KR102508582B1 - Substrate integrated waveguide horn antenna - Google Patents
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Abstract
다양한 실시 예들에 따른 기판 집적 도파관 혼 안테나는, 제 1 면, 상기 제 1 면에 반대되는 제 2 면, 및 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면 사이에 형성된 복수 개의 비아 홀들을 포함하는 두께 부분을 포함하는 기판, 상기 제 1 면 상에 위치되고 상기 복수 개의 비아 홀들에 연결된 제 1 금속 플레이트, 및 상기 제 1 금속 플레이트로부터 상기 기판의 제 1 방향으로 상기 제 1 면 상에 배열된 복수 개의 제 1 기생 소자들을 각각 포함하고 상기 제 1 방향에 교차하는 상기 기판의 제 2 방향으로 배열된 복수 개의 제 1 기생 소자 배치 구조들을 포함하는 제 1 레이어, 및 상기 제 2 면 상에 위치되고 상기 복수 개의 비아 홀들에 연결된 제 2 금속 플레이트, 및 상기 제 2 금속 플레이트로부터 상기 기판의 상기 제 1 방향으로 상기 기판에 대해 상기 복수 개의 제 1 기생 소자들과 비대칭적으로 상기 제 2 면 상에 배열된 복수 개의 제 2 기생 소자들을 각각 포함하고 상기 기판의 상기 제 2 방향으로 배열된 복수 개의 제 2 기생 소자 배치 구조들을 포함하는 제 2 레이어를 포함할 수 있다.A substrate integrated waveguide horn antenna according to various embodiments includes a first surface, a second surface opposite to the first surface, and a thickness portion including a plurality of via holes formed between the first surface and the second surface. a substrate comprising a substrate, a first metal plate located on the first surface and connected to the plurality of via holes, and a plurality of first metal plates arranged on the first surface in a first direction of the substrate from the first metal plate; a first layer including a plurality of first parasitic element disposition structures each including parasitic elements and arranged in a second direction of the substrate intersecting the first direction, and the plurality of vias located on the second surface; a second metal plate connected to the holes, and a plurality of first parasitic elements arranged on the second surface asymmetrically with respect to the substrate in the first direction of the substrate from the second metal plate; and a second layer including a plurality of second parasitic element arrangement structures each including two parasitic elements and arranged in the second direction of the substrate.
Description
아래의 다양한 실시 예들은 기판 집적 도파관 혼 안테나에 관한 것으로, 예를 들면, 차세대 네트워크(예: 5G 네트워크)의 초고주파 대역(예: mmWave 대역)에 적용 가능한 기판 집적 도파관 혼 안테나에 관한 것이다.Various embodiments below relate to a substrate-integrated waveguide horn antenna, for example, a substrate-integrated waveguide horn antenna applicable to an ultra-high frequency band (eg, mmWave band) of a next-generation network (eg, 5G network).
기판 집적 도파관(SIW) 혼 안테나는 인쇄 회로 기판에 도파관을 구현하고, 이를 이용한 혼 안테나이다. 기판 집적 도파관은 도파관의 특성을 가지고 있으며, 예를 들면, 일렬로 배열된 복수 개의 비아 홀(via hole)들을 통해 도파관의 에너지 전달 방식과 유사한 방식으로 에너지를 전달할 수 있다. 예를 들면, 미국 특허출원공개공보 제2020/0287293호는 기생적 특징을 포함하는 슬롯 어레이 안테나를 개시한다.A substrate integrated waveguide (SIW) horn antenna is a horn antenna that implements a waveguide on a printed circuit board and uses it. The substrate-integrated waveguide has characteristics of a waveguide and can transfer energy in a manner similar to that of a waveguide through, for example, a plurality of via holes arranged in a row. For example, US Patent Application Publication No. 2020/0287293 discloses a slot array antenna that includes a parasitic feature.
다양한 실시 예들에 따르면, 통신 대역의 대역폭을 개선하는 안테나를 제공할 수 있다.According to various embodiments, an antenna improving a bandwidth of a communication band may be provided.
다양한 실시 예들에 따른 기판 집적 도파관 혼 안테나는, 제 1 면, 상기 제 1 면에 반대되는 제 2 면, 및 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면 사이에 형성된 복수 개의 비아 홀들을 포함하는 두께 부분을 포함하는 기판, 상기 제 1 면 상에 위치되고 상기 복수 개의 비아 홀들에 연결된 제 1 금속 플레이트, 및 상기 제 1 금속 플레이트로부터 상기 기판의 제 1 방향으로 상기 제 1 면 상에 배열된 복수 개의 제 1 기생 소자들을 각각 포함하고 상기 제 1 방향에 교차하는 상기 기판의 제 2 방향으로 배열된 복수 개의 제 1 기생 소자 배치 구조들을 포함하는 제 1 레이어, 및 상기 제 2 면 상에 위치되고 상기 복수 개의 비아 홀들에 연결된 제 2 금속 플레이트, 및 상기 제 2 금속 플레이트로부터 상기 기판의 상기 제 1 방향으로 상기 기판에 대해 상기 복수 개의 제 1 기생 소자들과 비대칭적으로 상기 제 2 면 상에 배열된 복수 개의 제 2 기생 소자들을 각각 포함하고 상기 기판의 상기 제 2 방향으로 배열된 복수 개의 제 2 기생 소자 배치 구조들을 포함하는 제 2 레이어를 포함할 수 있다.A substrate integrated waveguide horn antenna according to various embodiments includes a first surface, a second surface opposite to the first surface, and a thickness portion including a plurality of via holes formed between the first surface and the second surface. a substrate comprising a substrate, a first metal plate located on the first surface and connected to the plurality of via holes, and a plurality of first metal plates arranged on the first surface in a first direction of the substrate from the first metal plate; a first layer including a plurality of first parasitic element disposition structures each including parasitic elements and arranged in a second direction of the substrate intersecting the first direction, and the plurality of vias located on the second surface; a second metal plate connected to the holes, and a plurality of first parasitic elements arranged on the second surface asymmetrically with respect to the substrate in the first direction of the substrate from the second metal plate; and a second layer including a plurality of second parasitic element arrangement structures each including two parasitic elements and arranged in the second direction of the substrate.
일 실시 예에서, 상기 복수 개의 제 1 기생 소자들 중 적어도 하나의 제 1 기생 소자 및 상기 복수 개의 제 2 기생 소자들 중 적어도 하나의 제 2 기생 소자는 상기 기판의 두께 방향으로 볼 때 서로 오버랩될 수 있다.In an embodiment, at least one first parasitic element among the plurality of first parasitic elements and at least one second parasitic element among the plurality of second parasitic elements may overlap each other when viewed in a thickness direction of the substrate. can
일 실시 예에서, 상기 복수 개의 제 2 기생 소자들 중 적어도 하나의 제 2 기생 소자는 상기 기판의 두께 방향으로 볼 때 상기 복수 개의 제 1 기생 소자들 중 인접하는 한 쌍의 제 1 기생 소자들과 오버랩될 수 있다.In an embodiment, at least one second parasitic element among the plurality of second parasitic elements may be adjacent to a pair of adjacent first parasitic elements among the plurality of first parasitic elements when viewed in a thickness direction of the substrate. may overlap.
일 실시 예에서, 상기 기판 집적 도파관 혼 안테나는, 상기 제 1 면에 위치되고 상기 복수 개의 제 1 기생 소자 배치 구조들의 각각의 복수 개의 제 1 기생 소자들 중 적어도 하나의 제 1 기생 소자를 각각 덮도록 구성된 제 1 유전체, 및 상기 제 2 면 위에 위치되고 상기 복수 개의 제 2 기생 소자 배치 구조들의 각각의 복수 개의 제 2 기생 소자들 중 적어도 하나의 제 2 기생 소자를 각각 덮도록 구성된 제 2 유전체를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the substrate-integrated waveguide horn antenna is located on the first surface and covers at least one first parasitic element among the plurality of first parasitic elements of each of the plurality of first parasitic element arrangement structures. a first dielectric configured to cover at least one second parasitic element of each of a plurality of second parasitic elements positioned on the second surface and respectively of the plurality of second parasitic element arrangement structures; can include more.
