KR102486786B1 - Antenna apparatus - Google Patents

Antenna apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR102486786B1
KR102486786B1 KR1020210007222A KR20210007222A KR102486786B1 KR 102486786 B1 KR102486786 B1 KR 102486786B1 KR 1020210007222 A KR1020210007222 A KR 1020210007222A KR 20210007222 A KR20210007222 A KR 20210007222A KR 102486786 B1 KR102486786 B1 KR 102486786B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
patch antenna
ground plane
vias
antenna patterns
feed
Prior art date
Application number
KR1020210007222A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20210015976A (en
Inventor
김상현
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020190093172A external-priority patent/KR102207151B1/en
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020210007222A priority Critical patent/KR102486786B1/en
Publication of KR20210015976A publication Critical patent/KR20210015976A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102486786B1 publication Critical patent/KR102486786B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/44Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
    • H01Q1/46Electric supply lines or communication lines

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 그라운드 플레인과, 그라운드 플레인의 상측으로 이격 배치되고 제1 대역폭을 가지도록 구성된 제1 패치 안테나 패턴과, 그라운드 플레인의 상측으로 이격 배치되고 제1 패치 안테나 패턴의 적어도 일부분이 오버랩되도록 배치되고 제1 대역폭의 주파수보다 더 높은 주파수에 대응되는 제2 대역폭을 가지도록 구성된 제2 패치 안테나 패턴과, 각각 제1 패치 안테나 패턴과 그라운드 플레인의 사이를 전기적으로 연결시키도록 배치된 복수의 가이드 비아를 포함하고, 복수의 가이드 비아는 제1 패치 안테나 패턴의 일 변을 따라 배열될 수 있다.An antenna device according to an embodiment of the present invention includes a ground plane, a first patch antenna pattern spaced apart from above the ground plane and configured to have a first bandwidth, and a first patch antenna spaced apart from above the ground plane Electrical connection between a second patch antenna pattern configured to overlap at least a portion of the pattern and have a second bandwidth corresponding to a frequency higher than the frequency of the first bandwidth, and the first patch antenna pattern and the ground plane, respectively and a plurality of guide vias disposed so as to be aligned, and the plurality of guide vias may be arranged along one side of the first patch antenna pattern.

Figure R1020210007222
Figure R1020210007222

Description

안테나 장치{Antenna apparatus}Antenna apparatus {Antenna apparatus}

본 발명은 안테나 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna device.

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.Data traffic of mobile communication is increasing rapidly every year. Active technology development is in progress to support such rapid data in real time in a wireless network. For example, IoT (Internet of Thing)-based data content creation, AR (Augmented Reality), VR (Virtual Reality), live VR/AR combined with SNS, autonomous driving, Sync View (user's point of view using a subminiature camera) Applications such as real-time video transmission) require communication (eg, 5G communication, mmWave communication, etc.) that supports exchanging large amounts of data.

따라서, 최근 5세대(5G) 통신을 포함하는 밀리미터웨이브(mmWave) 통신이 활발하게 연구되고 있으며, 이를 원활히 구현하는 안테나 장치의 상용화/표준화를 위한 연구도 활발히 진행되고 있다.Therefore, millimeter wave (mmWave) communication, including fifth generation (5G) communication, has recently been actively researched, and research for commercialization/standardization of an antenna device that smoothly implements it is also being actively conducted.

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.Since RF signals of high frequency bands (eg, 24 GHz, 28 GHz, 36 GHz, 39 GHz, 60 GHz, etc.) are easily absorbed and lead to loss in the process of transmission, the quality of communication may rapidly deteriorate. Therefore, antennas for high-frequency communication require a different technical approach from the existing antenna technology, and a separate antenna for securing antenna gain, integration of antenna and RFIC, and securing EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) is required. Development of special technologies such as power amplifiers may be required.

공개특허공보 제10-2019-0062064호Publication No. 10-2019-0062064

본 발명은 안테나 성능(예: 이득, 대역폭, 지향성(directivity) 등)을 향상시키거나 소형화에 유리한 구조를 가질 수 있는 안테나 장치를 제공한다.The present invention provides an antenna device capable of improving antenna performance (eg, gain, bandwidth, directivity, etc.) or having a structure advantageous to miniaturization.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 그라운드 플레인; 상기 그라운드 플레인의 상측으로 이격 배치되고 제1 대역폭을 가지도록 구성된 제1 패치 안테나 패턴; 상기 그라운드 플레인의 상측으로 이격 배치되고 상기 제1 패치 안테나 패턴의 적어도 일부분이 오버랩되도록 배치되고 상기 제1 대역폭의 주파수보다 더 높은 주파수에 대응되는 제2 대역폭을 가지도록 구성된 제2 패치 안테나 패턴; 및 각각 상기 제1 패치 안테나 패턴과 상기 그라운드 플레인의 사이를 전기적으로 연결시키도록 배치된 복수의 가이드 비아; 를 포함하고, 상기 복수의 가이드 비아는 상기 제1 패치 안테나 패턴의 일 변을 따라 배열될 수 있다.An antenna device according to an embodiment of the present invention includes a ground plane; a first patch antenna pattern spaced apart from the upper side of the ground plane and configured to have a first bandwidth; a second patch antenna pattern spaced apart from above the ground plane, arranged so that at least a portion of the first patch antenna pattern overlaps, and configured to have a second bandwidth corresponding to a frequency higher than a frequency of the first bandwidth; and a plurality of guide vias disposed to electrically connect the first patch antenna pattern and the ground plane to each other. Including, the plurality of guide vias may be arranged along one side of the first patch antenna pattern.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 그라운드 플레인; 상기 그라운드 플레인의 상측으로 이격 배치되고 다각형인 복수의 제1 패치 안테나 패턴; 및 각각 상기 복수의 제1 패치 안테나 패턴과 상기 그라운드 플레인의 사이를 전기적으로 연결시키도록 배치된 복수의 가이드 비아; 를 포함하고, 상기 복수의 가이드 비아는 상기 복수의 제1 패치 안테나 패턴 각각의 서로를 향하지 않는 타 변과 상기 그라운드 플레인의 사이를 개방하고 상기 타 변의 반대방향에 위치한 일 변을 따라 배열될 수 있다.An antenna device according to an embodiment of the present invention includes a ground plane; a plurality of first patch antenna patterns spaced apart from each other above the ground plane and having a polygonal shape; and a plurality of guide vias arranged to electrically connect the plurality of first patch antenna patterns and the ground plane, respectively; The plurality of guide vias may be arranged along one side that is open between the ground plane and the other side of each of the plurality of first patch antenna patterns that does not face each other and is located in a direction opposite to the other side. .

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 안테나 성능(예: 이득, 대역폭, 지향성(directivity) 등)을 향상시키거나 소형화에 유리한 구조를 가질 수 있다.An antenna device according to an embodiment of the present invention may have a structure advantageous for improving antenna performance (eg, gain, bandwidth, directivity, etc.) or miniaturization.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 나타낸 측면도이다.
도 2c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 치수들을 나타낸 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치와 제2 패치 안테나 패턴을 나타낸 평면도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치와 제1 패치 안테나 패턴을 나타낸 평면도이다.
도 3c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 배치방향을 예시한 평면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 제1 대역폭에 속하는 주파수의 전계(E-field) 분포를 예시한 단면도이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 제2 대역폭에 속하는 주파수의 전계(E-field) 분포를 예시한 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 그라운드 플레인을 나타낸 평면도이다.
도 5b는 도 5a의 그라운드 플레인의 하측의 피드라인을 나타낸 평면도이다.
도 5c는 도 5b의 피드라인의 하측의 배선비아와 제2 그라운드 플레인을 나타낸 평면도이다.
도 5d는 도 5c의 제2 그라운드 플레인의 하측의 IC 배치 영역과 엔드-파이어 안테나를 나타낸 평면도이다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치에 포함된 연결 부재의 하측 구조를 예시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 구조를 예시한 측면도이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 전자기기에서의 배치를 예시한 평면도이다.
1 is a perspective view illustrating an antenna device according to an embodiment of the present invention.
2A is a cross-sectional view showing an antenna device according to an embodiment of the present invention.
2B is a side view illustrating an antenna device according to an embodiment of the present invention.
2C is a cross-sectional view showing dimensions of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
3A is a plan view illustrating an antenna device and a second patch antenna pattern according to an embodiment of the present invention.
3B is a plan view illustrating an antenna device and a first patch antenna pattern according to an embodiment of the present invention.
3C is a plan view illustrating a disposition direction of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
4A is a cross-sectional view illustrating E-field distribution of frequencies belonging to a first bandwidth of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
4B is a cross-sectional view illustrating E-field distribution of frequencies belonging to a second bandwidth of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
5A is a plan view illustrating a ground plane of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5B is a plan view illustrating a feed line on the lower side of the ground plane of FIG. 5A.
FIG. 5C is a plan view illustrating a wiring via and a second ground plane below the feed line of FIG. 5B.
FIG. 5D is a plan view illustrating an IC placement area and an end-fire antenna on the lower side of the second ground plane of FIG. 5C.
6A to 6B are side views illustrating a lower structure of a connection member included in an antenna device according to an embodiment of the present invention.
7 is a side view illustrating the structure of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
8A to 8C are plan views illustrating the arrangement of an antenna device according to an embodiment of the present invention in an electronic device.

