KR102500729B1 - 안테나 어셈블리 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 안테나 어셈블리 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히, 제1금속재질로 형성된 적어도 하나의 방사소자 및 상기 제1금속재질 또는 상기 제1금속재질과 상이한 제2금속재질로 형성되고, 상기 방사소자를 일면으로부터 이격시키는 고정부재를 포함하는 베이스 패널을 포함하여, 제조 비용 및 제조 시간을 절감하는 이점을 제공한다.

Description

안테나 어셈블리 및 그 제조 방법{ANTENNA ASSEMBLY AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 안테나 어셈블리 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반사판 및 유전체 구조물 등 다수의 종래 구성이 삭제된 형태의 자동화 공정 조립이 가능한 안테나 어셈블리에 관한 것이다.
이동통신 시스템에 사용되는 중계기를 비롯한 기지국 안테나는 다양한 형태와 구조를 가지며, 통상 길이방향으로 직립하는 적어도 하나의 반사판 상에 다수의 방사소자가 적절히 배치되는 구조를 가진다.
최근에는 다중입출력(MIMO) 기반 안테나에 대한 고성능 요구를 만족함과 동시에, 소형화, 경량화 및 저비용 구조를 달성하려는 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 특히 선형편파 또는 원형편파를 구현하기 위한 패치 타입 방사소자가 적용된 안테나 장치의 경우 통상적으로 플라스틱이나 세라믹 소재의 유전체 기판으로 이루어진 방사소자에 도금을 하고 PCB(인쇄회로기판) 등에 솔더링을 통해 결합하는 방식이 널리 사용되고 있다.
대표적인 기지국 안테나에 관한 종래 기술로, 본 출원인에 의해 선출원된 공개특허공보 제10-2011-0054150호(2011.05.25.공개)를 들 수 있다.
상기 공개특허에 따르면, 반사판(1)을 기준으로 일면에 패치 타입 제1방사소자(11) 및 다이폴 타입 제2방사소자(21)를 적층하고, 반사판(1)을 기준으로 타면에 제1방사소자(11)로의 급전을 위한 회로기판(111) 및 이 회로기판(111)을 관통하도록 배치되고 제2방사소자(21)로의 급전을 위한 급전선로(예를 들어, 급전 케이블)를 구비하여야 하는 점에서 반사판(1)의 뒷면에 이를 설치하기 위한 필요 공간이 비교적 많이 요구되는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위하여, 본 출원인은 등록특허공보 제10-1609665호(2016.04.06.공고)에 개시된 바와 같이, 반사판(1)과 제1방사소자(14) 사이에 X자 형태로 배치되어 해당 패치 판(140)에 급전 신호를 제공하는 다수의 제1급전 선로(142)를 구성함과 아울러, 반사판(1)으로부터 연장된 급전 케이블 구조나 신호 커플링용 스트립 라인 구조로써 제2방사소자(13)로 연결되는 제2급전 선로를 구성한 바 있으나, 상기 구조에 의하더라도 제1급전 선로(142)를 형성하는 신호 커플링용 스트립라인들은 커플링 방식으로 패치 판(140)에 급전 신호를 제공하기 위해, 해당 커플링 신호 전달 부위가 패치 판(140)과의 적절한 이격 거리를 가지도록 반사판(1) 상에서 비교적 높은 위치를 유지하도록 설치되어야 하는 한편, 다수의 신호 커플링용 스트립 라인의 설치 상태를 안정적으로 지지 및 고정하기 위하여, 테플론(유전체) 등의 합성물질로 형성된 적절한 형태의 지지물이 보강되어야 하는 문제점이 있다.
또한, 종래에는, 안테나용 기판(미도시)의 일면에 반사판(1)을 적층 결합시킨 후, 제1급전 선로(142)에 관계된 회로기판을 X자 형태로 배열한 다음, 플라스틱 소재로 제조된 패치 판의 외면에 도금하는 방식으로 제조된 제1방사소자(14)들을 수동으로 적층시키면서 급전 신호 연결 부위에 기 도포된 솔더 크림을 이용한 솔더 방식으로 연결하는 조립 방식을 채택하고 있으나, 비용이 증대되고 제조 공정이 복잡할 뿐 아니라, 다수의 솔더링 지점으로 인한 솔더링 간 불균일 문제가 안테나 불량의 주된 원인으로 귀결되고 있는 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2011-0054150호(2011.05.25.공개) 대한민국 등록특허공보 제10-1609665호(2016.04.06.공고)
본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 자동화 조립 공정 구축이 가능한 안테나 어셈블리 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
아울러, 본 발명은 방사소자 및 베이스 패널을 제1재질 또는 제2재질로 다이캐스팅 금형 또는 프레스 금형을 통해 제조한 후 별도의 도금 공정 없이 신호 커플링용 스트립라인과 레이저 포인트 용접 방식으로 조립 가능한 바, 조립 라인의 자동화 구축이 용이한 안테나 어셈블리 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 방사소자의 각 급전 피딩 포인트에 대하여 직렬 배치되는 다수의 신호 커플링용 스트립라인들의 연결이 가능한 바, 이득(gain)이 높은 안테나 어셈블리 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 안테나 어셈블리의 일 실시예는, 제1금속재질로 형성된 적어도 하나의 방사소자 및 상기 제1금속재질 또는 상기 제1금속재질과 상이한 제2금속재질로 형성되고, 상기 방사소자를 일면으로부터 이격시키는 고정부재를 포함하는 베이스 패널 및 상기 베이스 패널의 타면에 배치되되, 상기 베이스 패널을 관통하여 상기 방사소자에 연결되어, 상기 방사소자에 급전 신호를 제공하는 적어도 하나의 신호 커플링용 스트립라인을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 방사소자에의 급전을 위해, 상기 방사소자 및 상기 베이스 패널은 전체로서 전기적 접지(Ground)를 이룰 수 있다.
또한, 상기 베이스 패널은, 인접하는 방사소자들 사이의 신호 간섭을 최소화하도록 형성된 적어도 하나의 격벽을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 방사소자 및 상기 베이스 패널 각각은, 다이캐스팅 금형 또는 프레스 금형으로 제조될 수 있다.
또한, 상기 방사소자의 제1재질은, 금속 재질 또는 표면이 금속 도금된 플라스틱을 포함할 수 있다.