일 실시 예에서, 상기 제 1 유전체 및 상기 제 2 유전체는 상기 기판에 대해 비대칭적으로 위치될 수 있다.In one embodiment, the first dielectric and the second dielectric may be positioned asymmetrically with respect to the substrate.
일 실시 예에서, 상기 제 1 유전체는 상기 복수 개의 제 1 기생 소자 배치 구조들의 각각의 복수 개의 제 1 기생 소자들 중 상기 제 1 금속 플레이트로부터 가장 멀리 위치된 제 1 기생 소자를 덮지 않도록 구성되고, 상기 제 2 유전체는 상기 복수 개의 제 2 기생 소자 배치 구조들의 각각의 복수 개의 제 2 기생 소자들 중 상기 제 2 금속 플레이트로부터 가장 멀리 위치된 제 2 기생 소자를 덮지 않도록 구성될 수 있다.In one embodiment, the first dielectric is configured not to cover a first parasitic element located farthest from the first metal plate among a plurality of first parasitic elements of each of the plurality of first parasitic element arrangement structures, The second dielectric may be configured not to cover a second parasitic element located farthest from the second metal plate among the plurality of second parasitic elements of each of the plurality of second parasitic element arrangement structures.
일 실시 예에서, 상기 복수 개의 비아 홀들은, 상기 복수 개의 제 1 기생 소자 배치 구조들의 각각의 복수 개의 제 1 기생 소자들 및 상기 복수 개의 제 2 기생 소자 배치 구조들의 각각의 복수 개의 제 2 기생 소자들에 인접한 상기 기판의 제 1 영역에서 제 1 크기의 부하 패턴을 형성하고, 상기 제 1 영역에 반대되는 상기 기판의 제 2 영역에서 상기 제 1 크기보다 작은 제 2 크기의 피드 패턴을 형성할 수 있다.In an embodiment, the plurality of via holes may include a plurality of first parasitic elements of each of the plurality of first parasitic element arrangement structures and a plurality of second parasitic elements of each of the plurality of second parasitic element arrangement structures. A load pattern having a first size may be formed in a first area of the substrate adjacent to the first area, and a feed pattern having a second size smaller than the first size may be formed in a second area of the substrate opposite to the first area. there is.
일 실시 예에서, 상기 기판은, 상기 제 2 영역에 형성된 상기 기판과 동일 평면 상의 도파관을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the substrate may further include a waveguide formed on the same plane as the substrate formed in the second region.
일 실시 예에서, 상기 기판 집적 도파관 혼 안테나는, 상기 제 2 영역의 적어도 일부를 덮도록 구성된 금속 커버를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the substrate-integrated waveguide horn antenna may further include a metal cover configured to cover at least a portion of the second region.
일 실시 예에서, 상기 금속 커버는, 상기 제 1 면 상에 위치된 베이스 플레이트, 상기 제 1 면으로부터 이격된 커버 플레이트, 및 상기 베이스 플레이트 및 상기 커버 플레이트를 연결하고 상기 베이스 플레이트 및 상기 커버 플레이트 사이에 연결 공간을 형성하는 복수 개의 벽들을 포함할 수 있다.In one embodiment, the metal cover, a base plate located on the first surface, a cover plate spaced apart from the first surface, and connecting the base plate and the cover plate and between the base plate and the cover plate It may include a plurality of walls forming a connection space.
다양한 실시 예들에 따른 기판 집적 도파관 혼 안테나는, 제 1 면, 상기 제 1 면에 반대되는 제 2 면, 및 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면 사이에 형성된 복수 개의 비아 홀들을 포함하는 두께 부분을 포함하는 기판, 상기 제 1 면 상에 위치되고 상기 복수 개의 비아 홀들에 연결된 제 1 금속 플레이트, 및 상기 제 1 금속 플레이트로부터 상기 기판의 제 1 방향으로 상기 제 1 면 상에 배열된 복수 개의 제 1 기생 소자들을 포함하는 제 1 레이어, 및 상기 제 2 면 상에 위치되고 상기 복수 개의 비아 홀들에 연결된 제 2 금속 플레이트, 및 상기 제 2 금속 플레이트로부터 상기 기판의 상기 제 1 방향으로 상기 기판에 대해 상기 복수 개의 제 1 기생 소자들과 비대칭적으로 상기 제 2 면 상에 배열된 복수 개의 제 2 기생 소자들을 포함하는 제 2 레이어를 포함할 수 있다.A substrate integrated waveguide horn antenna according to various embodiments includes a first surface, a second surface opposite to the first surface, and a thickness portion including a plurality of via holes formed between the first surface and the second surface. a substrate comprising a substrate, a first metal plate located on the first surface and connected to the plurality of via holes, and a plurality of first metal plates arranged on the first surface in a first direction of the substrate from the first metal plate; a first layer comprising parasitic elements, and a second metal plate located on the second side and connected to the plurality of via holes, and from the second metal plate to the substrate in the first direction of the substrate; A second layer including a plurality of first parasitic elements and a plurality of second parasitic elements arranged asymmetrically on the second surface may be included.
일 실시 예에서, 상기 복수 개의 제 1 기생 소자들 중 적어도 하나의 제 1 기생 소자 및 상기 복수 개의 제 2 기생 소자들 중 적어도 하나의 제 2 기생 소자는 상기 기판의 두께 방향으로 볼 때 서로 오버랩될 수 있다.In an embodiment, at least one first parasitic element among the plurality of first parasitic elements and at least one second parasitic element among the plurality of second parasitic elements may overlap each other when viewed in a thickness direction of the substrate. can
일 실시 예에서, 상기 복수 개의 제 2 기생 소자들 중 적어도 하나의 제 2 기생 소자는 상기 기판의 두께 방향으로 볼 때 상기 복수 개의 제 1 기생 소자들 중 인접하는 한 쌍의 제 1 기생 소자들과 오버랩될 수 있다.In an embodiment, at least one second parasitic element among the plurality of second parasitic elements may be adjacent to a pair of adjacent first parasitic elements among the plurality of first parasitic elements when viewed in a thickness direction of the substrate. may overlap.
일 실시 예에서, 상기 기판 집적 도파관 혼 안테나는, 상기 제 1 면 위에 위치되고 상기 복수 개의 제 1 기생 소자들 중 적어도 하나의 제 1 기생 소자를 덮도록 구성된 제 1 유전체, 및 상기 제 2 면 위에 위치되고 상기 복수 개의 제 2 기생 소자들 중 적어도 하나의 제 2 기생 소자를 덮도록 구성된 제 2 유전체를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the substrate integrated waveguide horn antenna includes a first dielectric positioned on the first surface and configured to cover at least one first parasitic element of the plurality of first parasitic elements, and a first dielectric material on the second surface. It may further include a second dielectric positioned and configured to cover at least one second parasitic element among the plurality of second parasitic elements.
일 실시 예에서, 상기 제 1 유전체 및 상기 제 2 유전체는 상기 기판에 대해 비대칭적으로 위치될 수 있다.In one embodiment, the first dielectric and the second dielectric may be positioned asymmetrically with respect to the substrate.
일 실시 예에서, 상기 제 1 유전체는 상기 복수 개의 제 1 기생 소자들 중 상기 제 1 금속 플레이트로부터 가장 멀리 위치된 제 1 기생 소자를 덮지 않도록 구성되고, 상기 제 2 유전체는 상기 복수 개의 제 2 기생 소자들 중 상기 제 2 금속 플레이트로부터 가장 멀리 위치된 제 2 기생 소자를 덮지 않도록 구성될 수 있다.In an embodiment, the first dielectric is configured not to cover a first parasitic element located farthest from the first metal plate among the plurality of first parasitic elements, and the second dielectric is configured to cover the plurality of second parasitic elements. Among the elements, the second parasitic element located farthest from the second metal plate may not be covered.
일 실시 예에서, 상기 복수 개의 비아 홀들은, 상기 복수 개의 제 1 기생 소자들 및 상기 복수 개의 제 2 기생 소자들에 인접한 상기 기판의 제 1 영역에서 제 1 크기의 부하 패턴을 형성하고, 상기 제 1 영역에 반대되는 상기 기판의 제 2 영역에서 상기 제 1 크기보다 작은 제 2 크기의 피드 패턴을 형성할 수 있다.In an embodiment, the plurality of via holes form a load pattern having a first size in a first region of the substrate adjacent to the plurality of first parasitic elements and the plurality of second parasitic elements, and A feed pattern having a second size smaller than the first size may be formed in a second area of the substrate opposite to the first area.