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.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The detailed description of the present invention which follows refers to the accompanying drawings which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable one skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different from each other but are not necessarily mutually exclusive. For example, specific shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in one embodiment in another embodiment without departing from the spirit and scope of the invention. Additionally, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the detailed description set forth below is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is limited only by the appended claims, along with all equivalents as claimed by those claims. Like reference numbers in the drawings indicate the same or similar function throughout the various aspects.

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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily practice the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 나타낸 단면도이고, 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 나타낸 측면도이고, 도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치와 제2 패치 안테나 패턴을 나타낸 평면도이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치와 제1 패치 안테나 패턴을 나타낸 평면도이다.1 is a perspective view showing an antenna device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2A is a cross-sectional view showing an antenna device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B is an antenna device according to an embodiment of the present invention. FIG. 3A is a plan view illustrating an antenna device and a second patch antenna pattern according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a plan view illustrating an antenna device and a first patch antenna pattern according to an embodiment of the present invention. to be.

도 1, 도 2a, 도 2b, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치(100a, 100b, 100c, 100d)는, 그라운드 플레인(201a), 제1 패치 안테나 패턴(111a), 제2 패치 안테나 패턴(112a) 및 복수의 가이드 비아(130a)를 포함할 수 있으며, 피드비아(120a), 피드패턴(126a), 유전층(151a) 및 연결 부재(200a) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1, 2a, 2b, 3a, and 3b, antenna devices 100a, 100b, 100c, and 100d according to an embodiment of the present invention include a ground plane 201a and a first patch antenna pattern. 111a, the second patch antenna pattern 112a, and a plurality of guide vias 130a, and at least one of the feed via 120a, the feed pattern 126a, the dielectric layer 151a, and the connecting member 200a. may contain one more.

제1 패치 안테나 패턴(111a)은 그라운드 플레인(201a)의 상측으로 이격 배치되고 제1 대역폭을 가지도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 대역폭은 20GHz 이상 40GHz 이하의 범위에 속하는 중심 주파수를 가지도록 설계될 수 있으며, 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 내재적 요소(예: 제1 패치 안테나 패턴의 크기, 형태, 타 구성요소에 대한 이격거리, 유전층의 유전율 등)에 의해 결정될 수 있다.The first patch antenna pattern 111a may be spaced apart from the upper side of the ground plane 201a and configured to have a first bandwidth. For example, the first bandwidth may be designed to have a center frequency within a range of 20 GHz or more and 40 GHz or less, and intrinsic elements of the first patch antenna pattern 111a (eg, size, shape, It can be determined by the separation distance for other components, the permittivity of the dielectric layer, etc.).

제1 패치 안테나 패턴(111a)은 상면으로 표면전류가 흐름에 따라 상하방향(예: z방향)으로 방사패턴을 형성할 수 있으며, 상하방향(예: z방향)으로 RF(Radio Frequency) 신호를 원격 송수신할 수 있다.The first patch antenna pattern 111a may form a radiation pattern in the vertical direction (eg, z direction) as surface current flows to the upper surface, and transmits RF (Radio Frequency) signals in the vertical direction (eg, z direction). You can send and receive remotely.

제1 패치 안테나 패턴(111a)을 흐르는 표면전류의 방향 및/또는 크기는 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 상기 내재적 요소에 대응되는 임피던스(캐패시턴스 및/또는 인덕턴스)에 기반하여 결정될 수 있다.The direction and/or magnitude of the surface current flowing through the first patch antenna pattern 111a may be determined based on the impedance (capacitance and/or inductance) corresponding to the intrinsic element of the first patch antenna pattern 111a.

예를 들어, 제1 패치 안테나 패턴(111a)은 복수의 변을 가지는 다각형으로 구성될 수 있다. 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 다각형의 변의 전자기적 경계조건은 상기 표면전류가 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 일 변에서 타 변을 향하여 흐르도록 할 수 있다.For example, the first patch antenna pattern 111a may be configured as a polygon having a plurality of sides. The electromagnetic boundary condition of the polygonal side of the first patch antenna pattern 111a may cause the surface current to flow from one side to the other side of the first patch antenna pattern 111a.

그라운드 플레인(201a)은 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 하측으로 이격 배치될 수 있으며, 제1 패치 안테나 패턴(111a)에 상하방향(예: z방향)으로 오버랩될 수 있다.The ground plane 201a may be spaced apart from the lower side of the first patch antenna pattern 111a and may overlap the first patch antenna pattern 111a in a vertical direction (eg, a z direction).

그라운드 플레인(201a)은 연결 부재(200a)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 연결 부재(200a)는 인쇄회로기판(PCB)와 같거나 유사한 방식의 금속층과 절연층이 교대로 적층된 구조를 가질 수 있다.The ground plane 201a may be included in the connecting member 200a. For example, the connection member 200a may have a structure in which a metal layer and an insulating layer are alternately laminated in the same or similar manner as that of a printed circuit board (PCB).

그라운드 플레인(201a)은 제1 패치 안테나 패턴(111a)에 대해 전자기적으로 리플렉터(reflector)로 작용할 수 있으므로, 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 RF 신호 원격 송수신 방향을 더욱 상하방향(예: z방향)으로 집중시킬 수 있다.Since the ground plane 201a may act as a reflector electromagnetically for the first patch antenna pattern 111a, the RF signal remote transmission/reception direction of the first patch antenna pattern 111a is further increased in a vertical direction (eg, z direction) can be focused.

제2 패치 안테나 패턴(112a)은 그라운드 플레인(201a)의 상측으로 이격 배치되고 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 적어도 일부분이 오버랩되도록 배치되고 제1 대역폭보다 더 높은 제2 대역폭을 가지도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 대역폭은 60GHz을 포함하도록 설계될 수 있으며, 제2 패치 안테나 패턴(112a)의 내재적 요소(예: 제2 패치 안테나 패턴의 크기, 형태, 타 구성요소에 대한 이격거리, 유전층의 유전율 등)에 의해 결정될 수 있다.The second patch antenna pattern 112a is spaced apart from the upper side of the ground plane 201a, is arranged so that at least a portion of the first patch antenna pattern 111a overlaps, and has a second bandwidth higher than the first bandwidth. can For example, the second bandwidth may be designed to include 60 GHz, and intrinsic elements of the second patch antenna pattern 112a (eg, size and shape of the second patch antenna pattern, separation distance to other components, dielectric layer It can be determined by the permittivity of , etc.).

제2 패치 안테나 패턴(112a)은 상면으로 표면전류가 흐름에 따라 상하방향(예: z방향)으로 방사패턴을 형성할 수 있으며, 상하방향(예: z방향)으로 RF(Radio Frequency) 신호를 원격 송수신할 수 있다.The second patch antenna pattern 112a may form a radiation pattern in the vertical direction (eg, z direction) as the surface current flows to the upper surface, and transmits an RF (Radio Frequency) signal in the vertical direction (eg, z direction). You can send and receive remotely.

제2 대역폭이 제1 대역폭보다 더 높으므로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치(100a, 100b, 100c, 100d)는, 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)을 통해 서로 다른 주파수의 복수의 RF 신호를 상하방향(예: z방향)으로 원격 송수신할 수 있다.Since the second bandwidth is higher than the first bandwidth, the antenna devices 100a, 100b, 100c, and 100d according to an embodiment of the present invention have different antennas through the first and second patch antenna patterns 111a and 112a. It is possible to remotely transmit and receive a plurality of RF signals of different frequencies in up and down directions (eg, z-direction).

또한, 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 적어도 일부분이 제2 패치 안테나 패턴(112a) 상하방향(예: z방향)으로 오버랩되므로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치(100a, 100b, 100c, 100d)는, 수평방향(예: x방향 및/또는 y방향) 사이즈의 별다른 증가 없이도 서로 다른 주파수의 복수의 RF 신호를 상하방향(예: z방향)으로 원격 송수신할 수 있다.In addition, since at least a portion of the first patch antenna pattern 111a overlaps the second patch antenna pattern 112a in the vertical direction (eg, the z direction), the antenna devices 100a, 100b, and 100c according to an embodiment of the present invention , 100d) can remotely transmit and receive a plurality of RF signals of different frequencies in the vertical direction (eg, the z direction) without a significant increase in size in the horizontal direction (eg, the x-direction and/or the y-direction).

