KR102432378B1 - Multi-fed antenna and device including the same - Google Patents

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KR102432378B1 KR1020180032345A KR20180032345A KR102432378B1 KR 102432378 B1 KR102432378 B1 KR 102432378B1 KR 1020180032345 A KR1020180032345 A KR 1020180032345A KR 20180032345 A KR20180032345 A KR 20180032345A KR 102432378 B1 KR102432378 B1 KR 102432378B1
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Abstract

RF 장치는, 본 개시의 예시적 실시예에 따라, RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit) 칩 및 RFIC 칩의 상면 상에 배치된 안테나 모듈을 포함할 수 있고, 안테나 모듈은, RFIC 칩과 평행하고, RFIC 칩에 수직 방향으로 방사를 제공하는 상면을 가지는 제1 패치(patch), 제1 패치 및 RFIC 사이에서 제1 패치와 평행한 접지판, 및 제1 패치의 하면에 연결되고 RFIC 칩으로부터 제1 패치에 적어도 하나의 차동 신호를 공급하는, 복수의 급전(feed) 라인들을 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, the RF device may include a Radio Frequency Integrated Circuit (RFIC) chip and an antenna module disposed on a top surface of the RFIC chip, wherein the antenna module is parallel to the RFIC chip, and the RFIC a first patch having a top surface providing radiation in a direction perpendicular to the chip, a ground plane parallel to the first patch between the first patch and the RFIC, and a first patch connected to the bottom surface of the first patch and from the RFIC chip may include a plurality of feed lines for supplying at least one differential signal to .

Description

다중-급전 패치 안테나 및 이를 포함하는 장치{MULTI-FED ANTENNA AND DEVICE INCLUDING THE SAME}MULTI-FED ANTENNA AND DEVICE INCLUDING THE SAME

본 개시의 기술적 사상은 패치 안테나에 관한 것으로서, 다중-급전 패치 안테나 및 이를 포함하는 장치에 관한 것이다.The technical idea of the present disclosure relates to a patch antenna, and to a multi-feed patch antenna and an apparatus including the same.

무선 통신에 사용되는 안테나는 가역성 소자로서, 도전체를 포함할 수 있다. 도전체로부터 전자기파가 방사됨으로써 신호가 송신될 수 있고, 전자기파가 도전체에 도달함으로써 신호가 유도될 수 있다. 안테나에 포함된 도전체는 다양한 모양을 가질 수 있고, 어플리케이션에 따라 적합한 모양의 도전체를 포함하는 안테나가 사용될 수 있다. 예를 들면, 평면형 안테나의 일종으로서 패치 안테나는 접지판, 접지판 상의 저손실 유전체 및 유전체 상의 패치를 포함할 수 있고, 모바일 어플리케이션들에 많이 사용되고 있다.An antenna used for wireless communication is a reversible element and may include a conductor. A signal can be transmitted by radiating an electromagnetic wave from a conductor, and a signal can be induced by the electromagnetic wave reaching the conductor. A conductor included in the antenna may have various shapes, and an antenna including a conductor having a suitable shape according to an application may be used. For example, as a type of planar antenna, the patch antenna may include a ground plate, a low-loss dielectric on the ground plate, and a patch on the dielectric, and is widely used in mobile applications.

모바일 폰과 같이, 공간 및 전력 효율성이 요구되는 어플리케이션의 경우, 안테나는 제한된 크기를 가질 수 있는 한편, 무선 통신 시스템에서 요구되는 높은 송신 전력에 기인하여 송신기의 전력이 상승하는 경우, 높은 전력 소모 및 발열 등의 문제가 발생할 수 있으므로, 안테나는 제한된 크기에서 높은 전력 효율을 가질 것이 요구될 수 있다.For applications requiring space and power efficiency, such as a mobile phone, the antenna may have a limited size, while high power consumption and high power consumption and Since problems such as heat generation may occur, the antenna may be required to have high power efficiency in a limited size.

본 개시의 기술적 사상은 다중-급전 구조를 가짐으로써 높은 전력 효율 및 감소된 크기를 가지는 패치 안테나 및 이를 포함하는 장치를 제공한다.The technical idea of the present disclosure is to provide a patch antenna having a high power efficiency and a reduced size by having a multi-feeding structure, and an apparatus including the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 RF 장치는, RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit) 칩 및 RFIC 칩의 상면 상에 배치된 안테나 모듈을 포함할 수 있고, 안테나 모듈은, RFIC 칩과 평행하고, RFIC 칩에 수직 방향으로 방사를 제공하는 상면을 가지는 제1 패치(patch), 제1 패치 및 RFIC 사이에서 제1 패치와 평행한 접지판, 및 제1 패치의 하면에 연결되고 RFIC 칩으로부터 제1 패치에 적어도 하나의 차동 신호를 공급하는, 복수의 급전(feed) 라인들을 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, an RF device according to an aspect of the technical idea of the present disclosure may include a radio frequency integrated circuit (RFIC) chip and an antenna module disposed on the upper surface of the RFIC chip, and the antenna module silver, a first patch having a top surface parallel to the RFIC chip and providing radiation in a direction perpendicular to the RFIC chip, a ground plate between the first patch and the RFIC parallel to the first patch, and a bottom surface of the first patch and a plurality of feed lines coupled to the RFIC chip to supply at least one differential signal to the first patch.

본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 안테나 모듈은, 접지판, 접지판의 상면 위에서 접지판과 평행하고, 접지판에 수직 방향으로 방사를 제공하는 상면을 가지는 제1 패치(patch), 및 제1 패치의 하면에서 복수의 급전 지점들에 각각 연결된 복수의 급전 라인들을 포함할 수 있고, 복수의 급전 지점들은, 제1 수평 방향으로 이격된 제1 급전 지점 및 제2 급전 지점을 포함하고, 제1 수평 방향과 수직한 제2 수평 방향으로 이격된 제3 급전 지점 및 제4 급전 지점을 포함할 수 있다.An antenna module according to an aspect of the technical idea of the present disclosure includes a ground plate, a first patch having an upper surface parallel to the ground plate on the upper surface of the ground plate, and an upper surface providing radiation in a direction perpendicular to the ground plate, and a first may include a plurality of feeding lines respectively connected to a plurality of feeding points on the lower surface of the patch, wherein the plurality of feeding points include a first feeding point and a second feeding point spaced apart in a first horizontal direction, It may include a third feeding point and a fourth feeding point spaced apart in a second horizontal direction perpendicular to the first horizontal direction.

본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 RF 장치는, RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit) 칩 및 RFIC 칩의 상면 상에 배치된 안테나 모듈을 포함할 수 있고, RFIC는 제1 차동 신호 및 제2 차동 신호를 출력할 수 있고, 안테나 모듈은, RFIC 칩과 평행하고 RFIC 칩에 수직 방향으로 방사를 제공하는 상면을 가지는 제1 패치, 패치 및 RFIC 사이에서 제1 패치와 평행한 접지판, 및 제1 패치의 하면에 연결되고 제1 차동 신호 및 제2 차동 신호를 공급하는, 제1 차동 급전 라인들 및 제2 차동 급전 라인들을 포함할 수 있다.An RF device according to an aspect of the inventive concept may include a radio frequency integrated circuit (RFIC) chip and an antenna module disposed on an upper surface of the RFIC chip, wherein the RFIC includes a first differential signal and a second differential signal wherein the antenna module comprises: a first patch having a top surface parallel to the RFIC chip and providing radiation in a direction perpendicular to the RFIC chip, a ground plate parallel to the first patch between the patch and the RFIC, and the first patch It may include first differential feed lines and second differential feed lines connected to the lower surface of the ?

본 개시의 예시적 실시예에 따른 패치 안테나 및 이를 포함하는 장치에 의하면, 송신기의 전력 소모를 유지하면서도 높은 송신 전력을 달성할 수 있다.According to the patch antenna and the apparatus including the same according to an exemplary embodiment of the present disclosure, it is possible to achieve high transmission power while maintaining power consumption of the transmitter.

또한, 본 개시의 예시적 실시예에 따른 패치 안테나 및 이를 포함하는 장치에 의하면, 송신 전력을 유지하면서도 송신기의 전력 소모를 감소시킬 수 있다.In addition, according to the patch antenna and the apparatus including the same according to an exemplary embodiment of the present disclosure, it is possible to reduce the power consumption of the transmitter while maintaining the transmission power.

또한, 본 개시의 예시적 실시예에 따른 패치 안테나 및 이를 포함하는 장치에 의하면, 안테나의 크기를 감소시킬 수 있고 안테나를 위해서 제공된 제한된 크기에서도 높은 송신 전력이 제공될 수 있다.In addition, according to the patch antenna and the apparatus including the same according to an exemplary embodiment of the present disclosure, the size of the antenna can be reduced and high transmission power can be provided even with a limited size provided for the antenna.

또한, 본 개시의 예시적 실시예에 따른 패치 안테나 및 이를 포함하는 장치에 의하면, 넓은 빔폭에 기인하여 확장된 통신 가능 범위가 획득될 수 있다.In addition, according to the patch antenna and the apparatus including the same according to an exemplary embodiment of the present disclosure, an extended communication range may be obtained due to a wide beamwidth.

본 개시의 예시적 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 아니하며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 이하의 기재로부터 본 개시의 예시적 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 개시의 예시적 실시예들을 실시함에 따른 의도하지 아니한 효과들 역시 본 개시의 예시적 실시예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.Effects that can be obtained in the exemplary embodiments of the present disclosure are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned are common knowledge in the art to which exemplary embodiments of the present disclosure pertain from the following description. It can be clearly derived and understood by those who have That is, unintended effects of carrying out the exemplary embodiments of the present disclosure may also be derived by those of ordinary skill in the art from the exemplary embodiments of the present disclosure.

본 명세서에 첨부된 도면들은 도해의 편의를 위하여 스케일에 맞지 아니할 수 있고, 구성요소들을 과장하거나 축소하여 도시할 수 있다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 통신 기기를 나타내는 블록도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 개시의 예시적 실시예들에 따라 도 1의 통신 기기의 구성요소들의 레이아웃의 예시들을 나타낸다.
도 3a는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 안테나 모듈을 나타내는 사시도이고, 도 3b는 본 개시의 예시적 실시예에 따라 도 3a의 안테나 모듈을 포함하는 RF 시스템을 Y축 방향으로 바라본 측면도이다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 패치 및 패치에 의해서 형성되는 전계를 나타내는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 안테나 모듈들을 시뮬레이션한 결과들을 나타낸다.
도 6a는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 안테나 모듈을 나타내는 사시도이고, 도 6b는 본 개시의 예시적 실시예에 따라 도 6의 하위 패치의 하면을 나타내는 도면이다.
도 7은 안테나 모듈들을 시뮬레이션한 결과들을 나타낸다.
도 8은 본 개시의 예시적 실시예들에 따른 안테나 모듈들을 나타내는 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 개시의 예시적 실시예들에 따른 안테나들을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 안테나 및 RFIC를 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 RFIC를 나타내는 블록도이다.
도 12는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 안테나 모듈을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 안테나를 포함하는 통신 기기의 예시들을 블록도이다.
도 14는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 안테나를 포함하는 통신 기기의 예시들을 나타낸다.
The drawings attached to this specification may not fit to scale for convenience of illustration, and components may be exaggerated or reduced.
1 is a block diagram illustrating a communication device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
2A-2C show examples of a layout of components of the communication device of FIG. 1 according to exemplary embodiments of the present disclosure;
3A is a perspective view showing an antenna module according to an exemplary embodiment of the present disclosure, and FIG. 3B is a side view of the RF system including the antenna module of FIG. 3A as viewed in the Y-axis direction according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
4 is a diagram illustrating a patch and an electric field formed by the patch according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
5A and 5B show simulation results of antenna modules.
6A is a perspective view illustrating an antenna module according to an exemplary embodiment of the present disclosure, and FIG. 6B is a view showing a lower surface of the lower patch of FIG. 6 according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
7 shows simulation results of antenna modules.
8 is a diagram illustrating antenna modules according to exemplary embodiments of the present disclosure.
9A to 9C are diagrams illustrating antennas according to exemplary embodiments of the present disclosure.
10 is a block diagram illustrating an antenna and an RFIC according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
11 is a block diagram illustrating an RFIC according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
12 is a diagram illustrating an antenna module according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
13 is a block diagram illustrating examples of a communication device including an antenna according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
14 shows examples of a communication device including an antenna according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 통신 기기(10)를 나타내는 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 통신 기기(10)는 안테나(100)를 포함할 수 있고, 안테나(100)를 통해서 신호를 송신하거나 수신함으로써 무선 통신 시스템에서 상대 통신 기기와 통신할 수 있으며, 무선 통신 기기로서 지칭될 수도 있다.1 is a block diagram illustrating a communication device 10 according to an exemplary embodiment of the present disclosure. As shown in FIG. 1 , the communication device 10 may include an antenna 100 , and may communicate with a counterpart communication device in a wireless communication system by transmitting or receiving a signal through the antenna 100 , It may also be referred to as a communication device.

통신 기기(10)가 상대 통신 기기와 통신하는 무선 통신 시스템은, 비제한적인 예시로서 5G(5th generation wireless) 시스템, LTE(Long Term Evolution) 시스템, LTE-Advanced 시스템, CDMA(Code Division Multiple Access) 시스템, GSM(Global System for Mobile Communications) 시스템 등과 같은 셀룰러 네트워크(cellular network)를 이용하는 무선 통신 시스템일 수도 있고, WLAN(Wireless Local Area Network) 시스템 또는 다른 임의의 무선 통신 시스템일 수 있다. 이하에서, 무선 통신 시스템은 셀룰러 네트워크를 이용하는 무선 통신 시스템을 주로 참조하여 설명될 것이나 본 개시의 예시적 실시예들이 이에 제한되지 아니하는 점은 이해될 것이다.A wireless communication system in which the communication device 10 communicates with the counterpart communication device is, as a non-limiting example, a 5th generation wireless (5G) system, a Long Term Evolution (LTE) system, an LTE-Advanced system, and a Code Division Multiple Access (CDMA) system. It may be a wireless communication system using a cellular network, such as a system, a Global System for Mobile Communications (GSM) system, or the like, and may be a Wireless Local Area Network (WLAN) system or any other wireless communication system. Hereinafter, a wireless communication system will be mainly described with reference to a wireless communication system using a cellular network, but it will be understood that exemplary embodiments of the present disclosure are not limited thereto.

도 1에 도시된 바와 같이, 통신 기기(10)는 안테나(100), RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit)(200) 및 신호 프로세서(300)를 포함할 수 있고, 안테나(100) 및 RFIC(200)는 급전(feed) 라인(15)을 통해서 연결될 수 있다. 본 명세서에서, 안테나(100)는 안테나 모듈로서 지칭될 수도 있고, 안테나(100) 및 급전 라인(15)이 안테나 모듈로서 총괄적으로 지칭될 수도 있다. 또한, 안테나(100), 급전 라인(15) 및 RFIC(200)는 총괄적으로 RF 시스템 또는 RF 장치(device)로서 지칭될 수 있다. As shown in FIG. 1 , the communication device 10 may include an antenna 100 , a radio frequency integrated circuit (RFIC) 200 and a signal processor 300 , and the antenna 100 and the RFIC 200 . may be connected through a feed line 15 . In this specification, the antenna 100 may be referred to as an antenna module, and the antenna 100 and the feed line 15 may be collectively referred to as an antenna module. Also, the antenna 100 , the feed line 15 , and the RFIC 200 may be collectively referred to as an RF system or RF device.

RFIC(200)는, 송신 모드에서 신호 프로세서(300)로부터 제공되는 송신 신호(TX)를 처리함으로써 생성된 신호를 급전 라인(15)을 통해서 안테나(100)에 제공할 수 있는 한편, 수신 모드에서 급전 라인(15)을 통해서 안테나(100)로부터 수신되는 신호를 처리함으로써 수신 신호(RX)를 신호 프로세서(300)에 제공할 수 있다. 예를 들면, RFIC(200)는 송신기를 포함할 수 있고, 송신기는 필터, 믹서, 전력 증폭기(power amplifier; PA)를 포함할 수 있다. 또한, RFIC(200)는 수신기를 포함할 수 있고, 수신기는 필터, 믹서, 저잡음 증폭기(low noise amplifier; LNA)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, RFIC는 복수의 송신기들 및 수신기들을 포함할 수도 있고, 송신기 및 수신기가 결합된 송수신기를 포함할 수도 있다.The RFIC 200 may provide a signal generated by processing the transmit signal TX provided from the signal processor 300 in the transmit mode to the antenna 100 through the feed line 15 while in the receive mode. The received signal RX may be provided to the signal processor 300 by processing a signal received from the antenna 100 through the feed line 15 . For example, the RFIC 200 may include a transmitter, and the transmitter may include a filter, a mixer, and a power amplifier (PA). Also, the RFIC 200 may include a receiver, and the receiver may include a filter, a mixer, and a low noise amplifier (LNA). In some embodiments, the RFIC may include a plurality of transmitters and receivers, and the transmitter and receiver may include a combined transceiver.

신호 프로세서(300)는 송신하고자 하는 정보를 포함하는 신호를 처리함으로써 송신 신호(TX)를 생성할 수 있고, 수신 신호(RX)를 처리함으로써 정보를 포함하는 신호를 생성할 수 있다. 예를 들면, 신호 프로세서(300)는 송신 신호(TX)를 생성하기 위하여, 인코더(encoder), 변조기(modulator) 및 디지털-아날로그 변환기(digital-to analog converter; DAC)를 포함할 수 있다. 또한, 신호 프로세서(300)는 수신 신호(RX)를 처리하기 위하여, 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter; ADC), 복조기(demodulator) 및 디코더(decoder)를 포함할 수 있다. 신호 프로세서(300)는 RFIC(200)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수도 있고, 제어 신호를 통해서 송신 모드 또는 수신 모드를 설정하거나 RFIC(200)에 포함된 구성요소들의 전력 및 이득 등을 조절할 수 있다. 일부 실시예들에서, 신호 프로세서(300)는 하나 이상의 코어 및 코어에 의해서 실행되는 명령어들을 저장하는 메모리를 포함할 수 있고, 신호 프로세서(300)의 적어도 일부는 메모리에 저장된 소프트웨어 블록을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 신호 프로세서(300)는 논리 합성을 통해서 설계된 로직 회로를 포함할 수 있고, 신호 프로세서(300)의 적어도 일부분은 로직 회로로 구현된 하드웨어 블록을 포함할 수 있다.The signal processor 300 may generate a transmission signal TX by processing a signal including information to be transmitted, and may generate a signal including information by processing a reception signal RX. For example, the signal processor 300 may include an encoder, a modulator, and a digital-to-analog converter (DAC) to generate the transmission signal TX. Also, the signal processor 300 may include an analog-to-digital converter (ADC), a demodulator, and a decoder to process the received signal RX. The signal processor 300 may generate a control signal for controlling the RFIC 200 , and may set a transmission mode or a reception mode through the control signal or adjust power and gain of components included in the RFIC 200 . can In some embodiments, the signal processor 300 may include one or more cores and a memory that stores instructions executed by the cores, and at least a portion of the signal processor 300 may include a software block stored in the memory. have. In some embodiments, the signal processor 300 may include a logic circuit designed through logic synthesis, and at least a portion of the signal processor 300 may include a hardware block implemented as a logic circuit.

무선 통신 시스템은 높은 데이터 전송량을 위하여 높은 스펙트럼 대역을 규정할 수 있다. 예를 들면, ITU(International Telecommunication Union)에 의해서 공식적으로 IMT-2020으로 지명된 5G 셀룰러 시스템(또는 5G 무선 시스템)은 24GHz 이상의 밀리미터파(mmWave)를 규정한다. 밀리미터파(mmWave)는 광대역 전송을 가능하게 하고, RF 시스템, 즉 안테나(100) 및 RFIC(200)의 소형화를 가능하게 할 뿐만 아니라, 향상된 지향성을 제공할 수 있는 반면, 감쇠가 발생하기 쉬우므로 이러한 감쇠를 줄이는 것이 중요할 수 있다.A wireless communication system may define a high spectrum band for a high data rate. For example, the 5G cellular system (or 5G wireless system) officially designated as IMT-2020 by the International Telecommunication Union (ITU) specifies millimeter wave (mmWave) above 24 GHz. Millimeter wave (mmWave) enables wideband transmission and enables miniaturization of RF systems, i.e., antenna 100 and RFIC 200, as well as providing improved directivity, while being prone to attenuation. Reducing this attenuation can be important.

높은 주파수 대역에 기인하는 신호 감쇠를 완화시키기 위하여, 높은 송신 전력이 요구될 수 있다. Friis 송신 공식에 의하면, 송신 전력은 전력 증폭기의 출력 전력 및 안테나(100)의 이득의 곱으로 계산될 수 있다. RFIC(200)에 포함되는 전력 증폭기의 낮은 전력 효율에 기인하여 전력 증폭기에 의한 전력을 상승시키는 것은 발열, 전력 소비 등을 유발할 수 있으므로, 송신 전력을 높이기 위하여 높은 안테나 이득을 획득하는 것이 중요할 수 있다. 안테나 이득은 유효 개구 면적의 크기에 비례할 수 있으나, 모바일 폰과 같이 공간 효율성이 요구되는 어플리케이션의 경우 유효 개구 면적 역시 제한적일 수 있으며, 안테나 이득이 높을수록 안테나(100)로부터 출력되는 빔폭이 좁아져 통신 가능 범위가 감소하는 문제가 발생할 수 있다.In order to mitigate signal attenuation due to the high frequency band, high transmit power may be required. According to the Friis transmission formula, the transmission power may be calculated as the product of the output power of the power amplifier and the gain of the antenna 100 . Due to the low power efficiency of the power amplifier included in the RFIC 200, increasing the power by the power amplifier may cause heat generation, power consumption, etc., so it may be important to obtain a high antenna gain in order to increase the transmit power. have. The antenna gain may be proportional to the size of the effective aperture area, but in the case of an application requiring space efficiency, such as a mobile phone, the effective aperture area may also be limited. As the antenna gain increases, the beam width output from the antenna 100 becomes narrower. A problem in which the communication range is reduced may occur.

본 개시의 예시적 실시예에 따라, 안테나(100)는 2이상의 급전 라인들을 통해서 RFIC(200)로부터 차동 신호를 공급받을 수 있다. 이에 따라, 도 4를 참조하여 후술되는 바와 같이, 안테나(100)의 이격된 급전 지점들에 위상이 정반대인 2개의 신호들이 공급됨으로써 안테나(100)의 성능 감소 없이 높은 송신 전력이 달성될 수 있다. RFIC(200)는 반도체 공정에 의해서 제조될 수 있으므로, 차동 신호를 생성하기 위한 회로들을 집적하기 위한 제약은 상대적으로 미약할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, the antenna 100 may receive a differential signal from the RFIC 200 through two or more feed lines. Accordingly, as will be described later with reference to FIG. 4 , two signals having opposite phases are supplied to the spaced feeding points of the antenna 100 , thereby achieving high transmission power without reducing the performance of the antenna 100 . . Since the RFIC 200 may be manufactured by a semiconductor process, constraints for integrating circuits for generating a differential signal may be relatively weak.

도 2a 내지 도 2c는 본 개시의 예시적 실시예들에 따라 도 1의 통신 기기(10)의 구성요소들의 레이아웃의 예시들을 나타낸다. 이하에서, 도 2a 내지 도 2c는 도 1을 참조하여 설명될 것이며, 도 2a 내지 도 2c에 대한 설명 중 중복되는 내용은 생략될 것이다. 본 명세서에서, 상호 직교하는 X축 방향 및 Y축 방향은 제1 수평 방향 및 제2 수평 방향으로 각각 지칭될 수 있고, X축 및 Y축으로 이루어진 평면은 수평면으로 지칭될 수 있다. 또한, 면적은 수평면과 평행한 면에서의 면적을 지칭할 수 있고, 수평면에 수직한 방향, 즉 Z축 방향은 수직 방향으로 지칭될 수 있다. 다른 구성요소보다 상대적으로 +Z축 방향으로 배치된 구성요소는 다른 구성요소 위에 있는 것으로 지칭될 수 있고, 다른 구성요소보다 상대적으로 -Z축 방향으로 배치된 구성요소는 다른 구성요소 아래에 있는 것으로 지칭될 수 있다. 또한, 구성요소의 표면들 중, +Z축 방향의 표면은 구성요소의 상면으로 지칭될 수 있고, -Z축 방향의 표면은 구성요소의 하면으로 지칭될 수 있다.2A-2C show examples of a layout of components of the communication device 10 of FIG. 1 according to exemplary embodiments of the present disclosure. Hereinafter, FIGS. 2A to 2C will be described with reference to FIG. 1 , and overlapping descriptions of FIGS. 2A to 2C will be omitted. In this specification, the mutually orthogonal X-axis direction and Y-axis direction may be referred to as a first horizontal direction and a second horizontal direction, respectively, and a plane formed of the X-axis and Y-axis may be referred to as a horizontal plane. Also, the area may refer to an area in a plane parallel to the horizontal plane, and a direction perpendicular to the horizontal plane, that is, the Z-axis direction, may be referred to as a vertical direction. A component disposed in the +Z-axis direction relative to other components may be referred to as being above other components, and a component disposed in the -Z-axis direction relative to other components may be referred to as being below other components. may be referred to. In addition, among the surfaces of the component, a surface in the +Z axis direction may be referred to as an upper surface of the component, and a surface in the -Z axis direction may be referred to as a lower surface of the component.