일 실시 예에서, 상기 기판은, 상기 제 2 영역에 형성된 상기 기판과 동일 평면 상의 도파관을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the substrate may further include a waveguide formed on the same plane as the substrate formed in the second region.
일 실시 예에서, 상기 기판 집적 도파관 혼 안테나는, 상기 제 2 영역의 적어도 일부를 덮도록 구성된 금속 커버를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the substrate-integrated waveguide horn antenna may further include a metal cover configured to cover at least a portion of the second region.
일 실시 예에서, 상기 금속 커버는, 상기 제 1 면 상에 위치된 베이스 플레이트, 상기 제 1 면으로부터 이격된 커버 플레이트, 및 상기 베이스 플레이트 및 상기 커버 플레이트를 연결하고 상기 베이스 플레이트 및 상기 커버 플레이트 사이에 연결 공간을 형성하는 복수 개의 벽들을 포함할 수 있다.In one embodiment, the metal cover, a base plate located on the first surface, a cover plate spaced apart from the first surface, and connecting the base plate and the cover plate and between the base plate and the cover plate It may include a plurality of walls forming a connection space.
다양한 실시 예들에 따르면, 임피던스 대역폭이 개선될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 일 방향(예: 보어사이트 방향)의 방사 패턴이 안정화될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른 기판 집적 도파관 혼 안테나의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.According to various embodiments, an impedance bandwidth may be improved. According to various embodiments, a radiation pattern in one direction (eg, a boresight direction) may be stabilized. Effects of the substrate integrated waveguide horn antenna according to various embodiments are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
도 1은 일 실시 예에 따른 안테나의 사시도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 안테나의 평면도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 안테나의 측면도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 안테나의 배면도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 배열 안테나의 사시도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 배열 안테나의 평면도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 배열 안테나의 측면도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 배열 안테나의 배면도이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 금속 커버를 포함하는 배열 안테나의 사시도이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 금속 커버의 정면도이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 금속 커버의 평면도이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 금속 커버의 측면도이다.
도 13은 일 실시 예에 따른 금속 커버의 배면도이다.
도 14는 일 실시 예에 따른 비대칭적으로 배열된 기생 소자들을 포함하는 안테나, 대칭적으로 배열된 기생 소자들을 포함하는 안테나, 및 기생 소자들을 포함하지 않는 안테나의 전압정재파비(voltage standing wave ratio, VSWR)들을 비교한 그래프이다.
도 15는 다양한 실시 예들에 따른 안테나들 각각의 기생 소자들 및 유전체의 오버랩 비율들에 따른 전압정재파비(VSWR)들을 비교한 그래프이다.
도 16은 다양한 실시 예들에 따른 안테나들 각각의 기생 소자들 및 유전체의 오버랩 비율들에 따른 안테나들의 방사 효율들을 비교한 그래프이다.
도 17은 일 실시 예에 따른 금속 커버를 포함하는 안테나 및 금속 커버를 포함하지 않는 안테나의 약 24 GHz에서의 정규화된 방사 패턴을 비교한 도면이다.
도 18은 일 실시 예에 따른 금속 커버를 포함하는 안테나 및 금속 커버를 포함하지 않는 안테나의 약 40.5 GHz에서의 정규화된 방사 패턴을 비교한 도면이다.
도 19는 일 실시 예에 따른 급전 구조의 형태에 따른 안테나들의 방사 패턴을 비교한 도면이다.1 is a perspective view of an antenna according to an embodiment.
2 is a plan view of an antenna according to an exemplary embodiment.
3 is a side view of an antenna according to an embodiment.
4 is a rear view of an antenna according to an exemplary embodiment.
5 is a perspective view of an array antenna according to an exemplary embodiment.
6 is a plan view of an array antenna according to an exemplary embodiment.
7 is a side view of an array antenna according to an exemplary embodiment.
8 is a rear view of an array antenna according to an exemplary embodiment.
9 is a perspective view of an array antenna including a metal cover according to an exemplary embodiment.
10 is a front view of a metal cover according to an embodiment.
11 is a plan view of a metal cover according to an embodiment.
12 is a side view of a metal cover according to an embodiment.
13 is a rear view of a metal cover according to an embodiment.
14 illustrates a voltage standing wave ratio of an antenna including asymmetrically arranged parasitic elements, an antenna including symmetrically arranged parasitic elements, and an antenna not including parasitic elements according to an embodiment. This is a graph comparing VSWR).
15 is a graph comparing voltage standing wave ratios (VSWRs) according to overlap ratios of parasitic elements and dielectrics of antennas according to various embodiments.
16 is a graph comparing radiation efficiencies of antennas according to overlap ratios of parasitic elements and dielectrics of each of the antennas according to various embodiments.
17 is a diagram comparing normalized radiation patterns at about 24 GHz of an antenna including a metal cover and an antenna not including a metal cover according to an embodiment.
18 is a diagram comparing normalized radiation patterns at about 40.5 GHz of an antenna with a metal cover and an antenna without a metal cover according to an embodiment.
19 is a diagram comparing radiation patterns of antennas according to shapes of power feeding structures according to an exemplary embodiment.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시 예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리범위가 이러한 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시 예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes can be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all changes, equivalents or substitutes to the embodiments are included within the scope of rights.