한편, 제2 대역폭이 제1 대역폭보다 더 높으므로, 제2 패치 안테나 패턴(112a)에서 원격 송수신되는 RF 신호의 제2 파장은 제1 패치 안테나 패턴(111a)에서 원격 송수신되는 RF 신호의 제1 파장보다 짧을 수 있다.Meanwhile, since the second bandwidth is higher than the first bandwidth, the second wavelength of the RF signal remotely transmitted and received in the second patch antenna pattern 112a is the first wavelength of the RF signal remotely transmitted and received in the first patch antenna pattern 111a. may be shorter than the wavelength.

제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)을 각각 흐르는 제1 및 제2 표면전류는 각각 제1 및 제2 파장의 영향을 받을 수 있으며, 제1 및 제2 표면전류는 각각 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)의 공진에 의해 형성될 수 있다.The first and second surface currents flowing through the first and second patch antenna patterns 111a and 112a, respectively, may be affected by the first and second wavelengths, respectively. It may be formed by resonance of the second patch antenna patterns 111a and 112a.

따라서, 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)은 제1 및 제2 표면전류가 각각 제1 및 제2 파장에 대응되는 공진 환경에서 흐르도록 설계될 수 있다.Accordingly, the first and second patch antenna patterns 111a and 112a may be designed so that the first and second surface currents flow in a resonance environment corresponding to the first and second wavelengths, respectively.

복수의 가이드 비아(130a)는 각각 제1 패치 안테나 패턴(111a)과 그라운드 플레인(201a)의 사이를 전기적으로 연결시키도록 배치된다.The plurality of guide vias 130a are disposed to electrically connect each of the first patch antenna patterns 111a and the ground plane 201a.

또한, 복수의 가이드 비아(130a)는 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 일 변을 따라 배열될 수 있다. 복수의 가이드 비아(130a)의 조합은 제1 패치 안테나 패턴(111a)과 그라운드 플레인(201a) 사이의 전기적 경로의 폭을 넓힐 수 있으며, 제1 패치 안테나 패턴(111a)를 흐르는 제1 표면전류가 복수의 가이드 비아(130a)를 효율적으로 흐르도록 적절한 임피던스를 가질 수 있다.In addition, the plurality of guide vias 130a may be arranged along one side of the first patch antenna pattern 111a. The combination of the plurality of guide vias 130a can widen the width of the electrical path between the first patch antenna pattern 111a and the ground plane 201a, and the first surface current flowing through the first patch antenna pattern 111a It may have an appropriate impedance to efficiently flow through the plurality of guide vias 130a.

이에 따라, 제1 패치 안테나 패턴(111a)를 흐르는 제1 표면전류는 복수의 가이드 비아(130a)를 통해 그라운드 플레인(201a)까지 효율적으로 흐를 수 있다. 즉, 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 공진에 대응되는 길이는 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 길이와, 복수의 가이드 비아(130a)의 길이와, 그라운드 플레인(201a)에서 제1 패치 안테나 패턴(111a)에 오버랩되는 부분의 길이의 합에 대응될 수 있다.Accordingly, the first surface current flowing through the first patch antenna pattern 111a can efficiently flow to the ground plane 201a through the plurality of guide vias 130a. That is, the length corresponding to the resonance of the first patch antenna pattern 111a is the length of the first patch antenna pattern 111a, the length of the plurality of guide vias 130a, and the first patch antenna in the ground plane 201a It may correspond to the sum of the lengths of the portions overlapping the pattern 111a.

따라서, 제1 패치 안테나 패턴(111a)은 수평방향(예: x방향 및/또는 y방향) 사이즈의 별다른 증가 없이도 제2 대역폭보다 낮은 제1 대역폭을 보다 쉽게 가질 수 있으며, 제2 패치 안테나 패턴(112a)의 크기와 유사한(예: 80% 내지 120%의 비율) 크기를 가지더라도 제2 대역폭보다 크게(예: 50%의 비율) 낮은 제1 대역폭을 가질 수 있다.Therefore, the first patch antenna pattern 111a can more easily have a first bandwidth lower than the second bandwidth without a significant increase in size in the horizontal direction (eg, x direction and/or y direction), and the second patch antenna pattern ( 112a) may have a first bandwidth that is larger than the second bandwidth (eg, a ratio of 50%) even though it has a similar size (eg, a ratio of 80% to 120%).

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치(100a, 100b, 100c, 100d)는 상대적으로 더 높은 제2 대역폭을 가지는 제2 패치 안테나 패턴(112a)에 대응되는 작은 수평방향(예: x방향 및/또는 y방향) 사이즈를 가지면서도, 더 낮은 제1 대역폭을 가지는 제1 패치 안테나 패턴(111a)을 별다른 수평방향 사이즈 증가 없이 포함할 수 있으므로, 서로 다른 주파수의 복수의 RF 신호를 상하방향(예: z방향)으로 원격 송수신하면서도 보다 쉽게 소형화될 수 있다.In addition, the antenna devices 100a, 100b, 100c, and 100d according to an embodiment of the present invention have a small horizontal direction (eg, x-direction) corresponding to the second patch antenna pattern 112a having a relatively higher second bandwidth. and/or y-direction), the first patch antenna pattern 111a having a lower first bandwidth may be included without increasing the size in the horizontal direction, so that a plurality of RF signals of different frequencies are transmitted in the vertical direction ( Ex: z-direction), and can be more easily miniaturized while remotely transmitting and receiving.

한편, 예를 들어, 복수의 가이드 비아(130a)는 3개 이상이고 직선을 이루도록 배열될 수 있다. 이에 따라, 복수의 가이드 비아(130a)는 제1 패치 안테나 패턴(111a)를 흐르는 제1 표면전류가 복수의 가이드 비아(130a)를 효율적으로 흐르도록 보다 적절한 임피던스를 가질 수 있다.Meanwhile, for example, the plurality of guide vias 130a may be three or more and may be arranged in a straight line. Accordingly, the plurality of guide vias 130a may have more appropriate impedance so that the first surface current flowing through the first patch antenna pattern 111a flows efficiently through the plurality of guide vias 130a.

예를 들어, 복수의 가이드 비아(130a)는 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 일 변과 그라운드 플레인(201a) 사이를 폐쇄하고 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 일 변을 제외한 나머지 변(예: 3개 변)과 그라운드 플레인(201a) 사이를 개방하도록 배열될 수 있다.For example, the plurality of guide vias 130a closes between one side of the first patch antenna pattern 111a and the ground plane 201a, and the other sides of the first patch antenna pattern 111a except for one side (eg : 3 sides) and the ground plane 201a.

이에 따라, 제1 패치 안테나 패턴(111a)를 흐르는 제1 표면전류는 일 방향으로 보다 효율적으로 집중될 수 있으므로, 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 공진에 영향을 주는 길이 요소가 분산되는 것은 방지될 수 있다.Accordingly, since the first surface current flowing through the first patch antenna pattern 111a can be more efficiently concentrated in one direction, dispersion of the length factor affecting the resonance of the first patch antenna pattern 111a is prevented. It can be.

예를 들어, 복수의 가이드 비아(130a)는 제2 패치 안테나 패턴(112a)으로부터 분리될 수 있다. 이에 따라, 복수의 가이드 비아(130a)은 제1 및/또는 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)의 방사패턴 형성을 보다 확실히 방해하지 않을 수 있으므로, 제1 및/또는 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)의 이득(gain)을 향상시킬 수 있다.For example, the plurality of guide vias 130a may be separated from the second patch antenna pattern 112a. Accordingly, since the plurality of guide vias 130a may not more reliably interfere with the radiation pattern formation of the first and/or second patch antenna patterns 111a and 112a, the first and/or second patch antenna patterns ( Gains of 111a and 112a) may be improved.

예를 들어, 복수의 가이드 비아(130a) 중 적어도 일부는 제2 패치 안테나 패턴(112a)의 일 변에 오버랩될 수 있다.For example, at least some of the plurality of guide vias 130a may overlap one side of the second patch antenna pattern 112a.

제1 패치 안테나 패턴(111a)을 흐르는 제1 표면전류는 제1 패치 안테나 패턴(111a)과 복수의 가이드 비아(130a)의 사이에서 꺾일 수 있으므로, 제1 패치 안테나 패턴(111a)과 복수의 가이드 비아(130a)가 만나는 경계선의 전자기적 경계조건은 제2 패치 안테나 패턴(112a)의 일 변의 전자기적 경계조건과 유사할 수 있다.Since the first surface current flowing through the first patch antenna pattern 111a can be bent between the first patch antenna pattern 111a and the plurality of guide vias 130a, the first patch antenna pattern 111a and the plurality of guide vias The electromagnetic boundary condition of the boundary line where the vias 130a meet may be similar to the electromagnetic boundary condition of one side of the second patch antenna pattern 112a.

