하는 대각선 방향으로 인접한 두 개의 돌출 패턴부(263) 사이에 위치할 수 있다. 그루브(253h)의 평면상 형상은 대략 마름모 형태 내지는 삼각형일 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 그루브(253h)의 평면상 형상은 사각형, 오각형, 육각형 또는 팔각형 등의 다각형 또는 원형일 수도 있다. 그루브(253h)는 가이드부(310)의 상면과 제3 방향(Z)으로 중첩하며, 그루브(253h) 내에는 공기층(AG)이 개재될 수 있다.

그루브(253h)의 크기는 돌출 패턴부(263)의 크기를 고려하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)과 교차하는 대각선 방향으로 절개한 단면(즉, 도 11의 좌측의 ⅩⅠa-ⅩⅠa' 선을 따라 절개한 단면도) 상에서, 최인접한 두 개의 그루브(253h) 사이의 이격거리(L₂₅₃)는 돌출 패턴부(263)의 폭(W₂₆₃) 보다 크도록 구성될 수 있다.

그루브(253h)의 크기가 지나치게 크거나, 그루브(253h)의 크기가 지나치게 작으면 원하는 정도의 사이드 로브 패턴의 개선 효과를 얻을 수 없다. 이에 따라, 그루브(253h)의 크기를 적절한 크기로 가지게 함으로써, 원하는 수준으로 사이드 로브 패턴을 제어할 수 있다.

또한 그루브(253h)는 렌즈부(203)가 부분적으로 얇은 두께를 갖도록 할 수 있다. 예를 들어, 그루브(253h)는 베이스부(253)의 최소 두께(T₂₅₃)를 형성할 수 있다. 즉, 평면 시점에서, 그루브(253h)가 위치한 부분에서 베이스부(253)는 최소 두께(T₂₅₃)를 형성할 수 있다. 베이스부(253)의 최소 두께(T₂₅₃)는 돌출 패턴부(263)의 두께 보다 작도록 구성될 수 있다. 이와 같이 설계되어 베이스부(253) 배면에 형성된 그루브(253h)는 배열 안테나 모듈(23)에서 발생하는 사이드 로브 패턴의 억제 효과를 가질 수 있다. 즉, 베이스부(253) 배면에 그루브(253h)가 형성된 배열 안테나 모듈은 그렇지 않은 안테나 모듈에 비해 사이드 로브 특성이 개선될 수 있다.

또, 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)과 교차하는 대각선 방향으로 절개한 단면 상에서, 최인접한 두 개의 그루브(253h) 사이의 이격거리(L₂₅₃)는 안테나(133)의 평면상 크기 보다 더 클 수 있다. 또한, 평면 시점에서, 안테나(133)는 그루브(253h)와 제3 방향(Z)으로 중첩하지 않도록 배치될 수 있다. 안테나(133)와 그루브(253h)를 중첩하지 않도록 배치하여 방사 패턴의 방사 효율을 극대화할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 렌즈부(203)와 안테나(133)는 소정 거리만큼 이격되고, 렌즈부(203)와 안테나(133) 사이에는 공기층(AG)이 개재될 수 있다. 렌즈부(203)와 안테나(133) 사이의 이격 거리(D₂)는 약 1.0λ 이하일 수 있다. 렌즈부(203)와 안테나(133) 사이의 이격 거리(D₂)는 렌즈부(203)의 방사 패턴 제어 특성에 영향을 미칠 수 있다.

렌즈부(203)의 그루브(253h)를 갖는 베이스부(253)는 도 1 등의 실시예에 따른 안테나 모듈(11)의 렌즈부(201)의 제1 렌즈부(211) 및 제3 렌즈부(231)에 대응될 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

본 실시예에 따른 배열 안테나 모듈(23)은 수직 방향(예컨대, 제3 방향(Z))으로의 볼록 또는 오목한 곡면을 형성하지 않고도 안테나(133)가 방출하는 패턴을 변조시킬 수 있으며, 수직 방향으로 곡면을 형성하는 경우에 비해 저렴한 비용으로 우수한 안테나 이득을 나타내는 구조체를 제조할 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 다른 실시예들에 대하여 설명한다. 다만, 전술한 배열 안테나 모듈(23)의 설명과 중복되는 설명은 생략한다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배열 안테나 모듈(24)의 분해사시도이다. 도 13은 도 12의 렌즈부(204)의 단면사시도이다. 도 14는 도 12의 배열 안테나 모듈(24)의 평면도이다. 도 15는 도 12의 배열 안테나 모듈(24)을 부분적으로 절개한 비교단면도로서, 도 11과 대응되는 위치에서의 비교단면도이다.