실시 예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안 된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in the examples are used for descriptive purposes only and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시 예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시 예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same components regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the embodiment, the detailed description will be omitted.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term. When an element is described as being “connected,” “coupled to,” or “connected” to another element, that element may be directly connected or connected to the other element, but there may be another element between the elements. It should be understood that may be "connected", "coupled" or "connected".
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components having common functions will be described using the same names in other embodiments. Unless stated to the contrary, descriptions described in one embodiment may be applied to other embodiments, and detailed descriptions will be omitted to the extent of overlap.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 안테나(100)는 증가된 통신 주파수 대역(예: mmWave 대역)에서 동작하도록 구성될 수 있다. 안테나(100)는, 기판(110), 제 1 레이어(120), 제 2 레이어(130), 제 1 유전체(140), 및 제 2 유전체(150)를 포함할 수 있다.1 to 4, the
기판(110)은, 제 1 면(111A)(예: 상면), 제 1 면(111A)에 반대되는 제 2 면(111B)(예: 하면), 및 제 1 면(111A) 및 제 2 면(111B) 사이의 두께 부분(111C)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 기판(110)은 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB)을 포함할 수 있다.The
일 실시 예에서, 기판(110)은 제 1 면(111A) 및 제 2 면(111B) 사이에 형성된 복수 개의 비아 홀(112)들을 포함할 수 있다. 복수 개의 비아 홀(112)들은 두께 부분(111C)의 두께 방향(예: +/-Z 방향)으로 두께 부분(111C)에 형성될 수 있다.In one embodiment, the
일 실시 예에서, 기판(110)의 두께 부분(111C)은 안테나(100)가 배치되는 공간 내에서 감소된 두께를 가질 수 있다. 예를 들면, 두께 부분(111C)의 두께는 안테나(100)의 방사 특성을 저해하지 않는 임의의 적합한 치수를 가질 수 있다. 예를 들면, 안테나(100)가 동작하는 통신 주파수 대역이 증가할수록 안테나(100)의 급전 부분(예: 제 2 영역(A2))에서의 특성 임피던스가 증가하는 것을 고려하면, 두께 부분(111C)의 두께는 안테나(100)가 감소된 대역폭을 가지지 않는 임의의 적합한 치수를 가질 수 있다.In one embodiment, the
일 실시 예에서, 복수 개의 비아 홀(112)들은 피드 혼 패턴을 형성할 수 있다. 예를 들면, 복수 개의 비아 홀(112)들은, 기판(110)의 제 1 영역(A1)에서 가변하는 제 1 크기(D1)(예: 대면하는 한 쌍의 비아 홀(112)들의 거리)를 갖는 부하 패턴을 형성하고, 기판(110)의 제 1 영역(A1)과 다른 제 2 영역(A2)에서 실질적으로 일정한 제 2 크기(D2)(예: 대면하는 한 쌍의 비아 홀(112)들의 거리)를 갖는 피드 패턴을 형성할 수 있다. 일 실시 예에서, 제 1 크기(D1)는 제 2 크기(D2)와 실질적으로 동일하거나 그보다 클 수 있다. 일 실시 예에서, 제 1 크기(D1) 및 제 2 크기(D2)는 통신 대역의 파장의 크기보다 작을 수 있다. 일 실시 예에서, 제 1 영역(A1) 및 제 2 영역(A2)은 연결될 수 있다. 어떤 실시 예에서, 제 1 영역(A1)은 제 2 영역(A2)보다 기판(110)의 중심부에 가깝게 위치될 수 있다. 어떤 실시 예에서, 제 2 영역(A2)은 기판(110)의 가장자리에 위치되거나 가장자리에 가깝게 위치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제 1 크기(D1)는 기판(110)의 두께 부분(111C)의 두께 방향(예: +/-Z 방향)에 교차하는 제 1 면(111A) 및/또는 제 2 면(111B)의 접선 방향(예: +/-Y 방향)으로 실질적으로 선형적으로 가변할 수 있다. 다른 실시 예에서, 제 1 크기(D1)는 실질적으로 커브드 프로파일을 가질 수도 있다. 일 실시 예에서, 제 2 영역(A2)은 동일 평면 상의 도파관(coplanar waveguide, CPW)을 포함할 수 있다.In one embodiment, the plurality of via
제 1 레이어(120)는 기판(110)의 제 1 면(111A) 상에 위치될 수 있다. 제 1 레이어(120)는, 제 1 면(111A) 상에 위치된 제 1 금속 플레이트(121), 및 제 1 금속 플레이트(121)로부터 기판(110)의 제 1 방향(예: +Y 방향) 또는 제 1 면(111A)의 접선 방향으로 제 1 면(111A) 상에 이격되며 배열된 복수 개(예: 4개)의 제 1 기생 소자(122, 122A, 122B)들을 포함할 수 있다. 제 1 금속 플레이트(121)는 복수 개의 비아 홀(112)들의 각각의 제 1 단부(예: 상부 단부)에 연결될 수 있다.The
일 실시 예에서, 복수 개의 제 1 기생 소자(122, 122A, 122B)들은 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 복수 개의 제 1 기생 소자(122, 122A, 122B)들은 실질적으로 다각형(예: 사각형)으로 형성될 수 있다. 어떤 예에서, 복수 개의 제 1 기생 소자(122, 122A, 122B)들은 실질적으로 동일한 길이, 폭 및/또는 높이를 가질 수 있다.In one embodiment, the plurality of first
일 실시 예에서, 복수 개의 제 1 기생 소자(122, 122A, 122B)들은 실질적으로 동일한 간격으로 이격될 수 있다. 다른 실시 예에서, 복수 개의 제 1 기생 소자(122, 122A, 122B)들 중 어느 한 쌍의 인접하는 제 1 기생 소자(122, 122A, 122B)들의 간격은 다른 한 쌍의 인접하는 제 1 기생 소자(122, 122A, 122B)들의 간격과 다를 수도 있다.In one embodiment, the plurality of first
제 2 레이어(130)는 기판(110)의 제 2 면(111B) 상에 위치될 수 있다. 제 2 레이어(130)는, 제 2 면(111B) 상에 위치된 제 2 금속 플레이트(131), 및 제 2 금속 플레이트(131)로부터 기판(110)의 제 1 방향(예: +Y 방향) 또는 제 2 면(111B)의 접선 방향으로 제 2 면(111B) 상에 이격되며 배열된 복수 개(예: 3개)의 제 2 기생 소자(132, 132A, 132B, 132C)들을 포함할 수 있다. 제 2 금속 플레이트(131)는 복수 개의 비아 홀(112)들의 각각의 제 1 단부에 반대되는 제 2 단부(예: 하부 단부)에 연결될 수 있다.The
일 실시 예에서, 제 2 금속 플레이트(131)는 기판(110)의 두께 부분(111C)의 두께 방향(예: +/-Z 방향)으로 볼 때 제 1 금속 플레이트(121)와 적어도 부분적으로 오버랩될 수 있다. 어떤 실시 예에서, 제 2 금속 플레이트(131)가 제 2 면(111B)을 커버하는 영역의 크기(예: 제 2 커버 영역의 제 2 영역 크기)는 제 1 금속 플레이트(121)가 제 1 면(111A)을 커버하는 영역의 크기(예: 제 1 커버 영역의 제 1 영역 크기)와 실질적으로 동일하거나 그보다 클 수 있다. 어떤 실시 예에서, 제 1 커버 영역은 기판(110)의 두께 부분(111C)의 두께 방향(예: +/-Z 방향)으로 볼 때 제 2 커버 영역에 속할 수 있다.In one embodiment, the
일 실시 예에서, 복수 개의 제 2 기생 소자(132, 132A, 132B, 132C)들은 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 복수 개의 제 2 기생 소자(132)들은 실질적으로 다각형(예: 사각형)으로 형성될 수 있다. 어떤 예에서, 복수 개의 제 2 기생 소자(132, 132A, 132B, 132C)들은 실질적으로 동일한 길이, 폭 및/또는 높이를 가질 수 있다.In one embodiment, the plurality of second
일 실시 예에서, 복수 개의 제 2 기생 소자(132, 132A, 132B, 132C)들은 실질적으로 동일한 간격으로 이격될 수 있다. 다른 실시 예에서, 복수 개의 제 2 기생 소자(132, 132A, 132B, 132C)들 중 어느 한 쌍의 인접하는 제 2 기생 소자(132)들의 간격은 다른 한 쌍의 인접하는 제 2 기생 소자(132, 132A, 132B, 132C)들의 간격과 다를 수도 있다.In one embodiment, the plurality of second