또한, 상기 베이스 패널의 제2재질은, 알루미늄 재질 또는 마그네슘 재질을 포함할 수 있다.
또한, 상기 방사소자는, 원판 또는 다각형 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 신호 커플링용 스트립 라인은, 일렬로 배치된 상기 방사소자의 급전 포인트들 중 어느 하나를 연결하는 일직선과 대응되게 직선 형태로 형성된 스트립라인 본체 및 상기 스트립라인 본체로부터 분기 연장되어 상기 방사소자의 급전 포인트들 중 어느 하나에 접속되는 다수의 관통 단자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 다수의 관통 단자는, 상기 방사소자를 관통하여 연결되거나, 상기 방사소자로부터 상기 베이스 패널의 바닥면을 향하여 연장 형성된 다수의 연장 접속 레그와 연결될 수 있다.
또한, 상기 방사소자에는, 상기 다수의 연장 접속 레그들을 통한 상기 다수의 관통 단자와의 레이저 포인트 용접 연결을 위하여 테두리 일부가 절개 형성된 레이저 투과 절개부가 구비될 수 있다.
또한, 상기 다수의 연장 접속 레그의 단부에는, 상기 다수의 관통 단자가 삽입되는 급전 연결홀이 관통 형성되고, 상기 다수의 연장 접속 레그는, 상기 급전 연결홀이 형성된 단부가 상기 레이저 투과 절개부의 직하방에 위치되도록 연장될 수 있다.
또한, 상기 고정부재는, 상기 격벽이 각각 형성하는 바닥면의 중앙으로부터 돌출 형성되고, 상기 방사소자에는, 상기 방사소자를 취부할 수 있는 상기 고정부재의 상단 취부 부분이 관통되는 고정부재 관통홀이 각각 형성될 수 있다.
또한, 상기 방사소자와 상기 신호 커플링용 스트립라인 및 상기 방사소자와 상기 고정부재는 레이저 포인트 용접 결합 방식으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 방사소자는 ±45도 편파 또는 수직/수평 편파 중 어느 하나의 이중편파를 발생시키는 이중편파 패치 소자로 구비되고, 상기 신호 커플링용 스트립라인은, 일렬로 배치된 상기 방사소자의 급전 포인트들 중 어느 하나와 동시에 접속되는 직선 형태로 구비될 수 있다.
또한, 상기 신호 커플링용 스트립라인 중 인접하게 배치된 한 쌍의 신호 커플링용 스트립라인을 통해 동시에 급전 신호가 공급되되, 일렬로 배치된 상기 방사소자의 중심 지점으로 상기 급전 신호를 병렬로 공급한 후, 일측 직선 방향 및 타측 직선 방향으로 상기 급전 신호가 분기되어 각각 직렬로 공급될 수 있다.
또한, 상기 베이스 패널의 타면에는, 상기 다수의 신호 커플링용 스트립라인들을 각각 구획하여 수용하는 다수의 접지 수용 리브가 일체로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 안테나 어셈블리의 제조 방법의 일 실시예는, 제1금속재질의 몰딩재를 이용하여 방사소자를 다이캐스팅 공법 또는 프레스 공법으로 금형 제조하는 방사소재 제조 단계, 상기 제1금속재질과 동일한 재질 또는 상기 제1금속재질과 상이한 재질의 몰딩재를 이용하여 베이스 패널을 다이캐스팅 공법 또는 프레스 공법으로 금형 제조하는 베이스패널 제조 단계 및 상기 베이스 패널을 관통하도록 구비된 신호 커플링용 스트립라인 및 상기 베이스 패널에 대한 상기 방사소자를 레이저 용접 장치를 이용하여 각각 레이저 포인트 용접 방식으로 결합시키는 고정 단계를 포함한다.
여기서, 상기 방사소재 제조 단계는, 상기 방사소자의 일면으로부터 소정 길이 연장된 한 쌍의 연장 접속 레그가 더 구비된 경우, 상기 방사소자에 상기 레이저 포인트 용접 방식의 결합을 위한 레이저 투과 절개부가 형성되도록 구현될 수 있다.
본 발명에 따른 안테나 어셈블리 및 그 제조 방법의 일 실시예에 따르면 다음과 같은 다양한 효과를 달성할 수 있다.
첫째, 금속재질로 방사소재 및 베이스 패널을 다이캐스팅 공법 또는 프레스 공법으로 금형 제조하는 바, 종래 대비 인쇄회로기판(PCB), 급전 케이블 및 반사판의 구성을 생략할 수 있으므로, 비용 절감의 효과를 가진다.
둘째, 방사소재를 플라스틱이나 세라믹 소재로 제조하는 종래와 비교하여 솔더 크림 도포를 이용한 솔더 공정을 삭제할 수 있음은 물론 별도의 도금 공정을 삭제할 수 있으므로, 솔더 공정 상의 균일한 솔더링 설계를 요하지 않게 되어, 조립 공수 절감은 물론 도금공정에 소요되는 비용을 크게 절감하는 효과를 가진다.
셋째, 수작업으로 진행되던 솔더 공정의 삭제로 인하여 조립 공정의 자동화를 용이하게 구축할 수 있으므로, 제조 시간을 단축할 수 있음은 물론 조립의 정확성을 확보할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 어셈블리의 구성 중 원형 패치판이 적용된 구현예의 외관 모습을 나타낸 사시도이고,
도 2는 도 1의 분해 사시도이며,
도 3은 도 1의 구성 중 베이스 패널의 배면 및 신호 커플링용 스트립라인의 정면도이고,
도 4는 신호 커플링용 스트립라인을 이용한 방사소자에 대한 급전 신호의 피딩 모습 및 이중 편파의 구현을 설명하기 위한 모식도이며,
도 5는 도 1의 A-A선을 따라 취한 단면도 및 그 부분 확대도이고,
도 6은 도 1의 B-B선을 따라 취한 단면도 및 그 부분 확대도이며,
도 7은 도 1의 C-C선을 따라 취한 절개 사시도 및 그 부분 확대도이고,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 어셈블리의 구성 중 변형 패치판이 적용된 구현예의 외관 모습을 나타낸 사시도이며,
도 9는 도 8의 분해 사시도이고,
도 10은 도 8의 D-D선을 따라 취한 단면도 및 그 부분 확대도이며,
도 11은 도 8의 E-E선을 따라 취한 단면도 및 그 부분 확대도이고,
도 12는 도 8의 F-F선을 따라 취한 절개 사시도 및 그 부분 확대도이며,
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 안테나 어셈블리의 급전 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 어셈블리 및 그 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 어셈블리의 구성 중 원형 패치판이 적용된 구현예의 외관 모습을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 구성 중 베이스 패널의 배면 및 신호 커플링용 스트립라인의 정면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 어셈블리(100)는, 도 1 내지 도 2에 참조된 바와 같이, 제1재질로 형성된 패치 타입(Patch Type) 또는 다이폴(Dypole Type) 타입의 방사소자(120)와, 상기 제1재질과 동일한 재질 또는 상기 제1재질과 상이한 제2재질로 형성된 판상의 베이스 패널(110)과, 베이스 패널(110)의 타면에 배치되되, 기결정된 주파수 대역의 방사소자 배열을 만족시키는 간격으로 이격된 다수의 관통 단자(133)가 베이스 패널(110)을 관통하여 방사소자(120) 각각에 연결되고, 방사소자(120)에 급전 신호를 제공하는 다수의 신호 커플링용 스트립라인(130)들을 포함한다.
방사소자(120)는 그 타입이 패치 타입 또는 다이폴 타입 중 어느 하나 또는 양자 모두 채택될 수 있으며, 어느 하나의 타입으로 채택된 경우에도 다른 하나의 채용을 배제하는 의미는 아니다.
이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 방사소자(120)는 패치 타입의 방사소자(120)로 한정하여 설명하되, 도 1 내지 도 6의 도면 그룹군을 통해 설명하는 바와 같이, 패치 타입 중 원판 형태의 패치 타입으로 구현된 일 실시예와, 후술하는 도 7 내지 도 11의 도면 그룹군으로 설명하는 바와 같이, 원판 형태의 패치 타입에서 변형된 다각형 형태의 패치 타입으로 구현된 다른 실시예로 구분하여 설명한다.
패치 타입의 방사소자(120)는, 도 1 내지 도 3에 참조된 바와 같이, 원형의 판 형상으로 형성될 수 있다(이하, "원형 타입의 패치판"이라 칭하고, 도면부호 120으로 지시함)이라 약칭한다. 원형 타입의 패치판(120)은, 제1재질로 형성될 수 있다. 여기서, 제1재질은, 금속 재질 또는 표면이 금속 도금된 플라스틱을 포함하며, 바람직하게는 알루미늄 재질일 수 있다. 특히, 원형 타입의 패치판(120)의 가공을 위해 프레스 가공, 다이캐스팅 가공 등 여러 방법이 고려될 수 있으나, 바람직하게는 대량 생산 제조 방식에 적합한 다이캐스팅 공법의 제조 방식이 채택될 수 있다.
이에 따르면, 종래의 경우, 패치 타입의 방사소자(120)는, 플라스틱이나 세라믹 등의 유전체 기판으로 성형된 후 부식 방지 및 급전 선로와의 전기적 솔더 연결을 목적 등으로 외면이 도금 공정에 의하여 피막되고, 도금 재질로는 금 재질이 사용되어 비용이 크게 증가하는 문제점이 있으나, 본 발명의 일 실시예에서는, 패치 타입의 방사소자(120)를 금속 재질의 일종인 알루미늄 몰딩재를 이용하여 다이캐스팅 공법으로 제조할 수 있는 바, 별도의 도금 공정이 불필요한 반면, 후술하는 급전 선로에 의한 급전 구조가 매우 단순해지고, 이중 편파 구현이 용이한 이점을 가진다.
원형 타입의 패치판(120)에는, 도 1 내지 도 3에 참조된 바와 같이, 후술하는 적어도 하나의 신호 커플링용 스트립라인(130)의 구성 중 다수의 관통 단자(133)의 선단이 삽입되어 관통되는 급전 연결홀(123) 2개가 좌우 폭 방향으로 소정거리 이격되게 형성될 수 있다.
한편, 베이스 패널(110)은, 도 1 내지 도 3에 참조된 바와 같이, 금속 재질로 형성되어, 패치 타입의 방사소자(120)가 배치되는 반사판으로의 기능을 수행함과 동시에, 패치 타입의 방사소자(120)와 함께 전체로서 전기적 접지(Ground) 기능을 수행한다.
구체적으로 설명하면, 종래기술에 따른 패치 방사소자에의 급전을 위해서는 플라스틱 또는 세라믹 등의 유전체 기판으로 이루어진 방사소자의 하면에 접지면이 형성되고, 동축선 급전구조(Coaxial feeding)를 통해 동축선의 내부도체는 상기 접지면과 연결되고 외부도체는 상기 유전체 기판을 관통하여 방사소자의 상면의 패치와 연결된 방식이 이용된다. 하지만, 상기 구조에 의하면, 패치 방사소자의 접지면과 패치면이 공간상 분리되어 있어 그에 따른 급전 구조가 복잡해지며, 솔더링 등을 통해 패치 방사소자를 반사판에 결합하여야 하는 문제가 있다.
이에 비해, 본 발명에 따르면 패치 타입의 방사소자(120)와 베이스 패널(110) 모두를 금속 재질로 형성하여 방사소자에의 급전을 위한 접지(Ground) 역할을 전체로서 수행함으로써, 별도의 접지면과 패치면을 공간상 분리할 필요가 없어 급전 등을 위한 전기적 설계가 매우 용이해 질 뿐 아니라, 후술할 고정부재(115) 및 용접공정을 통해 방사소자(120)와 베이스 패널(110) 간 결합 공정 또한 단순화되는 이점을 가진다.
한편, 베이스 패널(110)은, 소정 두께의 금속 판상으로 형성된 패널 본체(111)와, 패널 본체(111)의 일면에 일체로 형성되되, 방사소자(120)와의 사이에 소정의 구획된 공간(113)을 형성하도록 구비된 적어도 하나의 격벽(112, cavity wall)과, 상기 구획된 공간(113)의 바닥면(즉, 패널 본체(111)의 일면)으로부터 방사소자(120)를 이격시키는 고정부재(115)를 포함할 수 있다.
여기서 패널 본체(111)는, 이미 설명한 바와 같이, 제1금속재질 또는 제2금속재질로 이루어질 수 있고, 다이캐스팅 공법을 통해 상술한 적어도 하나의 격벽(112)과 고정부재(115) 및 후술하는 다수의 접지 수용 리브(114)가 일체로 간단하게 금형 제조될 수 있다.
한편, 상술한 구획된 공간(113)은 일종의 캐비티(Cavity, 공간)로써, 그 바닥면(즉, 패널 본체(111)의 일면)으로부터 일측 방향으로 소정 거리 이격된 원형 타입의 패치판(120)과의 사이에 존재하는 공간으로 정의될 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 구획된 공간(113)은, 패널 본체(111)의 일면 측에 배열된 각 방사소자(120)들의 점유 영역을 사각 형상을 이루는 적어도 하나의 격벽(112)(cavity wall)을 통해 구획된 공간(113)으로 이해될 수 있다.
여기서, 적어도 하나의 격벽(112)이 이루는 형상은, 원형 타입의 패치판(120)의 외형에 대응되는 원형으로 형성될 수 있음은 물론, 적어도 원형 타입의 패치판(120)의 직경보다 큰 변의 길이를 가지는 장방형 또는 정사각형으로 형성될 수 있다.
이와 같이, 적어도 하나의 격벽(112)에 의하여 구획된 공간(113)에는 그 중심에 형성된 고정부재(115)를 제외하고는 유전율이 1인 공기가 채워지는 공간으로서의 의미를 가지며, 적어도 하나의 격벽(112)에 의해 외부 신호의 유출입을 제한하거나 또는 인접하는 방사소자(120)와의 신호 간섭을 최소화하는 바 신호가 안정화되는 공간으로 이해할 수 있다.
이를 위해, 적어도 하나의 격벽(112)의 높이(즉, 패널 본체(111)의 일면으로부터 돌출되는 길이)는, 상술한 외부 신호의 유출입량 및 인접하는 방사소자(120)와의 신호 간섭량을 고려하여 최적의 값으로 설계되는 것이 바람직하다. 격벽(112) 높이의 최적값은 방사소자(120)의 이격 거리와 동일하거나 적어도 방사소자(120)의 이격 거리보다 더 작게 형성되는 것으로 설정될 수 있다.
종래의 경우, 상기 구획된 공간(113)에 대응되는 위치에는, 방사소자(120)를 반사판으로부터 이격시킴과 동시에 급전 신호의 공급을 위하여 X자 형태로 교차되게 배치된 급전 선로(예를 들어, 급전 케이블 또는 급전 PCB)가 구비되었으며, 이의 보강을 위해 소정의 유전율을 가진 테플론 부재의 구조물이 추가로 설치되어 그 구조가 매우 복잡한 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 어셈블리(100)에서는, 별도의 보강 구조물을 추가 설치하지 않고서도, 후술하는 적어도 하나의 신호 커플링용 스트립라인(130)의 연결 부위 및 고정부재(115)를 제외하고는 적어도 하나의 격벽(112)에 의하여 형성된 구획된 공간(113)에 의하여 외부 신호 및 인접하는 방사소자(120)와의 신호 간섭을 최소화시키는 이점을 가진다.
베이스 패널(110)의 패널 본체(111)는, 도 1 및 도 2에 참조된 바와 같이, 상하 방향으로는 길게 형성되고, 좌우 방향으로는 상대적으로 상하 방향의 길이보다 작은 장방형의 패널 형태로 형성될 수 있다.
패널 본체(111)의 일면에는, 전후 두께(즉, 격벽(112)의 높이)가 얇은 직육면체 형태의 구획된 다수의 공간(113)이 각각 상하 방향 및 좌우 방향으로 직렬 배치될 수 있다. 베이스 패널(110)의 일면에 형성된 구획된 공간(113)의 개수는, 이에 각각 안착 및 고정되는 원형 타입의 패치판(120)의 개수와 동일하게 설정될 수 있다.
이때, 원형 타입의 패치판(120)은, 기결정된 주파수 대역의 방사소자(120) 배열을 만족시키는 간격으로 이격되게 형성될 수 있다. 일반적으로, 기결정된 주파수 대역의 방사소자(120) 배열을 만족시키는 간격이 의미하는 것은 인접하는 원형 타입의 패치판(120) 간 전기적인 이격 거리로써 대략 1λ 거리를 의미한다.
여기서, 각 구획된 공간(113)의 중심에는 상술한 고정부재(115)가 각각 돌출 형성되되, 적어도 원형 타입의 패치판(120)의 대향면보다 더 외측으로 돌출되는 크기로 돌출 형성될 수 있다. 고정부재(115)는, 구획된 공간(113)이 각각 형성하는 바닥면(즉, 패널 본체(111)의 일면)의 중앙으로부터 돌출 형성됨이 바람직하다. 아울러, 고정부재(115)는, 원주 형상으로 형성되되, 특히 그 선단부는 상대적으로 직경이 작게 형성되어, 후술하는 원형 타입의 패치판(120)의 중심에 형성된 고정부재 관통홀(121)에는 삽입되나, 상대적으로 직경이 크게 형성된 고정부재(115)의 단차 부위(상단 취부 부분)에 원형 타입의 패치판(120)이 취부되어, 원형 타입의 패치판(120)이 구획된 공간(113)의 바닥면으로부터 소정거리 이격되게 고정될 수 있다.
원형 타입의 패치판(120)의 중심에는, 고정부재(115) 각각이 삽입 관통되는 고정부재 관통홀(121)이 각각 형성될 수 있다. 고정부재 관통홀(121)은, 원형 타입의 패치판(120)의 정 중앙에 형성되는 것으로써, 후술하는 다른 실시예에 적용된 변형 타입의 패치판(220)에서도 마찬가지로 변형 타입의 패치판(220)의 대칭 형상 중심에 위치되도록 설정되는 것이 바람직하다.
한편, 구획된 공간(113)에는, 후술하는 적어도 하나의 신호 커플링용 스트립라인(130) 중 다수의 관통 단자(133)가 삽입 및 관통되는 한 쌍의 패널 관통홀(116)이 형성될 수 있다. 한 쌍의 패널 관통홀(116)의 형성 위치는, 구획된 공간(113) 상에서 점유되는 다수의 관통 단자(133)에 의한 신호 간섭이 최소화되는 위치로 설계되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 구획된 공간(113) 중 격벽(112)에 인접하게 위치되도록 설정될 수 있다(후술하는 도 7 참조).
적어도 하나의 신호 커플링용 스트립라인(130)은, 도 3에 참조된 바와 같이, 베이스 패널(110)의 패널 본체(111) 타면에 각각 고정되고, 패널 본체(111)의 일면에 위치된 원형 타입의 패치판(120)을 향하도록 분기 연장되어 형성된 다수의 관통 단자(133)를 포함할 수 있다. 신호 커플링용 스트립라인(130)의 해당하는 방사소자(120)에 대한 구체적인 급전 구조는 뒤에 보다 상세하게 설명하기로 한다.
베이스 패널(110)의 패널 본체(111) 타면에는, 도 1 내지 도 3에 참조된 바와 같이, 적어도 하나의 신호 커플링용 스트립라인(130)을 각각 구획하여 수용하는 다수의 접지 수용 리브(114)가 패널 본체(111)와 일체로 형성될 수 있다.
적어도 하나의 신호 커플링용 스트립라인(130)의 개수는, 예를 들면, 패널 본체(111)의 일면에 배치되는 방사소자(120)가 ±45도 편파 또는 수직/수평 편파(horizontal/vertical polarization)와 같은 이중 편파를 발생시키는 이중편파 패치소자로 구비된 경우, 단일의 방사소자(120)에 각각 2개가 쌍을 이루도록 형성됨이 바람직하다. 즉, 방사소자(120)가 도 1 내지 도 3에 참조된 바와 같이, 패널 본체(111)의 폭 방향으로 4개가 이격되게 배치된 경우, 신호 커플링용 스트립라인(130)의 개수는 8개가 구비될 수 있다.
여기서, 패널 본체(111)의 타면에 형성된 다수의 접지 수용 리브(114)의 개수는, 신호 커플링용 스트립라인(130)이 8개로 구비된 경우, 신호 커플링용 스트립라인(130) 전부가 각각 수용되는 개수로 형성될 수 있다.
또한, 적어도 하나의 신호 커플링용 스트립라인(130) 각각에 형성된 관통 단자(133)는, 방사소자(120)가 도 1 내지 도 3에 참조된 바와 같이, 패널 본체(111)의 길이 방향으로 10개가 이격되게 배치된 경우, 각각 10개가 구비되어 동시에 10개의 방사소자(120) 각각에 구비된 급전 피딩 포인트 중 어느 하나에 동시에 급전 신호를 직렬 공급하도록 직선 형상으로 구비될 수 있다.
통상적으로 주파수의 대역폭(Band width)이 400 내지 500MHz 이상과 같이 큰 경우에는 급전 신호의 공급 방식으로서 병렬 공급이 직렬 공급 방식에 비하여 유리한 것으로 알려져 있다. 이는 직렬 공급 방식의 경우, 중심주파수로부터 멀리 떨어진 주파수에서의 위상(기울기)이 변해 위상 편차가 발생될 수 있기 때문이다. 가령, 대역폭(Band width)이 400MHz인 경우 급전 신호의 공급 방식을 직렬 공급 방식으로 채택하면, 중심 주파수 부근의 위상은 변경되지 않으나, 중심으로부터 가장 멀리 떨어진 주파수에서는 -6도 정도의 위상 지연이 발생하여 이득(gain)이 떨어질 수 있다. 하지만, 급전 신호의 병렬 공급 방식은, 직렬 공급 방식보다 라인이 더 추가되어야 하는 한편, 추가된 라인만큼 손실이 증가하고 이득(gain)이 감소하며, 이의 손실을 최소화하기 위해 복잡한 라인 설계가 요구된다.
최근 5G 주파수로 사용되고 있는 3.5GHz, 28GHz 의 경우를 예를 들면, 3.5GHz 대역에서는 300MHz 폭, 28GHz에서는 1GHz 폭이 사용되고, 가령 3개의 이동통신사에서 이 대역폭을 나누어 사용한다고 가정하면, 3.5GHz 대역에서는 100MHz, 28GHz 대역에서는 333MHz 정도의 대역폭을 할당 받을 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 급전 신호의 직렬 공급 방식을 통해, 대역폭이 300MHz 이하의 환경에서 널리 사용이 가능한 바, 상술한 병렬 공급 방식에서의 손실 문제와 복잡한 라인 설계의 단점을 모두 해결할 수 있는 이점이 있다.
이를 위해, 패널 본체(111)의 일면에 일렬(직선 형태)로 배치된 방사소자(120) 각각에 동시에 급전 신호를 직렬 공급 방식으로 공급 가능하도록 적어도 하나의 신호 커플링용 스트립라인(130) 또한 직선 형상으로 구비됨이 바람직하다.
도 4는 신호 커플링용 스트립라인을 이용한 방사소자에 대한 급전 신호의 피딩 모습 및 이중 편파의 구현을 설명하기 위한 모식도이다.
신호 커플링용 스트립라인(130) 각각에 형성된 관통 단자(133)는 방사소자(120)에 구비된 한 쌍의 급전 피딩 포인트(a,b)에 급전 신호를 공급한다. 가령, 방사소자(120)가 ±45도 편파를 발생시키는 이중편파 패치 소자인 경우, +45도 및 -45도 편파에 대응하는 급전신호를 각각의 급전 피딩 포인트(a,b)에 공급한다.
여기서, 방사소자(120)에 편파 급전 신호가 급전되면, 고주파 대역의 신호의 특성 상, 방사소자(120)의 중앙 부위가 아닌 가장자리 측으로 신호가 흐르면서 방사소자(120)의 공진을 발생시키게 된다. 이때, 서로 다른 편파 신호가 중첩되더라도 2개의 편파신호는 서로 벡터의 방향이 직교(Orthogonal)하여 서로 영향을 미치지 않는다. 가령, 도 4를 참조하면, a 급전 포인트에 비해 이와 대각선에 위치하는 c 급전 포인트에서의 송신 신호는 180도 위상 지연되고, 마찬가지로, b 급전 포인트에 비해 이와 대각선에 위치하는 d 급전 포인트에서의 송신 신호도 180도 위상 지연될 수 있다. 이에 따라, 방사소자(120)의 a, c 급전 포인트 및 b, d 급전 포인트에서 서로 직교하는 이중 편파가 발생하게 되는 것이다.
한편, 베이스 패널(110)은 상술한 바와 같이, 패널 본체(111) 및 격벽(112)을 포함하는 재질이 금속 재질로 형성되어 방사소자(120)에의 급전을 위한 접지(Ground) 역할을 전체로서 수행할 수 있다. 여기서, 신호 커플링용 스트립라인(130)의 관통 단자(133)가 직접 베이스 패널(110)에 통전되는 경우 전기적인 쇼트 현상이 발생할 우려가 있으므로, 후술하는 패널 관통홀(116)의 내주단과 관통 단자(133) 사이를 절연시키는 절연팁(126)이 구비될 수 있다. 신호 커플링용 스트립라인(130)의 관통 단자(133)는 절연팁(126)을 관통하여 베이스 패널(110)의 공간(113) 측으로 노출될 수 있다.
신호 커플링용 스트립라인(130)을 이용한 구체적인 급전 신호의 직렬 공급 모습은 후술하는 도 13을 통해 보다 상세하게 설명하기로 한다.
한편, 상술한 구성을 포함하는 베이스 패널(110)은, 상기 원형 타입의 패치판(120)과 동일한 재질인 제1재질(즉, 알루미늄 재질) 또는 제1재질과 상이한 제2재질로 형성될 수 있다. 여기서, 제2재질은, 제1재질인 알루미늄 재질을 제외한 마그네슘 재질을 포함할 수 있다. 그러므로, 베이스 패널(110)은, 알루미늄 재질 및 마그네슘 재질 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 이와 같은 베이스 패널(110)은, 앞서 설명한 방사소자(120)와 마찬가지로, 다이캐스팅 공법에 의하여 금형 제조될 수 있다.
여기서, 베이스 패널(110)은, 상술한 바와 같이, 금속 재질인 제1재질 및 제2재질 중 어느 하나로 이루어진 것으로써, 방사소자(120)로부터 방사된 주파수 신호의 반사를 위한 반사판의 기능을 함께 수행하는 이점을 가진다.
도 5는 도 1의 A-A선을 따라 취한 단면도 및 그 부분 확대도이고, 도 6은 도 1의 B-B선을 따라 취한 단면도 및 그 부분 확대도이며, 도 7은 도 1의 C-C선을 따라 취한 절개 사시도 및 그 부분 확대도이다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 어셈블리(100)는, 도 5 내지 도 7에 참조된 바와 같이, 자동화 조립 공정을 통해 자동 조립이 가능할 수 있다.
보다 상세하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 어셈블리의 제조 방법은, 제1금속재질의 몰딩재를 이용하여 방사소자를 다이캐스팅 공법 또는 프레스 공법으로 금형 제조하는 방사소재 제조 단계와, 제1금속재질과 동일한 재질 또는 제1금속재질과 상이한 재질의 몰딩재를 이용하여 베이스 패널을 다이캐스팅 공법 또는 프레스 공법으로 금형 제조하는 베이스패널 제조 단계와, 베이스 패널을 관통하도록 구비된 신호 커플링용 스트립라인 및 베이스 패널에 대한 방사소자를 레이저 용접 장치를 이용하여 각각 레이저 포인트 용접 방식으로 결합시키는 고정 단계를 포함할 수 있다.
특히, 고정 단계는, 전체적으로 접지(Ground) 기능을 수행함과 아울러, 다이캐스팅 공법으로 금형 제조 시 적어도 하나의 격벽(112)에 의해 구획된 공간(113)이 형성된 베이스 패널(110)을 미도시의 자동화 조립 장치의 고정부 위치에 고정시키는 과정을 포함한다.
다음으로, 고정 단계는, 자동화 조립 장치를 이용하여, 다수의 신호 커플링용 스트립라인(130)들을 패널 본체(111)의 타면 중 각각에 해당하는 접지 수용 리브(114)들 사이로 이동시키되, 패널 관통홀(116)을 통해 신호 커플링용 스트립라인(130)의 스트립라인 본체(131)으로부터 분기 연장된 다수의 관통 단자(133)가 관통되도록 고정시키는 과정을 포함할 수 있다. 이 때, 패널 관통홀(116)과 신호 커플링용 스트립라인(130)의 관통 단자(133) 사이에는 상술한 바와 같은 절연팁(126)이 구비되어 상호 절연되도록 관통 단자(133)가 관통 고정될 수 있다.
그리고, 고정 단계는, 자동화 조립 장치의 클램핑부(미도시)를 이용하여, 원형 타입의 패치판(120)들을 동시에 패널 본체(111)의 일면 측으로 이동시켜, 고정부재(115)의 선단부가 원형 타입의 패치판(120) 각각에 형성된 고정부재 관통홀(121)을 각각 관통하여 안착되도록 가조립하는 과정을 더 포함할 수 있다.
마지막으로, 고정 단계는, 미도시의 레이저 용접 장치를 이용하여, 원형 타입의 패치판(120)에 형성된 급전 연결홀(123)을 통해 패널 본체(111)의 일면 방향으로 노출된 신호 커플링용 스트립라인(130)의 관통 단자(133) 및 원형 타입의 패치판(120)에 형성된 고정부재 관통홀(121)을 통해 노출된 고정부재(115)의 선단부에 레이저를 조사하여 포인트 용접시키는 과정을 더 포함할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 어셈블리(100)는, 베이스 패널(110)을 금속재질의 몰딩재를 이용하여 다이캐스팅 공법으로 제조함은 물론, 이에 결합되는 방사소자(120)들 또한 금속재질의 몰딩재를 이용하여 다이캐스팅 공법으로 제조함에 따라 양 구성 부품을 고정시키기 위한 별도의 솔더 크림 도포 과정이 불필요하고, 레이저 용접 장치를 이용하여 매우 간명하게 고정시킬 수 있는 이점을 가진다.
참고로, 도 8 내지 도 12의 참조 도면을 통해 설명할 다른 실시예에서와 같이, 방사소자(220)의 일면으로부터 소정 길이 연장된 한 쌍의 연장 접속 레그(225)가 구비된 경우, 상술한 고정 단계의 수행을 위하여, 방사소자 제조 단계는, 레이저 투과 절개부(227)가 형성되도록 구현됨이 바람직하다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 어셈블리의 구성 중 변형 타입의 패치판이 적용된 구현예의 외관 모습을 나타낸 사시도이고, 도 9는 도 8의 분해 사시도이며, 도 10은 도 8의 D-D선을 따라 취한 단면도 및 그 부분 확대도이고, 도 11은 도 8의 E-E선을 따라 취한 단면도 및 그 부분 확대도이며, 도 12는 도 8의 F-F선을 따라 취한 절개 사시도 및 그 부분 확대도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 어셈블리(200)는, 도 1 내지 도 7의 도면 그룹군을 통해 이미 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 어셈블리(100)와 비교하여, 방사소자(120)의 형상이 원형 타입의 패치판(120)에서 변형 타입의 패치판(220) 형상으로 변형된 실시예이다. 방사소자의 형상 변경(120->220)은 후술하는 레이저 포인트 용접 과정에서의 용접 위치 변경을 초래한다.
이하에서는, 이미 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 어셈블리(100)와 비교하여 공통적인 구성 및 그 기능에 관한 구체적인 설명은 생략하고, 상대적으로 상이하거나 변경된 부분에 관한 구성 위주로 설명하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 어셈블리(200)는, 도 8 내지 도 12에 참조된 바와 같이, 신호 커플링용 스트립라인(230)의 스트립라인 본체(231)로부터 분기 형성된 다수의 관통 단자(233)가 변형 타입의 패치판(220)으로부터 베이스 패널(210)의 바닥면(즉, 패널 본체(211)의 일면)을 향하여 연장 형성된 다수의 연장 접속 레그(215)와 연결되도록 구성된다.
다수의 관통 단자(133)는, 본 발명의 일 실시예(100)에서와 같이, 패널 본체(111)의 일면에 형성된 구획된 공간(113)을 관통하여 직접 방사소자(120)에 형성된 급전 연결홀(123)에 연결되는 것이 바람직하나, 이 경우 이중 편파의 설계에 있어서 일정 부분 제약을 받을 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예(200)에서는, 패널 본체(211)의 일면을 향하는 면인 방사소자(220)의 대향면으로부터 연장된 한 쌍의 연장 접속 레그(225)가 추가 구비될 수 있다. 한 쌍의 연장 접속 레그(225)의 단부에는 상술한 일 실시예의 급전 연결홀(123)과 동일한 급전 연결홀(223)이 형성될 수 있다.
한 쌍의 연장 접속 레그(225)는, 본 발명의 일 실시예(100)와 비교하여, 상대적으로 다수의 관통 단자(233)와의 연결 부위를 패널 본체(111)의 일면 측에 가깝도록 변경시키는 것인 바, 그 단부를 상술한 패널 관통홀(216)이 형성된 측으로 절곡 연장 형성하되, 베이스 패널(210)의 공간(213) 중 일면에 인접하는 위치까지 하향 연장 형성되도록 구비될 수 있다. 그러므로, 신호 커플링용 스트립라인(230)의 스트립라인 본체(231)에 형성된 다수의 연장 접속 레그(233)의 길이는, 패널 본체(211)의 패널 관통홀(216)을 관통하여 그에 인접되게 위치된 한 쌍의 연장 접속 레그(225)의 각 급전 연결홀(223)에 삽입되는 길이로 형성되면 족하다.
또한, 한 쌍의 연장 접속 레그(225)는, 급전 연결홀(223)이 형성된 단부가 후술하는 변형 타입의 패치판(220)에 형성된 레이저 투과 절개부(227)의 직하방에 위치되는 길이로 연장됨이 바람직하다.
아울러, 변형 타입의 패치판(220)은, 패널 본체(211)의 일면 외측에 위치된 레이저 용접 장치로부터 조사된 레이저가 방사소자(220)의 대향면과 패널 본체(211)의 일면 사이로 간섭 없이 투사될 수 있도록 일부가 절개 형성된 레이저 투과 절개부(227)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 방사소자(220)의 특성 상 일부를 레이저 투과 절개부(227)로서 절개하는 경우 외형이 대칭되어야 하는 점에서, 방사소자(220)의 중심을 기준으로 절개 부분과 대칭되는 부위를 추가 절개 형성함이 바람직하다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 안테나 어셈블리의 급전 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예들(100,200)에 따른 안테나 어셈블리의 급전 과정을 첨부된 도면(특히, 도 12 참조)간략하게 설명하면 다음과 같다.
도 13에 참조된 바와 같이, 한 쌍의 신호 커플링용 스트립라인(230)의 중심을 통해 기 설정된 이중 편파 급전 신호를 방사소자 배열의 중심지점으로 급전신호가 공급된 후 병렬로 분배, 즉 신호 커플링용 스트립라인(230)의 스트립라인 본체(231) 중심을 통해 양측으로 분기된 후, 방사소자(220) 각각의 급전 피딩 포인트로 분기 연장된 관통 단자(233)를 통해 동시에 직렬 방식으로 급전된다.
패널 본체(211)의 일면에 배열된 방사소자(220)는 전기적 거리인 1λ씩 이격되는데, 급전 신호가 스트립라인 본체(231)의 중심이 아닌 단부 측을 통해 공급되는 경우 이격되는 전기적인 거리만큼 위상이 지연되는 문제가 있다. 따라서 본 발명에서는 최초 급전 신호를 스트립라인 본체(231)의 중심을 통해, 양측으로 대칭적으로 공급함으로써, 이격되는 전기적인 거리만큼 위상이 지연되는 현상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 어셈블리 및 그 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 상술한 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 청구범위에 의하여 정해진다고 할 것이다.
100,200: 안테나 어셈블리 110: 베이스 패널
111: 패널 본체 112: 격벽
113: 구획된 공간 114: 접지 수용 리브
115: 고정부재 116: 패널 관통홀
120: 방사소자 121: 고정부재 관통홀
123: 급전 연결홀 130: 신호 커플링용 스트립라인
131: 스트립라인 본체 133: 관통 단자

Claims (18)

  1. 제1금속재질로 형성된 적어도 하나의 방사소자; 및
    상기 제1금속재질 또는 상기 제1금속재질과 상이한 제2금속재질로 형성되고, 상기 방사소자를 일면으로부터 이격시키는 고정부재를 포함하는 베이스 패널; 및
    상기 베이스 패널의 타면에 배치되되, 상기 베이스 패널을 관통하여 상기 방사소자에 연결되어, 상기 방사소자에 급전 신호를 제공하는 적어도 하나의 신호 커플링용 스트립라인; 을 포함하고,
    상기 베이스 패널의 타면에는, 상기 다수의 신호 커플링용 스트립라인들을 각각 구획하여 수용하는 다수의 접지 수용 리브가 일체로 형성된, 안테나 어셈블리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 방사소자에의 급전을 위해, 상기 방사소자 및 상기 베이스 패널은 전체로서 전기적 접지(Ground)를 이루는, 안테나 어셈블리.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스 패널은, 인접하는 방사소자들 사이의 신호 간섭을 최소화하도록 형성된 적어도 하나의 격벽; 을 더 포함하는, 안테나 어셈블리.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 방사소자 및 상기 베이스 패널 각각은, 다이캐스팅 금형 또는 프레스 금형으로 제조되는, 안테나 어셈블리.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 방사소자의 제1재질은, 금속 재질 또는 표면이 금속 도금된 플라스틱을 포함하는, 안테나 어셈블리.
  6. 청구항 1 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 베이스 패널의 제2재질은, 알루미늄 재질 또는 마그네슘 재질을 포함하는, 안테나 어셈블리.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 방사소자는, 원판 또는 다각형 형태로 형성된, 안테나 어셈블리.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 신호 커플링용 스트립 라인은,
    일렬로 배치된 상기 방사소자의 급전 포인트들 중 어느 하나를 연결하는 일직선과 대응되게 직선 형태로 형성된 스트립라인 본체; 및
    상기 스트립라인 본체로부터 분기 연장되어 상기 방사소자의 급전 포인트들 중 어느 하나에 접속되는 다수의 관통 단자; 를 포함하는, 안테나 어셈블리.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 다수의 관통 단자는, 상기 방사소자를 관통하여 연결되거나, 상기 방사소자로부터 상기 베이스 패널의 바닥면을 향하여 연장 형성된 다수의 연장 접속 레그와 연결되는, 안테나 어셈블리.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 방사소자에는, 상기 다수의 연장 접속 레그들을 통한 상기 다수의 관통 단자와의 레이저 포인트 용접 연결을 위하여 테두리 일부가 절개 형성된 레이저 투과 절개부가 구비된, 안테나 어셈블리.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 다수의 연장 접속 레그의 단부에는, 상기 다수의 관통 단자가 삽입되는 급전 연결홀이 관통 형성되고,
    상기 다수의 연장 접속 레그는, 상기 급전 연결홀이 형성된 단부가 상기 레이저 투과 절개부의 직하방에 위치되도록 연장된, 안테나 어셈블리.
  12. 청구항 3에 있어서,
    상기 고정부재는, 상기 격벽이 각각 형성하는 바닥면의 중앙으로부터 돌출 형성되고,
    상기 방사소자에는, 상기 방사소자를 취부할 수 있는 상기 고정부재의 상단 취부 부분이 관통되는 고정부재 관통홀이 각각 형성된, 안테나 어셈블리.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 방사소자와 상기 신호 커플링용 스트립라인 및 상기 방사소자와 상기 고정부재는 레이저 포인트 용접 결합 방식으로 연결되는, 안테나 어셈블리.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 방사소자는 ±45도 편파 또는 수직/수평 편파 중 어느 하나의 이중편파를 발생시키는 이중편파 패치 소자로 구비되고,
    상기 신호 커플링용 스트립라인은, 일렬로 배치된 상기 방사소자의 급전 포인트들 중 어느 하나와 동시에 접속되는 직선 형태로 구비된, 안테나 어셈블리.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 신호 커플링용 스트립라인 중 인접하게 배치된 한 쌍의 신호 커플링용 스트립라인을 통해 동시에 급전 신호가 공급되되,
    일렬로 배치된 상기 방사소자 배열의 중심지점으로 상기 급전 신호를 공급한 후 병렬로 분배되고, 상기 분배된 급전 신호가 일측 직선 방향 및 타측 직선 방향으로 각각 직렬로 공급되는, 안테나 어셈블리.
  16. 삭제
  17. 제1금속재질의 몰딩재를 이용하여 방사소자를 다이캐스팅 공법 또는 프레스 공법으로 금형 제조하는 방사소재 제조 단계;
    상기 제1금속재질과 동일한 재질 또는 상기 제1금속재질과 상이한 재질의 몰딩재를 이용하여 베이스 패널을 다이캐스팅 공법 또는 프레스 공법으로 금형 제조하는 베이스패널 제조 단계; 및
    상기 베이스 패널을 관통하도록 구비된 신호 커플링용 스트립라인 및 상기 베이스 패널에 대한 상기 방사소자를 레이저 용접 장치를 이용하여 각각 레이저 포인트 용접 방식으로 결합시키는 고정 단계; 를 포함하고,
    상기 베이스 패널의 타면에 적어도 하나의 상기 신호 커플링용 스트립라인을 각각 구획하여 수용하도록 다수의 접지 수용 리브가 일체로 형성된 경우,
    상기 고정 단계는, 자동화 조립 장치를 이용하여, 상기 다수의 신호 커플링용 스트립라인들을 상기 접지 수용 리브들 사이로 이동시키는 과정을 포함하는, 안테나 어셈블리의 제조 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 방사소재 제조 단계는,
    상기 방사소자의 일면으로부터 소정 길이 연장된 한 쌍의 연장 접속 레그가 더 구비된 경우, 상기 방사소자에 상기 레이저 포인트 용접 방식의 결합을 위한 레이저 투과 절개부가 형성되도록 구현되는, 안테나 어셈블리의 제조 방법.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100906351B1 (ko) * 2007-03-15 2009-07-30 주식회사 케이엠더블유 도파관 슬롯 어레이 평면안테나
CN111384600A (zh) * 2018-12-29 2020-07-07 华为技术有限公司 一种馈电系统、阵列天线以及基站

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101125180B1 (ko) 2009-11-17 2012-03-19 주식회사 케이엠더블유 서로 다른 평면에 배치되는 방사소자들의 설치 방법 및 이를 이용한 안테나
KR101609665B1 (ko) 2014-11-11 2016-04-06 주식회사 케이엠더블유 이동통신 기지국 안테나
KR102443643B1 (ko) * 2017-07-19 2022-09-15 삼성전자주식회사 안테나 소자를 구비한 전자 장치 및 그 제조방법
KR102342978B1 (ko) * 2018-01-19 2021-12-24 삼성전자 주식회사 절연체를 포함하는 안테나 모듈 및 이를 포함하는 기지국

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100906351B1 (ko) * 2007-03-15 2009-07-30 주식회사 케이엠더블유 도파관 슬롯 어레이 평면안테나
CN111384600A (zh) * 2018-12-29 2020-07-07 华为技术有限公司 一种馈电系统、阵列天线以及基站

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