따라서, 복수의 가이드 비아(130a) 중 적어도 일부가 제2 패치 안테나 패턴(112a)의 일 변에 오버랩될 경우, 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)은 서로 전자기적으로 조화롭게 동작할 수 있으므로, 서로에 대한 전자기적 간섭을 효율적으로 억제할 수 있으며, 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a)의 이득(gain)을 향상시킬 수 있다.Accordingly, when at least a portion of the plurality of guide vias 130a overlaps one side of the second patch antenna pattern 112a, the first and second patch antenna patterns 111a and 112a operate electromagnetically and harmoniously with each other. Therefore, electromagnetic interference with each other can be effectively suppressed, and the gain of the first and second patch antenna patterns 111a and 112a can be improved.

피드비아(120a)는 제2 패치 안테나 패턴(112a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 피드비아(120a)는 송신시에 IC(Integrated Circuit)로부터 전달받은 RF 신호를 제2 패치 안테나 패턴(112a)으로 전달할 수 있으며, 수신시에 제2 패치 안테나 패턴(112a)으로으로부터 전달받은 RF 신호를 IC로 전달할 수 있다.The feed via 120a may be electrically connected to the second patch antenna pattern 112a. The feed via 120a may transfer the RF signal received from the IC (Integrated Circuit) to the second patch antenna pattern 112a during transmission, and the RF signal received from the second patch antenna pattern 112a during reception. can be passed to the IC.

제1 패치 안테나 패턴(111a)은 피드비아(120a)가 관통하는 관통홀을 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 패치 안테나 패턴(112a)은 피드비아(120a)에 전기적으로 연결되면서도 제1 패치 안테나 패턴(111a)에 상하방향(예: z방향)으로 오버랩될 수 있으므로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치(100a, 100b, 100c, 100d)는 보다 쉽게 소형화될 수 있다.The first patch antenna pattern 111a may have a through hole through which the feed via 120a passes. Accordingly, the second patch antenna pattern 112a may overlap the first patch antenna pattern 111a in the vertical direction (eg, z direction) while being electrically connected to the feed via 120a. The antenna devices 100a, 100b, 100c, and 100d according to the example can be more easily miniaturized.

피드패턴(126a)은 피드비아(120a)에 전기적으로 연결되고 피드비아(120a)의 폭보다 더 큰 폭을 가지고 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 관통홀에 위치할 수 있다.The feed pattern 126a may be electrically connected to the feed via 120a, have a width larger than that of the feed via 120a, and may be positioned in the through hole of the first patch antenna pattern 111a.

이에 따라, 피드비아(120a)는 송신시에 IC로부터 전달받은 RF 신호를 제1 패치 안테나 패턴(111a)으로 간접적으로 전달할 수 있으며, 수신시에 제1 패치 안테나 패턴(111a)으로으로부터 간접적으로 전달받은 RF 신호를 IC로 전달할 수 있다.Accordingly, the feed via 120a may indirectly transfer the RF signal received from the IC to the first patch antenna pattern 111a during transmission, and indirectly transfer it from the first patch antenna pattern 111a during reception. The received RF signal can be delivered to the IC.

즉, 피드비아(120a)는 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a) 각각의 IC에 대한 전기적 연결 경로를 함께 제공할 수 있다.That is, the feed via 120a may provide an electrical connection path for each IC of the first and second patch antenna patterns 111a and 112a.

예를 들어, 피드비아(120a)는 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 중심에서 복수의 가이드 비아(130a)를 향하여 치우쳐져 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 패치 안테나 패턴(111a)과 피드비아(120a) 사이의 임피던스는 제1 패치 안테나 패턴(111a)를 흐르는 제1 표면전류가 복수의 가이드 비아(130a)를 효율적으로 흐르도록 적절히 결정될 수 있다.For example, the feed vias 120a may be displaced from the center of the first patch antenna pattern 111a toward the plurality of guide vias 130a. Accordingly, the impedance between the first patch antenna pattern 111a and the feed via 120a is appropriately determined so that the first surface current flowing through the first patch antenna pattern 111a flows efficiently through the plurality of guide vias 130a. can

예를 들어, 피드비아(120a)는 그라운드 플레인(201a)의 관통홀을 관통하도록 배치될 수 있다. 여기서, 제2 피드패턴(127a)은 그라운드 플레인(201a)의 관통홀에 배치될 수 있다.For example, the feed via 120a may be disposed to pass through a through hole of the ground plane 201a. Here, the second feed pattern 127a may be disposed in the through hole of the ground plane 201a.

이에 따라, IC는 그라운드 플레인(201a)보다 하위에 배치될 수 있으며, 그라운드 플레인(201a)은 IC와 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a) 사이의 전자기적 간섭을 효율적으로 막을 수 있다.Accordingly, the IC can be disposed below the ground plane 201a, and the ground plane 201a can effectively prevent electromagnetic interference between the IC and the first and second patch antenna patterns 111a and 112a. .

도 2c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 치수들을 나타낸 단면도이다.2C is a cross-sectional view showing dimensions of an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 2c를 참조하면, 제1 패치 안테나 패턴(111a)은 제1 길이(L1)를 가질 수 있고, 제2 패치 안테나 패턴(112a)은 제2 길이(L2)를 가질 수 있고, 피드비아(120a)는 제1 폭(W1)을 가질 수 있고, 복수의 가이드 비아(130a)는 제2 폭(W2)을 가질 수 있고, 피드패턴(126a)은 제3 폭(W3)을 가질 수 있다.Referring to FIG. 2C , the first patch antenna pattern 111a may have a first length L1, the second patch antenna pattern 112a may have a second length L2, and the feed via 120a ) may have a first width W1, the plurality of guide vias 130a may have a second width W2, and the feed pattern 126a may have a third width W3.

피드패턴(126a)은 피드비아(120a)의 제1 폭(W1)보다 더 큰 제3 폭(W3)을 가질 수 있다. 제3 폭(W3)이 제1 폭(W1)보다 더 크므로, 피드비아(120a)는 제1 패치 안테나 패턴(111a)에 접촉하지 않고도 전자기적 커플링 방식으로 제1 패치 안테나 패턴(111a)에 전기적으로 연결될 수 있다.The feed pattern 126a may have a third width W3 greater than the first width W1 of the feed via 120a. Since the third width W3 is greater than the first width W1 , the feed via 120a is coupled to the first patch antenna pattern 111a by electromagnetic coupling without contacting the first patch antenna pattern 111a. can be electrically connected to

제1 패치 안테나 패턴(111a)의 제1 길이(L1)는 제2 패치 안테나 패턴(112a)의 제2 길이(L2)의 0.8배 이상 1.2배 이하일 수 있다. 여기서, 제2 대역폭은 60GHz을 포함하고, 제1 대역폭의 중심 주파수는 20GHz 이상 40GHz 이하의 범위에 속할 수 있다.The first length L1 of the first patch antenna pattern 111a may be greater than or equal to 0.8 times and less than or equal to 1.2 times the second length L2 of the second patch antenna pattern 112a. Here, the second bandwidth includes 60 GHz, and the center frequency of the first bandwidth may belong to a range of 20 GHz or more and 40 GHz or less.

즉, 복수의 가이드 비아(130a)로 인해, 제1 패치 안테나 패턴(111a)은 제2 패치 안테나 패턴(112a)의 제2 대역폭보다 크게 낮은 제1 대역폭을 가지면서도 제2 패치 안테나 패턴(112a)의 크기와 비교적 유사한 크기를 가질 수 있다.That is, due to the plurality of guide vias 130a, the first patch antenna pattern 111a has a first bandwidth that is significantly lower than the second bandwidth of the second patch antenna pattern 112a, while maintaining the second patch antenna pattern 112a. may have a size relatively similar to that of

한편, 제1 및 제2 패치 안테나 패턴(111a, 112a) 사이의 이격 거리(H2)는 제1 패치 안테나 패턴(111a)과 그라운드 플레인(201a) 사이의 이격 거리(H1)보다 짧을 수 있다.Meanwhile, the separation distance H2 between the first and second patch antenna patterns 111a and 112a may be shorter than the separation distance H1 between the first patch antenna pattern 111a and the ground plane 201a.

이에 따라, 제1 패치 안테나 패턴(111a)과 복수의 가이드 비아(130a)와 그라운드 플레인(201a)이 이루는 U형태의 구조가 형성하는 방사패턴은 더욱 상하방향(예: z방향)으로 집중될 수 있으므로, 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 이득은 보다 향상될 수 있다.Accordingly, the radiation pattern formed by the U-shaped structure formed by the first patch antenna pattern 111a, the plurality of guide vias 130a, and the ground plane 201a can be further concentrated in the vertical direction (eg, z direction). Therefore, the gain of the first patch antenna pattern 111a can be further improved.