일 실시 예에서, 복수 개의 제 2 기생 소자(132, 132A, 132B, 132C)들 중 제 1 금속 플레이트(121)에 가까운, 예를 들면, 제 1 금속 플레이트(121)의 제 1 영역(A1)에 가까운, 제 2 기생 소자(132A)는 다른 제 2 기생 소자(132B, 132C)(들)의 폭 및/또는 길이보다 작은 폭 및/또는 길이를 가질 수 있다. 어떤 실시 예에서, 제 1 금속 플레이트(121)에 가까운 제 2 기생 소자(132A)는 제 1 금속 플레이트(121)에 연결될 수 있다. 어떤 실시 예에서, 제 1 금속 플레이트(121)에 가까운 제 2 기생 소자(132A)는 제 1 금속 플레이트(121)와 심리스하게 일체로 형성될 수 있다.In an embodiment, a first region A1 of the plurality of second
일 실시 예에서, 복수 개의 제 1 기생 소자(122, 122A, 122B)들 중 적어도 하나의 제 1 기생 소자(122, 122A, 122B) 및 복수 개의 제 2 기생 소자(132, 132A, 132B, 132C)들 중 적어도 하나의 제 2 기생 소자(132, 132A, 132B, 132C)는 기판(110)의 두께 부분(111C)의 두께 방향(예: +/-Z 방향)으로 볼 때 서로 오버랩될 수 있다. 어떤 실시 예에서, 복수 개의 제 1 기생 소자(122, 122A, 122B)들 중 적어도 하나의 제 1 기생 소자(122, 122A, 122B)는 복수 개의 제 2 기생 소자(132, 132A, 132B, 132C)들 중 인접하는 한 쌍의 제 2 기생 소자(132, 132A, 132B, 132C)들과 오버랩될 수 있다. 어떤 실시 예에서, 복수 개의 제 2 기생 소자(132, 132A, 132B, 132C)들 중 적어도 하나의 제 2 기생 소자(132, 132A, 132B, 132C)는 복수 개의 제 1 기생 소자(122, 122A, 122B)들 중 인접하는 한 쌍의 제 2 기생 소자(122, 122A, 122B)들과 오버랩될 수 있다. 어떤 실시 예에서, 복수 개의 제 1 기생 소자(122, 122A, 122B)들 및 복수 개의 제 2 기생 소자(132, 132A, 132B, 132C)들은 모두 오버랩될 수 있다.In an embodiment, at least one of the plurality of first
제 1 유전체(140)는 기판(110)의 제 1 면(111A)에 위치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제 1 유전체(140)는 제 1 금속 플레이트(121)를 실질적으로 덮지 않도록 위치될 수 있다. 다른 실시 예에서, 제 1 유전체(140)는 제 1 금속 플레이트(121)를 적어도 부분적으로 덮을 수도 있다.The
일 실시 예에서, 제 1 유전체(140)는 복수 개의 제 1 기생 소자(122, 122A, 122B)들 중 적어도 하나의 제 1 기생 소자(122, 122A, 122B)를 덮도록 위치될 수 있다. 어떤 실시 예에서, 제 1 유전체(140)는 복수 개의 제 1 기생 소자(122, 122A, 122B)들 중 일부(예: 3개)의 제 1 기생 소자(122A)들을 덮도록 위치될 수 있다. 예를 들면, 제 1 유전체(140)는 제 1 금속 플레이트(121)로부터 복수 개의 제 1 기생 소자(122, 122A, 122B)들이 위치된 영역들 내에서 제 1 면(111A) 중 적어도 일부의 비율(예: 약 25%, 약 50%, 약 75% 또는 약 100%)의 영역을 덮을 수 있다. 어떤 예에서, 제 1 유전체(140)는 제 1 금속 플레이트(121)로부터 복수 개의 제 1 기생 소자(122, 122A, 122B)들이 위치된 영역들 내에서 제 1 면(111A)을 약 75% 내지 약 78%를 덮을 수 있다. 어떤 실시 예에서, 제 1 유전체(140)는, 제 1 금속 플레이트(121)에 가까운, 예를 들면, 제 1 영역(A1)에 가까운, 일부(예: 3개)의 제 1 기생 소자(122A)들을 덮도록 위치될 수 있다. 예를 들면, 제 1 유전체(140)는 제 1 금속 플레이트(121)에 가까운 제 1 기생 소자(122A)(들)를 덮고, 제 1 금속 플레이트(121)로부터 가장 멀리 떨어진 제 1 기생 소자(122B)를 덮지 않을 수 있다. 다른 실시 예에서, 제 1 유전체(140)는 단일의 제 1 기생 소자(122, 122A, 122B)만을 적어도 부분적으로 덮을 수도 있다. 일 실시 예에서, 제 1 유전체(140)는 적어도 하나의 제 1 기생 소자(122, 122A, 122B)의 전체 영역을 실질적으로 덮을 수 있다. 다른 실시 예에서, 제 1 유전체(140)는 적어도 하나의 제 1 기생 소자(122, 122A, 122B)의 일부 영역을 덮을 수도 있다.In an embodiment, the
일 실시 예에서, 제 1 유전체(140)는 난연성 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제 1 유전체(140)는 기판(110)을 구축(build up)하는데 사용되는 직조된 타입-4 유리 강화 에폭시 라미네이트(type-4 woven glass-reinforced epoxy laminate)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the
일 실시 예에서, 제 1 유전체(140)의 두께는 제 1 금속 플레이트(121)의 두께 및/또는 적어도 하나의 제 1 기생 소자(122, 122A, 122B)의 두께보다 클 수 있다. 다른 실시 예에서, 제 1 유전체(140)의 두께는 제 1 금속 플레이트(121)의 두께 및/또는 적어도 하나의 제 1 기생 소자(122, 122A, 122B)의 두께와 실질적으로 동일할 수도 있다.In an embodiment, the thickness of the
제 2 유전체(150)는 기판(110)의 제 2 면(111B)에 위치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제 2 유전체(140)는 제 2 금속 플레이트(121)를 적어도 부분적으로 덮을 수도 있다. 다른 실시 예에서, 제 2 유전체(150)는 제 2 금속 플레이트(131)를 실질적으로 덮지 않도록 위치될 수 있다.The
일 실시 예에서, 제 2 유전체(150)는 복수 개의 제 2 기생 소자(132, 132A, 132B, 132C)들 중 적어도 하나의 제 2 기생 소자(132, 132A, 132B, 132C)를 덮도록 위치될 수 있다. 어떤 실시 예에서, 제 2 유전체(150)는 복수 개의 제 2 기생 소자(132, 132A, 132B, 132C)들 중 일부(예: 3개)의 제 2 기생 소자(132A, 132B)들을 덮도록 위치될 수 있다. 예를 들면, 제 2 유전체(150)는 제 2 금속 플레이트(131)로부터 복수 개의 제 2 기생 소자(132, 132A, 132B, 132C)들이 위치된 영역들 내에서 제 2 면(111B) 중 적어도 일부의 비율(예: 약 25%, 약 50%, 약 75% 또는 약 100%)의 영역을 덮을 수 있다. 어떤 예에서, 제 2 유전체(150)는 제 2 금속 플레이트(131)로부터 복수 개의 제 2 기생 소자(132, 132A, 132B, 132C)들이 위치된 영역들 내에서 제 2 면(111B)을 약 75% 내지 약 78%를 덮을 수 있다. 어떤 실시 예에서, 제 2 유전체(150)는, 제 2 금속 플레이트(131)에 가까운, 예를 들면, 제 1 영역(A1)에 가까운, 일부(예: 3개)의 제 2 기생 소자(132A, 132B)들을 덮도록 위치될 수 있다. 예를 들면, 제 2 유전체(150)는 제 2 금속 플레이트(131)에 가까운 제 2 기생 소자(132A, 132B)(들)을 덮고, 제 2 금속 플레이트(131)로부터 가장 멀리 떨어진 제 2 기생 소자(132C)를 덮지 않을 수 있다. 다른 실시 예에서, 제 2 유전체(150)는 단일의 제 2 기생 소자(132, 132A, 132B, 132C)만을 적어도 부분적으로 덮을 수도 있다. 일 실시 예에서, 제 2 유전체(150)는 적어도 하나의 제 2 기생 소자(132, 132A, 132B, 132C)의 전체 영역을 실질적으로 덮을 수 있다. 다른 실시 예에서, 제 2 유전체(150)는 적어도 하나의 제 2 기생 소자(132, 132A, 132B, 132C)의 일부 영역을 덮을 수도 있다.In one embodiment, the
일 실시 예에서, 제 2 유전체(150)는 난연성 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제 2 유전체(150)는 기판(110)을 구축(build up)하는데 사용되는 직조된 타입-4 유리 강화 에폭시 라미네이트(type-4 woven glass-reinforced epoxy laminate)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the
일 실시 예에서, 제 2 유전체(150)의 두께는 제 2 금속 플레이트(131)의 두께 및/또는 적어도 하나의 제 2 기생 소자(132, 132A, 132B, 132C)의 두께보다 클 수 있다. 다른 실시 예에서, 제 2 유전체(150)의 두께는 제 2 금속 플레이트(131)의 두께 및/또는 적어도 하나의 제 2 기생 소자(132, 132A, 132B, 132C)의 두께와 실질적으로 동일할 수도 있다.In an embodiment, the thickness of the
일 실시 예에서, 제 1 유전체(140) 및 제 2 유전체(150)는 기판(110)의 두께 부분(111C)의 두께 방향(예: +/-Z 방향)으로 볼 때 기판(110)에 대해 서로 비대칭적으로 위치될 수 있다. 일 실시 예에서, 제 1 유전체(140) 및 제 2 유전체(150)는 기판(110)의 두께 부분(111C)의 두께 방향(예: +/-Z 방향)으로 볼 때 서로 적어도 부분적으로 오버랩될 수 있다. 어떤 실시 예에서, 제 1 유전체(140)가 제 1 면(111A)을 커버하는 영역의 크기는 제 2 유전체(150)가 제 2 면(111B)을 커버하는 영역의 크기와 실질적으로 동일하거나 그보다 클 수 있다. 어떤 실시 예에서, 제 2 유전체(150)가 제 2 면(111B)을 커버하는 영역은 기판(110)의 두께 부분(111C)의 두께 방향(예: +/-Z 방향)으로 볼 때 제 1 유전체(140)가 제 1 면(111A)을 커버하는 영역에 속할 수 있다.In one embodiment, the
도 5 내지 도 8을 참조하면, 일 실시 예에 따른 안테나(200)(예: 도 1 내지 도 4의 안테나(100))는, 기판(210)(예: 기판(110)), 제 1 레이어(220)(예: 제 1 레이어(120)), 제 2 레이어(230)(예: 제 2 레이어(130)), 제 1 유전체(240)(예: 제 1 유전체(140)), 및 제 2 유전체(250)(예: 제 2 유전체(150))를 포함할 수 있다.5 to 8, the antenna 200 (eg, the
일 실시 예에서, 기판(210)은, 제 1 면(211A)(예: 제 1 면(111A)), 제 2 면(211B)(예: 제 2 면(111B)), 두께 부분(211C)(예: 두께 부분(111C)), 및 복수 개의 비아 홀(212)(예: 비아 홀(112))들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 복수 개의 비아 홀(212)들은, 기판(210)의 제 1 영역(A1)에서 가변하는 크기를 갖는 복수 개(예: 4개)의 부하 패턴들을 포함하고, 기판(210)의 제 1 영역(A1)과 다른 제 2 영역(A2)(예: 커넥터 영역)에서 실질적으로 일정한 크기를 갖는 피드 패턴을 포함할 수 있다.In one embodiment, the
일 실시 예에서, 기판(210)은, 제 2 영역(A2)과 인접한 영역에서 금속 컴포넌트(예: 도 8 내지 도 13의 금속 커버(360))와 결합하도록 구성된 적어도 하나의 홀(H)을 포함할 수 있다.In one embodiment, the
일 실시 예에서, 제 1 레이어(220)는, 제 1 금속 플레이트(221)(예: 제 1 금속 플레이트(121)), 및 기판(210)의 제 1 방향(예: +/-X 방향)으로 서로 이격되며 배열된 복수 개의 제 1 기생 소자 배치 구조(222A, 222B, 222C, 222D)들을 포함할 수 있다. 복수 개의 제 1 기생 소자 배치 구조(222A, 222B, 222C, 222D)들은 기판(210)의 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향(예: +Y 방향)으로 제 1 금속 플레이트(221)로부터 이격되며 배열되는 복수 개의 제 1 기생 소자(예: 제 1 기생 소자(122, 122A, 122B))들을 포함할 수 있다. 복수 개의 제 1 기생 소자 배치 구조(222A, 222B, 222C, 222D)들의 각각은 복수 개의 부하 패턴들의 각각에 대응되게 위치될 수 있다.In one embodiment, the
일 실시 예에서, 제 1 레이어(220)는 기판(210)의 제 2 영역(A2)에 위치된 동일 평면 상의 도파관(223)을 포함할 수 있다. 동일 평면 상의 도파관(223)은 급전 시 증가된 임피던스 대역폭 및/또는 보어사이트 방향(예: +Y 방향)의 방사 패턴을 안정화시킬 수 있다.In one embodiment, the
일 실시 예에서, 제 2 레이어(230)는, 제 2 금속 플레이트(231)(예: 제 2 금속 플레이트(131)), 및 기판(210)의 제 1 방향(예: +/-X 방향)으로 서로 이격되며 배열된 복수 개의 제 2 기생 소자 배치 구조(232A, 232B, 232C, 232D)들을 포함할 수 있다. 복수 개의 제 2 기생 소자 배치 구조(232A, 232B, 232C, 232D)들은 기판(210)의 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향(예: +Y 방향)으로 제 2 금속 플레이트(231)로부터 이격되며 배열되는 복수 개의 제 2 기생 소자(예: 제 2 기생 소자(132, 132A, 132B, 132C))들을 포함할 수 있다. 복수 개의 제 2 기생 소자 배치 구조(232A, 232B, 232C, 232D)들의 각각은 복수 개의 부하 패턴들의 각각에 대응되게 위치될 수 있다.In one embodiment, the
도 9 내지 도 13을 참조하면, 일 실시 예에 따른 안테나(300)(예: 도 5 내지 도 8의 안테나(200))는, 기판(310)(예: 기판(210)), 제 1 레이어(320)(예: 제 1 레이어(220)), 제 2 레이어(330)(예: 제 2 레이어(230)), 제 1 유전체(340)(예: 제 1 유전체(240)), 제 2 유전체(350)(예: 제 2 유전체(250)), 및 금속 커버(360)를 포함할 수 있다.9 to 13, the antenna 300 (eg, the
금속 커버(360)는, 기판(310) 상의 급전 부분(예: 도 5 내지 도 8의 제 2 영역(A2) 또는 커넥터 영역)에 결합되는 커넥터(미도시)의 금속 벽면을 따라 흐를 수 있는 전류에 의한 방사 패턴을, 보어사이트 방향(예: +Y 방향)으로 볼 때 대칭적으로 만들 수 있다.The
일 실시 예에서, 금속 커버(360)는 기판(310) 상의 적어도 일부의 영역(예: 제 2 영역(A2))을 적어도 부분적으로 덮도록 구성될 수 있다. 금속 커버(360)는, 기판(310)의 일 면(예: 제 1 면(211A)) 상에 위치된 베이스 플레이트(361), 기판(310)의 일 면 및 베이스 플레이트(361)로부터 일 방향(예: +Z 방향)으로 이격된 커버 플레이트(362), 및 베이스 플레이트(361) 및 커버 플레이트(362)를 연결하고 베이스 플레이트(361) 및 커버 플레이트(362)와 함께 베이스 플레이트(361) 및 커버 플레이트(362) 사이에 연결 공간(S)을 형성하는 복수 개의 벽(363)들을 포함할 수 있다.In one embodiment, the
일 실시 예에서, 베이스 플레이트(361)는, 복수 개의 벽(363)들로부터 형성된 복수 개의 플랜지(361A)들, 및 복수 개의 플랜지(361A)들에 연결되고 연결 공간(S)을 적어도 부분적으로 형성하는 베이스 부분(361B)을 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서, 베이스 부분(361B)은 복수 개의 플랜지(361A)들 사이에서 일 방향(예: +/-X 방향)으로 연장할 수 있다.In one embodiment, the
일 실시 예에서, 베이스 플레이트(361)는, 기판(310)의 복수 개(예: 2개)의 홀(예: 도 5 내지 도 8의 홀(H))들과 결합하도록 구성된 복수 개의 결합 홀(361C)들을 포함할 수 있다. 복수 개의 결합 홀(361C)들은 복수 개의 플랜지(361A)들 각각에 형성될 수 있다.In one embodiment, the
일 실시 예에서, 커버 플레이트(362)는, 실질적으로 플랫하게 형성된 플랫 부분(362A), 및 플랫 부분(362A)에 대해 경사진 경사 부분(362B)을 포함할 수 있다. 경사 부분(362B)은 플랫 부분(362A) 및 복수 개의 플랜지(361A)들 사이에서 이들 각각에 소정의 각도(예: 예각)를 형성할 수 있다.In one embodiment, the
도 14를 참조하면, 일 실시 예에 따른 비대칭적으로 배열된 기생 소자들을 포함하는 안테나(예: 도 5 내지 도 8의 안테나(200)), 대칭적으로 배열된 기생 소자들을 포함하는 안테나, 및 기생 소자들을 포함하지 않는 안테나의 각각의 전압정재파비들을 비교한 결과를 확인할 수 있다. 기생 소자들을 포함하지 않는 안테나에 비해 기생 소자들을 포함하는 안테나들이 약 24 GHz 내지 약 43 GHz의 주파수 대역에서 상대적으로 안정된 변동 폭 및 낮은 값의 전압정재파비를 나타냄을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 14, an antenna including asymmetrically arranged parasitic elements (eg, the
도 15 및 도 16을 참조하면, 다양한 실시 예들에 따른 안테나들(예: 도 1 내지 도 4의 안테나(100) 및/또는 도 5 내지 도 8의 안테나(200))에서 기생 소자들을 덮는 유전체(예: 제 1 유전체(140, 240) 및/또는 제 2 유전체(150, 250))의 비율(예: 길이 비율)에 따른 전압정재파비를 확인할 수 있다. 유전체의 길이가 커질수록 반사 특성인 전압정재파비는 낮아지는 경향이 있지만, 안테나의 방사 효율을 고려한다면 약 75%가 적절한 전압정재파비임을 확인할 수 있다.15 and 16, a dielectric covering parasitic elements in antennas (eg, the
도 17을 참조하면, 일 실시 예에 따른 금속 커버(예: 금속 커버(360))를 포함하는 안테나(예: 안테나(300)) 및 금속 커버를 포함하지 않는 안테나의 약 24 GHz에서의 E 평면(예: 기판의 수직 평면) 및 H 평면(예: 기판의 수평 평면)의 정규화된 방사 패턴을 확인할 수 있다. 도 18을 참조하면, 일 실시 예에 따른 금속 커버(예: 금속 커버(360))를 포함하는 안테나(예: 안테나(300)) 및 금속 커버를 포함하지 않는 안테나의 약 40.5 GHz에서의 E 평면 및 H 평면의 정규화된 방사 패턴을 확인할 수 있다. 도 17 및 도 18의 그래프들을 통해 알 수 있는 바와 같이, 금속 커버는 보어사이트 방향(예: 정면 방향)으로의 안정화된 방사 패턴을 구현하는데 도움을 줄 수 있다.Referring to FIG. 17, the E plane at about 24 GHz of an antenna (eg, antenna 300) including a metal cover (eg, metal cover 360) and an antenna not including a metal cover according to an embodiment (e.g. the vertical plane of the substrate) and the H plane (e.g. the horizontal plane of the substrate) normalized radiation patterns can be seen. Referring to FIG. 18, the E plane at about 40.5 GHz of an antenna (eg, antenna 300) including a metal cover (eg, metal cover 360) and an antenna without a metal cover according to an embodiment. and normalized radiation patterns of the H plane. As can be seen through the graphs of FIGS. 17 and 18 , the metal cover can help realize a stabilized radiation pattern in a boresight direction (eg, a frontal direction).
도 19를 참조하면, 급전 구조의 형태에 따른 안테나들의 방사 패턴을 확인할 수 있다. 일 실시 예에 따른 동일 평면 상의 도파관(CPW)을 포함하는 안테나(예: 안테나(200))의 방사 패턴은 마이크로스트립 라인을 포함하는 안테나의 방사 패턴에 비해 안정화됨을 확인할 수 있다. 안테나에 커넥터를 부착하여 사용할 때, 커넥터의 벽면을 타고 흐르는 전류에 의한 방사가 발생하는 경우, 주파수가 증가할수록 안테나의 E 평면의 방사 패턴을 비대칭적으로 만들 수 있으므로, 동일 평면 상의 도파관을 사용하는 것이 비대칭적인 방사 패턴을 상대적으로 완화시킬 수 있다.Referring to FIG. 19 , radiation patterns of antennas according to the shape of a power feeding structure can be confirmed. It can be seen that the radiation pattern of an antenna (eg, antenna 200) including a waveguide (CPW) on the same plane according to an embodiment is more stable than that of an antenna including a microstrip line. When using a connector attached to an antenna, if radiation occurs due to current flowing along the wall of the connector, as the frequency increases, the radiation pattern of the E plane of the antenna can be made asymmetric. This can relatively alleviate the asymmetrical radiation pattern.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited drawings, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.
Claims (20)
상기 제 1 면 상에 위치되고 상기 복수 개의 비아 홀들에 연결된 제 1 금속 플레이트, 및 상기 제 1 금속 플레이트로부터 상기 기판의 제 1 방향으로 상기 제 1 면 상에 배열된 복수 개의 제 1 기생 소자들을 각각 포함하고 상기 제 1 방향에 교차하는 상기 기판의 제 2 방향으로 배열된 복수 개의 제 1 기생 소자 배치 구조들을 포함하는 제 1 레이어; 및
상기 제 2 면 상에 위치되고 상기 복수 개의 비아 홀들에 연결된 제 2 금속 플레이트, 및 상기 제 2 금속 플레이트로부터 상기 기판의 상기 제 1 방향으로 상기 기판에 대해 상기 복수 개의 제 1 기생 소자들과 비대칭적으로 상기 제 2 면 상에 배열된 복수 개의 제 2 기생 소자들을 각각 포함하고 상기 기판의 상기 제 2 방향으로 배열된 복수 개의 제 2 기생 소자 배치 구조들을 포함하는 제 2 레이어;
를 포함하는 기판 집적 도파관 혼 안테나.a substrate including a first surface, a second surface opposite to the first surface, and a thickness portion including a plurality of via holes formed between the first surface and the second surface;
a first metal plate positioned on the first surface and connected to the plurality of via holes, and a plurality of first parasitic elements arranged on the first surface in a first direction of the substrate from the first metal plate, respectively; a first layer including a plurality of first parasitic element arrangement structures arranged in a second direction of the substrate crossing the first direction; and
a second metal plate located on the second surface and connected to the plurality of via holes, and asymmetrical with respect to the substrate from the second metal plate in the first direction of the substrate to the plurality of first parasitic elements; a second layer including a plurality of second parasitic elements arranged on the second surface of the substrate and including a plurality of second parasitic element arrangement structures arranged in the second direction of the substrate;
A substrate integrated waveguide horn antenna comprising a.
상기 복수 개의 제 1 기생 소자들 중 적어도 하나의 제 1 기생 소자 및 상기 복수 개의 제 2 기생 소자들 중 적어도 하나의 제 2 기생 소자는 상기 기판의 두께 방향으로 볼 때 서로 오버랩되는 기판 집적 도파관 혼 안테나.According to claim 1,
At least one first parasitic element among the plurality of first parasitic elements and at least one second parasitic element among the plurality of second parasitic elements overlap each other when viewed in a thickness direction of the substrate, and the substrate integrated waveguide horn antenna .
상기 복수 개의 제 2 기생 소자들 중 적어도 하나의 제 2 기생 소자는 상기 기판의 두께 방향으로 볼 때 상기 복수 개의 제 1 기생 소자들 중 인접하는 한 쌍의 제 1 기생 소자들과 오버랩되는 기판 집적 도파관 혼 안테나.According to claim 2,
At least one second parasitic element among the plurality of second parasitic elements overlaps with a pair of adjacent first parasitic elements among the plurality of first parasitic elements when viewed in the thickness direction of the substrate. horn antenna.
상기 제 1 면에 위치되고 상기 복수 개의 제 1 기생 소자 배치 구조들의 각각의 복수 개의 제 1 기생 소자들 중 적어도 하나의 제 1 기생 소자를 각각 덮도록 구성된 제 1 유전체; 및
상기 제 2 면 위에 위치되고 상기 복수 개의 제 2 기생 소자 배치 구조들의 각각의 복수 개의 제 2 기생 소자들 중 적어도 하나의 제 2 기생 소자를 각각 덮도록 구성된 제 2 유전체;
를 더 포함하는 기판 집적 도파관 혼 안테나.According to claim 1,
a first dielectric positioned on the first surface and configured to cover at least one first parasitic element of each of a plurality of first parasitic elements of each of the plurality of first parasitic element arrangement structures; and
a second dielectric positioned on the second surface and configured to cover at least one second parasitic element of each of a plurality of second parasitic elements of each of the plurality of second parasitic element arrangement structures;
A substrate integrated waveguide horn antenna further comprising a.
상기 제 1 유전체 및 상기 제 2 유전체는 상기 기판에 대해 비대칭적으로 위치된 기판 집적 도파관 혼 안테나.According to claim 4,
The first dielectric and the second dielectric are positioned asymmetrically with respect to the substrate.
상기 제 1 유전체는 상기 복수 개의 제 1 기생 소자 배치 구조들의 각각의 복수 개의 제 1 기생 소자들 중 상기 제 1 금속 플레이트로부터 가장 멀리 위치된 제 1 기생 소자를 덮지 않도록 구성되고, 상기 제 2 유전체는 상기 복수 개의 제 2 기생 소자 배치 구조들의 각각의 복수 개의 제 2 기생 소자들 중 상기 제 2 금속 플레이트로부터 가장 멀리 위치된 제 2 기생 소자를 덮지 않도록 구성된 기판 집적 도파관 혼 안테나.According to claim 4,
The first dielectric is configured not to cover a first parasitic element located farthest from the first metal plate among a plurality of first parasitic elements of each of the plurality of first parasitic element arrangement structures, and the second dielectric comprises A substrate integrated waveguide horn antenna configured not to cover a second parasitic element located furthest from the second metal plate among the plurality of second parasitic elements of each of the plurality of second parasitic element arrangement structures.