도 12 내지 도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 배열 안테나 모듈(24)의 렌즈부(204)의 베이스부(254)는 그루브가 아닌 관통홀(254h)을 갖는 점이 도 5 등에 따른 배열 안테나 모듈(23)과 상이한 점이다.

예시적인 실시예에서, 베이스부(254)는 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 따라 반복 배열된 복수의 관통홀(254h)들을 가질 수 있다. 관통홀(254h)은 베이스부(254)의 상면 및 배면 모두에서 시인될 수 있다.

평면 시점에서, 관통홀(254h)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)과 교차하는 대각선 방향으로 인접한 두 개의 돌출 패턴부(264) 사이에 위치할 수 있다. 관통홀(254h)의 평면상 형상은 대략 마름모 형태 내지는 삼각형일 수 있다.

다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 그루브(254h)의 평면상 형상은 사각형, 오각형, 육각형 또는 팔각형 등의 다각형 또는 원형일 수도 있다. 관통홀(254h)은 가이드부(310)의 상면과 제3 방향(Z)으로 중첩할 수 있다. 또, 렌즈부(204)의 베이스부(254)의 배면은 적어도 부분적으로 가이드홀(310h)이 형성된 가이드부(310)와 맞닿고, 베이스부(254)의 관통홀(254h)을 통해 가이드부(310)의 상면은 부분적으로 노출될 수 있다.

관통홀(254h)의 크기는 돌출 패턴부(264)의 크기를 고려하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)과 교차하는 대각선 방향으로 절개한 단면(즉, 도 15의 좌측 단면도) 상에서, 최인접한 두 개의 관통홀(254h) 사이의 이격거리는 돌출 패턴부(264)의 폭(W₂₆₄) 보다 크도록 구성될 수 있다. 또, 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)과 교차하는 대각선 방향으로 절개한 단면 상에서, 관통홀(254h)의 폭(W_254h)은 돌출 패턴부(264)의 폭(W₂₆₄) 보다 작을 수 있다. 이와 같이 설계되어 베이스부(254)에 형성된 관통홀(254h)은 배열 안테나 모듈(24)에서 발생하는 사이드 로브 패턴의 억제 효과를 가질 수 있다. 즉, 베이스부(254)에 관통홀(254h)이 형성된 배열 안테나 모듈은 그렇지 않은 안테나 모듈에 비해 사이드 로브 특성이 개선될 수 있다.

본 실시예에 따른 배열 안테나 모듈(24)은 수직 방향(예컨대, 제3 방향(Z))으로의 볼록 또는 오목한 곡면을 형성하지 않고도 안테나(133)가 방출하는 패턴을 변조시킬 수 있으며, 수직 방향으로 곡면을 형성하는 경우에 비해 저렴한 비용으로 우수한 안테나 이득을 나타내는 구조체를 제조할 수 있는 장점이 있다.

뿐만 아니라 그루브가 아닌 관통홀(254h)을 형성하여 사출 성형으로 제조되는 렌즈부(204)의 제조 비용을 더욱 절감할 수 있다.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배열 안테나 모듈(25)의 분해사시도이다. 도 17은 도 16의 렌즈부(205)의 단면사시도이다. 도 18은 도 16의 배열 안테나 모듈(25)의 평면도이다. 도 19는 도 16의 배열 안테나 모듈(25)을 부분적으로 절개한 비교단면도로서, 도 11과 대응되는 위치에서의 비교단면도이다.

도 16 내지 도 19를 참조하면, 본 실시예에 따른 배열 안테나 모듈(25)의 렌즈부(205)의 관통홀(255h)은 상측에서의 폭과 하측에서의 폭이 상이한 점이 도 12 등에 따른 배열 안테나 모듈(24)과 상이한 점이다.