도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치와 제1 패치 안테나 패턴을 나타낸 평면도이고, 도 3c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 배치방향을 예시한 평면도이다.3B is a plan view illustrating an antenna device and a first patch antenna pattern according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3C is a plan view illustrating a disposition direction of an antenna device according to an embodiment of the present invention.

RF 신호의 원격 송수신 방향이 상하방향(예: z방향)일 경우, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 전계는 수평방향이면서 표면전류의 방향과 동일한 방향(예: x방향 또는 y방향)으로 형성될 수 있으며, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 자계는 수평방향이면서 표면전류의 방향에 수직인 방향(예: y방향 또는 x방향)으로 형성될 수 있다.When the remote transmission/reception direction of the RF signal is in the vertical direction (eg z direction), the electric field of the plurality of first patch antenna patterns 111a is horizontal and in the same direction as the direction of the surface current (eg x direction or y direction) , and the magnetic field of the plurality of first patch antenna patterns 111a may be formed in a horizontal direction and in a direction perpendicular to the direction of the surface current (eg, y direction or x direction).

복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 이득(gain)은 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 개수가 많을수록 높을 수 있다. 그러나, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 전계 및 자계는 인접한 제1 패치 안테나 패턴으로 전자기적 간섭을 일으킬 수 있다. 상기 전자기적 간섭은 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 이득 및/또는 지향성을 저하시킬 수 있다.The gain of the plurality of first patch antenna patterns 111a may be higher as the number of the plurality of first patch antenna patterns 111a increases. However, electric and magnetic fields of the plurality of first patch antenna patterns 111a may cause electromagnetic interference with adjacent first patch antenna patterns. The electromagnetic interference may degrade gain and/or directivity of the plurality of first patch antenna patterns 111a.

도 3b를 참조하면, 복수의 가이드 비아(130a)는 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a) 각각의 서로를 향하지 않는 타 변(예: +x방향)과 그라운드 플레인(201a)의 사이를 개방하고 상기 타 변의 반대방향인 일 변(예: -x방향)과 그라운드 플레인(201a)의 사이를 폐쇄하도록 배열될 수 있다.Referring to FIG. 3B, the plurality of guide vias 130a open a space between the other side (eg, +x direction) of each of the plurality of first patch antenna patterns 111a not facing each other and the ground plane 201a, It may be arranged to close between one side opposite to the other side (eg, -x direction) and the ground plane 201a.

이에 따라, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a) 각각의 표면전류는 더욱 일 변과 타 변 사이를 향하는 방향(예: x방향)으로 집중될 수 있으므로, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a)에서 표면전류가 y방향으로 흐르는 것은 더욱 억제될 수 있다. Accordingly, since the surface current of each of the plurality of first patch antenna patterns 111a can be further concentrated in a direction (eg, x direction) between one side and the other side, the plurality of first patch antenna patterns 111a The flow of the surface current in the y direction can be further suppressed.

따라서, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a)의 인접한 제1 패치 안테나 패턴으로의 전자기적 간섭은 더욱 억제될 수 있으며, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치(100a, 100b, 100c, 100d)의 이득 및/또는 지향성은 향상될 수 있다.Therefore, electromagnetic interference from the plurality of first patch antenna patterns 111a to adjacent first patch antenna patterns can be further suppressed, and the antenna devices 100a, 100b, 100c, and 100d according to an embodiment of the present invention can be further suppressed. The gain and/or directivity of may be improved.

예를 들어, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a)은 제1 방향(예: y방향)으로 배열되고, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a) 각각의 일 변 및 타 변은 대응되는 제1 패치 안테나 패턴에서 제1 방향에 대해 다른 방향(예: x방향)일 수 있다.For example, the plurality of first patch antenna patterns 111a are arranged in a first direction (eg, y direction), and one side and the other side of each of the plurality of first patch antenna patterns 111a are corresponding to the first It may be in a direction different from the first direction in the patch antenna pattern (eg, x direction).

이에 따라, 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a)을 흐르는 표면전류의 방향(예: x방향)은 제1 방향(예: y방향)과 다르므로, 표면전류의 방향에 기반하여 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a)이 서로에 주는 전자기적 간섭은 감소할 수 있다.도 3c를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치(100e. 100f)의 복수의 가이드 비아(130a)는 복수의 제1 패치 안테나 패턴(111a)에서 인접 제1 패치 안테나 패턴에 가까운 일 변을 따라 배열될 수 있다.Accordingly, since the direction (eg, x direction) of the surface current flowing through the plurality of first patch antenna patterns 111a is different from the first direction (eg, y direction), the plurality of first direction Electromagnetic interference of the patch antenna patterns 111a to each other can be reduced. Referring to FIG. 3C, the plurality of guide vias 130a of the antenna devices 100e and 100f according to an embodiment of the present invention may be arranged along one side close to an adjacent first patch antenna pattern in the first patch antenna pattern 111a of .

도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 그라운드 플레인을 나타낸 평면도이고, 도 5b는 도 5a의 그라운드 플레인의 하측의 피드라인을 나타낸 평면도이고, 도 5c는 도 5b의 피드라인의 하측의 배선비아와 제2 그라운드 플레인을 나타낸 평면도이고, 도 5d는 도 5c의 제2 그라운드 플레인의 하측의 IC 배치 영역과 엔드-파이어 안테나를 나타낸 평면도이다.5A is a plan view showing a ground plane of an antenna device according to an embodiment of the present invention, FIG. 5B is a plan view showing a feed line below the ground plane of FIG. 5A, and FIG. 5C is a plan view showing a feed line below the feed line of FIG. 5B. FIG. 5D is a plan view showing the wiring vias and the second ground plane, and FIG. 5D is a plan view showing the IC arrangement area and the end-fire antenna below the second ground plane of FIG. 5C.

도 5a를 참조하면, 그라운드 플레인(201a)은 피드비아(120a)가 통과하는 관통홀을 가질 수 있으며, 패치 안테나 패턴과 피드라인 사이를 전자기적으로 차폐시킬 수 있다. 제2 차폐 비아(185a)는 하측(예: -z방향)을 향하여 연장될 수 있다.Referring to FIG. 5A , the ground plane 201a may have a through hole through which the feed vias 120a pass, and may electromagnetically shield between the patch antenna pattern and the feed line. The second shielding via 185a may extend downward (eg, in the -z direction).

도 5b를 참조하면, 배선 그라운드 플레인(202a)은 엔드-파이어 안테나 피드라인(220a)의 적어도 일부분과 피드라인(221a)을 각각 둘러쌀 수 있다. 엔드-파이어 안테나 피드라인(220a)은 제2 배선비아(232a)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 피드라인(221a)은 제1 배선비아(231a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 배선 그라운드 플레인(202a)은 엔드-파이어 안테나 피드라인(220a)과 피드라인(221a) 사이를 전자기적으로 차폐시킬 수 있다. 엔드-파이어 안테나 피드라인(220a)의 일단은 제2 피드비아(211a)에 연결될 수 있다.Referring to FIG. 5B , the wiring ground plane 202a may surround at least a portion of the end-fire antenna feed line 220a and the feed line 221a, respectively. The end-fire antenna feed line 220a may be electrically connected to the second wiring via 232a, and the feed line 221a may be electrically connected to the first wiring via 231a. The wiring ground plane 202a may electromagnetically shield between the end-fire antenna feed line 220a and the feed line 221a. One end of the end-fire antenna feed line 220a may be connected to the second feed via 211a.

도 5c를 참조하면, 제2 그라운드 플레인(203a)은 제1 배선비아(231a)와 제2 배선비아(232a)가 각각 통과하는 복수의 관통홀을 가질 수 있으며, 커플링 그라운드 패턴(235a)을 가질 수 있다. 제2 그라운드 플레인(203a)은 피드라인과 IC 사이를 전자기적으로 차폐시킬 수 있다.Referring to FIG. 5C , the second ground plane 203a may have a plurality of through holes through which the first wiring vias 231a and the second wiring vias 232a respectively pass, and the coupling ground pattern 235a may be formed. can have The second ground plane 203a may electromagnetically shield between the feed line and the IC.

도 5d를 참조하면, IC 그라운드 플레인(204a)은 제1 배선비아(231a)와 제2 배선비아(232a)가 각각 통과하는 복수의 관통홀을 가질 수 있다. IC(310a)는 IC 그라운드 플레인(204a)의 하측에 배치될 수 있으며, 제1 배선비아(231a)와 제2 배선비아(232a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 엔드-파이어 안테나 패턴(210a)과 디렉터 패턴(215a)은 IC 그라운드 플레인(204a)과 실질적으로 동일한 높이에 배치될 수 있다.Referring to FIG. 5D , the IC ground plane 204a may have a plurality of through holes through which the first and second wiring vias 231a and 232a respectively pass. The IC 310a may be disposed below the IC ground plane 204a and may be electrically connected to the first wiring via 231a and the second wiring via 232a. The end-fire antenna pattern 210a and the director pattern 215a may be disposed at substantially the same height as the IC ground plane 204a.