상기 복수 개의 비아 홀들은, 상기 복수 개의 제 1 기생 소자 배치 구조들의 각각의 복수 개의 제 1 기생 소자들 및 상기 복수 개의 제 2 기생 소자 배치 구조들의 각각의 복수 개의 제 2 기생 소자들에 인접한 상기 기판의 제 1 영역에서 제 1 크기의 부하 패턴을 형성하고, 상기 제 1 영역에 반대되는 상기 기판의 제 2 영역에서 상기 제 1 크기보다 작은 제 2 크기의 피드 패턴을 형성하는 기판 집적 도파관 혼 안테나.According to claim 1,
The plurality of via holes may be adjacent to the plurality of first parasitic elements of each of the plurality of first parasitic element arrangement structures and the plurality of second parasitic elements of each of the plurality of second parasitic element arrangement structures. A substrate integrated waveguide horn antenna forming a load pattern having a first size in a first area of a substrate and forming a feed pattern having a second size smaller than the first size in a second area of the substrate opposite to the first area.
상기 기판은, 상기 제 2 영역에 형성된 상기 기판과 동일 평면 상의 도파관을 더 포함하는 기판 집적 도파관 혼 안테나.According to claim 7,
The substrate further includes a waveguide formed on the same plane as the substrate formed in the second region.
상기 제 2 영역의 적어도 일부를 덮도록 구성된 금속 커버를 더 포함하는 기판 집적 도파관 혼 안테나.According to claim 7,
and a metal cover configured to cover at least a portion of the second region.
상기 금속 커버는,
상기 제 1 면 상에 위치된 베이스 플레이트;
상기 제 1 면으로부터 이격된 커버 플레이트; 및
상기 베이스 플레이트 및 상기 커버 플레이트를 연결하고 상기 베이스 플레이트 및 상기 커버 플레이트 사이에 연결 공간을 형성하는 복수 개의 벽들;
을 포함하는 기판 집적 도파관 혼 안테나.According to claim 9,
The metal cover,
a base plate positioned on the first side;
a cover plate spaced apart from the first surface; and
a plurality of walls connecting the base plate and the cover plate and forming a connection space between the base plate and the cover plate;
A substrate integrated waveguide horn antenna comprising a.
상기 제 1 면 상에 위치되고 상기 복수 개의 비아 홀들에 연결된 제 1 금속 플레이트, 및 상기 제 1 금속 플레이트로부터 상기 기판의 제 1 방향으로 상기 제 1 면 상에 배열된 복수 개의 제 1 기생 소자들을 포함하는 제 1 레이어; 및
상기 제 2 면 상에 위치되고 상기 복수 개의 비아 홀들에 연결된 제 2 금속 플레이트, 및 상기 제 2 금속 플레이트로부터 상기 기판의 상기 제 1 방향으로 상기 기판에 대해 상기 복수 개의 제 1 기생 소자들과 비대칭적으로 상기 제 2 면 상에 배열된 복수 개의 제 2 기생 소자들을 포함하는 제 2 레이어;
를 포함하는 기판 집적 도파관 혼 안테나.a substrate including a first surface, a second surface opposite to the first surface, and a thickness portion including a plurality of via holes formed between the first surface and the second surface;
a first metal plate located on the first surface and connected to the plurality of via holes, and a plurality of first parasitic elements arranged on the first surface in a first direction of the substrate from the first metal plate; a first layer that; and
a second metal plate located on the second surface and connected to the plurality of via holes, and asymmetrical with respect to the substrate from the second metal plate in the first direction of the substrate to the plurality of first parasitic elements; a second layer including a plurality of second parasitic elements arranged on the second surface;
A substrate integrated waveguide horn antenna comprising a.
상기 복수 개의 제 1 기생 소자들 중 적어도 하나의 제 1 기생 소자 및 상기 복수 개의 제 2 기생 소자들 중 적어도 하나의 제 2 기생 소자는 상기 기판의 두께 방향으로 볼 때 서로 오버랩되는 기판 집적 도파관 혼 안테나.According to claim 11,
At least one first parasitic element among the plurality of first parasitic elements and at least one second parasitic element among the plurality of second parasitic elements overlap each other when viewed in a thickness direction of the substrate, and the substrate integrated waveguide horn antenna .
상기 복수 개의 제 2 기생 소자들 중 적어도 하나의 제 2 기생 소자는 상기 기판의 두께 방향으로 볼 때 상기 복수 개의 제 1 기생 소자들 중 인접하는 한 쌍의 제 1 기생 소자들과 오버랩되는 기판 집적 도파관 혼 안테나.According to claim 12,
At least one second parasitic element among the plurality of second parasitic elements overlaps with a pair of adjacent first parasitic elements among the plurality of first parasitic elements when viewed in the thickness direction of the substrate. horn antenna.
상기 제 1 면 위에 위치되고 상기 복수 개의 제 1 기생 소자들 중 적어도 하나의 제 1 기생 소자를 덮도록 구성된 제 1 유전체; 및
상기 제 2 면 위에 위치되고 상기 복수 개의 제 2 기생 소자들 중 적어도 하나의 제 2 기생 소자를 덮도록 구성된 제 2 유전체;
를 더 포함하는 기판 집적 도파관 혼 안테나.According to claim 11,
a first dielectric positioned on the first surface and configured to cover at least one first parasitic element of the plurality of first parasitic elements; and
a second dielectric positioned on the second surface and configured to cover at least one second parasitic element of the plurality of second parasitic elements;
A substrate integrated waveguide horn antenna further comprising a.
상기 제 1 유전체 및 상기 제 2 유전체는 상기 기판에 대해 비대칭적으로 위치된 기판 집적 도파관 혼 안테나.15. The method of claim 14,
The first dielectric and the second dielectric are positioned asymmetrically with respect to the substrate.
상기 제 1 유전체는 상기 복수 개의 제 1 기생 소자들 중 상기 제 1 금속 플레이트로부터 가장 멀리 위치된 제 1 기생 소자를 덮지 않도록 구성되고, 상기 제 2 유전체는 상기 복수 개의 제 2 기생 소자들 중 상기 제 2 금속 플레이트로부터 가장 멀리 위치된 제 2 기생 소자를 덮지 않도록 구성된 기판 집적 도파관 혼 안테나.15. The method of claim 14,
The first dielectric is configured not to cover a first parasitic element located farthest from the first metal plate among the plurality of first parasitic elements, and the second dielectric is configured to cover the first parasitic element among the plurality of second parasitic elements. 2 A substrate integrated waveguide horn antenna configured not to cover the second parasitic element located farthest from the metal plate.
상기 복수 개의 비아 홀들은, 상기 복수 개의 제 1 기생 소자들 및 상기 복수 개의 제 2 기생 소자들에 인접한 상기 기판의 제 1 영역에서 제 1 크기의 부하 패턴을 형성하고, 상기 제 1 영역에 반대되는 상기 기판의 제 2 영역에서 상기 제 1 크기보다 작은 제 2 크기의 피드 패턴을 형성하는 기판 집적 도파관 혼 안테나.According to claim 11,
The plurality of via holes form a load pattern having a first size in a first region of the substrate adjacent to the plurality of first parasitic elements and the plurality of second parasitic elements, and A substrate integrated waveguide horn antenna forming a feed pattern having a second size smaller than the first size in a second region of the substrate.
상기 기판은, 상기 제 2 영역에 형성된 상기 기판과 동일 평면 상의 도파관을 더 포함하는 기판 집적 도파관 혼 안테나.18. The method of claim 17,
The substrate further includes a waveguide formed on the same plane as the substrate formed in the second region.
상기 제 2 영역의 적어도 일부를 덮도록 구성된 금속 커버를 더 포함하는 기판 집적 도파관 혼 안테나.18. The method of claim 17,
and a metal cover configured to cover at least a portion of the second region.
상기 금속 커버는,
상기 제 1 면 상에 위치된 베이스 플레이트;
상기 제 1 면으로부터 이격된 커버 플레이트; 및
상기 베이스 플레이트 및 상기 커버 플레이트를 연결하고 상기 베이스 플레이트 및 상기 커버 플레이트 사이에 연결 공간을 형성하는 복수 개의 벽들;
을 포함하는 기판 집적 도파관 혼 안테나.According to claim 19,
The metal cover,
a base plate positioned on the first side;
a cover plate spaced apart from the first surface; and
a plurality of walls connecting the base plate and the cover plate and forming a connection space between the base plate and the cover plate;
A substrate integrated waveguide horn antenna comprising a.
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