예시적인 실시예에서, 베이스부(255)는 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 따라 반복 배열된 복수의 관통홀(255h)들을 가질 수 있다. 관통홀(255h)은 베이스부(255)의 상면 및 배면 모두에서 시인될 수 있다. 평면 시점에서, 관통홀(255h)의 상측 평면상 형상과 하측 평면상 형상은 모두 대략 마름모 형태 내지는 삼각형일 수 있다. 관통홀(255h)은 가이드부(310)의 상면과 제3 방향(Z)으로 중첩하고, 가이드부(310)의 상면은 관통홀(255h)을 통해 부분적으로 노출될 수 있다.

또, 관통홀(255h)의 베이스부(255)의 상면측 크기(즉, 돌출 패턴부(265) 측 크기)와 관통홀(255h)의 베이스부(255)의 배면측 크기(즉, 가이드부(310) 측 크기)는 상이할 수 있다. 예를 들어, 관통홀(255h)의 상면측 최대폭(W_255a)은 관통홀(255h)의 배면측 최대폭(W_255b) 보다 작을 수 있다. 다시 말해서, 관통홀(255h)의 내측벽은 부분적으로 단차를 가질 수 있다. 관통홀(255h)의 상측 폭(W_255a)을 최소화한 상태에서 충분한 크기를 갖는 하측 폭(W_255b)을 형성함으로써 배열 안테나 모듈(25)에서 발생하는 사이드 로브 패턴의 억제 효과를 향상시킬 수 있다.

몇몇 실시예에서, 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)과 교차하는 대각선 방향으로 절개한 단면(즉, 도 19의 좌측 단면도) 상에서, 관통홀(255h)의 베이스부(255)의 배면측 최대폭(W_255b)은 돌출 패턴부(265)의 폭 보다 작을 수 있다.

본 실시예에 따른 배열 안테나 모듈(25)은 수직 방향(예컨대, 제3 방향(Z))으로의 볼록 또는 오목한 곡면을 형성하지 않고도 안테나(133)가 방출하는 패턴을 변조시킬 수 있으며, 수직 방향으로 곡면을 형성하는 경우에 비해 저렴한 비용으로 우수한 안테나 이득을 나타내는 구조체를 제조할 수 있는 장점이 있다.

뿐만 아니라 렌즈부(205)의 베이스부(255)에 관통홀(255h)을 형성하되, 관통홀(255h)의 상측에서의 폭(W_255a)을 하측에서의 폭(W_255b) 보다 작게 형성함으로써 렌즈부(205)의 상측에서 노출되는 관통홀(255h)의 평면상 면적을 최소화할 수 있고, 이를 통해 사출 성형으로 형성되는 렌즈부(205)의 제조 비용을 절감하는 동시에 사이드 로브 패턴의 억제 효과를 극대화할 수 있다.

도면으로 표현하지 않았으나, 다른 실시예에서 관통홀(255h)의 내측벽은 두개 이상의 단차를 가지거나, 또는 관통홀(255h)의 내측벽은 단차를 가지지 않고 기울기를 가지며, 하측에서 상측방향으로 갈수록 점진적으로 폭이 감소하는 형상일 수도 있다.

도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배열 안테나 모듈(26)의 분해사시도이다. 도 21은 도 20의 렌즈부(203)와 서브 렌즈부(400)의 단면사시도이다. 도 22는 도 20의 서브 렌즈부(400)의 배면사시도이다. 도 23은 도 20의 배열 안테나 모듈(26)을 부분적으로 절개한 비교단면도로서, 도 11과 대응되는 위치에서의 비교단면도이다.

도 20 내지 도 23을 참조하면, 본 실시예에 따른 배열 안테나 모듈(26)은 렌즈부(203) 상에 배치되는 서브 렌즈부(400)를 더 포함하는 점이 도 5 등에 따른 배열 안테나 모듈(23)과 상이한 점이다.

예시적인 실시예에서, 서브 렌즈부(400)는 안테나(133)로부터 방사되거나, 또는 안테나(133)가 수신하는 고주파의 패턴 방향을 제어하기 위한 방사 패턴 제어부 내지는 방사 패턴 변조 구조체일 수 있다. 서브 렌즈부(400)는 제5 나사홀(400s)을 포함하고, 나사(500)를 통해 렌즈부(203), 가이드부(310) 및 기판부(102)와 결합 및 조립될 수 있다.

전술한 것과 같이 렌즈부(203)는 베이스부(253)(이하, 제1 베이스부) 및 돌출 패턴부(263)(이하, 제1 돌출 패턴부)를 포함하고, 서브 렌즈부(400)는 렌즈부(203)와 마찬가지로 베이스부(410)(이하, 제2 베이스부) 및 돌출 패턴부(420)(이하, 제2 돌출 패턴부)를 포함할 수 있다. 서브 렌즈부(400)는 렌즈부(203) 상에 직접 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 베이스부(410)의 배면은 제1 돌출 패턴부(263)와 맞닿을 수 있다. 또, 제1 베이스부(253)와 제2 베이스부(410)는 소정 거리만큼 이격되고, 그 사이에는 공기층(AG)이 개재될 수 있다. 제1 베이스부(253)와 제2 베이스부(410) 간의 이격거리는 대략 제1 돌출 패턴부(263)의 두께(T₂₆₃)에 상응할 수 있다. 제1 베이스부(253)의 배면에는 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 따라 매트릭스 배열된 복수의 그루브(253h)가 형성되어 있음은 전술한 바와 같다.

제2 베이스부(410)와 제2 돌출 패턴부(420)는 물리적 경계 없이 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 베이스부(410)와 제2 돌출 패턴부(420)는 사출 성형을 통해 형성될 수 있다. 제2 베이스부(410)와 제2 돌출 패턴부(420)를 포함하는 서브 렌즈부(400)는 액정 폴리머 등의 절연성을 갖는 고분자 재료로 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 서브 렌즈부(400)의 밀도는 전체적으로 균일하며, 서브 렌즈부(400)는 약 1.40 내지 1.80, 또는 약 1.50 내지 1.70의 밀도를 가질 수 있다. 서브 렌즈부(400)의 밀도는 렌즈부(203)의 밀도와 동일하거나 상이할 수 있다.

서브 렌즈부(400)의 제2 베이스부(410)는 복수의 제2 돌출 패턴부(420)에 걸쳐서 형성될 수 있다. 즉, 복수의 제2 돌출 패턴부(420)는 하나의 제2 베이스부(410)를 공유하며, 제2 베이스부(410)를 통해 복수의 제2 돌출 패턴부(420)들 간은 물리적 경계 없이 일체로 형성될 수 있다. 제2 베이스부(410)의 배면은 그루브 및/또는 관통홀을 갖지 않고 평탄한 상태일 수 있다.

서브 렌즈부(400)의 제2 돌출 패턴부(420)는 제2 베이스부(410)의 상면 상에 배치될 수 있다. 제2 돌출 패턴부(420)는 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 따라 평면상 대략 매트릭스 배열될 수 있다. 또, 서브 렌즈부(400)의 제2 돌출 패턴부(420)는 렌즈부(203)의 제1 돌출 패턴부(263), 가이드부(310)의 가이드홀(310h) 및 안테나(133)와 제3 방향(Z)으로 중첩하도록 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 서브 렌즈부(400)의 제2 돌출 패턴부(420)와 렌즈부(203)의 제1 돌출 패턴부(263)의 중심선은 동일선 상에 위치하도록 배열되고, 서브 렌즈부(400)의 제2 돌출 패턴부(420)의 배열 피치는 렌즈부(203)의 제1 돌출 패턴부(263)의 배열 피치와 실질적으로 동일할 수 있다.

서브 렌즈부(400)의 제2 돌출 패턴부(420)의 평면상 형상은 대략 원형일 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 제2 돌출 패턴부(420)의 평면상 형상은 다른 다각형일 수도 있다.

몇몇 실시예에서, 서브 렌즈부(400)의 제2 돌출 패턴부(420)의 폭(W₄₂₀)(예컨대, 최대폭)은 렌즈부(203)의 제1 돌출 패턴부(263)의 폭(W₂₆₃)(예컨대, 최대폭) 보다 작을 수 있다. 즉, 제2 베이스부(410)를 제외하면, 제1 돌출 패턴부(263)와 제2 돌출 패턴부(420)는 단차를 갖도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 제2 돌출 패턴부(420)의 폭(W₄₂₀)은 제1 돌출 패턴부(263)의 폭(W₂₆₃)의 0.5배 내지 0.8배일 수 있다. 제2 돌출 패턴부(420)가 지나치게 작으면 안테나 방사 패턴이 분산될 수 있다. 또, 제2 돌출 패턴부(420)가 지나치게 크면 안테나 이득의 향상 효과가 미미할 수 있다. 또, 제1 돌출 패턴부(263)의 두께(T₂₆₃)와 제2 돌출 패턴부(420)의 두께(T₄₂₀)는 실질적으로 동일할 수 있다.

본 실시예에 따른 배열 안테나 모듈(26)은 안테나(133)와 대응되는 위치에 렌즈부(203)의 제1 돌출 패턴부(263)를 배치하고, 그 상부에 서브 렌즈부(400)의 제2 돌출 패턴부(420)를 배치함으로써 안테나(133)에서 멀어지는 방향으로 폭이 점차 좁아지는 구조체를 형성할 수 있고, 안테나(133)의 안테나 이득을 더욱 향상시킬 수 있다.

또, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 사출 성형을 통해 제조되는 렌즈부(203)의 제1 돌출 패턴부(263)가 단차를 갖는 형상으로 제조되는 경우에 비해, 렌즈부(203)와 별개의 서브 렌즈부(400)를 구성하고 제1 돌출 패턴부(263)와 제2 돌출 패턴부(420)가 충분한 두께를 가지며 폭이 점차 좁아지도록 구성함으로써 제조 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배열 안테나 모듈(27)을 부분적으로 절개한 비교단면도로서, 도 11과 대응되는 위치에서의 비교단면도이다. 도 25는 도 24의 배열 안테나 모듈(27)의 렌즈부(207)의 배면사시도이다.

도 24 및 도 25를 참조하면, 본 실시예에 따른 배열 안테나 모듈(27)은 가이드부를 포함하지 않고, 렌즈부(207)와 기판부(102)가 맞닿는 점이 도 5 등에 따른 배열 안테나 모듈(23)과 상이한 점이다.

렌즈부(207)는 기판부(102) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 렌즈부(207)의 배면은 기판부(102)의 제1 절연 기판(131)과 맞닿을 수 있다. 렌즈부(207)는 베이스부(257) 및 베이스부(257) 상에 적층된 복수의 돌출 패턴부(267)를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 렌즈부(207)의 베이스부(257)의 배면은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 따라 반복 배열된 복수의 그루브(257h)들 및 안테나 수용홈(257k)을 가질 수 있다. 평면 시점에서, 그루브(257h)는 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)과 교차하는 대각선 방향으로 인접한 두 개의 돌출 패턴부(267) 사이에 위치할 수 있다. 즉, 그루브(257h)는 돌출 패턴부(267)과 중첩하지 않도록 배치될 수 있다. 또, 안테나 수용홈(257k)은 돌출 패턴부(267)와 중첩하도록 배치될 수 있다.

안테나 수용홈(257k)의 평면상 형상은 대략 원형일 수 있다. 안테나 수용홈(257k)의 평면상 크기는 안테나(113)의 평면상 크기 보다 클 수 있다. 또, 안테나 수용홈(257k)에는 안테나(113)가 적어도 부분적으로 삽입 배치될 수 있다. 즉, 안테나(113)의 측면은 안테나 수용홈(257k)의 내측벽에 의해 둘러싸일 수 있다.

안테나(113)는 렌즈부(207)와 이격될 수 있다. 안테나(113)와 렌즈부(207) 사이의 수직 방향(즉, 제3 방향(Z))으로의 이격 거리(D₃)는 약 1.0λ 이하일 수 있다. 렌즈부(207)와 안테나(113) 사이의 이격 거리(D₃)는 렌즈부(207)의 방사 패턴 제어 특성에 영향을 미칠 수 있다. 안테나(113)와 렌즈부(207) 사이에는 공기층(AG)이 개재될 수 있다. 안테나 수용홈(257k)의 내측벽은 안테나(113)가 방출하는 고주파를 가이드할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

몇몇 실시예에서, 안테나 수용홈(257k)의 최대 깊이(D₄)는 그루브(257h)의 최대 깊이(D₅) 보다 작을 수 있다. 안테나 수용홈(257k)의 최대 깊이(D₄)가 그루브(257h)의 최대 깊이(D₅) 보다 클 경우, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 안테나(113)와 중첩하는 부분의 베이스부(257)의 두께가 지나치게 얇아져 렌즈부(207)에 의한 방사 패턴의 제어 특성이 현저하게 저하될 수 있다.

이하, 도 5 내지 도 11에 따른 배열 안테나 모듈(23)을 예로 하여 본 발명에 따른 안테나 모듈의 제조 방법에 대해 설명한다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 다른 실시예에 따른 안테나 모듈 및 배열 안테나 모듈 또한 동일한 방법으로 제조될 수 있음은 물론이다.

다시 도 5 내지 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 안테나 모듈의 제조 방법은 가이드홀(310h)이 형성된 가이드부(310)를 준비하는 단계, 안테나(133)를 포함하는 기판부(102)를 준비하는 단계, 돌출 패턴부(263)를 갖는 렌즈부(203)를 준비하는 단계 및 렌즈부(203), 가이드부(310) 및 기판부(102)를 조립하는 단계를 포함할 수 있다. 렌즈부(203), 가이드부(310) 및 기판부(102)를 조립하는 단계는 나사(500)를 이용하여 조립하는 단계를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 렌즈부(203)를 준비하는 단계는 상부 몰드 및 하부 몰드를 준비하는 몰드 준비 단계 및 상부 몰드와 하부 몰드를 밀착시키고, 액정 고분자를 포함하는 렌즈부 성형 재료를 주입하여 렌즈부(203)를 형성하는 렌즈부 형성 단계를 포함할 수 있다.

몰드 준비 단계에서, 상부 몰드의 몰드면은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 반복 배열된 복수의 함몰부를 가질 수 있다. 렌즈부(203)의 돌출 패턴부(263)는 상기 상부 몰드의 상기 함몰부에 상응하는 위치에 형성될 수 있다.

또, 하부 몰드의 몰드면은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 반복 배열된 복수의 돌출부를 가질 수 있다. 렌즈부(203)의 그루브(253h)(또는 다른 실시예의 관통홀)는 상기 하부 몰드의 상기 돌출부에 상응하는 위치에 형성될 수 있다.

렌즈부 형성 단계에서, 상기 상부 몰드와 상기 하부 몰드를 밀착시키는 경우, 상부 몰드의 복수의 함몰부와 하부 몰드의 복수의 돌출부는 서로 중첩하지 않도록 배열 및 배치되어 밀착될 수 있다. 전술한 바와 같이 상부 몰드의 함몰부는 돌출 패턴부(263)를 형성하고, 하부 몰드의 돌출부는 그루브(253h)를 형성할 수 있다. 따라서 상부 몰드의 함몰부와 하부 몰드의 돌출부를 중첩하지 않고 엇갈려 배치함으로써 렌즈부(203)의 돌출 패턴부(263)와 그루브(253h)를 엇갈려 형성할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

11: 안테나 모듈
101: 기판부
110: 상부 기판
111: 제1 절연 기판
113: 안테나
120: 하부 기판
121: 제2 절연 기판
123: 안테나 피드
201: 렌즈부
211: 제1 렌즈부
221: 제2 렌즈부
231: 제3 렌즈부
300: 가이드부
300h: 가이드홀

Claims

안테나; 및
상기 안테나와 중첩하도록 상기 안테나 상에 배치되고, 절연성을 갖는 렌즈부로서, 상이한 폭을 가지고 상호 적층된 제1 렌즈부, 및 상기 제1 렌즈부와 함께 단차를 형성하는 제2 렌즈부를 포함하고,
상기 제1 렌즈부와 상기 제2 렌즈부는 일체로 형성되는 렌즈부를 포함하는 안테나 모듈.
제1항에 있어서,
상기 안테나와 상기 렌즈부 사이에는 공기층이 개재되고,
상기 렌즈부는 안테나 신호를 상기 안테나로 포커싱하여 이득을 조절하도록 구성된 안테나 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 렌즈부는 상기 안테나와 상기 제2 렌즈부 사이에 배치되고,
상기 제1 렌즈부의 최대폭은 상기 제2 렌즈부의 최대폭 보다 큰 안테나 모듈.
안테나; 및
상기 안테나와 중첩하도록 상기 안테나 상에 배치되고, 절연성을 갖는 렌즈부로서, 상호 적층된 제1 렌즈부, 및 상기 제1 렌즈부와 함께 단차를 형성하는 제2 렌즈부를 포함하는 렌즈부를 포함하고,
상기 제1 렌즈부는 상기 안테나와 상기 제2 렌즈부 사이에 배치되고,
상기 제1 렌즈부의 최대폭은 상기 제2 렌즈부의 최대폭 보다 크고,
상기 렌즈부는 상기 제1 렌즈부와 상기 안테나 사이에 배치되는 제3 렌즈부를 더 포함하되,
상기 제1 렌즈부, 상기 제2 렌즈부 및 상기 제3 렌즈부는 일체로 형성되고,
상기 제3 렌즈부의 최대폭은, 상기 제1 렌즈부의 최대폭 보다 작고 상기 제2 렌즈부의 최대폭 보다 크고,
상기 제2 렌즈부 및 상기 제3 렌즈부의 중심선은 동일선 상에 위치하는 안테나 모듈.
제4항에 있어서,
상기 안테나와 상기 렌즈부 사이에 배치되는 가이드부를 더 포함하되,
상기 가이드부는 상기 안테나와 대응되는 위치에 형성된 가이드홀을 가지고,
상기 렌즈부의 상기 제3 렌즈부는 적어도 부분적으로 상기 가이드홀에 삽입 배치되고,
상기 렌즈부의 상기 제1 렌즈부는 상기 가이드홀에 삽입되지 않고,
상기 안테나는 적어도 부분적으로 상기 가이드홀에 삽입 배치되는 안테나 모듈.
복수의 안테나를 포함하는 기판부; 및
상기 기판부 상에 배치되는 렌즈부를 포함하되,
상기 렌즈부는,
상기 복수의 안테나에 걸쳐 형성된 베이스부, 및
상기 베이스부의 상면 상에 배치되고, 상기 복수의 안테나와 각각 중첩하도록 배치된 복수의 돌출 패턴부를 포함하는 배열 안테나 모듈.
제6항에 있어서,
상기 기판부와 상기 렌즈부 사이에 배치되는 가이드부를 더 포함하되,
상기 복수의 안테나 및 상기 복수의 돌출 패턴부는 각각 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 반복 배열되고,
상기 가이드부는 상기 복수의 안테나와 대응되는 위치에 형성된 복수의 가이드홀을 갖는 배열 안테나 모듈.
제7항에 있어서,
상기 안테나는 적어도 부분적으로 상기 가이드홀에 삽입 배치되고,
상기 안테나와 상기 렌즈부 사이의 이격거리는 1λ 이하인 배열 안테나 모듈.
제8항에 있어서,
상기 돌출 패턴부의 상기 제1 방향으로의 배열 피치는 0.5λ 내지 0.8λ 인 배열 안테나 모듈.
제7항에 있어서,
상기 베이스부의 배면은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 따라 반복 배열된 복수의 그루브를 가지고,
상기 안테나는 상기 그루브와 중첩하지 않는 배열 안테나 모듈.
제10항에 있어서,
상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 교차하는 대각선 방향으로 절개한 단면 상에서,
최인접한 상기 그루브 간의 이격거리는 상기 돌출 패턴부의 폭 보다 큰 배열 안테나 모듈.
제10항에 있어서,
상기 돌출 패턴부의 두께는, 상기 베이스부의 최소 두께 보다 큰 배열 안테나 모듈.
제7항에 있어서,
상기 베이스부는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 따라 반복 배열된 복수의 관통홀을 갖는 배열 안테나 모듈.
제13항에 있어서,
상기 베이스부는 상기 가이드부와 맞닿고,
상기 베이스부의 상기 관통홀을 통해 상기 가이드부가 부분적으로 노출되는 배열 안테나 모듈.
제14항에 있어서,
상기 관통홀의 상기 베이스부의 상기 상면 측 최대폭은, 상기 관통홀의 상기 베이스부의 배면 측 최대폭 보다 작은 배열 안테나 모듈.
제13항에 있어서,
평면 시점에서, 상기 관통홀은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 교차하는 대각선 방향으로 인접한 두 개의 돌출 패턴부 사이에 위치하는 배열 안테나 모듈.
제7항에 있어서,
상기 렌즈부 상에 배치되는 서브 렌즈부를 더 포함하되,
상기 서브 렌즈부는,
상기 복수의 안테나에 걸쳐 형성된 베이스부, 및
상기 서브 렌즈부의 베이스부 상에 배치되고, 상기 복수의 안테나 및 상기 렌즈부의 복수의 돌출 패턴부와 중첩하도록 배치된 복수의 돌출 패턴부를 포함하고,
상기 서브 렌즈부의 돌출 패턴부의 최대폭은 상기 렌즈부의 돌출 패턴부의 최대폭 보다 작고,
상기 서브 렌즈부의 베이스부는 상기 렌즈부의 돌출 패턴부와 맞닿는 배열 안테나 모듈.
제6항에 있어서,
상기 렌즈부의 베이스부의 배면은 안테나 수용홈을 가지고,
상기 안테나는 적어도 부분적으로 상기 안테나 수용홈에 삽입 배치되며,
상기 기판부는 상기 렌즈부와 맞닿는 배열 안테나 모듈.
제18항에 있어서,
상기 복수의 안테나 및 상기 복수의 돌출 패턴부는 각각 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 반복 배열되고,
상기 안테나 수용홈은 상기 돌출 패턴부와 중첩하도록 배치되며,
상기 베이스부의 배면은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 따라 반복 배열되며, 상기 돌출 패턴부와 중첩하지 않도록 형성된 복수의 그루브를 더 가지고,
상기 안테나 수용홈의 최대 깊이는 상기 그루브의 최대 깊이 보다 작은 배열 안테나 모듈.
제7항에 있어서,
상기 기판부, 상기 렌즈부 및 상기 가이드부는 각각 나사홀을 더 포함하고,
상기 기판부, 상기 렌즈부 및 상기 가이드부는 상기 나사홀을 관통하는 나사를 통해 조립되어 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로의 위치가 정렬되고,
상기 렌즈부는 액정 폴리머(liquid crystal polymer)로 이루어진 배열 안테나 모듈.
상부 몰드 및 하부 몰드를 준비하는 단계로서, 상기 상부 몰드의 몰드면은 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 반복 배열된 복수의 함몰부를 가지고, 상기 하부 몰드의 몰드면은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 반복 배열된 복수의 돌출부를 갖는, 사출 성형용 상부 몰드 및 하부 몰드를 준비하는 단계; 및
상기 상부 몰드와 상기 하부 몰드를 밀착시키고 렌즈부 성형 재료를 주입하여 렌즈부를 형성하는 단계를 포함하는 안테나 모듈 제조 방법.
제21항에 있어서,
가이드홀이 형성된 가이드부를 준비하는 단계;
안테나를 포함하는 기판부를 준비하는 단계; 및
상기 렌즈부, 상기 가이드부 및 상기 기판부를 조립하는 단계를 더 포함하되,
상기 상부 몰드와 상기 하부 몰드를 밀착시키는 단계에서, 상기 상부 몰드의 복수의 함몰부와 상기 하부 몰드의 복수의 돌출부는 서로 중첩하지 않도록 배치되는 안테나 모듈 제조 방법.