IC 그라운드 플레인(204a)은 IC(310a)의 회로 및/또는 수동부품에서 사용되는 그라운드를 IC(310a) 및/또는 수동부품으로 제공할 수 있다. 설계에 따라, IC 그라운드 플레인(204a)은 IC(310a) 및/또는 수동부품에서 사용되는 전원 및 신호의 전달경로를 제공할 수 있다. 따라서, IC 그라운드 플레인(204a)은 IC 및/또는 수동부품에 전기적으로 연결될 수 있다.The IC ground plane 204a may provide a ground used in circuits and/or passive components of the IC 310a to the IC 310a and/or passive components. Depending on the design, the IC ground plane 204a may provide a transmission path for power and signals used in the IC 310a and/or passive components. Thus, the IC ground plane 204a can be electrically connected to the IC and/or passive components.

한편, 배선 그라운드 플레인(202a), 제2 그라운드 플레인(203a) 및 IC 그라운드 플레인(204a)의 상하관계와 형태는 설계에 따라 달라질 수 있다.Meanwhile, the top-down relationship and shape of the wiring ground plane 202a, the second ground plane 203a, and the IC ground plane 204a may vary according to design.

도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 하측 구조를 예시한 측면도이다.6A to 6B are side views illustrating a lower structure of an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 6a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 연결 부재(200), IC(310), 접착 부재(320), 전기연결구조체(330), 봉합재(340), 수동부품(350) 및 코어 부재(410) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6A , the antenna device according to an embodiment of the present invention includes a connecting member 200, an IC 310, an adhesive member 320, an electrical connection structure 330, a sealing material 340, and passive components. 350 and at least a portion of the core member 410.

연결 부재(200)는 전술한 그라운드 플레인, 배선 그라운드 플레인, 제2 그라운드 플레인, IC 그라운드 플레인 및 절연층이 적층된 구조를 가질 수 있다.The connecting member 200 may have a structure in which the aforementioned ground plane, wiring ground plane, second ground plane, IC ground plane, and insulating layer are stacked.

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 그라운드 플레인에 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.The IC 310 is the same as the aforementioned IC and may be disposed below the connecting member 200 . The IC 310 may be electrically connected to the wire of the connecting member 200 to transmit or receive an RF signal, and may be electrically connected to the ground plane of the connecting member 200 to receive a ground. For example, the IC 310 may generate a converted signal by performing at least some of frequency conversion, amplification, filtering, phase control, and power generation.

접착 부재(320)는 IC(310)와 연결 부재(200)를 서로 접착시킬 수 있다.The adhesive member 320 may adhere the IC 310 and the connection member 200 to each other.

전기연결구조체(330)는 IC(310)와 연결 부재(200)를 전기적으로 연결시킬 수 있으며, 연결 부재(200)의 배선과 그라운드 플레인보다 낮은 용융점을 가져서 상기 낮은 용융점을 이용한 소정의 공정을 통해 IC(310)와 연결 부재(200)를 전기적으로 연결시킬 수 있다.The electrical connection structure 330 can electrically connect the IC 310 and the connecting member 200, and has a melting point lower than that of the wiring and the ground plane of the connecting member 200, and through a predetermined process using the low melting point. The IC 310 and the connection member 200 may be electrically connected.

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.The encapsulant 340 may encapsulate at least a portion of the IC 310 and improve heat dissipation performance and impact protection performance of the IC 310 . For example, the encapsulant 340 may be implemented with Photo Imageable Encapsulant (PIE), Ajinomoto Build-up Film (ABF), or epoxy molding compound (EMC).

수동부품(350)은 연결 부재(200)의 하면 상에 배치될 수 있으며, 전기연결구조체(330)를 통해 연결 부재(200)의 배선 및/또는 그라운드 플레인에 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.The passive component 350 may be disposed on the lower surface of the connecting member 200 and may be electrically connected to the wiring and/or the ground plane of the connecting member 200 through the electrical connection structure 330 . For example, the passive component 350 may include at least some of capacitors (eg, Multi Layer Ceramic Capacitor (MLCC)), inductors, and chip resistors.

코어 부재(410)는 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.The core member 410 may be disposed on the lower side of the connection member 200, receive an intermediate frequency (IF) signal or base band signal from the outside and transfer it to the IC 310 or from the IC 310. It may be electrically connected to the connection member 200 to receive an IF signal or a baseband signal and transmit it to the outside. Here, the frequency of the RF signal (eg 24 GHz, 28 GHz, 36 GHz, 39 GHz, 60 GHz) is greater than the frequency of the IF signal (eg 2 GHz, 5 GHz, 10 GHz, etc.).

예를 들어, 코어 부재(410)는 연결 부재(200)의 IC 그라운드 플레인에 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 그라운드 플레인이 IC 그라운드 플레인과 배선의 사이에 배치되므로, 안테나 장치 내에서 IF 신호 또는 기저대역 신호와 RF 신호는 전기적으로 격리될 수 있다.For example, the core member 410 may transfer an IF signal or a baseband signal to or receive an IF signal or a baseband signal from the IC 310 through a wire that may be included in an IC ground plane of the connection member 200 . Since the first ground plane of the connection member 200 is disposed between the IC ground plane and the wiring, the IF signal or baseband signal and the RF signal can be electrically isolated within the antenna device.

도 6b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 차폐 부재(360), 커넥터(420) 및 칩 안테나(430) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6B , an antenna device according to an embodiment of the present invention may include at least a portion of a shield member 360, a connector 420, and a chip antenna 430.

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 그라운드 플레인에 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 차폐 부재(360)는 IC(310)와 수동부품(350)이 받을 수 있는 전자기적 노이즈를 줄일 수 있다.The shielding member 360 may be disposed below the connection member 200 to confine the IC 310 together with the connection member 200 . For example, the shielding member 360 may be disposed to cover the IC 310 and the passive component 350 together (eg, a conformal shield) or each cover (eg, a compartment shield). For example, the shielding member 360 may have the shape of a hexahedron with one surface open, and may have a hexahedral accommodation space through coupling with the connection member 200 . The shielding member 360 may be made of a material of high conductivity such as copper, may have a short skin depth, and may be electrically connected to the ground plane of the connecting member 200 . Accordingly, the shielding member 360 can reduce electromagnetic noise that the IC 310 and the passive component 350 may receive.

커넥터(420)는 케이블(예: 동축케이블, 연성PCB)의 접속구조를 가질 수 있으며, 연결 부재(200)의 IC 그라운드 플레인에 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.The connector 420 may have a connection structure of a cable (eg, coaxial cable, flexible PCB), may be electrically connected to the IC ground plane of the connecting member 200, and may perform a role similar to that of the sub-board described above. there is. That is, the connector 420 may receive an IF signal, a baseband signal, and/or power from a cable, or may provide an IF signal and/or a baseband signal to a cable.

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 그라운드 플레인에 전기적으로 연결될 수 있다.The chip antenna 430 may transmit or receive an RF signal by assisting the antenna device according to an embodiment of the present invention. For example, the chip antenna 430 may include a dielectric block having a higher permittivity than an insulating layer, and a plurality of electrodes disposed on both sides of the dielectric block. One of the plurality of electrodes may be electrically connected to the wire of the connecting member 200 and the other electrode may be electrically connected to the ground plane of the connecting member 200 .

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 구조를 예시한 측면도이다.7 is a side view illustrating the structure of an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 엔드-파이어 안테나(100f)와 패치 안테나 패턴(1110f)과 IC(310f)와 수동부품(350f)이 연결 부재(500f)에 통합된 구조를 가질 수 있다.Referring to FIG. 7 , in the antenna device according to an embodiment of the present invention, an end-fire antenna 100f, a patch antenna pattern 1110f, an IC 310f, and a passive component 350f are integrated into a connecting member 500f. may have a structure.

엔드-파이어 안테나(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.The end-fire antenna 100f and the patch antenna pattern 1110f may be designed in the same manner as the aforementioned antenna device and the aforementioned patch antenna pattern, respectively, and receive and transmit RF signals from the IC 310f or receive RF signals from the IC 310f. The signal may be passed to IC 310f.

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 그라운드 플레인과 피드라인을 가질 수 있다.The connecting member 500f may have a structure in which at least one conductive layer 510f and at least one insulating layer 520f are stacked (eg, a printed circuit board structure). The conductive layer 510f may have the aforementioned ground plane and feed line.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 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.In addition, the antenna device according to an embodiment of the present invention may further include a flexible connection member 550f. The flexible connecting member 550f may include a first flexible region 570f overlapping the connecting member 500f and a second flexible region 580f not overlapping the connecting member 500f when viewed in a vertical direction.

