KR102046471B1 - 안테나 장치 및 안테나 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, RF 신호가 통과하도록 구성된 피드라인과, 일단이 피드라인에 전기적으로 연결된 피드비아와, 피드비아의 타단에 전기적으로 연결되어 피드비아의 타단에서부터 일방향으로 연장된 피드 안테나 패턴과, 피드 안테나 패턴으로부터 이격 배치되고 피드 안테나 패턴의 연장방향의 반대방향으로 연장된 미러링 안테나 패턴과, 피드라인으로부터 전기적으로 분리된 그라운드 라인과, 그라운드 라인과 미러링 안테나 패턴의 사이를 전기적으로 연결시키도록 배치되고 피드비아를 우회하도록 배치되는 미러링 코어 패턴을 포함할 수 있다.

Description

안테나 장치 및 안테나 모듈{Antenna apparatus and antenna module}

본 발명은 안테나 장치 및 안테나 모듈에 관한 것이다.

이동통신의 데이터 트래픽(Data Traffic)은 매년 비약적으로 증가하는 추세이다. 이러한 비약적인 데이터를 무선망에서 실시간으로 지원해 주고자 활발한 기술 개발이 진행 중에 있다. 예를 들어, IoT(Internet of Thing) 기반 데이터의 컨텐츠화, AR(Augmented Reality), VR(Virtual Reality), SNS와 결합한 라이브 VR/AR, 자율 주행, 싱크뷰 (Sync View, 초소형 카메라 이용해 사용자 시점 실시간 영상 전송) 등의 애플리케이션(Application)들은 대용량의 데이터를 주고 받을 수 있게 지원하는 통신(예: 5G 통신, mmWave 통신 등)을 필요로 한다.

따라서, 최근 5세대(5G) 통신을 포함하는 밀리미터웨이브(mmWave) 통신이 활발하게 연구되고 있으며, 이를 원활히 구현하는 안테나 모듈의 상용화/표준화를 위한 연구도 활발히 진행되고 있다.

높은 주파수 대역(예: 24GHz, 28GHz, 36GHz, 39GHz, 60GHz 등)의 RF 신호는 전달되는 과정에서 쉽게 흡수되고 손실로 이어지므로, 통신의 품질은 급격하게 떨어질 수 있다. 따라서, 높은 주파수 대역의 통신을 위한 안테나는 기존 안테나 기술과는 다른 기술적 접근법이 필요하게 되며, 안테나 이득(Gain) 확보, 안테나와 RFIC의 일체화, EIRP(Effective Isotropic Radiated Power) 확보 등을 위한 별도의 전력 증폭기 등 특수한 기술 개발을 요구할 수 있다.

전통적으로 밀리미터웨이브 통신환경을 제공하는 안테나 모듈은 높은 주파수에 따른 높은 수준의 안테나 성능(예: 송수신율, 이득, 직진성(directivity) 등)을 만족시키기 위해 IC와 안테나를 기판상에 배치시켜서 동축케이블로 연결하는 구조를 사용하여왔다. 그러나, 이러한 구조는 안테나 배치공간 부족, 안테나 형태 자유도 제한, 안테나와 IC간의 간섭 증가, 안테나 모듈의 사이즈/비용 증가를 유발할 수 있다.

일본 등록특허공보 5609772

본 발명은 안테나 성능(예: 송수신율, 이득, 대역폭, 직진성(directivity) 등)을 향상시키거나 소형화에 유리한 구조를 가질 수 있는 안테나 장치 및 안테나 모듈을 제공한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, RF 신호가 통과하도록 구성된 피드라인; 일단이 상기 피드라인에 전기적으로 연결된 피드비아; 상기 피드비아의 타단에 전기적으로 연결되어 상기 피드비아의 타단에서부터 일방향으로 연장된 피드 안테나 패턴; 상기 피드 안테나 패턴으로부터 이격 배치되고 상기 피드 안테나 패턴의 연장방향의 반대방향으로 연장된 미러링 안테나 패턴; 상기 피드라인으로부터 전기적으로 분리된 그라운드 라인; 및 상기 그라운드 라인과 상기 미러링 안테나 패턴의 사이를 전기적으로 연결시키도록 배치되고 상기 피드비아를 우회하도록 배치되는 미러링 코어 패턴; 을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈은, 그라운드층; 상기 그라운드층의 하측에 배치된 IC; 및 상기 그라운드층의 측경계를 따라 배열된 복수의 안테나 장치; 를 포함하고, 상기 복수의 안테나 장치 중 적어도 하나는, 상기 IC에 전기적으로 연결된 피드라인; 일단이 상기 피드라인에 전기적으로 연결된 피드비아; 상기 피드비아의 타단에 전기적으로 연결되어 상기 피드비아의 타단에서부터 일방향으로 연장된 피드 안테나 패턴; 상기 피드 안테나 패턴으로부터 이격 배치되고 상기 피드 안테나 패턴의 연장방향의 반대방향으로 연장된 미러링 안테나 패턴; 상기 그라운드층에 전기적으로 연결된 그라운드 라인; 및 상기 그라운드 라인과 상기 미러링 안테나 패턴의 사이를 전기적으로 연결시키도록 배치되고 상기 피드비아를 우회하도록 배치되는 미러링 코어 패턴; 을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치 및 안테나 모듈은, 안테나 성능을 유지하면서도 안테나에 연결되는 피드라인의 개수, 길이 및 복잡도를 줄일 수 있으므로, 안테나 성능을 유지하면서도 축소된 사이즈를 가지거나, 사이즈의 실질적인 증가 없이도 안테나 성능에 유리한 구성요소를 추가로 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치 및 안테나 모듈은, RF 신호 경로에 대응되는 구성요소와 그라운드에 대응되는 구성요소를 다양한 방향으로 더욱 긴밀히 커플링 시킬 수 있으므로, 그라운드에 대응되는 구성요소의 안테나 지원 성능을 더욱 향상시킬 수 있으며, 더욱 넓은 대역폭을 가질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2a 내지 도 2d는 도 1에 도시된 안테나 장치에 연결 부재가 추가 배치된 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 치수 및 위치관계를 나타낸 평면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 각 층을 나타낸 평면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈을 나타낸 도면이다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치 및 안테나 모듈에 포함된 연결 부재의 하측 구조를 예시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치 및 안테나 모듈의 구조를 예시한 측면도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈의 전자기기에서의 배치를 예시한 평면도이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 나타낸 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 피드라인(110), 피드비아(115), 피드 안테나 패턴(120), 디렉터 패턴(125), 미러링 안테나 패턴(130), 미러링 코어 패턴(132) 및 그라운드 라인(135)을 포함할 수 있다.

피드라인(110)은 RF 신호가 통과하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 피드라인(110)은 IC와 피드 안테나 패턴(120)의 사이를 전기적으로 연결시킬 수 있으며, x방향으로 연장된 구조를 가질 수 있다.

피드비아(115)의 일단은 피드라인(110)에 전기적으로 연결될 수 있으며, RF 신호가 통과하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 피드비아(115)는 z방향으로 연장된 구조를 가질 수 있으므로, RF 신호의 전달방향을 꺾을 수 있다. 전자기적 커플링은 RF 신호의 전달방향이 꺾이는 지점에서 집중될 수 있다. 따라서, 피드비아(115)는 전자기적 커플링의 집중을 위한 환경을 제공할 수 있다.

피드 안테나 패턴(120)은 피드비아(115)의 타단에 전기적으로 연결되어 피드비아(115)의 타단에서부터 일방향(예: +y방향)으로 연장될 수 있다. 피드 안테나 패턴(120)은 피드비아(115)로부터 RF 신호를 전달받아 x방향으로 송신할 수 있으며, x방향으로 수신된 RF 신호를 피드비아(115)로 전달할 수 있다.

미러링 안테나 패턴(130)은 피드 안테나 패턴(120)으로부터 이격 배치되고 피드 안테나 패턴(120)의 연장방향의 반대방향(예: -y방향)으로 연장될 수 있다. 상기 미러링 안테나 패턴(130)은 피드 안테나 패턴(120)에 전자기적으로 커플링될 수 있다. 따라서, 상기 미러링 안테나 패턴(130)은 피드 안테나 패턴(120)에 대해 y방향으로 미러링(mirroring)되어 동작할 수 있다.

그라운드 라인(135)은 피드라인(110)으로부터 전기적으로 분리될 수 있다. 상기 그라운드 라인(135)은 피드라인(110)에 나란히 배치될 수 있으며, 피드라인(110)에 전자기적으로 커플링될 수 있다. 따라서, 상기 그라운드 라인(135)은 피드라인(110)에 대해 z방향으로 미러링(mirroring)되어 동작할 수 있다.

그라운드 라인(135)은 미러링 안테나 패턴(130)에 전기적으로 연결될 수 있다. 미러링 안테나 패턴(130)은 피드 안테나 패턴(120)과 함께 다이폴 안테나(dipole antenna)와 유사한 원리로 동작할 수 있다. 일반적으로, 다이폴 안테나는 모노폴 안테나(monopole antenna)에 비해 더욱 넓은 대역폭을 가질 수 있으나, 더 많은 피드라인을 사용한다. 피드라인은 RF 신호가 통과하도록 구성되므로, 큰 공간을 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 다이폴 안테나와 유사한 원리로 동작하면서도 피드라인의 사용 개수를 절반으로 줄일 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 안테나 성능(예: 대역폭, 이득)을 유지하면서도 축소된 사이즈를 가질 수 있다.

미러링 코어 패턴(132)은 그라운드 라인(135)과 미러링 안테나 패턴(130)의 사이를 전기적으로 연결시키도록 배치되고 피드비아(115)를 우회하도록 배치될 수 있다. 상기 미러링 코어 패턴(132)은 피드비아(115)에 대해 전자기적으로 커플링될 수 있다. 따라서, 상기 미러링 코어 패턴(132)은 피드비아(115)에 대해 사선으로 미러링(mirroring)되어 동작할 수 있다.

피드비아(115)가 전자기적 커플링의 집중을 위한 환경을 제공할 수 있으므로, 미러링 코어 패턴(132)은 미러링 안테나 패턴(130)과 그라운드 라인(135)에 비해 더욱 집중적으로 RF 신호 경로에 커플링될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 미러링 안테나 패턴(130)은 RF 신호의 송수신을 더욱 효율적으로 지원할 수 있으며, 대역폭을 더욱 넓힐 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 RF 신호 경로의 구성요소(피드라인, 피드비아, 피드 안테나 패턴)는 그라운드 구성요소(그라운드 라인, 미러링 코어 패턴, 미러링 안테나 패턴)에 다양한 방향으로 미러링할 수 있으며, RF 신호 경로의 구성요소와 그라운드 구성요소 사이를 더욱 긴밀히 결합시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 미러링 안테나 패턴(130)은 RF 신호의 송수신을 더욱 효율적으로 지원할 수 있으며, 대역폭을 더욱 넓힐 수 있다.

도 2a는 도 1에 도시된 안테나 장치에 연결 부재가 추가 배치된 구조를 나타낸 사시도이다.

도 2a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 피드라인(110), 피드비아(115), 피드 안테나 패턴(120), 디렉터 패턴(125), 미러링 안테나 패턴(130), 그라운드 라인(135), 제2 그라운드층(140) 및 연결 부재(200) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.

연결 부재(200)는 배선 그라운드층(210), 그라운드층(215), IC 그라운드층(225) 및 복수의 차폐비아(245) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 연결 부재(200)의 하측에는 IC가 배치될 수 있으며, 연결 부재(200)의 상측에는 패치 안테나 패턴(190)이 배치될 수 있다. 복수의 차폐비아(245)는 배선 그라운드층(210), 그라운드층(215) 및 IC 그라운드층(225)의 경계에 인접하여 배열될 수 있다.

패치 안테나 패턴(190)은 연결 부재(200)를 통해 IC로부터 RF 신호를 전달받아 RF 신호를 원격 송신하거나 RF 신호를 원격 수신하여 연결 부재(200)를 통해 IC로 전달할 수 있다. 패치 안테나 패턴(190)은 커플링 패치 패턴(195)에 전자기적으로 커플링될 수 있으며, 제1 방향(예: z방향)으로 방사패턴을 형성할 수 있다. 예를 들어, 패치 안테나 패턴(190)은 메타 부재(180)에 의해 둘러싸임에 따라 방사패턴을 z방향으로 더욱 집중시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 연결 부재(200)의 측면에 인접하여 배치되어 제2 방향(예: x방향)으로 RF 신호를 송수신할 수 있다. 상기 연결 부재(200)의 측면의 일부분은 함몰될 수 있으므로, 상기 안테나 장치는 상기 연결 부재(200)의 함몰영역에 가까이 배치될 수 있으므로, 소형화될 수 있다. 도 2a는 상기 연결 부재(200)가 함몰영역을 가지는 것을 도시하나, 상기 함몰영역은 설계에 따라 생략될 수 있다. 상기 함몰영역이 생략될 경우, 배선 그라운드층(210), 그라운드층(215) 및 IC 그라운드층(225)의 경계는 상하방향(예: z방향)으로 볼 때 제2 그라운드층(140)의 경계와 실질적으로 겹쳐질 수 있다. 상기 경계는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치에 대해 리플렉터(reflector)로 작용할 수 있으므로, 상기 안테나 장치의 안테나 성능에 영향을 줄 수 있다.

피드라인(110)은 연결 부재(200)의 배선 그라운드층(210)과 동위(same level)에 배치될 수 있다. 즉, 상기 피드라인(110)은 배선 그라운드층(210)을 경유하여 RF(Radio Frequency) 신호를 IC로 전달할 수 있으며, 상기 IC로부터 배선 그라운드층(210)을 경유하여 RF 신호를 전달받을 수 있다.

피드비아(115)는 피드라인(110)과 피드 안테나 패턴(120)의 사이에 전기적으로 연결되도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 피드 안테나 패턴(120)은 상하방향(예: z방향)의 기준에서 피드라인(110)보다 낮은 위치 또는 높은 위치에 배치될 수 있으며, 배치 높이에 기초한 방향으로 RF 신호를 송수신할 수 있다.

피드 안테나 패턴(120)은 피드비아(115) 및/또는 피드라인(110)에 전기적으로 연결되어 RF 신호를 송신 또는 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 피드 안테나 패턴(120)은 연결 부재(200)의 측면에 인접하여 배치될 수 있으며, 모노폴(monopole)의 형태를 가질 수 있다. 피드 안테나 패턴(120)은 폴 길이, 폴 두께, 미러링 안테나 패턴(130)에 대한 이격 거리, 연결 부재(200)에 대한 이격 거리, 연결 부재의 절연층의 유전율 중 적어도 하나에 따른 주파수 대역(예: 28GHz, 60GHz)을 가질 수 있다.

그라운드 라인(135)은 연결 부재(200)의 그라운드층(215)과 미러링 안테나 패턴(130)의 사이에 전기적으로 연결되도록 배치될 수 있다. 즉, 미러링 안테나 패턴(130)은 IC로부터 RF 신호를 직접적으로 전달받지 않고, IC로 RF 신호를 직접적으로 전달하지 않으며, 그라운드층(215)으로부터 그라운드를 제공받을 수 있다.

미러링 안테나 패턴(130)은 상하방향(예: z방향)으로 볼 때 피드 안테나 패턴(120)과 함께 다이폴 형태를 이루도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 피드 안테나 패턴(120)은 미러링 안테나 패턴(130)과 함께 다이폴 안테나와 유사한 원리로 동작할 수 있다.

일반적인 다이폴 안테나와 비교하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 피드라인(110)의 개수를 절반으로 줄일 수 있다. 연결 부재(200)의 배선 그라운드층(210)은 피드라인(110)의 개수가 적을수록 피드라인(110)과 IC 사이의 전기적 연결을 위한 배선의 배치공간의 사이즈를 줄일 수 있다. 상기 사이즈는 연결 부재(200)에 전기적으로 연결된 안테나 장치의 개수가 많을수록 더욱 효과적으로 감소할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 사이즈 대비 개선된 안테나 성능을 가질 수 있다.

예를 들어, 배선 그라운드층(210)은 배선을 둘러싸는 제2 그라운드층의 사이즈의 증가나 상기 제2 그라운드층(140)의 경계에 배열된 비아의 개수의 증가를 위한 여유 공간을 가질 수 있으며, 1/4 파장 트랜스포머와 같은 임피던스 변환기를 구비할 여유 공간을 가질 수 있으므로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 배선 그라운드층(210)의 여유 공간을 사용하여 안테나 성능을 향상시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 사이즈 감소 및/또는 안테나 성능 향상의 효과를 유동적으로 가질 수 있다.

또한 설계에 따라, 미러링 안테나 패턴(130)과 인접 안테나 장치의 미러링 안테나 패턴은 동일한 그라운드층(215)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 그라운드층(215)은 안테나 장치와 인접 안테나 장치 사이를 전자기적으로 디커플링(decoupling)시킬 수 있다. 따라서, 안테나 장치와 인접 안테나 장치 간의 격리도는 향상될 수 있으며, 안테나 장치와 인접 안테나 장치는 서로 더욱 가깝게 배치될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 사이즈 대비 개선된 안테나 성능을 가질 수 있다.

디렉터 패턴(125)은 피드 안테나 패턴(120)으로부터 연결 부재(200)의 외측 방향(예: x방향)으로 이격 배치될 수 있다. 디렉터 패턴(125)은 피드 안테나 패턴(120)에 전자기적으로 커플링되어 피드 안테나 패턴(120)의 이득이나 대역폭을 향상시킬 수 있다. 설계에 따라, 상기 디렉터 패턴(125)의 개수는 2개 이상일 수 있으며, 생략될 수도 있다.

제2 그라운드층(140)은 피드라인(110) 및 그라운드 라인(135)의 상측에 배치될 수 있으며, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치와 패치 안테나 패턴(190)간의 격리도를 향상시킬 수 있다.

도 2b는 도 2a에 도시된 안테나 장치를 나타낸 측면도이다.

도 2b를 참조하면, 그라운드 라인(135)은 피드라인(110)보다 낮은 위치에 배치될 수 있으며, 미러링 안테나 패턴(130)은 피드 안테나 패턴(120)보다 높은 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 피드 안테나 패턴(120)과 미러링 안테나 패턴(130) 간의 전자기적 균형을 맞출 수 있으므로, RF 신호 송수신 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

한편, 패치 안테나 패턴과 메타 부재(180)는 연결 부재(200)로부터 패치 안테나 이격영역(185)만큼 이격되어 배치될 수 있다.

도 2c는 도 2a에 도시된 안테나 장치를 나타낸 배면도이고, 도 2d는 도 2a에 도시된 안테나 장치를 나타낸 평면도이다.

도 2c 및 도 2d를 참조하면, 그라운드 라인(135)은 피드라인(110)에 적어도 일부가 오버랩되도록 배치될 수 있다. 또한, 그라운드 라인(135)은 피드비아(115)에 인접하여 사선으로 꺾여서 미러링 안테나 패턴(130)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 그라운드 라인(135)은 전자기적 관점에서 피드라인(110)에 대해 대칭적으로 작용할 수 있으므로, 미러링 안테나 패턴(130)도 전자기적 관점에서 피드 안테나 패턴(120)에 대해 대칭적으로 작용할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 더욱 개선된 안테나 성능(예: 대역폭, 이득)을 가질 수 있다.

미러링 안테나 패턴(130)의 길이는 피드 안테나 패턴(120)의 길이보다 길 수 있다. 또한, 디렉터 패턴(125)은 중심이 피드 안테나 패턴(120)보다 미러링 안테나 패턴(130)에 더 치우쳐지도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 피드 안테나 패턴(120)과 미러링 안테나 패턴(130) 간의 전자기적 균형을 맞출 수 있으므로, RF 신호 송수신 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

한편, 연결 부재(200)의 함몰영역은 피드라인(110)과 그라운드 라인(135)을 기준으로 좌우 대칭된 구조를 가질 수 있다. 즉, 미러링 안테나 패턴(130)은 함몰영역의 기준에서 피드 안테나 패턴(120)과 비교하여 더욱 측면으로 연장된 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 미러링 안테나 패턴(130)의 연결 부재(200)에 따른 캐패시턴스는 피드 안테나 패턴(120)과 미러링 안테나 패턴(130) 간의 전자기적 균형이 맞춰지도록 피드 안테나 패턴(120)의 연결 부재(200)에 따른 캐패시턴스와 달라질 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 치수 및 위치관계를 나타낸 평면도이다.

도 3을 참조하면, 그라운드 라인의 폭(W3)은 피드라인의 폭(W5)보다 클 수 있다. 이에 따라, 그라운드 라인은 더욱 집중적으로 피드라인에 커플링될 수 있다.

또한, 미러링 코어 패턴의 중앙의 폭(W4-1)은 미러링 코어 패턴의 일단의 폭(W4-3)보다 짧고 상기 미러링 코어 패턴의 타단의 폭(W4-2)보다 짧을 수 있다. 이에 따라, 미러링 코어 패턴은 더욱 집중적으로 피드비아에 커플링될 수 있다.

또한, 미러링 안테나 패턴의 일단에서 타단까지의 길이(L2)는 피드 안테나 패턴의 일단에서 타단까지의 길이(L1)보다 길 수 있다. 이에 따라, 피드 안테나 패턴과 미러링 안테나 패턴은 전자기적으로 균형적일 수 있다.

예를 들어, 미러링 안테나 패턴의 일단에서 타단까지의 길이(L2)는 미러링 안테나 패턴의 일단에서 피드 안테나 패턴의 타단까지의 길이(L3)와 동일할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 전자기적 중심은 미러링 코어 패턴의 커플링 집중에 따라 미러링 코어 패턴에 가까울 수 있으므로, 상기 안테나 장치는 L2와 L3가 실질적으로 동일할 경우에 전자기적 균형도를 최적화할 수 있다.

상기 안테나 장치의 전자기적 균형도의 향상을 위해, 디렉터 패턴은 중심이 미러링 안테나 패턴의 연장길이에 대응하여 치우쳐지도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 디렉터 패턴의 일단에서 미러링 안테나 패턴의 일단까지의 y방향 거리(L5)와 디렉터 패턴의 타단에서 미러링 안테나 패턴의 일단까지의 y방향 거리(L6)는 서로 실질적으로 동일할 수 있다.

한편, 그라운드 라인과 피드 안테나 패턴 사이의 간격(L4-1)은 미러링 안테나 패턴과 피드 안테나 패턴 사이의 간격(L4-2)과 실질적으로 동일할 수 있다. 미러링 안테나 패턴의 폭(W6)과 피드 안테나 패턴의 폭(W7)과 디렉터 패턴의 폭(W8)은 실질적으로 동일할 수 있다. 피드 안테나 패턴의 그라운드층에 대한 이격거리(D1)은 미러링 안테나 패턴의 그라운드층에 대한 이격거리(D2)보다 길 수 있다. 그라운드층의 함몰영역의 x방향 길이(D4)는 그라운드층에서부터 디렉터 패턴까지의 이격거리(D3)보다 길 수 있다. 그라운드층의 함몰영역의 일방향(+y방향) 폭 길이(W1)는 그라운드층의 함몰영역의 타방향(-y방향) 폭 길이(W2)와 실질적으로 동일할 수 있다.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 각 층을 나타낸 평면도이다.

도 4a를 참조하면, IC 그라운드층(225)은 배선비아(231)와 패치 안테나 배선비아(232, 233)가 각각 통과하는 복수의 관통홀을 가질 수 있다. IC(310)는 IC 그라운드층(225)의 하측에 배치될 수 있으며, 배선비아(231)와 패치 안테나 배선비아(232, 233)에 전기적으로 연결될 수 있다. 피드 안테나 패턴(120)과 디렉터 패턴(125)은 IC 그라운드층(225)과 실질적으로 동일한 높이에 배치될 수 있다.

IC 그라운드층(225)은 IC(310)의 회로 및/또는 수동부품에서 사용되는 그라운드를 IC(310) 및/또는 수동부품으로 제공할 수 있다. 설계에 따라, IC 그라운드층(225)은 IC(310) 및/또는 수동부품에서 사용되는 전원 및 신호의 전달경로를 제공할 수 있다. 따라서, IC 그라운드층(225)은 IC 및/또는 수동부품에 전기적으로 연결될 수 있다.

도 4b를 참조하면, 그라운드층(215)은 배선비아(231)와 패치 안테나 배선비아(232, 233)가 각각 통과하는 복수의 관통홀을 가질 수 있다. 그라운드 라인(135)과 미러링 코어 패턴(132)과 미러링 안테나 패턴(130)은 그라운드층(215)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 그라운드층(215)과 실질적으로 동일한 높이에 배치될 수 있다. 그라운드층(215)은 피드라인과 IC 사이를 전자기적으로 차폐시킬 수 있다.

또한, 그라운드층(215)은 캐비티(cavity)를 제공하도록 함몰된 형태를 가질 수 있다. 그라운드 라인(135)은 그라운드층(215)의 캐비티의 중심을 우회하도록 배치될 수 있다.

도 4c를 참조하면, 배선 그라운드층(210)은 피드라인(110)의 적어도 일부분과 패치 안테나 피드라인(212, 213)을 각각 둘러쌀 수 있다. 피드라인(110)은 배선비아(231)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 패치 안테나 피드라인(212, 213)은 패치 안테나 배선비아(232, 233)에 전기적으로 연결될 수 있다. 배선 그라운드층(210)은 피드라인(110)과 패치 안테나 피드라인(212, 213) 사이를 전자기적으로 차폐시킬 수 있다.

도 4d를 참조하면, 제2 그라운드층(140)은 패치 안테나 피드비아(192, 193)이 통과하는 관통홀을 가질 수 있다. 패치 안테나 피드비아(192, 193)의 일단은 패치 안테나 패턴(190)에 연결될 수 있으며, 패치 안테나 피드비아(192, 193)의 타단은 패치 안테나 피드라인에 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 그라운드층(140)은 패치 안테나 패턴(190)과 피드 안테나 패턴의 사이를 전자기적으로 차폐시킬 수 있으며, 패치 안테나 패턴(190)의 RF 신호를 z방향으로 반사시켜서 패치 안테나 패턴(190)의 RF 신호를 z방향으로 더욱 집중시킬 수 있다.

한편, IC 그라운드층(225), 그라운드층(215), 배선 그라운드층(210) 및 제2 그라운드층(140)의 상하관계와 형태는 설계에 따라 달라질 수 있다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈을 나타낸 도면이다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈은 1 X n의 구조로 배열된 복수의 안테나 장치를 포함할 수 있다. 여기서, n은 2 이상의 자연수이다. 상기 안테나 모듈은 전자기기의 모서리의 중심에 인접하여 배치될 수 있다. 복수의 패치 안테나 패턴(190b)과 복수의 커플링 패치 패턴(195b)은 연결 부재(200b)의 상측에 배치되고, 1 X n의 구조로 배열될 수 있다. 복수의 패치 안테나 패턴(190b)이 연결 부재(200b)에 연결될 경우, 연결 부재(200b)에서 RF 신호가 흐르는 배선의 개수는 2n개 또는 3n개일 수 있다.

복수의 안테나 장치는 각각 피드라인(110b), 피드비아(115b), 피드 안테나 패턴(120b), 디렉터 패턴(125b), 미러링 안테나 패턴(130b), 미러링 코어 패턴(132b) 및 그라운드 라인(135b) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 이에 따라, 연결 부재(200b)에서 RF 신호가 흐르는 배선의 개수는 n개만큼 감소할 수 있으므로, 연결 부재(200b)의 사이즈는 더욱 감소할 수 있다. 또한, 복수의 안테나 장치는 서로 더욱 인접할 수 있다.

설계에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈은 m X n의 구조로 배열된 복수의 안테나 장치를 포함할 수 있다. 여기서, m은 2 이상의 자연수이다. 상기 안테나 모듈은 전자기기의 꼭지점에 인접하여 배치될 수 있다.

도 5b 및 도 5c를 참조하면, IC(310b)는 연결 부재(200b)의 하측에 배치될 수 있다. 복수의 안테나 장치는 도 5b에 도시된 바와 같이 피드 안테나 패턴(120b)이 일방향(예: -y방향)을 향하도록 배치될 수 있으며, 도 5c에 도시된 바와 같이 일부 피드 안테나 패턴(120b)이 일방향(예: -y방향)을 향하고 다른 일부 피드 안테나 패턴(120c)이 타방향(예: +y방향)을 향하도록 배치될 수 있다. 다른 일부 피드라인(110c), 디렉터 패턴(125c), 미러링 안테나 패턴(130c), 미러링 코어 패턴(132c)은 피드 안테나 패턴(120c)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다.

도 5c에 도시된 배치에 따르면, 복수의 안테나 장치 간의 전자기적 간섭은 더욱 감소되고, 복수의 안테나 장치 간의 격리도(isolation)는 향상될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 복수의 안테나 장치는 빔포밍 효율을 향상시키도록 도 5b에 도시된 바와 같이 배치될 수도 있다.

도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치 및 안테나 모듈에 포함된 연결 부재의 하측 구조를 예시한 측면도이다.

도 6a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈은, 연결 부재(200), IC(310), 접착 부재(320), 전기연결구조체(330), 봉합재(340), 수동부품(350) 및 서브기판(410) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.

연결 부재(200)는 도 1 내지 도 5c을 참조하여 전술한 연결 부재와 유사한 구조를 가질 수 있다.

IC(310)는 전술한 IC와 동일하며, 연결 부재(200)의 하측에 배치될 수 있다. 상기 IC(310)는 연결 부재(200)의 배선에 전기적으로 연결되어 RF 신호를 전달하거나 전달받을 수 있으며, 연결 부재(200)의 그라운드층에 전기적으로 연결되어 그라운드를 제공받을 수 있다. 예를 들어, IC(310)는 주파수 변환, 증폭, 필터링, 위상제어 및 전원생성 중 적어도 일부를 수행하여 변환된 신호를 생성할 수 있다.

접착 부재(320)는 IC(310)와 연결 부재(200)를 서로 접착시킬 수 있다.

전기연결구조체(330)는 IC(310)와 연결 부재(200)를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 예를 들어, 전기연결구조체(330)는 솔더볼(solder ball), 핀(pin), 랜드(land), 패드(pad)과 같은 구조를 가질 수 있다. 전기연결구조체(330)는 연결 부재(200)의 배선과 그라운드층보다 낮은 용융점을 가져서 상기 낮은 용융점을 이용한 소정의 공정을 통해 IC(310)와 연결 부재(200)를 전기적으로 연결시킬 수 있다.

봉합재(340)는 IC(310)의 적어도 일부를 봉합할 수 있으며, IC(310)의 방열성능과 충격 보호성능을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 봉합재(340)는 PIE(Photo Imageable Encapsulant), ABF (Ajinomoto Build-up Film), 에폭시몰딩컴파운드(epoxy molding compound, EMC) 등으로 구현될 수 있다.

수동부품(350)은 연결 부재(200)의 하면 상에 배치될 수 있으며, 전기연결구조체(330)를 통해 연결 부재(200)의 배선 및/또는 그라운드층에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 수동부품(350)은 캐패시터(예: Multi Layer Ceramic Capacitor(MLCC))나 인덕터, 칩저항기 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.

서브기판(410)은 연결 부재(200)의 하측에 배치될 수 있으며, 외부로부터 IF(intermediate frequency) 신호 또는 기저대역(base band) 신호를 전달받아 IC(310)로 전달하거나 IC(310)로부터 IF 신호 또는 기저대역 신호를 전달받아 외부로 전달하도록 연결 부재(200)에 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, RF 신호의 주파수(예: 24GHz, 28GHz, 36GHz, 39GHz, 60GHz)는 IF 신호(예: 2GHz, 5GHz, 10GHz 등)의 주파수보다 크다.

예를 들어, 서브기판(410)은 연결 부재(200)의 IC 그라운드층에 포함될 수 있는 배선을 통해 IF 신호 또는 기저대역 신호를 IC(310)로 전달하거나 IC(310)로부터 전달받을 수 있다. 연결 부재(200)의 제1 그라운드층이 IC 그라운드층과 배선의 사이에 배치되므로, 안테나 모듈 내에서 IF 신호 또는 기저대역 신호와 RF 신호는 전기적으로 격리될 수 있다.

도 6b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈은, 차폐 부재(360), 커넥터(420) 및 칩 안테나(430) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.

차폐 부재(360)는 연결 부재(200)의 하측에 배치되어 연결 부재(200)와 함께 IC(310)를 가두도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐 부재(360)는 IC(310)와 수동부품(350)을 함께 커버(예: conformal shield)하거나 각각 커버(예: compartment shield)하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐 부재(360)는 일면이 개방된 육면체의 형태를 가지고, 연결 부재(200)와의 결합을 통해 육면체의 수용공간을 가질 수 있다. 차폐 부재(360)는 구리와 같이 높은 전도도의 물질로 구현되어 짧은 스킨뎁스(skin depth)를 가질 수 있으며, 연결 부재(200)의 그라운드층에 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 차폐 부재(360)는 IC(310)와 수동부품(350)이 받을 수 있는 전자기적 노이즈를 줄일 수 있다.

커넥터(420)는 케이블(예: 동축케이블, 연성PCB)의 접속구조를 가질 수 있으며, 연결 부재(200)의 IC 그라운드층에 전기적으로 연결될 수 있으며, 전술한 서브기판과 유사한 역할을 수행할 수 있다. 즉, 상기 커넥터(420)는 케이블로부터 IF 신호, 기저대역 신호 및/또는 전원을 제공받거나 IF 신호 및/또는 기저대역 신호를 케이블로 제공할 수 있다.

칩 안테나(430)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치에 보조하여 RF 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 예를 들어, 칩 안테나(430)는 절연층보다 큰 유전율을 가지는 유전체 블록과, 상기 유전체 블록의 양면에 배치되는 복수의 전극을 포함할 수 있다. 상기 복수의 전극 중 하나는 연결 부재(200)의 배선에 전기적으로 연결될 수 있으며, 다른 하나는 연결 부재(200)의 그라운드층에 전기적으로 연결될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치 및 안테나 모듈의 구조를 예시한 측면도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈은 안테나 장치(100f)와 패치 안테나 패턴(1110f)과 IC(310f)와 수동부품(350f)이 연결 부재(500f)에 통합된 구조를 가질 수 있다.

안테나 장치(100f) 및 패치 안테나 패턴(1110f)은 각각 전술한 안테나 장치 및 전술한 패치 안테나 패턴과 동일하게 설계될 수 있으며, IC(310f)로부터 RF 신호를 전달받아 송신하거나, 수신된 RF 신호를 IC(310f)로 전달할 수 있다.

연결 부재(500f)는 적어도 하나의 도전층(510f)과 적어도 하나의 절연층(520f)이 적층된 구조(예: 인쇄회로기판의 구조)를 가질 수 있다. 상기 도전층(510f)은 전술한 그라운드층과 피드라인을 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈은 연성 연결 부재(550f)를 더 포함할 수 있다. 연성 연결 부재(550f)는 상하방향으로 볼 때 연결 부재(500f)에 오버랩되는 제1 연성 영역(570f)과 연결 부재(500f)에 오버랩되지 않는 제2 연성 영역(580f)을 포함할 수 있다.

제2 연성 영역(580f)은 상하방향으로 유연하게 휘어질 수 있다. 이에 따라, 제2 연성 영역(580f)은 세트 기판의 커넥터 및/또는 인접 안테나 모듈에 유연하게 연결될 수 있다.

연성 연결 부재(550f)는 신호선(560f)을 포함할 수 있다. IF(Intermediate frequency) 신호 및/또는 기저대역 신호는 신호선(560f)을 통해 IC(310f)로 전달되거나 세트 기판의 커넥터 및/또는 인접 안테나 모듈에 전달될 수 있다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈의 전자기기에서의 배치를 예시한 평면도이다.

도 8a를 참조하면, 안테나 장치(100g), 패치 안테나 패턴(1110g) 및 유전층(1140g)를 포함하는 안테나 모듈은 전자기기(700g)의 세트 기판(600g) 상에서 전자기기(700g)의 측면 경계에 인접하여 배치될 수 있다.

전자기기(700g)는 스마트 폰(smart phone), 개인용 정보 단말기(personal digital assistant), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 네트워크 시스템(network system), 컴퓨터(computer), 모니터(monitor), 태블릿(tablet), 랩탑(laptop), 넷북(netbook), 텔레비전(television), 비디오 게임(video game), 스마트 워치(smart watch), 오토모티브(Automotive) 등일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

상기 세트 기판(600g) 상에는 통신모듈(610g) 및 기저대역 회로(620g)가 더 배치될 수 있다. 상기 안테나 모듈은 동축케이블(630g)을 통해 통신모듈(610g) 및/또는 기저대역 회로(620g)에 전기적으로 연결될 수 있다. 설계에 따라, 상기 동축케이블(630g)은 도 7에 도시된 연성 연결 부재로 대체될 수 있다.

통신모듈(610g)은 디지털 신호처리를 수행하도록 휘발성 메모리(예컨대, DRAM), 비-휘발성 메모리(예컨대, ROM), 플래시 메모리 등의 메모리 칩; 센트랄 프로세서(예컨대, CPU), 그래픽 프로세서(예컨대, GPU), 디지털 신호 프로세서, 암호화 프로세서, 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러 등의 어플리케이션 프로세서 칩; 아날로그-디지털 컨버터, ASIC(application-specific IC) 등의 로직 칩 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.

기저대역 회로(620g)는 아날로그-디지털 변환, 아날로그 신호에 대한 증폭, 필터링 및 주파수 변환을 수행하여 베이스 신호를 생성할 수 있다. 상기 기저대역 회로(620g)로부터 입출력되는 베이스 신호는 케이블을 통해 안테나 모듈로 전달될 수 있다.

예를 들어, 상기 베이스 신호는 전기연결구조체와 코어 비아와 배선을 통해 IC로 전달될 수 있다. 상기 IC는 상기 베이스 신호를 밀리미터웨이브(mmWave) 대역의 RF 신호로 변환할 수 있다.

도 8b를 참조하면, 안테나 장치(100h), 패치 안테나 패턴(1110h) 및 유전층(1140h)를 각각 포함하는 복수의 안테나 모듈은 전자기기(700h)의 세트 기판(600h) 상에서 전자기기(700h)의 일측면 경계와 타측면 경계에 각각 인접하여 배치될 수 있으며, 상기 세트 기판(600h) 상에는 통신모듈(610h) 및 기저대역 회로(620h)가 더 배치될 수 있다. 상기 복수의 안테나 모듈은 동축케이블(630h)을 통해 통신모듈(610h) 및/또는 기저대역 회로(620h)에 전기적으로 연결될 수 있다.

한편, 본 명세서에 개진된 피드라인, 피드비아, 피드 안테나 패턴, 미러링 안테나 패턴, 미러링 코어 패턴, 그라운드 라인, 그라운드층, 디렉터 패턴, 패치 안테나 패턴, 커플링 패치 패턴, 배선비아, 차폐비아, 전기연결구조체는, 금속 재료(예: 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질)를 포함할 수 있으며, CVD(chemical vapor deposition), PVD(Physical Vapor Deposition), 스퍼터링(sputtering), 서브트랙티브(Subtractive), 애디티브(Additive), SAP(Semi-Additive Process), MSAP(Modified Semi-Additive Process) 등의 도금 방법에 따라 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

한편, 본 명세서에 개진된 절연층은 FR4, LCP(Liquid Crystal Polymer), LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic), 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들 수지가 무기필러와 함께 유리섬유(Glass Fiber, Glass Cloth, Glass Fabric) 등의 심재에 함침된 수지, 프리프레그(prepreg), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine), 감광성 절연(Photo Imagable Dielectric: PID) 수지, 일반 동박 적층판(Copper Clad Laminate, CCL) 또는 글래스나 세라믹 (ceramic) 계열의 절연재 등으로 구현될 수도 있다. 상기 절연층은 본 명세서에 개진된 안테나 장치 및 안테나 모듈에서 피드라인, 피드비아, 피드 안테나 패턴, 미러링 안테나 패턴, 미러링 코어 패턴, 그라운드 라인, 그라운드층, 디렉터 패턴, 패치 안테나 패턴, 커플링 패치 패턴, 배선비아, 차폐비아, 전기연결구조체가 배치되지 않은 위치의 적어도 일부에 채워질 수 있다.

한편, 본 명세서에 개진된 RF 신호는 Wi-Fi(IEEE 802.11 패밀리 등), WiMAX(IEEE 802.16 패밀리 등), IEEE 802.20, LTE(long term evolution), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPS, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, 3G, 4G, 5G 및 그 이후의 것으로 지정된 임의의 다른 무선 및 유선 프로토콜들에 따른 형식을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.

110: 피드라인(feed line)
115: 피드비아(feed via)
120: 피드 안테나 패턴(feed antenna pattern)
125: 디렉터 패턴(director pattern)
130: 미러링 안테나 패턴(mirroring antenna pattern)
132: 미러링 코어 패턴(mirroring core pattern)
135: 그라운드 라인(ground line)
140: 제2 그라운드층
180: 메타 부재(meta member)
185: 패치 안테나 이격영역
190: 패치 안테나 패턴(patch antenna pattern)
195: 커플링 패치 패턴(coupling patch pattern)
200: 연결 부재(connection member)
210: 배선 그라운드층
215: 그라운드층(ground layer)
225: IC 그라운드층
245: 차폐비아(shield via)

Claims (16)

1. RF 신호가 통과하도록 구성된 피드라인;
   일단이 상기 피드라인에 전기적으로 연결된 피드비아;
   상기 피드비아의 타단에 전기적으로 연결되어 상기 피드비아의 타단에서부터 일방향으로 연장된 피드 안테나 패턴;
   상기 피드 안테나 패턴으로부터 이격 배치되고 상기 피드 안테나 패턴의 연장방향의 반대방향으로 연장된 미러링 안테나 패턴;
   상기 피드라인으로부터 전기적으로 분리된 그라운드 라인; 및
   상기 그라운드 라인과 상기 미러링 안테나 패턴의 사이를 전기적으로 연결시키도록 배치되고 상기 피드비아를 우회하도록 배치되는 미러링 코어 패턴; 을 포함하는 안테나 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 피드라인은 상기 피드비아의 연장방향으로 볼 때 상기 그라운드 라인에 오버랩되는 안테나 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 그라운드 라인의 폭은 상기 피드라인의 폭보다 큰 안테나 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 미러링 코어 패턴의 연결방향은 상기 미러링 안테나 패턴의 연장방향에 대해 사선인 안테나 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 미러링 코어 패턴의 중앙의 폭은 상기 미러링 코어 패턴의 일단의 폭보다 짧고 상기 미러링 코어 패턴의 타단의 폭보다 짧은 안테나 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 미러링 안테나 패턴의 일단에서 타단까지의 길이는 상기 피드 안테나 패턴의 일단에서 타단까지의 길이보다 긴 안테나 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 미러링 안테나 패턴의 일단에서 타단까지의 길이는 상기 미러링 안테나 패턴의 일단에서 상기 피드 안테나 패턴의 타단까지의 길이와 동일한 안테나 장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 피드 안테나 패턴으로부터 상기 피드 안테나 패턴의 연장방향과 상기 피드비아의 연장방향에 수직인 방향으로 이격 배치된 디렉터 패턴을 더 포함하는 안테나 장치.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 미러링 안테나 패턴의 일단에서 타단까지의 길이는 상기 피드 안테나 패턴의 일단에서 타단까지의 길이보다 길고,
   상기 디렉터 패턴의 중심은 상기 미러링 안테나 패턴의 연장방향에 대응하여 치우쳐지도록 배치된 안테나 장치.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 그라운드 라인에 전기적으로 연결되고 캐비티(cavity)를 제공하도록 함몰된 그라운드층을 더 포함하고,
    상기 그라운드 라인은 상기 그라운드층의 캐비티의 중심을 우회하도록 배치된 안테나 장치.
    
11. 그라운드층;
    상기 그라운드층의 하측에 배치된 IC; 및
    상기 그라운드층의 측경계를 따라 배열된 복수의 안테나 장치; 를 포함하고,
    상기 복수의 안테나 장치 중 적어도 하나는,
    상기 IC에 전기적으로 연결된 피드라인;
    일단이 상기 피드라인에 전기적으로 연결된 피드비아;
    상기 피드비아의 타단에 전기적으로 연결되어 상기 피드비아의 타단에서부터 일방향으로 연장된 피드 안테나 패턴;
    상기 피드 안테나 패턴으로부터 이격 배치되고 상기 피드 안테나 패턴의 연장방향의 반대방향으로 연장된 미러링 안테나 패턴;
    상기 그라운드층에 전기적으로 연결된 그라운드 라인; 및
    상기 그라운드 라인과 상기 미러링 안테나 패턴의 사이를 전기적으로 연결시키도록 배치되고 상기 피드비아를 우회하도록 배치되는 미러링 코어 패턴; 을 포함하는 안테나 모듈.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 피드라인은 상하방향으로 볼 때 상기 그라운드 라인에 오버랩되고,
    상기 미러링 코어 패턴의 연결방향은 상기 미러링 안테나 패턴의 연장방향에 대해 사선인 안테나 모듈.
    
13. 제11항에 있어서,
    상기 피드라인과 상기 IC의 사이를 전기적으로 연결시키도록 배치된 배선비아를 더 포함하고,
    상기 그라운드층은 상기 배선비아가 통과하는 관통홀을 가지고 상기 피드라인보다 하위에 배치된 안테나 모듈.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 피드 안테나 패턴은 상기 그라운드층보다 하위에 배치되고,
    상기 미러링 안테나 패턴과 상기 그라운드층은 서로 동위에 배치되는 안테나 모듈.
    
15. 제11항에 있어서,
    상기 그라운드층의 상측에 배치된 복수의 패치 안테나 패턴;
    각각 일단이 상기 복수의 패치 안테나 패턴 중 대응되는 패치 안테나 패턴에 전기적으로 연결된 복수의 패치 안테나 피드비아;
    각각 일단이 상기 복수의 패치 안테나 피드비아 중 대응되는 패치 안테나 피드비아의 타단에 전기적으로 연결된 복수의 패치 안테나 배선; 및
    각각 일단이 상기 복수의 패치 안테나 배선 중 대응되는 패치 안테나 배선의 타단에 전기적으로 연결된 복수의 패치 안테나 배선비아; 를 더 포함하는 안테나 모듈.
    
16. 제11항에 있어서,
    상기 그라운드층의 하측에 배치되고 상기 그라운드층에 전기적으로 연결된 수동부품; 및
    상기 그라운드층의 하측에 배치되고 그라운드층에 전기적으로 연결되고 상기 IC를 둘러싸도록 배치된 차폐 부재; 를 더 포함하는 안테나 모듈.

Images