밀리미터파(mmWave) 주파수 대역과 같은 높은 주파수 대역에서는 대부분의 손실(loss) 파라미터들이 악화될 수 있으므로, 낮은 주파수 대역, 예컨대 6GHz 미만의 대역에서 사용되는 안테나(100) 및 RFIC(200)의 레이아웃들을 그대로 채용하는 것이 용이하지 아니할 수 있다. 예를 들면, 낮은 주파수 대역에서 사용되는 안테나 급전 구조는, 밀리미터파(mmWave) 주파수 대역에서 신호의 감쇠 특성을 현저하게 저하시킬 수 있고, EIRP(Effective Isotropic Radiated Power) 및 노이즈 특성(noise figure)을 전반적으로 열화시킬 수 있다. 이에 따라, 도 1의 급전 라인(15)에 의한 신호 감쇠를 최소화하기 위하여, 안테나(100) 및 RFIC(200)가 극히 인접하게 배치될 수 있다. 특히, 모바일 폰과 같은 모바일 어플리케이션에서는 높은 공간 효율성이 요구될 수 있고, 이에 따라 도 2a 내지 도 2c에 예시되는 바와 같이, RFIC(200) 상에 안테나(100)가 배치되는 시스템-인-패키지(System-in-Package; SiP) 구조가 채용될 수 있다.In a high frequency band such as a millimeter wave (mmWave) frequency band, most loss parameters may deteriorate, so the layouts of the antenna 100 and the RFIC 200 used in a low frequency band, for example, a band less than 6 GHz, are It may not be easy to hire them as they are. For example, the antenna feeding structure used in the low frequency band may significantly reduce the attenuation characteristics of the signal in the millimeter wave (mmWave) frequency band, and reduce EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) and noise figure. Overall, it may deteriorate. Accordingly, in order to minimize signal attenuation by the feed line 15 of FIG. 1 , the antenna 100 and the RFIC 200 may be disposed extremely adjacently. In particular, a high space efficiency may be required in a mobile application such as a mobile phone, and accordingly, as illustrated in FIGS. 2A to 2C , a system-in-package in which the antenna 100 is disposed on the RFIC 200 ( A System-in-Package (SiP) structure may be employed.

도 2a를 참조하면, 통신 기기(10a)는 RF 시스템(20a), 디지털 집적 회로(13a) 및 캐리어 보드(carrier board)(500a)를 포함할 수 있고, 캐리어 보드(500a)의 상면에 RF 시스템(20a) 및 디지털 집적 회로(13a)가 실장될(mounted) 수 있다. RF 시스템(20a) 및 디지털 집적 회로(13a)는 캐리어 보드(500a)에 형성된 도전 패턴들을 통해서 상호 통신 가능하게 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 캐리어 보드(500a)는 PCB(Printed Circuit Board)일 수 있다. 디지털 집적 회로(13a)는 도 1의 신호 프로세서(300)를 포함할 수 있고, 이에 따라 RFIC(200a)에 송신 신호(TX)를 전송하거나 RFIC(200a)로부터 수신 신호(RX)를 수신할 수 있으며, RFIC(200a)를 제어하기 위한 제어 신호를 제공할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 디지털 집적 회로(13a)는 하나 이상의 코어 및/또는 메모리를 포함할 수도 있고, 통신 기기(10a)의 동작을 제어할 수도 있다.Referring to FIG. 2A , the communication device 10a may include an RF system 20a, a digital integrated circuit 13a, and a carrier board 500a, and the RF system is disposed on the upper surface of the carrier board 500a. 20a and the digital integrated circuit 13a may be mounted. The RF system 20a and the digital integrated circuit 13a may be communicatively connected to each other through conductive patterns formed on the carrier board 500a. In some embodiments, the carrier board 500a may be a printed circuit board (PCB). The digital integrated circuit 13a may include the signal processor 300 of FIG. 1 , and thus may transmit a transmit signal TX to the RFIC 200a or receive a receive signal RX from the RFIC 200a. Also, a control signal for controlling the RFIC 200a may be provided. In some embodiments, the digital integrated circuit 13a may include one or more cores and/or memory and may control the operation of the communication device 10a.

RF 시스템(20a)은 안테나 모듈(100a) 및 RFIC(200a)를 포함할 수 있다. 안테나 모듈(100a)은 안테나 패키지로서 지칭될 수도 있고, 도 2a에 도시된 바와 같이, 기판(substrate)(120a) 및 기판(120a)에 형성된 도전체(110a)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 안테나 모듈(100a)은, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 후술되는 바와 같이, 수평면에 평행한 접지판(ground plane) 및 패치(patch)를 포함할 수 있고, RFIC(200a)로부터 패치에 신호를 공급하기 위한 급전 라인을 포함할 수도 있다. RFIC(200a)는 안테나 모듈(100a)의 하면과 전기적으로 연결된 상면을 가질 수 있고, 라디오 다이(radio die)로서 지칭될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 안테나 모듈(100a) 및 RFIC(200a)는 C4(controlled collapse chip connection)를 통해서 연결될 수 있다. 도 2a의 RF 시스템(20a)은 열 방출에 유리할 수 있고, 안정된 구조를 가질 수 있다.The RF system 20a may include an antenna module 100a and an RFIC 200a. The antenna module 100a may be referred to as an antenna package, and may include a substrate 120a and a conductor 110a formed on the substrate 120a as shown in FIG. 2A . For example, the antenna module 100a may include a ground plane parallel to a horizontal plane and a patch, as will be described later with reference to FIGS. 3A and 3B , and from the RFIC 200a It may include a feed line for supplying a signal to the patch. The RFIC 200a may have an upper surface electrically connected to a lower surface of the antenna module 100a, and may be referred to as a radio die. In some embodiments, the antenna module 100a and the RFIC 200a may be connected through a controlled collapse chip connection (C4). The RF system 20a of FIG. 2A may be advantageous for heat dissipation and may have a stable structure.

도 2b를 참조하면, 통신 기기(10b)는 RFIC(200b), 디지털 집적 회로(13b) 및 캐리어 보드(500b)를 포함할 수 있고, 캐리어 보드(500b)의 하면에 RFIC(200b) 및 디지털 집적 회로(13b)가 실장될 수 있다. RFIC(200b) 및 디지털 집적 회로(13b)는 캐리어 보드(500b)에 형성된 도전 패턴들을 통해서 상호 통신 가능하게 연결될 수 있다.Referring to FIG. 2B , the communication device 10b may include an RFIC 200b, a digital integrated circuit 13b, and a carrier board 500b, and an RFIC 200b and a digital integrated circuit on a lower surface of the carrier board 500b. The circuit 13b may be mounted. The RFIC 200b and the digital integrated circuit 13b may be communicatively connected to each other through conductive patterns formed on the carrier board 500b.

도 2b의 통신 기기(10b)에서 RF 시스템(20b)은, 캐리어 보드(500b)에 형성된 안테나 모듈(100b) 및 캐리어 보드(500b)의 하면에 실장된 RFIC(200b)를 포함할 수 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 안테나 모듈(100b)은 캐리어 보드(500b)에 형성된 도전체를(110b) 포함할 수 있고, RFIC(200b)로부터 신호가 공급되는, 캐리어 보드(500b)에 형성된 급전 라인을 포함할 수 있다. 도 2b의 RF 시스템(20b)은 RF 시스템(20b)을 캐리어 보드(500b)에 실장하는 과정이 생략될 수 있고, 안테나를 위한 기판이 생략됨으로써 감소된 높이, 즉 감소된 Z축 방향의 길이를 가질 수 있다.In the communication device 10b of FIG. 2B , the RF system 20b may include the antenna module 100b formed on the carrier board 500b and the RFIC 200b mounted on the lower surface of the carrier board 500b. As shown in FIG. 2B , the antenna module 100b may include a conductor 110b formed on the carrier board 500b, and a power supply formed on the carrier board 500b to which a signal is supplied from the RFIC 200b. It may contain lines. In the RF system 20b of FIG. 2B , the process of mounting the RF system 20b on the carrier board 500b can be omitted, and the substrate for the antenna is omitted, so that the height is reduced, that is, the length in the Z-axis direction is reduced. can have

도 2c를 참조하면, 통신 기기(10c)는 RF 시스템(20c), 캐리어 보드(400) 및 디지털 집적 회로(13c)를 포함할 수 있다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 디지털 집적 회로(13c)는 캐리어 보드(400)의 하면에 실장될 수 있는 한편, RF 시스템(20c) 및 캐리어 보드(400)는 점퍼(17)를 통해서 상호 통신 가능하게 연결될 수 있다.Referring to FIG. 2C , the communication device 10c may include an RF system 20c , a carrier board 400 , and a digital integrated circuit 13c . As shown in FIG. 2C , the digital integrated circuit 13c may be mounted on the lower surface of the carrier board 400 , while the RF system 20c and the carrier board 400 may communicate with each other through a jumper 17 . can be connected

도 2c의 통신 기기(10c)에서 RF 시스템(20c)은, 안테나 모듈(100c) 및 안테나 모듈(100c)의 하면에 실장된 RFIC(200c)를 포함할 수 있다. 안테나 모듈(100c)은, 도 2c에 도시된 바와 같이, 안테나 보드(120c) 및 보드(120c)에 형성된 도전체(110c)를 포함할 수 있고, RFIC(200c)로부터 신호가 공급되는, 안테나 보드(120c)에 형성된 급전 라인을 포함할 수 있다. 도 2c의 RF 시스템(20c)은 안테나를 위한 기판이 생략될 수 있고, RF 시스템(20c) 및 캐리어 보드(400)가 독립적으로 제작될 수 있으므로 통신 기기(10c)의 생산성 측면에서 유리할 수 있다.In the communication device 10c of FIG. 2C , the RF system 20c may include an antenna module 100c and an RFIC 200c mounted on a lower surface of the antenna module 100c. The antenna module 100c, as shown in FIG. 2c, may include an antenna board 120c and a conductor 110c formed on the board 120c, and the signal is supplied from the RFIC 200c, the antenna board. It may include a feeding line formed in (120c). In the RF system 20c of FIG. 2C , the substrate for the antenna may be omitted, and the RF system 20c and the carrier board 400 may be independently manufactured, so it may be advantageous in terms of productivity of the communication device 10c.

이하에서 본 개시의 예시적 실시예들은, 도 2a의 RF 시스템(20a)을 주로 참조하여 설명될 것이나, 도 2b 및 도 2c에 도시된 예시들뿐만 아니라 안테나 모듈 및 RFIC를 포함하는 임의의 구조(예컨대, System-on-Chip(SoC))의 RF 시스템들에도 적용 가능한 점은 이해될 것이다.Exemplary embodiments of the present disclosure will hereinafter be described primarily with reference to the RF system 20a of FIG. 2A , however, not only the examples shown in FIGS. 2B and 2C , but also any structure including an antenna module and an RFIC ( For example, it will be appreciated that it is also applicable to RF systems of a System-on-Chip (SoC).

도 3a는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 안테나 모듈(30)을 나타내는 사시도이고, 도 3b는 본 개시의 예시적 실시예에 따라 도 3a의 안테나 모듈(30)을 포함하는 RF 시스템을 Y축 방향으로 바라본 측면도이다. 도 3a 및 도 3b는 패치 안테나의 예시로서 안테나 모듈(30)을 나타내고, 설명의 편의를 위하여 안테나 모듈(30)의 일부 구성요소들만을 도시한다.3A is a perspective view illustrating an antenna module 30 according to an exemplary embodiment of the present disclosure, and FIG. 3B is a Y-axis view of an RF system including the antenna module 30 of FIG. 3A according to an exemplary embodiment of the present disclosure. This is a side view looking in the direction. 3A and 3B show the antenna module 30 as an example of a patch antenna, and only some components of the antenna module 30 are shown for convenience of description.

도 3a를 참조하면, 안테나 모듈(30)은 상호 평행하게 Z축 방향으로 이격되어 배치된 상위 패치(top-patch)(31) 및 하위 패치(bottom-patch)(32)를 포함할 수 있고, +Z축 방향으로 전자기파의 방사를 제공할 수 있다. 상위 패치(31) 및 하위 패치(32)는 금속과 같은 전도성 물질로 구성될 수 있고, 도 3a에 도시된 바와 같이 직사각형의 형상을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 3a에 도시된 바와 상이하게, 패치들(31, 32) 중 적어도 하나는 원, 타원, 마름모 등과 같이 직사각형과 상이한 형상을 가질 수도 있다. 비록 도 3a에 도시되지 아니하였으나, 안테나 모듈(30)은 도 3b에 도시된 바와 같이 하위 패치(32) 아래에 접지판(33)을 더 포함할 수 있고, 일부 실시예들에서 상위 패치(31)는 생략될 수 있다.Referring to Figure 3a, the antenna module 30 may include an upper patch (top-patch) 31 and a lower patch (bottom-patch) 32 disposed parallel to each other and spaced apart in the Z-axis direction, It is possible to provide radiation of electromagnetic waves in the +Z-axis direction. The upper patch 31 and the lower patch 32 may be made of a conductive material such as metal, and may have a rectangular shape as shown in FIG. 3A . In some embodiments, differently as shown in FIG. 3A , at least one of the patches 31 , 32 may have a shape different from a rectangle, such as a circle, an ellipse, a rhombus, or the like. Although not shown in FIG. 3A , the antenna module 30 may further include a ground plate 33 under the lower patch 32 as shown in FIG. 3B , and in some embodiments the upper patch 31 . ) can be omitted.

안테나 모듈(30)은 하위 패치(32)에 연결된 제1 포트(PORT1) 및 제2 포트(PORT2)를 포함할 수 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 포트(PORT1) 및 제2 포트(PORT2)는 X축 방향으로 이격될 수 있고, 하위 패치(32)에 신호를 공급하기 위한 급전 라인을 각각 포함할 수 있다. 도 4를 참조하여 후술되는 바와 같이, 하위 패치(32)는 제1 포트(PORT1) 및 제2 포트(PORT2)를 통해서 X축 방향으로 이격된 2개의 급전 지점들로부터 차동 신호를 공급받을 수 있고, 이에 따라 높은 전력 효율을 가질 수 있다.The antenna module 30 may include a first port PORT1 and a second port PORT2 connected to the lower patch 32 . As shown in FIG. 3A , the first port PORT1 and the second port PORT2 may be spaced apart from each other in the X-axis direction, and may each include a feeding line for supplying a signal to the lower patch 32 . . As will be described later with reference to FIG. 4 , the lower patch 32 may receive a differential signal from two feeding points spaced apart in the X-axis direction through the first port PORT1 and the second port PORT2 and , and thus can have high power efficiency.

도 3b를 참조하면, 안테나 모듈(30)의 하면에 RFIC(200d)가 실장될 수 있고, RFIC(200d)는 제1 포트(PORT1) 및 제2 포트(PORT2)에 포함된 급전 라인들을 통해서 하위 패치(32)에 신호, 즉 차동 신호를 제공할 수 있다. 예를 들면, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제2 포트(PORT2)는 하위 패치(32)에 연결된 급전 라인(35) 및 복수의 매립(buried) 비아들(vias)(36)을 포함할 수 있다. 급전 라인(35)은 Z축 방향으로 연장되는 부분들(예컨대, 비아들) 및 X축 방향으로 연장되는 부분(예컨대, 금속 패턴)을 포함할 수 있다. 제1 포트(PORT1) 및 제2 포트(PORT2)의 급전 라인들이 하위 패치(32)와 연결되는 급전 지점들은 X축 방향으로 상호 이격될 수 있다.Referring to FIG. 3B , the RFIC 200d may be mounted on the lower surface of the antenna module 30 , and the RFIC 200d is lower through the feed lines included in the first port PORT1 and the second port PORT2 . It is possible to provide a signal, ie, a differential signal, to the patch 32 . For example, as shown in FIG. 3B , the second port PORT2 may include a feed line 35 connected to the lower patch 32 and a plurality of buried vias 36 . have. The feed line 35 may include portions extending in the Z-axis direction (eg, vias) and portions extending in the X-axis direction (eg, a metal pattern). Feeding points where the feeding lines of the first port PORT1 and the second port PORT2 are connected to the lower patch 32 may be spaced apart from each other in the X-axis direction.

복수의 매립 비아들(36)은 급전 라인(35)과 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들면, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 복수의 매립 비아들(36)은 급전 라인(35)과 X축 및 Y축 방향으로 이격되어 규칙적으로 배치될 수 있다. 복수의 매립 비아들(36)은 정전위가 인가되도록 구성될 수 있고, 예컨대 도 3b에 도시된 바와 같이 복수의 매립 비아들(36)은 접지판(33)과 연결될 수 있다.The plurality of buried vias 36 may be disposed to be spaced apart from the feed line 35 . For example, as shown in FIGS. 3A and 3B , the plurality of buried vias 36 may be regularly disposed to be spaced apart from the feed line 35 in the X-axis and Y-axis directions. The plurality of buried vias 36 may be configured to apply a positive potential, and for example, as illustrated in FIG. 3B , the plurality of buried vias 36 may be connected to the ground plate 33 .

제1 포트(PORT1) 역시 제2 포트(PORT2)와 동일하거나 유사한 구조를 가질 수 있고, 일부 실시예들에서 제1 포트(PORT1) 및 제2 포트(PORT2)는 Z축 및 Y축으로 이루어진 평면과 평행한 면을 중심으로 대칭적인 구조를 가질 수 있다. 또한, 도 3a 및 도 3b에 도시된 포트 구조는 예시에 불과하며, 도 3a 및 도 3b에 도시된 구조와 상이한 구조의 포트들이 차동 신호를 패치에 공급하기 위하여 X축 방향으로 이격될 수 있는 점이 유의된다.The first port PORT1 may also have the same or similar structure as the second port PORT2 , and in some embodiments, the first port PORT1 and the second port PORT2 may have a plane formed of the Z axis and the Y axis. It may have a symmetrical structure around a plane parallel to. In addition, the port structure shown in FIGS. 3A and 3B is merely an example, and ports having a structure different from the structure shown in FIGS. 3A and 3B may be spaced apart in the X-axis direction in order to supply a differential signal to the patch. It is noted

RFIC(200d)의 상면은 안테나 모듈(30)의 하면과 복수의 경로들을 통해서 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 안테나 모듈(30) 및 RFIC는 플립 칩(flip chip) 방식으로 상호연결될 수 있다. 예를 들면, 도 3b에 도시된 바와 같이, 안테나 모듈(30)의 하면에 금속화된(metalized) 패드(37)가 배치될 수 있고, 패드(37)에 솔더 볼(38)이 배치될 수 있다. 솔더 볼(38)은 RFIC(200d)의 상면에서 도전체로 구성된 커넥터에 접촉할 수 있다. 이와 같이, C4(controlled collapse chip connection)를 통해서 RFIC(200d)는 급전 라인(35)와 연결될 수 있고, 급전 라인(35)에 차동 신호 중 하나를 제공할 수 있다. 또한, RFIC(200d)는 접지판(33)과 연결될 수 있고, 접지판(33)에 접지 전위를 인가하거나 접지판(33)으로부터 접지 전위를 공급받을 수도 있다.The upper surface of the RFIC 200d may be electrically connected to the lower surface of the antenna module 30 through a plurality of paths. In some embodiments, the antenna module 30 and the RFIC may be interconnected in a flip chip manner. For example, as shown in FIG. 3B , a metalized pad 37 may be disposed on the lower surface of the antenna module 30 , and a solder ball 38 may be disposed on the pad 37 . have. The solder ball 38 may contact a connector composed of a conductor on the upper surface of the RFIC 200d. As described above, the RFIC 200d may be connected to the feed line 35 through a controlled collapse chip connection (C4) and may provide one of the differential signals to the feed line 35 . Also, the RFIC 200d may be connected to the ground plate 33 , and may apply a ground potential to the ground plate 33 or receive a ground potential from the ground plate 33 .

도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 패치(42) 및 패치(42)에 의해서 형성되는 전계를 나타내는 도면이다. 구체적으로, 도 4의 좌측은 패치(42)의 하면에서 2개의 급전 라인들과 연결되는 급전 지점들(P1, P2)을 나타내고, 도 4의 우측은 패치(42) 및 접지판(43) 사이에서 발생하는 전계를 나타낸다.4 is a diagram illustrating a patch 42 and an electric field formed by the patch 42 according to an exemplary embodiment of the present disclosure. Specifically, the left side of FIG. 4 shows feeding points P1 and P2 connected to two feeding lines on the lower surface of the patch 42 , and the right side of FIG. 4 is between the patch 42 and the ground plate 43 . represents the electric field generated in

도 4의 좌측을 참조하면, 패치(42)는 직사각형의 형상을 가질 수 있고, X축 방향의 길이 L 및 Y축 방향의 길이 W를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 패치(42)의 X축 방향의 길이 L은 차동 신호에 의한 방사 파장의 절반일 수 있다. 2개의 급전 라인들이 제1 급전 지점(P1) 및 제2 급전 지점(P2)에서 패치(42)의 하면에서 연결될 수 있다. 제1 급전 지점(P1) 및 제2 급전 지점(P2)은 X축 방향으로 이격될 수 있고, 패치(42)의 하면에서 제1 급전 지점(P1) 및 제2 급전 지점(P2)의 위치는 임피던스 정합(impedance matching)에 의해서 결정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 급전 지점(P1) 및 제2 급전 지점(P2)은, X축에 평행하고 패치(42)의 중심을 가로지르는 제1 중심선(LY)에 근접하게 배치될 수 있다.Referring to the left side of FIG. 4 , the patch 42 may have a rectangular shape, and may have a length L in the X-axis direction and a length W in the Y-axis direction. In some embodiments, the length L in the X-axis direction of the patch 42 may be half the wavelength of radiation by the differential signal. Two feeding lines may be connected on the lower surface of the patch 42 at the first feeding point P1 and the second feeding point P2 . The first feeding point P1 and the second feeding point P2 may be spaced apart from each other in the X-axis direction, and the positions of the first feeding point P1 and the second feeding point P2 on the lower surface of the patch 42 are It may be determined by impedance matching. In some embodiments, the first feeding point P1 and the second feeding point P2 may be disposed proximate to a first centerline LY parallel to the X axis and crossing the center of the patch 42 . .

패치 안테나의 전기장 분포에서 급전되는 축을 중심으로 양끝에서 위상이 반대인 전기장이 형성될 수 있다. 이에 따라, 급전되는 축 상에서 위상이 반대인 2개의 입력 신호, 즉 차동 신호를 인가하면 패치 안테나의 성능의 감소 없이 보다 높은 전력의 송신이 가능할 수 있다. 예를 들면, 도 4의 우측에 도시된 바와 같이, 차동 신호에 기인하여, 제1 급전 지점(P1)에 상대적으로 높은 전위의 신호가 인가되고 제2 급전 지점(P2)에 상대적으로 낮은 전위의 신호가 인가되는 경우, 제1 급전 지점(P1) 및 제2 급전 지점(P2)을 가로지르는 축, 즉 X축과 평행한 축을 기준으로 양끝에서 위상이 반대인 전기장이 형성될 수 있다. 이에 따라, 단일 급전 구조와 비교할 때, 안테나 이득이 유지될 수 있는 한편, EIRP는 2배로 증대될 수 있다. 이하에서, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 차동 신호를 공급하기 위한 2개의 급전 라인들을 포함하는 안테나 모듈들의 양호한 특성들이 설명될 것이다.In the electric field distribution of the patch antenna, an electric field having an opposite phase may be formed at both ends around an axis to be fed. Accordingly, when two input signals having opposite phases, ie, a differential signal, are applied on the axis to be fed, higher power transmission may be possible without reducing the performance of the patch antenna. For example, as shown in the right side of FIG. 4 , due to the differential signal, a relatively high potential signal is applied to the first feeding point P1 and a relatively low potential signal is applied to the second feeding point P2 . When a signal is applied, an electric field having an opposite phase may be formed at both ends with respect to an axis crossing the first feeding point P1 and the second feeding point P2 , that is, an axis parallel to the X axis. Accordingly, compared with the single feed structure, the antenna gain can be maintained, while the EIRP can be doubled. In the following, favorable characteristics of antenna modules comprising two feeding lines for supplying a differential signal will be described with reference to FIGS. 5A and 5B.

도 5a 및 도 5b는 안테나 모듈들을 시뮬레이션한 결과들을 나타낸다. 구체적으로, 도 5a는 2개의 포트들을 통해서 차동 신호가 급전되는 안테나 모듈(51) 및 단일 포트를 통해서 신호가 급전되는 안테나 모듈(52)을 시뮬레이션한 결과들을 나타내고, 도 5b는 2개의 포트들을 통해서 차동 신호가 급전되는 안테나 모듈(53) 및 각각이 단일 포트를 통해서 신호가 급전되는 2개의 패치들을 포함하는 안테나 모듈(54)을 시뮬레이션한 결과들을 나타낸다. 이하에서, 도 5a 및 도 5b에 대한 설명 중 중복되는 내용은 생략될 것이다.5A and 5B show simulation results of antenna modules. Specifically, FIG. 5A shows simulation results of an antenna module 51 to which a differential signal is fed through two ports and an antenna module 52 to which a signal is fed through a single port, and FIG. 5B is through two ports. The results of simulating the antenna module 53 to which the differential signal is fed and the antenna module 54 including two patches each fed the signal through a single port are shown. Hereinafter, redundant content in the description of FIGS. 5A and 5B will be omitted.

도 5a를 참조하면, 제1 포트(PORT1) 및 제2 포트(PORT2)를 포함하는 안테나 모듈(51)은 이중-급전(dual-fed) 패치 안테나로서 지칭될 수 있고, 제1 포트(PORT1) 만을 포함하는 안테나 모듈(52)은 단일-급전(single-fed) 패치 안테나로서 지칭될 수 있다. 도 5a의 표를 참조하면, 이중-급전 안테나 모듈(51)은 동일한 전력 입력(즉, 10 dBm)에서 단일-급전 안테나 모듈(52)과 비교할 때, 더 높은 안테나 이득(즉, 6.52 dBi > 5.92 dBi)을 가질 수 있다. 또한, EIRP 및 방사된 전력은 전력 결합 손실(power combining loss) 없이 약 3dB 이상 증가할 수 있다.Referring to FIG. 5A , the antenna module 51 including a first port PORT1 and a second port PORT2 may be referred to as a dual-fed patch antenna, and a first port PORT1 . The antenna module 52 comprising only the antenna module 52 may be referred to as a single-fed patch antenna. Referring to the table of FIG. 5A , the dual-fed antenna module 51 has a higher antenna gain (ie, 6.52 dBi > 5.92) when compared to the single-feed antenna module 52 at the same power input (ie, 10 dBm). dBi). Also, EIRP and radiated power can be increased by about 3 dB or more without power combining loss.

도 5b를 참조하면, 이중-급전 안테나 모듈(53)은 하나의 하위 패치에 연결된 제1 포트(PORT1) 및 제2 포트(PORT2)를 포함할 수 있다. 안테나 모듈(54)은 Y축 방향으로 이격된 2개의 하위 패치들 각각에 연결된 제1 포트(PORT1) 및 제2 포트(PORT2)를 포함할 수 있고, 1x2 패치 어레이(1by2 patch array) 안테나로서 지칭될 수 있다. 도 5b의 표를 참조하면, 안테나 모듈(53)은 동일한 전력 입력(즉, 10 dBm)에서 2개의 하위 패치들을 사용하는 안테나 모듈(54)과 비교할 때, 감소된 안테나 이득을 가지나 더 작은 면적(즉, 8mm x 8mm < 13mm x 8mm)을 가질 수 있을 뿐만 아니라, 방사 패턴에 따르면 더 넓은 빔폭(beamwidth)을 제공할 수 있다.Referring to FIG. 5B , the dual-fed antenna module 53 may include a first port PORT1 and a second port PORT2 connected to one lower patch. The antenna module 54 may include a first port PORT1 and a second port PORT2 connected to each of two sub-patches spaced apart in the Y-axis direction, and is referred to as a 1x2 patch array antenna. can be Referring to the table of FIG. 5B , the antenna module 53 has a reduced antenna gain but a smaller area ( That is, not only can it have 8mm x 8mm < 13mm x 8mm), but it can also provide a wider beamwidth according to the radiation pattern.

도 6a는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 안테나 모듈(60)을 나타내는 사시도이고, 도 6b는 본 개시의 예시적 실시예에 따라 도 6a의 하위 패치(62)의 하면을 나타내는 도면이다. 도 6a 및 도 6b는 패치 안테나의 예시로서 안테나 모듈(60)을 나타내고, 설명의 편의를 위하여 안테나 모듈(60)의 일부 구성요소들만을 도시한다.6A is a perspective view showing the antenna module 60 according to an exemplary embodiment of the present disclosure, and FIG. 6B is a view showing a lower surface of the lower patch 62 of FIG. 6A according to an exemplary embodiment of the present disclosure. 6A and 6B show the antenna module 60 as an example of a patch antenna, and only some components of the antenna module 60 are shown for convenience of description.

도 6a를 참조하면, 안테나 모듈(60)은 상호 평행하게 Z축 방향으로 이격되어 배치된 상위 패치(61) 및 하위 패치(62)를 포함할 수 있고, +Z축 방향으로 전자기파의 방사를 제공할 수 있다. 도 3a의 안테나 모듈(30)과 유사하게, 상위 패치(61) 및 하위 패치(62)는 금속과 같은 전도성 물질로 구성될 수 있고, 도 6a에 도시된 바와 같이 직사각형의 형상을 가질 수 있다. 비록 도 6a에 도시되지 아니하였으나, 안테나 모듈(60)은 하위 패치(62) 아래에 접지판을 더 포함할 수 있고, 일부 실시예들에서 상위 패치(61)는 생략될 수 있다.Referring to FIG. 6A , the antenna module 60 may include an upper patch 61 and a lower patch 62 disposed parallel to each other and spaced apart in the Z-axis direction, and provides radiation of electromagnetic waves in the +Z-axis direction. can do. Similar to the antenna module 30 of FIG. 3A , the upper patch 61 and the lower patch 62 may be made of a conductive material such as metal, and may have a rectangular shape as shown in FIG. 6A . Although not shown in FIG. 6A , the antenna module 60 may further include a ground plate under the lower patch 62 , and in some embodiments, the upper patch 61 may be omitted.

안테나 모듈(60)은 4개의 포트들(PORT1 내지 PORT4)을 포함할 수 있다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 제1 포트(PORT1) 및 제2 포트(POPRT2)는 X축 방향으로 이격될 수 있는 한편, 제3 포트(PORT3) 및 제4 포트(PORT4)는 Y축 방향으로 이격될 수 있다. 일부 실시예들에서, 4개의 포트들(PORT1 내지 PORT4) 각각은 도 3b를 참조하여 전술된 포트 구조와 동일하거나 유사한 구조를 가질 수 있다.The antenna module 60 may include four ports PORT1 to PORT4. As shown in FIG. 6A , the first port PORT1 and the second port POPRT2 may be spaced apart in the X-axis direction, while the third port PORT3 and the fourth port PORT4 are aligned in the Y-axis direction. can be spaced apart. In some embodiments, each of the four ports PORT1 to PORT4 may have the same or similar structure to the port structure described above with reference to FIG. 3B .

하위 패치(62)는, X축 방향으로 이격된 제1 포트(PORT1) 및 제2 포트(PORT2)를 통해서 제1 차동 신호를 공급받을 수 있고, Y축 방향으로 이격된 제3 포트(PORT3) 및 제4 포트(PORT3)를 통해서 제2 차동 신호를 공급받을 수 있다. 안테나 모듈(60)과 연결되는 RFIC(예컨대, 도 2a의 200a)는, 제1 차동 신호 및 제2 차동 신호를 생성할 수 있고 안테나 모듈(60)에 제공할 수 있다. 이에 따라, 안테나 모듈(60)은, 도 4를 참조하여 전술된 바와 같이, 제1 차동 신호를 공급하는 제1 포트(PORT1) 및 제2 포트(PORT2)뿐만 아니라 제2 차동 신호를 공급하는 제3 포트(PORT3) 및 제4 포트(PORT4)에 기인하여, 높은 전력 효율을 가질 수 있다. 또한, X축 방향으로 상호 이격된 제1 포트(PORT1) 및 제2 포트(PORT2) 및 Y축 방향으로 상호 이격된 제3 포트(PORT3) 및 제4 포트(PORT4)에 기인하여, 안테나 모듈(60)은 이중-편파(dual-polarization)를 제공할 수 있다.The lower patch 62 may receive the first differential signal through the first port PORT1 and the second port PORT2 spaced apart in the X-axis direction, and a third port PORT3 spaced apart in the Y-axis direction. and a second differential signal may be supplied through the fourth port PORT3. The RFIC (eg, 200a of FIG. 2A ) connected to the antenna module 60 may generate a first differential signal and a second differential signal and provide the first differential signal and the second differential signal to the antenna module 60 . Accordingly, the antenna module 60, as described above with reference to FIG. 4 , the first port PORT1 and the second port PORT2 for supplying the first differential signal as well as the second port for supplying the second differential signal Due to the third port PORT3 and the fourth port PORT4 , high power efficiency may be achieved. In addition, due to the first port (PORT1) and the second port (PORT2) spaced apart from each other in the X-axis direction and the third port (PORT3) and the fourth port (PORT4) spaced apart from each other in the Y-axis direction, the antenna module ( 60) may provide dual-polarization.

도 6b를 참조하면, 하위 패치(62)는 직사각형의 형상을 가질 수 있고, X축 방향의 길이 L1 및 Y축 방향의 길이 L2를 가질 수 있다. 도 6a의 4개의 포트들(PORT1 내지 PORT4)에 각각 포함된 4개의 급전 라인들은, 4개의 급전 지점들(P1 내지 P4)에서 하위 패치(62)의 하면과 연결될 수 있다. 즉, 제1 포트(PORT1)의 급전 라인은 제1 급전 지점(P1)에서 하위 패치(62)와 연결될 수 있고, 제2 포트(PORT2)의 급전 라인은 제2 급전 지점(P2)에서 하위 패치(62)와 연결될 수 있고, 제3 포트(PORT3)의 급전 라인은 제3 급전 지점(P3)에서 하위 패치(62)와 연결될 수 있으며, 제4 포트(PORT4)의 급전 라인은 제4 급전 지점(P4)에서 하위 패치(62)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 도 6b에서 속이 찬 원으로 표시된 바와 같이, 제1 차동 신호가 제1 급전 지점(P1) 및 제2 급전 지점(P2)에 인가될 수 있다. 또한, 도 6b에서 속이 빈 원으로 표시된 바와 같이, 제2 차동 신호가 제3 급전 지점(P3) 및 제4 급전 지점(P4)에 인가될 수 있다.Referring to FIG. 6B , the lower patch 62 may have a rectangular shape, and may have a length L1 in the X-axis direction and a length L2 in the Y-axis direction. The four feeding lines respectively included in the four ports PORT1 to PORT4 of FIG. 6A may be connected to the lower surface of the lower patch 62 at the four feeding points P1 to P4 . That is, the feeding line of the first port PORT1 may be connected to the lower patch 62 at the first feeding point P1 , and the feeding line of the second port PORT2 may be connected to the lower patch at the second feeding point P2 . may be connected to 62 , the feeding line of the third port PORT3 may be connected to the lower patch 62 at the third feeding point P3 , and the feeding line of the fourth port PORT4 may be connected to the fourth feeding point It may be connected to the lower patch 62 at (P4). Accordingly, as indicated by a solid circle in FIG. 6B , the first differential signal may be applied to the first feeding point P1 and the second feeding point P2 . Also, as indicated by a hollow circle in FIG. 6B , the second differential signal may be applied to the third feeding point P3 and the fourth feeding point P4 .

일부 실시예들에서, 하위 패치(62)의 X축 방향의 길이 L1은 제1 차동 신호에 의한 방사 파장의 절반일 수 있고, 하위 패치(62)의 Y축 방향의 길이 L2는 제2 차동 신호에 의한 방사 파장의 절반일 수 있다. 4개의 급전 지점들(P1 내지 P4)의 위치들은 임피던스 정합에 의해서 결정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 급전 지점(P1) 및 제2 급전 지점(P2)은, X축에 평행하고 하위 패치(62)의 중심을 가로지르는 제1 중심선(LY)에 근접하게 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제3 급전 지점(P3) 및 제4 급전 지점(P4)은, Y축에 평행하고 하위 패치(62)의 중심을 가로지르는 제2 중심선(LX)에 근접하게 배치될 수 있다.In some embodiments, the length L1 in the X-axis direction of the lower patch 62 may be half the wavelength of radiation by the first differential signal, and the length L2 in the Y-axis direction of the lower patch 62 is the second differential signal It may be half of the wavelength of radiation by The positions of the four feeding points P1 to P4 may be determined by impedance matching. In some embodiments, the first feeding point P1 and the second feeding point P2 may be disposed proximate to a first centerline LY parallel to the X axis and crossing the center of the lower patch 62 . have. In some embodiments, the third feeding point P3 and the fourth feeding point P4 may be disposed proximate to a second center line LX parallel to the Y axis and crossing the center of the lower patch 62 . have.

도 7은 안테나 모듈들을 시뮬레이션한 결과들을 나타낸다. 구체적으로, 도 7은 4개의 포트들을 통해서 2개의 차동 신호들이 급전되는 안테나 모듈(71) 및 단일 포트를 통해서 신호가 급전되는 안테나 모듈(72)을 시뮬레이션한 결과들을 나타낸다.7 shows simulation results of antenna modules. Specifically, FIG. 7 shows simulation results of an antenna module 71 to which two differential signals are fed through four ports and an antenna module 72 to which signals are fed through a single port.

도 7을 참조하면, 제1 포트(PORT1), 제2 포트(PORT2), 제3 포트(PORT3) 및 제4 포트(PORT4)를 포함하는 안테나 모듈(71)은 이중-급전 이중-편파(dual-fed dual-polarized) 패치 안테나로서 지칭될 수 있고, 제1 포트(PORT1)만을 포함하는 안테나 모듈(72)은 단일-급전(single-fed) 패치 안테나로서 지칭될 수 있다. 도 7의 표를 참조하면, 이중-급전 이중-편파 안테나 모듈(71)은 동일한 전력 입력(즉, 10 dBm)에서 단일-급전 안테나 모듈(52)과 비교할 때, 동일한 면적(즉, 8mm x 8mm)을 가질 수 있고, EIRP 및 방사된 전력은 전력 결합 손실 없이 약 3 dB 이상 증가할 수 있다. 결과적으로, 시뮬레이션 결과는 이중-급전 구조가 전력 결합 손실 없이 이중-편파 어플리케이션에도 적용될 수 있는 점을 보여준다.Referring to FIG. 7 , the antenna module 71 including a first port PORT1 , a second port PORT2 , a third port PORT3 and a fourth port PORT4 is dual-feed dual-polarized (dual). It may be referred to as a -fed dual-polarized patch antenna, and the antenna module 72 including only the first port PORT1 may be referred to as a single-fed patch antenna. Referring to the table of FIG. 7 , the dual-fed dual-polarized antenna module 71 has the same area (ie, 8 mm x 8 mm) as compared to the single-feed antenna module 52 at the same power input (ie, 10 dBm). ), and the EIRP and radiated power can be increased by about 3 dB or more without power coupling loss. Consequently, the simulation results show that the dual-feed structure can also be applied to dual-polarization applications without loss of power coupling.

도 8은 본 개시의 예시적 실시예들에 따른 안테나 모듈들을 나타내는 도면이다. 구체적으로, 도 8은 이중-편파 안테나에 대응하는 안테나 모듈(81)보다 양호한 특성들을 가지는 안테나 모듈들(82, 83)을 도시한다.8 is a diagram illustrating antenna modules according to exemplary embodiments of the present disclosure. Specifically, FIG. 8 shows the antenna modules 82 and 83 having better characteristics than the antenna module 81 corresponding to the dual-polarized antenna.

도 8을 참조하면, 안테나 모듈(81)은 4개의 패치들(81_1 내지 81_4)을 포함할 수 있고, 4개의 패치들(81_1 내지 81_4) 각각은 단일-급전 이중-편파 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 4개의 패치들(81_1 내지 81_4) 각각에서 속이 찬 원으로 표시된 급전 지점에 인가되는 신호에 의해서 X축과 평행한 방향을 따라서 변동하는 크기를 가지는 전기장이 형성될 수 있는 한편, 속이 빈 원으로 표시된 급전 지점에 인가되는 신호에 의해서 Y축과 평행한 방향을 따라서 변동하는 크기를 가지는 전기장이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 8 , the antenna module 81 may include four patches 81_1 to 81_4 , and each of the four patches 81_1 to 81_4 may have a single-fed double-polarization structure. For example, in each of the four patches 81_1 to 81_4, an electric field having a varying magnitude along a direction parallel to the X-axis may be formed by a signal applied to a feeding point indicated by a solid circle, while An electric field having a varying magnitude along a direction parallel to the Y-axis may be formed by a signal applied to a feeding point indicated by an empty circle.

도 4, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 전술된 바와 같이, 이중-급전 구조의 안테나 모듈은 유리한 특성들을 가질 수 있고, 어플리케이션의 요건에 따라 이중-급전 구조의 안테나 모듈들(82, 83)이 채용될 수 있다. 예를 들면, 높은 공간 효율성이 요구되는 통신 기기의 경우, 이중-급전 이중-편파 1x2 패치 어레이 구조의 안테나 모듈(82)이 사용될 수 있고, 안테나 모듈(82)은 동일한 전력 입력에서 안테나 모듈(81)과 비교할 때, 유사한 EIRP를 제공하면서도 감소된 면적을 가질 수 있다. 또한, 높은 전력 효율성 및 높은 방사 전력이 요구되는 통신 기기의 경우, 이중-급전 이중-편파 2x2 패치 어레이 구조의 안테나 모듈(82)이 사용될 수 있고, 안테나 모듈(83)은 동일한 전력 입력에서 안테나 모듈(81)과 비교할 때, 동일한 면적을 가지면서도 보다 높은 EIRP를 제공할 수 있다. 도 8의 안테나 모듈들(82, 83)은 예시일 뿐이며, 어플리케이션에 따라 다양하게 배치된 패치들을 포함하는 이중-급전 구조의 안테나 모듈들이 채용될 수 있는 점은 이해될 것이다.As described above with reference to FIGS. 4, 5A and 5B, the antenna module of the dual-feed structure may have advantageous characteristics, and the antenna modules 82, 83 of the dual-feed structure may be configured according to the requirements of the application. can be hired For example, in the case of a communication device requiring high space efficiency, the antenna module 82 having a dual-feed dual-polarization 1x2 patch array structure may be used, and the antenna module 82 may be configured to operate the antenna module 81 at the same power input. ), it can have a reduced area while providing a similar EIRP. In addition, in the case of a communication device requiring high power efficiency and high radiated power, the antenna module 82 having a dual-feed dual-polarization 2x2 patch array structure may be used, and the antenna module 83 is configured to operate the antenna module at the same power input. Compared with (81), it is possible to provide a higher EIRP while having the same area. It will be understood that the antenna modules 82 and 83 of FIG. 8 are only examples, and antenna modules of a dual-feed structure including patches arranged in various ways may be employed according to an application.

도 9a 내지 도 9c는 본 개시의 예시적 실시예들에 따른 안테나들을 나타내는 도면이다. 구체적으로, 도 9a는 비교예에 따라 단일-급전 1x2 패치 어레이 구조의 안테나 모듈(90a)을 나타내고, 도 9b 및 도 9c는 본 개시의 예시적 실시예들에 따라 이중-급전 1x2 패치 어레이 구조의 안테나 모듈(90b) 및 이중-급전 단일 패치 구조의 안테나 모듈(90c)을 나타낸다.9A to 9C are diagrams illustrating antennas according to exemplary embodiments of the present disclosure. Specifically, FIG. 9A shows an antenna module 90a of a single-feed 1x2 patch array structure according to a comparative example, and FIGS. 9B and 9C show a dual-feed 1x2 patch array structure according to exemplary embodiments of the present disclosure. An antenna module 90b and an antenna module 90c of a dual-feed single patch structure are shown.

도 9a를 참조하면, 안테나 모듈(90a)에 포함된 제1 패치(91a) 및 제2 패치(92a) 각각은 하나의 급전 지점을 통해서 하나의 전력 증폭기로부터 신호를 수신할 수 있다. 도 9b를 참조하면, 안테나 모듈(90b)에 포함된 제1 패치(91b) 및 제2 패치(92b) 각각은 2개의 급전 지점들을 통해서 2개의 전력 증폭기들로부터 차동 신호를 수신할 수 있다. 도 9c를 참조하면, 안테나 모듈(90c)에 포함된 제1 패치(91c)는 2개의 급전 지점들을 통해서 2개의 전력 증폭기들로부터 차동 신호를 수신할 수 있다. 도 9a 내지 도 9c의 예시에서, 패치에 연결된 급전 라인들의 길이가 동일하고, 전력 증폭기들 각각은 6 DBm의 전력을 출력하고, 안테나 모듈들(90a, 90b, 90c)의 패치들 각각이 5 dBi의 안테나 이득을 제공한다고 가정된다. Referring to FIG. 9A , each of the first patch 91a and the second patch 92a included in the antenna module 90a may receive a signal from one power amplifier through one feeding point. Referring to FIG. 9B , each of the first patch 91b and the second patch 92b included in the antenna module 90b may receive a differential signal from two power amplifiers through two feeding points. Referring to FIG. 9C , the first patch 91c included in the antenna module 90c may receive differential signals from two power amplifiers through two feeding points. In the example of FIGS. 9A to 9C , the length of the feed lines connected to the patch is the same, the power amplifiers each output power of 6 DBm, and each of the patches of the antenna modules 90a , 90b , 90c is 5 dBi It is assumed to provide an antenna gain of

도 9a의 안테나 모듈(90a)에 의한 EIRP는 아래 [수학식 1]과 같이 계산될 수 있다.The EIRP by the antenna module 90a of FIG. 9A may be calculated as shown in Equation 1 below.

Figure 112018028007864-pat00001
Figure 112018028007864-pat00001

[수학식 1]에서, 선행하는 10log102는 2개의 전력 증폭기들에 대응할 수 있고, 후행하는 10log102는 2개의 패치들(91a, 92a)에 대응할 수 있다.In [Equation 1], a leading 10log 10 2 may correspond to two power amplifiers, and a following 10log 10 2 may correspond to two patches 91a and 92a.

도 9b의 안테나 모듈(90b)에 의한 EIRP는 아래 [수학식 2]와 같이 계산될 수 있다. The EIRP by the antenna module 90b of FIG. 9b may be calculated as in [Equation 2] below.

Figure 112018028007864-pat00002
Figure 112018028007864-pat00002

[수학식 2]에서, 10log104는 4개의 전력 증폭기들에 대응할 수 있고, 20log102는 2개의 패치들(91b, 92b)에 대응할 수 있다. 이에 따라, 동일한 1x2 패치 어레이에서 이중-급전 구조에 의해서 높은 EIRP이 달성될 수 있다. 다른 한편으로, 전력 증폭기에 의한 감소된 전력 소모를 달성하기 위하여, 도 9b의 전력 증폭기들의 출력 전력을 3 dBm으로 낮추는 경우, 도 9b의 안테나 모듈(90b)에 의한 EIRP는 아래 [수학식 3]과 같이 계산될 수 있고, 이에 따라 도 9a의 안테나 모듈(90a)과 동일한 EIRP가 달성될 수 있다.In [Equation 2], 10log 10 4 may correspond to four power amplifiers, and 20log 10 2 may correspond to two patches 91b and 92b. Accordingly, high EIRP can be achieved by the dual-feed structure in the same 1x2 patch array. On the other hand, in order to achieve reduced power consumption by the power amplifier, when the output power of the power amplifiers of FIG. 9B is lowered to 3 dBm, the EIRP by the antenna module 90b of FIG. 9B is calculated as below [Equation 3] can be calculated as follows, and thus the same EIRP as that of the antenna module 90a of FIG. 9A can be achieved.

Figure 112018028007864-pat00003
Figure 112018028007864-pat00003

도 9c의 안테나 모듈(90c)의 EIRP는 아래 [수학식 4]와 같이 계산될 수 있다. 도 9a의 안테나 모듈(90a)와 비교할 때, EIRP의 감소가 발생하나, 1개의 패치만이 사용됨으로써 약 40% 감소된 면적이 달성될 수 있다.The EIRP of the antenna module 90c of FIG. 9c may be calculated as in [Equation 4] below. Compared with the antenna module 90a of FIG. 9A, a reduction in EIRP occurs, but an area reduced by about 40% can be achieved by using only one patch.

Figure 112018028007864-pat00004
Figure 112018028007864-pat00004

도 10은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 안테나(100') 및 RFIC(200')를 나타내는 블록도이다. 구체적으로, 도 10은 2개의 이중-급전 이중-편파 구조의 패치들(101, 102)을 포함하는 안테나(100') 및 8개의 송수신기들(221 내지 228)을 포함하는 RFIC(200')를 도시한다.10 is a block diagram illustrating an antenna 100' and an RFIC 200' according to an exemplary embodiment of the present disclosure. Specifically, FIG. 10 shows an antenna 100' including two dual-fed double-polarized patches 101 and 102 and an RFIC 200' including eight transceivers 221 to 228. show

RFIC(200')는 안테나(100')의 8개의 포트들에 대응하는 8개의 급전 라인들(15')을 통해서 연결될 수 있다. 예를 들면, 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 전술된 바와 같이, 안테나(100') 및 급전 라인들(15')을 포함하는 안테나 모듈이 RFIC(200') 상에 배치될 수 있고, RFIC(200')의 상면 및 안테나 모듈의 하면에 적어도 하나의 접속(connection)이 형성될 수 있다. 안테나(100')는 제1 패치(101) 및 제2 패치(102)에서 8개의 급전 지점들과 각각 연결되는 8개의 급전 라인들(15')을 통해서 RFIC(200')로부터 4개의 차동 신호들을 수신할 수 있다. 이를 위하여, RFIC(200')에 포함된 한 쌍의 송수신기들이 하나의 차동 신호를 생성할 수 있고, 이에 따라 8개의 송수신기들(221 내지 228)은 4개의 차동 신호들을 생성할 수 있다. The RFIC 200' may be connected through eight feed lines 15' corresponding to the eight ports of the antenna 100'. For example, as described above with reference to FIGS. 2A-2C , an antenna module including an antenna 100' and feed lines 15' may be disposed on the RFIC 200', and the RFIC ( At least one connection may be formed on the upper surface of 200' and the lower surface of the antenna module. Antenna 100' provides four differential signals from RFIC 200' via eight feed lines 15' that are respectively connected to eight feed points in the first patch 101 and second patch 102. can receive To this end, a pair of transceivers included in the RFIC 200 ′ may generate one differential signal, and accordingly, the eight transceivers 221 to 228 may generate four differential signals.

스위치/듀플렉서(220)는 송신 모드 또는 수신 모드에 따라, 8개의 송수신기들(221 내지 228)의 출력 단자들 또는 입력 단자들을 8개의 급전 라인들(15')과 연결시키거나 연결을 끊을 수 있다. 예를 들면, 스위치/듀플렉서(220)는 송신 모드에서 제1 송수신기(221)의 출력 단자를 8개의 급전 라인들(15') 중 제1 급전 라인과 연결할 수 있고, 제1 송수신기(221)의 입력 단자와 제1 급전 라인의 연결을 끊을 수 있다. 또한, 스위치/듀플렉서(220)는 수신 모드에서 제1 송수신기(221)의 입력 단자를 제1 급전 라인과 연결할 수 있고, 제1 송수신기(221)의 출력 단자와 제1 급전 라인의 연결을 끊을 수 있다. RFIC(200')에 포함된 송수신기의 예시가 도 11을 참조하여 후술될 것이다.The switch/duplexer 220 may connect or disconnect the output terminals or input terminals of the eight transceivers 221 to 228 with the eight feed lines 15' according to the transmit mode or the receive mode. . For example, the switch/duplexer 220 may connect the output terminal of the first transceiver 221 with a first feed line among eight feed lines 15 ′ in the transmission mode, and The connection between the input terminal and the first feeding line may be disconnected. In addition, the switch/duplexer 220 may connect the input terminal of the first transceiver 221 with the first feed line in the reception mode, and disconnect the output terminal of the first transceiver 221 and the first feed line. have. An example of a transceiver included in the RFIC 200 ′ will be described below with reference to FIG. 11 .

도 11은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 RFIC(200")를 나타내는 블록도이다. 구체적으로, 도 11은 도 10의 RFIC(200')에 포함된 송수신기들의 예시를 나타낸다. 도 10을 참조하여 전술된 바와 같이, 도 11의 제1 송수신기(221') 및 제3 송수신기(223')는 차동 신호를 출력할 수 있고, 스위치/듀플렉서(220')는 송신 모드에서 차동 신호를 급전 라인들에 전달할 수 있다. 즉, 제1 송수신기(221')로부터 출력되는 제1 송신 신호(TX1) 및 제3 송수신기(223')로부터 출력되는 제3 송신 신호(TX3)는 하나의 패치에서 2개의 이격된 급전 지점들에 인가될 수 있다. 또한, 제1 송수신기(221')에 수신되는 제1 수신 신호(RX1) 및 제3 송수신기(223')에 수신되는 제3 수신 신호(RX3)는 하나의 패치에서 2개의 이격된 급전 지점들로부터 수신될 수 있다.11 is a block diagram illustrating an RFIC 200" according to an exemplary embodiment of the present disclosure. Specifically, FIG. 11 illustrates an example of transceivers included in the RFIC 200' of FIG. 10. See FIG. As described above, the first transceiver 221 ′ and the third transceiver 223 ′ of FIG. 11 may output a differential signal, and the switch/duplexer 220 ′ supplies the differential signal to the feed lines in the transmission mode. That is, the first transmission signal TX1 output from the first transceiver 221 ′ and the third transmission signal TX3 output from the third transceiver 223 ′ are separated by two in one patch. In addition, the first reception signal RX1 received by the first transceiver 221 ′ and the third reception signal RX3 received by the third transceiver 223 ′ are one It may be received from two spaced apart feed points in the patch.

도 11을 참조하면, 제1 송수신기(221')는 전력 증폭기(221_1) 및 저잡음 증폭기(221_3) 및 위상 변위기들(phase shifters)(221_2, 221_4)을 포함할 수 있다. 유사하게, 제3 송수신기(223') 역시 전력 증폭기(223_1) 및 저잡음 증폭기(221_3) 및 위상 변위기들(223_2, 223_4)을 포함할 수 있다. 송신 모드에서, 제1 송수신기(221') 및 제3 송수신기(223')의 전력 증폭기들(221_1, 223_1)은 제1 송신 신호(TX1) 및 제3 송신 신호(TX3)를 각각 출력할 수 있다. 수신 모드에서, 제1 송수신기(221') 및 제3 송수신기(223')의 저잡음 증폭기들(221_3, 223_3)은 제1 수신 신호(RX1) 및 제3 수신 신호(RX3)를 각각 수신할 수 있다.Referring to FIG. 11 , the first transceiver 221 ′ may include a power amplifier 221_1 , a low noise amplifier 221_3 , and phase shifters 221_2 and 221_4 . Similarly, the third transceiver 223 ′ may also include a power amplifier 223_1 , a low noise amplifier 221_3 , and phase shifters 223_2 and 223_4 . In the transmission mode, the power amplifiers 221_1 and 223_1 of the first transceiver 221 ′ and the third transceiver 223 ′ may respectively output the first transmission signal TX1 and the third transmission signal TX3 . . In the reception mode, the low-noise amplifiers 221_3 and 223_3 of the first transceiver 221 ′ and the third transceiver 223 ′ may receive the first reception signal RX1 and the third reception signal RX3 , respectively. .

제1 송수신기(221')의 위상 변위기들(221_2, 221_4) 및 제3 송수신기(223')의 위상 변위기들(223_2, 223_4)은 상호 180도의 위상차를 제공할 수 있다. 예를 들면, 제1 송수신기(221')의 송신 위상 변위기(221_2)는 입력 신호에 대한 위상차가 영(zero)인 출력 신호를 전력 증폭기(221_1)에 제공할 수 있는 한편, 제3 송수신기(223')의 송신 위상 변위기(223_2)는 제1 송수신기(221')의 송신 위상 변위기(221_2)에 제공된 입력 신호와 동일한 입력 신호에 대한 위상차가 180도인 출력 신호를 전력 증폭기(223_1)에 제공할 수 있다. 이에 따라, 제1 송신 신호(TX1) 및 제3 송신 신호(TX3)는 180도의 위상차를 가질 수 있고, 차동 신호를 구성할 수 있다. 또한, 제1 송수신기(221')의 수신 위상 변위기(221_4)는 저잡음 증폭기(221_3)의 출력 신호에 대한 위상차가 영(zero)인 신호를 출력할 수 있는 한편, 제3 송수신기(223')의 수신 위상 변위기(223_4)는 저잡음 증폭기(223_3)의 출력 신호에 대한 위상차가 180도인 신호를 출력할 수 있다.The phase shifters 221_2 and 221_4 of the first transceiver 221 ′ and the phase shifters 223_2 and 223_4 of the third transceiver 223 ′ may provide a phase difference of 180 degrees from each other. For example, the transmit phase shifter 221_2 of the first transceiver 221' may provide an output signal having a zero phase difference with respect to the input signal to the power amplifier 221_1, while the third transceiver ( The transmission phase shifter 223_2 of 223' transmits an output signal having a phase difference of 180 degrees with respect to the same input signal as the input signal provided to the transmission phase shifter 221_2 of the first transceiver 221' to the power amplifier 223_1. can provide Accordingly, the first transmission signal TX1 and the third transmission signal TX3 may have a phase difference of 180 degrees, and may constitute a differential signal. In addition, the reception phase shifter 221_4 of the first transceiver 221' may output a signal having a phase difference of zero with respect to the output signal of the low-noise amplifier 221_3, while the third transceiver 223' The reception phase shifter 223_4 of the may output a signal having a phase difference of 180 degrees with respect to the output signal of the low noise amplifier 223_3.

도 12는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 안테나 모듈(100")을 나타내는 도면이다. 이상에서 도면들을 참조하여 전술된 바와 같이, 안테나 모듈(100")은 차동 신호가 공급되는 복수의 급전 라인들과 각각 연결된 패치 안테나들(111 내지 114)을 포함할 수 있다. 패치 안테나들(111 내지 114) 각각은 또한 이중-편파를 위하여 2개의 차동 신호들이 인가될 수도 있다. 12 is a diagram illustrating an antenna module 100 ″ according to an exemplary embodiment of the present disclosure. As described above with reference to the drawings, the antenna module 100 ″ has a plurality of feeding lines to which differential signals are supplied. may include patch antennas 111 to 114 respectively connected to the . Each of the patch antennas 111 to 114 may also be applied with two differential signals for dual-polarization.

도 12를 참조하면, 안테나 모듈(100")은 패치 안테나들(111 내지 114)뿐만 아니라 다이폴(dipole) 안테나들(121 내지 124)을 포함할 수 있다. 이와 같이, 패치 안테나들(111 내지 114)에 상이한 종류의 안테나들이 부가됨으로써 커버리지가 확장될 수 있다. 도 12에 도시된 패치 안테나들(111 내지 114) 및 다이폴 안테나들(121 내지 124)의 배치는 예시에 불과하며, 도 12에 도시된 바와 상이하게 안테나들이 배치될 수 있는 점이 유의된다.Referring to FIG. 12 , the antenna module 100 ″ may include not only patch antennas 111 to 114 but also dipole antennas 121 to 124 . As such, the patch antennas 111 to 114 . ), the coverage can be extended by adding different types of antennas The arrangement of the patch antennas 111 to 114 and the dipole antennas 121 to 124 shown in FIG. It is noted that the antennas may be positioned differently than described.

도 13은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 안테나를 포함하는 통신 기기의 예시들을 블록도이다. 구체적으로, 도 13은 셀룰러 네트워크를 이용하는 무선 통신 시스템(600)에서 기지국(610) 및 사용자 기기(620)가 무선 통신하는 예시를 나타낸다. 기지국(610) 및 사용자 기기(620)는 다중-급전 구조의 안테나를 포함할 수 있고, 차동 신호를 제공하는 RFIC를 포함할 수 있다.13 is a block diagram illustrating examples of a communication device including an antenna according to an exemplary embodiment of the present disclosure. Specifically, FIG. 13 shows an example in which a base station 610 and a user equipment 620 wirelessly communicate in a wireless communication system 600 using a cellular network. The base station 610 and the user equipment 620 may include an antenna of a multi-feed structure, and may include an RFIC providing a differential signal.

기지국(base station)(610)은 사용자 기기 및/또는 다른 기지국과 통신하는 고정된 지점(fixed station)일 수 있다. 예를 들면, 기지국(610)은 Node B, eNB(evolved-Node B), 섹터(Sector), 싸이트(Site), BTS(Base Transceiver System), AP(Access Pint), 릴레이 노드(Relay Node), RRH(Remote Radio Head), RU(Radio Unit), 스몰 셀(small cell) 등으로 지칭될 수 있다. 사용자 기기(user equipment)(620)는 고정되거나 이동성을 가질 수 있고, 기지국과 통신하여 데이터 및/또는 제어정보를 송수신할 수 있다. 예를 들면, 사용자 기기(620)는 단말 기기(terminal equipment), MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscribe Station), 무선 장치(wireless device), 휴대 장치(handheld device) 등으로 지칭될 수 있다.The base station 610 may be a fixed station that communicates with user equipment and/or other base stations. For example, the base station 610 is a Node B, an evolved-Node B (eNB), a sector, a site, a base transceiver system (BTS), an access pint (AP), a relay node, It may be referred to as a remote radio head (RRH), a radio unit (RU), a small cell, and the like. The user equipment 620 may be fixed or mobile, and may communicate with a base station to transmit/receive data and/or control information. For example, the user equipment 620 may be a terminal equipment, a mobile station (MS), a mobile terminal (MT), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a wireless device, or a portable device. (handheld device), etc. may be referred to.

도 13에 도시된 바와 같이, 기지국(610) 및 사용자 기기(620)는 복수의 안테나들을 각각 포함할 수 있고, MIMO(Multiple Input Multiple Output) 채널(630)을 통해서 무선 통신할 수 있다. 복수의 안테나들 각각은 본 개시의 예시적 실시예에 따라 멀티-급전 구조를 가질 수 있고, 이중-편파 구조를 가질 수도 있다. RFIC에 의해서 안테나에 차동 신호가 제공될 수 있고, 안테나가 설치되는 기지국(610) 또는 사용자 기기(620)의 요건이 충족될 수 있다. 예를 들면, EIRP는 RF 경로를 2배로 함으로써 증가될 수 있고, 이에 따라 안테나 면적(또는 폼 펙터(form factor))은 절반으로 감소할 수 있다. 또한, 개선된 EIRP로써 넓은 빔들을 가능하게 할 수 있고, DC 전력 소실(dissipation)이 절반으로 감소할 수 있으며, 위상 해상도(resolution)에서 복잡도가 감소할 수 있다. 또한, RFIC의 보다 많은 RF 경로들을 활용할 수 있으므로, 보다 완화된 송신 전력을 이용하여 밀리미터파(mmWave) 안테나 모듈의 구현을 용이하게 할 수 있다. 또한, 본 개시의 예시적 실시예에 따라, 하나의 패치 안테나에 두 쌍의 차동 급전 구조를 적용하여 이중-편파 패치 안테나도 용이하게 구현될 수 있다.As shown in FIG. 13 , the base station 610 and the user equipment 620 may each include a plurality of antennas, and may perform wireless communication through a multiple input multiple output (MIMO) channel 630 . Each of the plurality of antennas may have a multi-feed structure or a dual-polarization structure according to an exemplary embodiment of the present disclosure. A differential signal may be provided to the antenna by the RFIC, and the requirements of the base station 610 or the user equipment 620 in which the antenna is installed may be satisfied. For example, EIRP can be increased by doubling the RF path, and thus the antenna area (or form factor) can be reduced in half. In addition, improved EIRP can enable wide beams, DC power dissipation can be reduced in half, and complexity can be reduced in phase resolution. In addition, since more RF paths of the RFIC can be utilized, implementation of a millimeter wave (mmWave) antenna module can be facilitated using more relaxed transmit power. In addition, according to an exemplary embodiment of the present disclosure, a dual-polarized patch antenna may be easily implemented by applying two pairs of differential feeding structures to one patch antenna.

도 14는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 안테나를 포함하는 통신 기기의 예시들을 나타낸다. 구체적으로, 도 14는 WLAN을 이용하는 무선 통신 시스템에서 다양한 무선 통신 기기들이 상호 통신하는 예시를 나타낸다. 도 14에 도시된 다양한 무선 통신 기기들 각각은 다중-급전 안테나를 포함할 수 있고, 다중-급전 안테나에 차동 신호를 제공하는 RFIC를 포함할 수 있다.14 shows examples of a communication device including an antenna according to an exemplary embodiment of the present disclosure. Specifically, FIG. 14 shows an example in which various wireless communication devices communicate with each other in a wireless communication system using WLAN. Each of the various wireless communication devices shown in FIG. 14 may include a multi-feed antenna, and may include an RFIC that provides a differential signal to the multi-feed antenna.

가정용 기기(721), 가전(722), 엔터테인먼트 기기(723) 및 AP(710)는 IoT(Internet of Things) 네트워크 시스템을 구성할 수 있다. 가정용 기기(721), 가전(722), 엔터테인먼트 기기(723) 및 AP(Access Point)(710) 각각은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 송수신기를 부품으로서 포함할 수 있다. 가정용 기기(721), 가전(722) 및 엔터테인먼트 기기(723)는 AP(710)와 무선 통신할 수 있고, 가정용 기기(721), 가전(722) 및 엔터테인먼트 기기(723)는 상호 무선 통신할 수도 있다. The home device 721 , the home appliance 722 , the entertainment device 723 , and the AP 710 may constitute an Internet of Things (IoT) network system. Each of the home appliance 721 , the home appliance 722 , the entertainment device 723 , and the access point (AP) 710 may include a transceiver according to an exemplary embodiment of the present disclosure as a component. The home device 721 , the home appliance 722 , and the entertainment device 723 may wirelessly communicate with the AP 710 , and the home device 721 , the home appliance 722 , and the entertainment device 723 may wirelessly communicate with each other. have.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Exemplary embodiments have been disclosed in the drawings and specification as described above. Although the embodiments have been described using specific terms in the present specification, these are used only for the purpose of explaining the technical spirit of the present disclosure and not used to limit the meaning or the scope of the present disclosure described in the claims. . Therefore, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present disclosure should be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (20)

RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit) 칩 및 상기 RFIC 칩의 상면 상에 배치된 안테나 모듈을 포함하는 RF 장치로서,
상기 안테나 모듈은,
상기 RFIC 칩과 평행하고, 상기 RFIC 칩에 수직 방향으로 방사를 제공하도록 구성된 상면을 가지는 제1 패치(patch);
상기 제1 패치 및 상기 RFIC 사이에서 상기 제1 패치와 평행한 접지판; 및
상기 제1 패치의 하면에 연결되고 상기 RFIC 칩으로부터 상기 제1 패치에 복수의 차동 신호 쌍들을 공급하도록 구성된, 복수의 급전(feed) 라인들을 포함하고,
상기 복수의 급전 라인들은,
상기 제1 패치의 하면에서 제1 급전 지점 및 제2 급전 지점과 각각 연결되고 상기 복수의 차동 신호 쌍들 중 한 쌍을 상기 제1 패치에 공급하도록 구성된, 제1 급전 라인 및 제2 급전 라인; 및
상기 제1 패치의 하면에서 제3 급전 지점 및 제4 급전 지점과 각각 연결되고 상기 복수의 차동 신호들 쌍들 중 다른 한 쌍을 상기 제1 패치에 공급하도록 구성된, 제3 급전 라인 및 제4 급전 라인을 포함하고,
상기 제1 급전 지점, 상기 제2 급전 지점, 상기 제3 급전 지점 및 상기 제4 급전 지점은, 상기 제1 패치의 하면 상에서 이중 편파를 위해 배치되고,
상기 복수의 차동 신호 쌍들 각각은, 반대 위상을 가지는 2개의 신호들을 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 장치.
An RF device comprising a Radio Frequency Integrated Circuit (RFIC) chip and an antenna module disposed on an upper surface of the RFIC chip,
The antenna module is
a first patch having a top surface parallel to the RFIC chip and configured to provide radiation in a direction perpendicular to the RFIC chip;
a ground plate parallel to the first patch between the first patch and the RFIC; and
a plurality of feed lines connected to a lower surface of the first patch and configured to supply a plurality of differential signal pairs from the RFIC chip to the first patch;
The plurality of feeding lines are,
a first feeding line and a second feeding line respectively connected to a first feeding point and a second feeding point on a lower surface of the first patch and configured to supply one of the plurality of differential signal pairs to the first patch; and
a third feeding line and a fourth feeding line respectively connected to a third feeding point and a fourth feeding point on a lower surface of the first patch and configured to supply the other one of the plurality of pairs of differential signals to the first patch including,
The first feeding point, the second feeding point, the third feeding point and the fourth feeding point are disposed for double polarization on the lower surface of the first patch,
Each of the plurality of differential signal pairs, RF device, characterized in that comprising two signals having opposite phases.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 급전 지점 및 상기 제2 급전 지점은, 제1 수평 방향으로 이격된 것을 특징으로 하는 RF 장치.
The method according to claim 1,
The first feeding point and the second feeding point are RF device, characterized in that spaced apart in a first horizontal direction.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 급전 지점 및 상기 제2 급전 지점은, 상기 제1 수평 방향으로 상기 제1 패치의 중심을 가로지르는 제1 중심선에 근접하게 위치하는 것을 특징으로 하는 RF 장치.
3. The method according to claim 2,
The first feeding point and the second feeding point are located adjacent to a first center line crossing the center of the first patch in the first horizontal direction.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 급전 지점 및 상기 제2 급전 지점은, 상기 제1 패치의 중심으로부터 동일한 거리만큼 각각 이격된 것을 특징으로 하는 RF 장치.
3. The method according to claim 2,
The first feeding point and the second feeding point are RF device, characterized in that each is spaced apart by the same distance from the center of the first patch.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 급전 라인은, 상기 제1 수평 방향으로 연장되는 부분 및 상기 수직 방향으로 연장되는 부분을 포함하고,
상기 제2 급전 라인은, 상기 제1 수평 방향으로 연장되는 부분 및 상기 수직 방향으로 연장되는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 장치.
3. The method according to claim 2,
The first feeding line includes a portion extending in the first horizontal direction and a portion extending in the vertical direction,
The second feeding line, RF device, characterized in that it comprises a portion extending in the first horizontal direction and the portion extending in the vertical direction.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 패치의 상면 및 하면은, 상기 제1 수평 방향에 평행한 한 쌍의 변들(sides)을 가지는 직사각형인 것을 특징으로 하는 RF 장치.
3. The method according to claim 2,
An upper surface and a lower surface of the first patch have a rectangular shape having a pair of sides parallel to the first horizontal direction.
청구항 2에 있어서,
상기 제3 급전 라인 및 상기 제4 급전 지점은, 상기 제1 수평 방향과 수직한 제2 수평 방향으로 이격된 것을 특징으로 하는 RF 장치.
3. The method according to claim 2,
The third feeding line and the fourth feeding point are spaced apart from each other in a second horizontal direction perpendicular to the first horizontal direction.
청구항 7에 있어서,
상기 제3 급전 지점 및 상기 제4 급전 지점은, 상기 제2 수평 방향으로 상기 제1 패치의 중심을 가로지르는 제2 중심선에 근접하게 위치하는 것을 특징으로 하는 RF 장치.
8. The method of claim 7,
The third feeding point and the fourth feeding point are located adjacent to a second center line crossing the center of the first patch in the second horizontal direction.
청구항 7에 있어서,
상기 제3 급전 지점 및 상기 제4 급전 지점은, 상기 제1 패치의 중심으로부터 동일한 거리만큼 각각 이격된 것을 특징으로 하는 RF 장치.
8. The method of claim 7,
The third feeding point and the fourth feeding point are respectively spaced apart from the center of the first patch by the same distance.
청구항 7에 있어서,
상기 제3 급전 라인은, 상기 제2 수평 방향으로 연장되는 부분 및 상기 수직 방향으로 연장되는 부분을 포함하고,
상기 제4 급전 라인은, 상기 제2 수평 방향으로 연장되는 부분 및 상기 수직 방향으로 연장되는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 장치.
8. The method of claim 7,
The third feeding line includes a portion extending in the second horizontal direction and a portion extending in the vertical direction,
The fourth feeding line, RF device, characterized in that it includes a portion extending in the second horizontal direction and the portion extending in the vertical direction.
청구항 7에 있어서,
상기 안테나 모듈은,
상기 제1 패치로부터 상기 제1 수평 방향으로 이격된 제2 패치; 및
상기 제2 패치의 하면에 연결되고 상기 RFIC 칩으로부터 상기 제2 패치에 적어도 하나의 차동 신호를 공급하도록 구성된, 복수의 급전 라인들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 장치.
8. The method of claim 7,
The antenna module is
a second patch spaced apart from the first patch in the first horizontal direction; and
and a plurality of feeding lines connected to a lower surface of the second patch and configured to supply at least one differential signal from the RFIC chip to the second patch.
청구항 11에 있어서,
상기 안테나 모듈은,
상기 제1 패치로부터 상기 제2 수평 방향으로 이격된 제3 패치;
상기 제2 패치로부터 상기 제2 수평 방향으로 이격된 제4 패치; 및
상기 제3 패치 및 상기 제4 패치의 하면들에 각각 연결되고 상기 RFIC 칩으로부터 상기 제3 패치 및 상기 제4 패치에 적어도 하나의 차동 신호를 각각 공급하도록 구성된, 복수의 급전 라인들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 장치.
12. The method of claim 11,
The antenna module is
a third patch spaced apart from the first patch in the second horizontal direction;
a fourth patch spaced apart from the second patch in the second horizontal direction; and
Further comprising a plurality of feeding lines respectively connected to the lower surfaces of the third patch and the fourth patch and configured to respectively supply at least one differential signal from the RFIC chip to the third patch and the fourth patch Characterized by RF devices.
청구항 1에 있어서,
상기 안테나 모듈은, 상기 제1 패치의 상면 상에서 상기 제1 패치와 평행한 상위 패치(top-patch)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 장치.
The method according to claim 1,
The antenna module, RF device characterized in that it further comprises a top patch (top-patch) parallel to the first patch on the top surface of the first patch.
청구항 1에 있어서,
상기 RFIC는, 상기 복수의 차동 신호 쌍들을 생성하기 위한 적어도 하나의 위상 변위기(phase shifter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 장치.
The method according to claim 1,
The RFIC comprises at least one phase shifter for generating the plurality of differential signal pairs.
청구항 1에 있어서,
상기 RFIC는, 복수의 급전 라인들을 통해서 수신되는 신호들을 처리하기 위한 적어도 하나의 위상 변위기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 장치.
The method according to claim 1,
The RFIC, RF device, characterized in that it further comprises at least one phase shifter for processing the signals received through the plurality of feed lines.
접지판;
상기 접지판의 상면 위에서 상기 접지판과 평행하고, 상기 접지판에 수직 방향으로 방사를 제공하도록 구성된 상면을 가지는 제1 패치(patch); 및
상기 제1 패치의 하면에서 복수의 급전 지점들에 각각 연결되고, 상기 제1 패치에 복수의 차동 신호 쌍들을 공급하도록 구성된 복수의 급전 라인들을 포함하고,
상기 복수의 급전 지점들은,
제1 편파를 위해 제1 수평 방향으로 이격된 제1 급전 지점 및 제2 급전 지점을 포함하고,
제2 편파를 위해 상기 제1 수평 방향과 수직한 제2 수평 방향으로 이격된 제3 급전 지점 및 제4 급전 지점을 포함하고,
상기 복수의 차동 신호 쌍들 각각은, 반대 위상을 가지는 2개의 신호들을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
ground plate;
a first patch on the top surface of the ground plate and having a top surface parallel to the ground plate and configured to provide radiation in a direction perpendicular to the ground plate; and
a plurality of feed lines respectively connected to a plurality of feed points on a lower surface of the first patch and configured to supply a plurality of differential signal pairs to the first patch;
The plurality of feeding points are,
a first feeding point and a second feeding point spaced apart in a first horizontal direction for a first polarization;
a third feeding point and a fourth feeding point spaced apart in a second horizontal direction perpendicular to the first horizontal direction for a second polarization;
Antenna module, characterized in that each of the plurality of differential signal pairs, comprising two signals having opposite phases.
청구항 16에 있어서,
상기 제1 급전 지점 및 상기 제2 급전 지점은, 상기 제1 수평 방향으로 상기 제1 패치의 중심을 가로지르는 제1 중심선에 근접하게 위치하고,
상기 제3 급전 지점 및 상기 제4 급전 지점은, 상기 제2 수평 방향으로 상기 제1 패치의 중심을 가로지르는 제2 중심선에 근접하게 위치하는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
17. The method of claim 16,
The first feeding point and the second feeding point are located close to a first center line crossing the center of the first patch in the first horizontal direction,
The third feeding point and the fourth feeding point are located close to a second center line crossing the center of the first patch in the second horizontal direction.
청구항 16에 있어서,
상기 제1 급전 지점 및 상기 제2 급전 지점은, 상기 제1 패치의 중심으로부터 동일한 거리만큼 각각 이격되고,
상기 제3 급전 지점 및 상기 제4 급전 지점은, 상기 제1 패치의 중심으로부터 동일한 거리만큼 각각 이격되는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
17. The method of claim 16,
The first feeding point and the second feeding point are spaced apart from each other by the same distance from the center of the first patch,
The third feeding point and the fourth feeding point are respectively spaced apart from the center of the first patch by the same distance.
청구항 16에 있어서,
상기 제1 패치로부터 상기 제1 수평 방향으로 이격된 제2 패치; 및
상기 제2 패치의 하면에서 복수의 급전 지점들에 각각 연결된 복수의 급전 라인들을 더 포함하는 안테나 모듈.
17. The method of claim 16,
a second patch spaced apart from the first patch in the first horizontal direction; and
The antenna module further comprising a plurality of feeding lines respectively connected to a plurality of feeding points on the lower surface of the second patch.
청구항 19에 있어서,
상기 제1 패치로부터 상기 제2 수평 방향으로 이격된 제3 패치;
상기 제2 패치로부터 상기 제2 수평 방향으로 이격된 제4 패치; 및
상기 제3 패치 및 상기 제4 패치의 하면들에서 복수의 급전 지점들에 각각 연결된 복수의 급전 라인들을 더 포함하는 안테나 모듈.
20. The method of claim 19,
a third patch spaced apart from the first patch in the second horizontal direction;
a fourth patch spaced apart from the second patch in the second horizontal direction; and
The antenna module further comprising a plurality of feeding lines respectively connected to a plurality of feeding points on lower surfaces of the third patch and the fourth patch.
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