제2 연성 영역(580f)은 상하방향으로 유연하게 휘어질 수 있다. 이에 따라, 제2 연성 영역(580f)은 세트 기판의 커넥터 및/또는 인접 안테나 장치에 유연하게 연결될 수 있다.The second flexible region 580f may be flexibly bent in the vertical direction. Accordingly, the second flexible region 580f may be flexibly connected to a connector of the set board and/or an adjacent antenna device.

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 장치에 전달될 수 있다.The flexible connection member 550f may include a signal line 560f. An intermediate frequency (IF) signal and/or a baseband signal may be transferred to the IC 310f through the signal line 560f or may be transferred to a connector of a set board and/or an adjacent antenna device.

도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 전자기기에서의 배치를 예시한 평면도이다.8A to 8C are plan views illustrating the arrangement of an antenna device according to an embodiment of the present invention in an electronic device.

도 8a를 참조하면, 안테나부(100g)를 포함하는 안테나 장치는 전자기기(700g)의 세트 기판(600g) 상에서 전자기기(700g)의 측면 경계에 인접하여 배치될 수 있다.Referring to FIG. 8A , an antenna device including an antenna unit 100g may be disposed adjacent to a side boundary of the electronic device 700g on a set substrate 600g of the electronic device 700g.

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.Electronic devices (700g) include a smart phone, a personal digital assistant, a digital video camera, a digital still camera, a network system, and a computer. ), monitor, tablet, laptop, netbook, television, video game, smart watch, automotive, etc., but Not limited.

상기 세트 기판(600g) 상에는 통신모듈(610g) 및 기저대역 회로(620g)가 더 배치될 수 있다. 상기 안테나 장치는 동축케이블(630g)을 통해 통신모듈(610g) 및/또는 기저대역 회로(620g)에 전기적으로 연결될 수 있다.A communication module 610g and a baseband circuit 620g may be further disposed on the set substrate 600g. The antenna device may be electrically connected to the communication module 610g and/or the baseband circuit 620g through a coaxial cable 630g.

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.The communication module 610g includes memory chips such as volatile memory (eg, DRAM), non-volatile memory (eg, ROM), and flash memory to perform digital signal processing; Application processor chips such as central processors (eg, CPU), graphic processors (eg, GPUs), digital signal processors, encryption processors, microprocessors, and microcontrollers; It may include at least some of logic chips such as an analog-to-digital converter and an application-specific IC (ASIC).

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 장치로 전달될 수 있다.The baseband circuit 620g may generate a base signal by performing analog-to-digital conversion, amplification, filtering, and frequency conversion on an analog signal. Base signals input and output from the baseband circuit 620g may be transferred to an antenna device through a cable.

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.For example, the base signal may be transmitted to an IC through an electrical connection structure, a core via, and wiring. The IC may convert the base signal into a millimeter wave (mmWave) band RF signal.

도 8b를 참조하면, 안테나부(100h)를 각각 포함하는 복수의 안테나 장치는 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 장치는 동축케이블(630h)을 통해 통신모듈(610h) 및/또는 기저대역 회로(620h)에 전기적으로 연결될 수 있다.Referring to FIG. 8B , a plurality of antenna devices each including an antenna unit 100h are disposed adjacent to one side boundary and the other side boundary of the electronic device 700h on a set substrate 600h of the electronic device 700h. A communication module 610h and a baseband circuit 620h may be further disposed on the set substrate 600h. The plurality of antenna devices may be electrically connected to the communication module 610h and/or the baseband circuit 620h through a coaxial cable 630h.

도 8c를 참조하면, 안테나부(100i)를 각각 포함하는 복수의 안테나 장치는 전자기기(700i)의 세트 기판(600i) 상에서 다각형의 전자기기(700i)의 변의 중심에 각각 인접하여 배치될 수 있으며, 상기 세트 기판(600i) 상에는 통신모듈(610i) 및 기저대역 회로(620i)가 더 배치될 수 있다. 상기 안테나 장치는 동축케이블(630i)을 통해 통신모듈(610i) 및/또는 기저대역 회로(620i)에 전기적으로 연결될 수 있다.Referring to FIG. 8C , a plurality of antenna devices each including an antenna unit 100i may be disposed adjacent to the center of a side of the polygonal electronic device 700i on a set substrate 600i of the electronic device 700i. , A communication module 610i and a baseband circuit 620i may be further disposed on the set board 600i. The antenna device may be electrically connected to the communication module 610i and/or the baseband circuit 620i through a coaxial cable 630i.

한편, 본 명세서에 개진된 패치 안테나 패턴, 피드비아, 가이드 비아, 피드패턴, 그라운드 플레인, 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.On the other hand, the patch antenna pattern, feed via, guide via, feed pattern, ground plane, and electrical connection structure disclosed in this specification are made of metal materials (eg, copper (Cu), aluminum (Al), silver (Ag), tin ( Sn), gold (Au), nickel (Ni), lead (Pb), titanium (Ti), or alloys thereof), and may include chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD) ), sputtering, subtractive, additive, SAP (Semi-Additive Process), MSAP (Modified Semi-Additive Process), etc. may be formed according to a plating method, but is not limited thereto. don't

한편, 본 명세서에 개진된 절연층 및 유전층은 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 절연층 및 유전층은 본 명세서에 개진된 안테나 장치에서 패치 안테나 패턴, 피드비아, 가이드 비아, 피드패턴, 그라운드 플레인, 전기연결구조체가 배치되지 않은 위치의 적어도 일부분에 채워질 수 있다.On the other hand, the insulating layer and dielectric layer disclosed in this specification are thermosetting resins such as FR4, LCP (Liquid Crystal Polymer), LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic), epoxy resin, thermoplastic resin such as polyimide, or these resins are inorganic Resin, prepreg, ABF (Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT (Bismaleimide Triazine), photosensitive insulation impregnated with core material such as glass fiber (Glass Fiber, Glass Cloth, Glass Fabric) with filler (Photo Imagable Dielectric: PID) resin, a general Copper Clad Laminate (CCL), or a glass or ceramic-based insulating material may be implemented. The insulating layer and the dielectric layer may fill at least a portion of a position where a patch antenna pattern, a feed via, a guide via, a feed pattern, a ground plane, and an electrical connection structure are not disposed in the antenna device disclosed herein.

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.Meanwhile, the RF signals disclosed in this specification include Wi-Fi (IEEE 802.11 family, etc.), WiMAX (IEEE 802.16 family, etc.), IEEE 802.20, long term evolution (LTE), Ev-DO, HSPA +, HSDPA +, HSUPA +, EDGE, It may be formatted according to GSM, GPS, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, any other wireless and wired protocols designated as, but not limited to, 3G, 4G, 5G and beyond.

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.In the above, the present invention has been described by specific details such as specific components and limited embodiments and drawings, but these are provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments. , Those skilled in the art to which the present invention pertains may seek various modifications and variations from these descriptions.

100a: 안테나 장치
111a: 제1 패치 안테나 패턴(patch antenna pattern)
112a: 제2 패치 안테나 패턴
120a: 피드비아(feed via)
126a: 피드패턴(feed pattern)
130a: 복수의 가이드 비아(guide via)
151a: 유전층(dielectric layer)
200a: 연결 부재(connection member)
201a: 그라운드 플레인(ground plane)
100a: antenna device
111a: first patch antenna pattern
112a: second patch antenna pattern
120a: feed via
126a: feed pattern
130a: multiple guide vias
151a: dielectric layer
200a: connection member
201a: ground plane

Claims (10)

그라운드 플레인;
상기 그라운드 플레인의 상측으로 이격 배치되고 제1 대역폭을 가지도록 구성되고 각각 다각형인 복수의 제1 패치 안테나 패턴;
각각 상기 복수의 제1 패치 안테나 패턴 중 대응되는 제1 패치 안테나 패턴에 대해 급전하도록 구성된 복수의 피드비아;
상기 그라운드 플레인의 상측으로 이격 배치되고 상기 복수의 제1 패치 안테나 패턴의 적어도 일부분이 오버랩되도록 배치되고 상기 제1 대역폭의 주파수보다 더 높은 주파수에 대응되는 제2 대역폭을 가지도록 구성된 복수의 제2 패치 안테나 패턴; 및
각각 상기 복수의 제1 패치 안테나 패턴과 상기 그라운드 플레인의 사이를 전기적으로 연결시키도록 배치된 복수의 가이드 비아; 를 포함하고,
상기 복수의 가이드 비아는 상기 복수의 제1 패치 안테나 패턴 각각의 가장자리들 중 상기 복수의 피드 비아들과 인접한 가장자리들을 따라 배열된 안테나 장치.
ground plane;
a plurality of first patch antenna patterns spaced apart from each other above the ground plane and configured to have a first bandwidth and each having a polygonal shape;
a plurality of feed vias configured to supply power to corresponding first patch antenna patterns among the plurality of first patch antenna patterns;
A plurality of second patches configured to be spaced apart from the ground plane and arranged to overlap at least a portion of the plurality of first patch antenna patterns and to have a second bandwidth corresponding to a frequency higher than the frequency of the first bandwidth antenna pattern; and
a plurality of guide vias arranged to electrically connect each of the plurality of first patch antenna patterns and the ground plane; including,
The plurality of guide vias are arranged along edges adjacent to the plurality of feed vias among edges of each of the plurality of first patch antenna patterns.
제1항에 있어서,
상기 복수의 가이드 비아는 상기 복수의 제1 패치 안테나 패턴 각각과 연결되는 가이드 비아들을 포함하고, 상기 가이드 비아들은 직선을 이루도록 배열된 안테나 장치.
According to claim 1,
The plurality of guide vias include guide vias connected to each of the plurality of first patch antenna patterns, and the guide vias are arranged to form a straight line.
제1항에 있어서,
상기 복수의 가이드 비아는 상기 복수의 피드 비아들과 인접한 상기 가장자리들을 제외한 나머지 가장자리들과 상기 그라운드 플레인 사이를 개방하도록 배열된 안테나 장치.
According to claim 1,
The plurality of guide vias are arranged to open between edges other than the edges adjacent to the plurality of feed vias and the ground plane.
제1항에 있어서,
상기 복수의 가이드 비아 중 적어도 일부는 상기 복수의 제2 패치 안테나 패턴의 한 가장자리와 중첩하는 안테나 장치.
According to claim 1,
At least some of the plurality of guide vias overlap one edge of the plurality of second patch antenna patterns.
제1항에 있어서,
상기 복수의 제2 패치 안테나 패턴은 상기 복수의 제1 패치 안테나 패턴보다 상위에 위치하고,
상기 복수의 제1 및 제2 패치 안테나 패턴 사이의 이격 거리는 상기 복수의 제1 패치 안테나 패턴과 상기 그라운드 플레인 사이의 이격 거리보다 짧은 안테나 장치.
According to claim 1,
The plurality of second patch antenna patterns are positioned higher than the plurality of first patch antenna patterns;
A separation distance between the plurality of first and second patch antenna patterns is shorter than a separation distance between the plurality of first patch antenna patterns and the ground plane.
제1항에 있어서,
상기 제2 대역폭은 60GHz을 포함하고,
상기 제1 대역폭의 중심 주파수는 20GHz 이상 40GHz 이하의 범위에 속하는 안테나 장치.
According to claim 1,
The second bandwidth includes 60 GHz,
A center frequency of the first bandwidth belongs to a range of 20 GHz or more and 40 GHz or less.
제6항에 있어서,
상기 복수의 제1 패치 안테나 패턴 각각의 제1 방향 길이는 상기 복수의 제2 패치 안테나 패턴 각각의 제1 방향 길이의 0.8배 이상 1.2배 이하인 안테나 장치.
According to claim 6,
The first direction length of each of the plurality of first patch antenna patterns is 0.8 times or more and 1.2 times or less of the first direction length of each of the plurality of second patch antenna patterns.
제1항에 있어서,
상기 복수의 피드비아는 상기 복수의 제2 패치 안테나 패턴 중 대응되는 제2 패치 안테나 패턴에 전기적으로 연결되고,
상기 복수의 제1 패치 안테나 패턴은 상기 복수의 피드비아 중 대응되는 피드비아가 관통하는 관통홀을 가지고,
상기 복수의 피드비아는 대응되는 제1 패치 안테나 패턴에 대해 간접적으로 급전하도록 구성된 안테나 장치.
According to claim 1,
The plurality of feed vias are electrically connected to corresponding second patch antenna patterns among the plurality of second patch antenna patterns;
The plurality of first patch antenna patterns have a through hole through which a corresponding feed via among the plurality of feed vias passes;
The plurality of feed vias are configured to indirectly feed power to a corresponding first patch antenna pattern.
제8항에 있어서,
상기 복수의 피드비아 각각은 상기 복수의 제1 패치 안테나 패턴 중 대응되는 제1 패치 안테나 패턴의 중심에서 대응되는 제1 패치 안테나 패턴에 전기적으로 연결된 복수의 가이드 비아를 향하여 치우쳐져 배치되는 안테나 장치.
According to claim 8,
Each of the plurality of feed vias is disposed biased toward a plurality of guide vias electrically connected to the corresponding first patch antenna pattern at the center of the corresponding first patch antenna pattern among the plurality of first patch antenna patterns.
제8항에 있어서,
상기 복수의 피드비아 중 대응되는 피드비아에 전기적으로 연결되고 각각 상기 복수의 피드비아 각각의 폭보다 더 큰 폭을 가지고 상기 복수의 제1 패치 안테나 패턴 중 대응되는 제1 패치 안테나 패턴의 관통홀에 위치하는 복수의 피드패턴을 더 포함하는 안테나 장치.
According to claim 8,
It is electrically connected to a corresponding feed via among the plurality of feed vias, has a width larger than that of each of the plurality of feed vias, and is formed in a through hole of a corresponding first patch antenna pattern among the plurality of first patch antenna patterns. An antenna device further comprising a plurality of positioned feed patterns.
KR1020210007222A 2019-07-31 2021-01-19 Antenna apparatus KR102486786B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210007222A KR102486786B1 (en) 2019-07-31 2021-01-19 Antenna apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190093172A KR102207151B1 (en) 2019-07-31 2019-07-31 Antenna apparatus
KR1020210007222A KR102486786B1 (en) 2019-07-31 2021-01-19 Antenna apparatus

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190093172A Division KR102207151B1 (en) 2019-07-31 2019-07-31 Antenna apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210015976A KR20210015976A (en) 2021-02-10
KR102486786B1 true KR102486786B1 (en) 2023-01-09

Family

ID=84892793

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210007222A KR102486786B1 (en) 2019-07-31 2021-01-19 Antenna apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102486786B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101436007B1 (en) 2014-01-22 2014-09-02 연세대학교 산학협력단 Polarization antenna
KR101679281B1 (en) 2015-11-18 2016-11-24 홍익대학교 산학협력단 Dual band patch antenna for adjusting polarization
KR101954000B1 (en) 2017-11-22 2019-03-04 홍익대학교 산학협력단 Antenna using pin feeding and top laminated structure

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150091760A1 (en) * 2013-09-30 2015-04-02 Kyocera Slc Technologies Corporation Antenna board
KR101764193B1 (en) * 2013-12-03 2017-08-02 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 Patch antenna
KR101952870B1 (en) * 2017-01-23 2019-02-28 삼성전기주식회사 Antenna-integrated radio frequency module
KR102425821B1 (en) 2017-11-28 2022-07-27 삼성전자주식회사 Dual-band antenna using coupling feeding and electronic device including the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101436007B1 (en) 2014-01-22 2014-09-02 연세대학교 산학협력단 Polarization antenna
KR101679281B1 (en) 2015-11-18 2016-11-24 홍익대학교 산학협력단 Dual band patch antenna for adjusting polarization
KR101954000B1 (en) 2017-11-22 2019-03-04 홍익대학교 산학협력단 Antenna using pin feeding and top laminated structure

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210015976A (en) 2021-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102382242B1 (en) Antenna module
KR102400537B1 (en) Antenna apparatus
KR102465880B1 (en) Antenna apparatus
CN110323560B (en) Antenna device, antenna module, and electronic apparatus
KR102461627B1 (en) Chip antenna module and electronic device including thereof
KR102137198B1 (en) Antenna apparatus, antenna module and chip patch antenna disposed therein
KR102607538B1 (en) Antenna apparatus
KR102510683B1 (en) Chip antenna module array
CN110416708B (en) Antenna device, antenna module, and electronic apparatus
KR102207151B1 (en) Antenna apparatus
KR102085791B1 (en) Antenna apparatus and antenna module
KR102246620B1 (en) Antenna apparatus
KR102314700B1 (en) Antenna apparatus and antenna module
KR102593099B1 (en) Antenna apparatus
KR102160966B1 (en) Antenna apparatus
KR102107023B1 (en) Antenna apparatus and antenna module
KR102488398B1 (en) Antenna apparatus, antenna module and chip patch antenna disposed therein
KR102307119B1 (en) Antenna apparatus
KR102529052B1 (en) Antenna apparatus
KR102069236B1 (en) Antenna module
KR20210061576A (en) Antenna apparatus
KR102307121B1 (en) Antenna apparatus
KR102646542B1 (en) Antenna apparatus
KR102486786B1 (en) Antenna apparatus
KR20210061577A (en) Antenna apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant