KR102510265B1 - An antenna module - Google Patents

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KR102510265B1
KR102510265B1 KR1020200188394A KR20200188394A KR102510265B1 KR 102510265 B1 KR102510265 B1 KR 102510265B1 KR 1020200188394 A KR1020200188394 A KR 1020200188394A KR 20200188394 A KR20200188394 A KR 20200188394A KR 102510265 B1 KR102510265 B1 KR 102510265B1
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이한림
동현준
김예본
이지호
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중앙대학교 산학협력단
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    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

본 발명에 따른 안테나 모듈은 제1 안테나, 제1 안테나와 제1 방향으로 이격된 제2 안테나, 및 제1 및 제2 안테나와 연결되고, 빔 조향을 제어하는 빔 포밍 IC를 포함하되, 제1 안테나는 제1 및 제2 급전부를 포함하고, 제2 안테나는 제3 및 제4 급전부를 포함하고, 제1 급전부와 제3 급전부는 제1 급전 라인을 통해 빔 포밍 IC와 연결되는 것을 특징으로 한다.An antenna module according to the present invention includes a first antenna, a second antenna spaced apart from the first antenna in a first direction, and a beamforming IC connected to the first and second antennas and controlling beam steering, The antenna includes first and second feeding parts, the second antenna includes third and fourth feeding parts, and the first feeding part and the third feeding part are connected to the beamforming IC through the first feeding line. to be characterized

Description

안테나 모듈{AN ANTENNA MODULE}Antenna module {AN ANTENNA MODULE}

본 발명은 안테나 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 빔 포밍 IC의 개수를 최적화함에 따라 안테나 모듈의 전력 소모, 회로 복잡도 및 생산 단가를 감소시킨 안테나 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna module, and more particularly, to an antenna module in which power consumption, circuit complexity, and production cost of the antenna module are reduced by optimizing the number of beamforming ICs.

무선 통신 장치는 높은 전송량(throughput)을 위하여 MIMO(Multiple-Input and Multiple- Output)를 지원할 수 있고, 복수의 안테나들을 포함하는 안테나 모듈을 포함할 수 있다.A wireless communication device may support multiple-input and multiple-output (MIMO) for high throughput and may include an antenna module including a plurality of antennas.

특히, 직진성이 강하고 높은 주파수의 영역에서는, 데이터 전송을 위해 높은 에너지가 요구된다. 따라서, 샤프하고 방향성을 갖는 빔을 생성하여 에너지의 효율을 높이는 것이 중요시된다. 일반적으로, 복수의 안테나의 위상 차이를 통해 빔 조향을 조절하는 어레이(Array) 형태의 안테나 모듈이 이용되나, 어레이의 증가에 따라 빔 포밍 IC의 개수가 증가하게 되어, 전력 소모가 증가하거나 회로 복잡도가 증가하며, 생산 단가 역시 증가하는 문제가 발생하고 있다. In particular, in a region of high linearity and high frequency, high energy is required for data transmission. Therefore, it is important to increase energy efficiency by generating a sharp and directional beam. In general, an array-type antenna module that adjusts beam steering through a phase difference of a plurality of antennas is used, but as the array increases, the number of beamforming ICs increases, resulting in increased power consumption or circuit complexity. increases, and the production cost also increases.

따라서, 빔 포밍 IC의 개수를 최소화(또는 최적화)하기 위한 방안을 모색하고자 한다.Therefore, a method for minimizing (or optimizing) the number of beamforming ICs is sought.

대한민국 등록특허공보 제10-2061620호(2019.12.26)Republic of Korea Patent Registration No. 10-2061620 (2019.12.26)

본 발명은 빔 포밍 IC의 개수를 최적화함에 따라 안테나 모듈의 전력 소모, 회로 복잡도 및 생산 단가를 감소시킨 안테나 모듈을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide an antenna module in which power consumption, circuit complexity, and production cost of the antenna module are reduced by optimizing the number of beamforming ICs.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 안테나 모듈은 제1 안테나, 제1 안테나와 제1 방향으로 이격된 제2 안테나, 및 제1 및 제2 안테나와 연결되고, 빔 조향을 제어하는 빔 포밍 IC를 포함하되, 제1 안테나는 제1 및 제2 급전부를 포함하고, 제2 안테나는 제3 및 제4 급전부를 포함하고, 제1 급전부와 제3 급전부는 제1 급전 라인을 통해 빔 포밍 IC와 연결되는 것을 특징으로 한다.An antenna module according to the present invention for achieving the above object is connected to a first antenna, a second antenna spaced apart from the first antenna in a first direction, and the first and second antennas, and beamforming for controlling beam steering. An IC, wherein the first antenna includes first and second feeding parts, the second antenna includes third and fourth feeding parts, and the first feeding part and the third feeding part pass through the first feeding line. It is characterized in that it is connected to the beam forming IC.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 안테나 모듈은 제1 안테나와 제1 방향과 다른 제2 방향으로 이격된 제3 안테나를 더 포함하되, 제3 안테나는 제5 및 제6 급전부를 포함하고, 제5 급전부는 제1 급전 라인과 다른 제2 급전 라인을 통해 빔 포밍 IC와 연결되는 것을 특징으로 한다.In addition, the antenna module according to the present invention for achieving the above object further includes a third antenna spaced apart from the first antenna in a second direction different from the first direction, the third antenna is fifth and sixth feeding units. Including, the fifth power supply unit is characterized in that connected to the beam forming IC through a second feed line different from the first feed line.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 안테나 모듈은 빔 포밍 IC는 제1 급전 라인과 제2 급전 라인의 위상 차이를 통해 제3 방향으로 빔 조향을 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the antenna module according to the present invention for achieving the above object is characterized in that the beamforming IC controls beam steering in the third direction through a phase difference between the first feed line and the second feed line.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 안테나 모듈은 제2 급전부와 제6 급전부는 제1 및 제2 급전 라인과 다른 제3 급전 라인을 통해 빔 포밍 IC와 연결되는 것을 특징으로 한다.In addition, the antenna module according to the present invention for achieving the above object is characterized in that the second feeding unit and the sixth feeding unit are connected to the beamforming IC through a third feeding line different from the first and second feeding lines. .

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 안테나 모듈은 제3 안테나와 제1 방향으로 이격된 제4 안테나를 더 포함하되, 제4 안테나는 제7 및 제8 급전부를 포함하고, 제7 급전부는 제2 급전 라인을 통해 빔 포밍 IC와 연결되는 것을 특징으로 한다.In addition, the antenna module according to the present invention for achieving the above object further includes a fourth antenna spaced apart from the third antenna in a first direction, the fourth antenna includes seventh and eighth feeding units, 7 The power supply unit is characterized in that it is connected to the beamforming IC through the second power supply line.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 안테나 모듈은 제2 급전부와 제6 급전부는 제1 및 제2 급전 라인과 다른 제3 급전 라인을 통해 빔 포밍 IC와 연결되고, 제4 급전부와 제8 급전부는 제1 내지 제3 급전 라인과 다른 제4 급전 라인을 통해 빔 포밍 IC와 연결되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the antenna module according to the present invention for achieving the above object, the second feeding unit and the sixth feeding unit are connected to the beamforming IC through a third feeding line different from the first and second feeding lines, and the fourth feeding unit The first and eighth power supply units are characterized in that they are connected to the beamforming IC through a fourth power supply line different from the first to third power supply lines.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 안테나 모듈은 빔 포밍 IC는 제3 급전 라인과 제4 급전 라인의 위상 차이를 통해 제4 방향으로 빔 조향을 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the antenna module according to the present invention for achieving the above object is characterized in that the beamforming IC controls beam steering in the fourth direction through a phase difference between the third and fourth feed lines.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 안테나 모듈은 빔 포밍 IC는 제1 빔 포밍 IC와 제2 빔 포밍 IC를 포함하고, 제1 및 제2 급전 라인은 제1 빔 포밍 IC와 연결되고, 제3 및 제4 급전 라인은 제2 빔 포밍 IC와 연결되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the antenna module according to the present invention for achieving the above object, the beamforming IC includes a first beamforming IC and a second beamforming IC, and the first and second feed lines are connected to the first beamforming IC. And, the third and fourth power supply lines are characterized in that they are connected to the second beamforming IC.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 안테나 모듈은 빔 포밍 IC는 제1 빔 포밍 IC와 제1 및 제2 스위치를 포함하고, 제1 급전 라인과 제3 급전 라인은 제1 스위치를 통해 제1 빔 포밍 IC와 연결되고, 제2 급전 라인과 제4 급전 라인은 제2 스위치를 통해 제1 빔 포밍 IC와 연결되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the antenna module according to the present invention for achieving the above object, the beamforming IC includes a first beamforming IC and first and second switches, and the first feed line and the third feed line include the first switch. It is characterized in that it is connected to the first beamforming IC through the first beamforming IC, and the second feed line and the fourth feed line are connected to the first beamforming IC through a second switch.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 안테나 모듈은 제1 안테나는 메인 방사체 및 메인 방사체와 이격된 보조 방사체를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the antenna module according to the present invention for achieving the above object is characterized in that the first antenna includes a main radiator and an auxiliary radiator spaced apart from the main radiator.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 안테나 모듈은 안테나 모듈의 둘레의 적어도 일부를 따라 배치된 도체 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the antenna module according to the present invention for achieving the above object is characterized in that it further comprises a conductor line disposed along at least a part of the circumference of the antenna module.

본 발명에 따른 안테나 모듈은 빔 포밍 IC의 개수를 획기적으로 감소시킬 수 있어, 안테나 모듈의 소비 전력을 감소시킬 수 있다.The antenna module according to the present invention can dramatically reduce the number of beamforming ICs, thereby reducing power consumption of the antenna module.

또한, 본 발명에 따른 안테나 모듈은 상대적으로 고가인 빔 포밍 IC의 개수를 획기적으로 감소시킬 수 있어, 생산 단가를 절감할 수 있다.In addition, the antenna module according to the present invention can drastically reduce the number of relatively expensive beamforming ICs, thereby reducing the production cost.

또한, 본 발명에 따른 안테나 모듈은 빔 포밍 IC의 개수를 획기적으로 감소시킬 수 있어, 필요 부품의 개수를 감소시킴으로써 안테나 모듈의 회로 복잡도를 감소시킬 수 있다.In addition, the antenna module according to the present invention can dramatically reduce the number of beamforming ICs, thereby reducing the circuit complexity of the antenna module by reducing the number of necessary parts.

도 1 및 도 2는 종래의 4X4 배열 안테나 모듈의 구성을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈의 구성을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈의 빔 조향 제어를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈의 적층 구조를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈의 구성을 설명하기 위한 예시적인 블록도이다.
도 8은 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈의 구성을 설명하기 위한 예시적인 블록도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 안테나 소자의 예시적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈의 제작 모델을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 13은 도 12의 안테나 모듈 제작 모델의 최대 가로축 빔 조향 측정 패턴을 도시한다.
도 14는 도 12의 안테나 모듈 제작 모델의 최대 세로축 빔 조향 측정 패턴을 도시한다.1 and 2 are exemplary diagrams for explaining the configuration of a conventional 4X4 array antenna module.
3 is an exemplary diagram for explaining the configuration of an antenna module according to some embodiments of the present invention.
4 and 5 are exemplary diagrams for explaining beam steering control of an antenna module according to some embodiments of the present invention.
6 is an exemplary diagram for explaining a stacked structure of an antenna module according to some embodiments of the present invention.
7 is an exemplary block diagram for explaining the configuration of an antenna module according to some embodiments of the present invention.
8 is an exemplary block diagram for explaining the configuration of an antenna module according to some other embodiments of the present invention.
9 to 11 are views for explaining exemplary configurations of antenna elements according to some embodiments of the present invention.
12 is an exemplary diagram for explaining a manufacturing model of an antenna module according to some embodiments of the present invention.
FIG. 13 shows a maximum transverse axis beam steering measurement pattern of the manufacturing model of the antenna module of FIG. 12 .
FIG. 14 shows a maximum vertical axis beam steering measurement pattern of the antenna module fabrication model of FIG. 12 .

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.Since the present invention can have various changes and various embodiments, specific embodiments will be described in detail with reference to the drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals have been used for like elements throughout the description of each figure.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention. The term and/or includes a combination of a plurality of related items or any one of a plurality of related items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급될 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It should be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. something to do. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 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 this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "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 본 발명이 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 present invention 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

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. Throughout the specification and claims, when a part includes a certain component, it means that it may further include other components, not excluding other components unless otherwise stated.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2는 종래의 4X4 배열 안테나 모듈의 구성을 설명하기 위한 예시적인 도면이다. 1 and 2 are exemplary diagrams for explaining the configuration of a conventional 4X4 array antenna module.

도 1을 참조하면, 종래의 4X4 배열 안테나 모듈(1')은 복수의 안테나 소자(100') 및 빔 포밍 IC(1000')를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a conventional 4X4 array antenna module 1' may include a plurality of antenna elements 100' and a beamforming IC 1000'.

복수의 안테나 소자(100') 각각은 하나의 급전부(10')를 포함하고 있으며, 2-D 빔 조향을 위해서는 2X2 배열의 안테나 소자(100') 당 1개의 빔 포밍 IC(1000')가 접속되는 것이 요구될 수 있다. 빔 포밍 IC(1000') 각각은 위상을 제어함으로써 2-D 빔 조향을 제어할 수 있다. 결과적으로 4X4 배열을 갖는 안테나 모듈(1')은 2-D 빔 조향을 위해, 4개의 빔 포밍 IC(1000')를 요구한다.Each of the plurality of antenna elements 100' includes one power supply unit 10', and for 2-D beam steering, one beamforming IC 1000' is required for each antenna element 100' in a 2X2 array. It may be requested to be connected. Each of the beamforming ICs 1000' can control 2-D beam steering by controlling the phase. As a result, the antenna module 1' having a 4X4 array requires four beamforming ICs 1000' for 2-D beam steering.

도 2를 참조하면, 마찬가지로 이중 편파를 위한 종래의 4X4 배열 안테나 모듈(1') 역시 복수의 안테나 소자(100') 및 빔 포밍 IC(1000')를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, similarly, a conventional 4X4 array antenna module 1' for dual polarization may also include a plurality of antenna elements 100' and a beamforming IC 1000'.

이때, 이중 편파를 위해, 복수의 안테나 소자(100') 각각은 두개의 급전부(10', 15')를 포함하고 있으며, 빔 포밍 IC(1000')는 두개의 급전부(10', 15') 중 어느 하나를 선택하여 수직 편파 또는 수평 편파 중 어느 하나를 선택하게 된다. At this time, for dual polarization, each of the plurality of antenna elements 100' includes two power feeding units 10' and 15', and the beamforming IC 1000' includes two power feeding units 10' and 15'. ') to select either vertical polarization or horizontal polarization.

이 경우에도 2X2 배열의 안테나 소자(100') 당 1개의 빔 포밍 IC(1000')가 접속되는 것이 요구될 수 있으며, 결과적으로 4X4 배열을 갖는 안테나 모듈(1')은 2-D 빔 조향을 위해, 4개의 빔 포밍 IC(1000')를 요구한다.Even in this case, it may be required that one beamforming IC 1000' be connected to each 2X2 array of antenna elements 100', and as a result, the antenna module 1' having a 4X4 array performs 2-D beam steering. For this, four beamforming ICs 1000' are required.

도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈의 구성을 설명하기 위한 예시적인 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예로서, 4X4 배열의 안테나 모듈에 대해 도시하나, 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 필요에 따라 더 적거나 더 많은 수의 안테나 소자를 이용할 수 있을 것이다. 3 is an exemplary diagram for explaining the configuration of an antenna module according to some embodiments of the present invention. 3 shows an antenna module in a 4X4 array as an embodiment of the present invention, but the embodiments are not limited thereto. A person skilled in the art may use fewer or more antenna elements as needed without departing from the scope of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈(1)은 복수의 안테나 소자(100, 200, 300, 400)와 하나 이상의 빔 포밍 IC(도 6 또는 도 7 참조)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3 , an antenna module 1 according to some embodiments of the present invention may include a plurality of antenna elements 100, 200, 300, and 400 and one or more beamforming ICs (see FIG. 6 or 7). can

구체적으로, 안테나 모듈(1)은 제1 안테나 소자(100), 제2 안테나 소자(200), 제3 안테나 소자(300) 및 제4 안테나 소자(400)를 포함할 수 있다. Specifically, the antenna module 1 may include a first antenna element 100 , a second antenna element 200 , a third antenna element 300 and a fourth antenna element 400 .

제1 안테나 소자(100)는 제1 급전부(10) 및 제2 급전부(15)를 포함하고, 제2 안테나 소자(200)는 제3 급전부(20) 및 제4 급전부(25)를 포함하고, 제3 안테나 소자(300)는 제5 급전부(30) 및 제6 급전부(35)를 포함하고, 제4 안테나 소자(400)는 제7 급전부(40) 및 제8 급전부(45)를 포함할 수 있다. The first antenna element 100 includes a first feeding part 10 and a second feeding part 15, and the second antenna element 200 includes a third feeding part 20 and a fourth feeding part 25 , the third antenna element 300 includes the fifth feeding part 30 and the sixth feeding part 35, and the fourth antenna element 400 includes the seventh feeding part 40 and the eighth feeding part. All (45) may be included.

제1 안테나 소자(100)는 안테나 모듈(1)의 평면 상에 위치할 수 있다. 제2 안테나 소자(200)는 제1 안테나 소자(100)의 제1 방향(X)으로 이격되어 배치될 수 있다. 제3 안테나 소자(300)는 제1 안테나 소자(100)와 제2 방향(Y)으로 이격되어 배치될 수 있다. 제4 안테나 소자(400)는 제3 안테나 소자(300)와 제1 방향(X)으로 이격되고, 제2 안테나 소자(200)와 제2 방향(Y)으로 이격되어 배치될 수 있다. 다시 말해서, 제1 안테나 소자(100), 제2 안테나 소자(200), 제3 안테나 소자(300) 및 제4 안테나 소자(400)는 2X2 배열을 구성할 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의상 제1 안테나 소자(100)들의 배열 전체를 배열 안테나(ARA)라는 용어로 지칭한다. The first antenna element 100 may be located on a plane of the antenna module 1 . The second antenna element 200 may be spaced apart from the first antenna element 100 in the first direction (X). The third antenna element 300 may be spaced apart from the first antenna element 100 in the second direction (Y). The fourth antenna element 400 may be spaced apart from the third antenna element 300 in the first direction (X) and spaced apart from the second antenna element 200 in the second direction (Y). In other words, the first antenna element 100, the second antenna element 200, the third antenna element 300, and the fourth antenna element 400 may form a 2X2 array. Hereinafter, for convenience of description, the entire arrangement of the first antenna elements 100 is referred to as an array antenna (ARA).

제1 안테나 소자(100)의 제1 급전부(10)와 제2 안테나 소자(200)의 제3 급전부(20)는 제1 급전 라인(P1)에 연결될 수 있다. 또한, 제3 안테나 소자(300)의 제5 급전부(30)와 제4 안테나 소자(400)의 제7 급전부(40)는 제2 급전 라인(P2)에 연결될 수 있다. 또한, 제1 안테나 소자(100)의 제2 급전부(15)와 제3 안테나 소자(300)의 제6 급전부(35)는 제3 급전 라인(P5)에 연결될 수 있다. 또한, 제2 안테나 소자(200)의 제4 급전부(25)와 제4 안테나 소자(400)의 제8 급전부(45)는 제4 급전 라인(P6)에 연결될 수 있다. The first feeding part 10 of the first antenna element 100 and the third feeding part 20 of the second antenna element 200 may be connected to the first feeding line P1. Also, the fifth feeding part 30 of the third antenna element 300 and the seventh feeding part 40 of the fourth antenna element 400 may be connected to the second feeding line P2. Also, the second feeding part 15 of the first antenna element 100 and the sixth feeding part 35 of the third antenna element 300 may be connected to the third feeding line P5. Also, the fourth feeding part 25 of the second antenna element 200 and the eighth feeding part 45 of the fourth antenna element 400 may be connected to the fourth feeding line P6.

다시 말해서, 배열 안테나(ARA)의 동일한 행에 있는 안테나 소자 각각은 동일한 급전 라인에 의해 서로 연결될 수 있다. 또한, 배열 안테나(ARA)의 동일한 열에 있는 안테나 소자 각각 역시 동일한 급전 라인에 의해 서로 연결될 수 있다. 이때, 급전 라인 각각은 빔 포밍 IC의 포트(채널)를 구성할 수 있다. 즉, 빔 포밍 IC는 급전 라인에 인가되는 신호 각각의 위상을 조절하여 빔 조향을 제어할 수 있다. 예시적 설명을 위해 도 4 및 도 5를 참조한다.In other words, each of the antenna elements in the same row of the array antenna ARA may be connected to each other by the same feed line. In addition, each of the antenna elements in the same column of the array antenna ARA may also be connected to each other by the same feed line. In this case, each power supply line may constitute a port (channel) of the beamforming IC. That is, the beamforming IC may control beam steering by adjusting the phase of each signal applied to the power supply line. Reference is made to FIGS. 4 and 5 for exemplary explanation.

도 4 및 도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈의 빔 조향 제어를 설명하기 위한 예시적인 도면이다. 4 and 5 are exemplary diagrams for explaining beam steering control of an antenna module according to some embodiments of the present invention.

도 4를 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈(1)은 배열 안테나(ARA)의 동일한 행을 접속하는 급전 라인(P1~P4)에 인가되는 신호의 위상을 제어함으로써, 제3 방향(R1)으로의 빔 조향을 제어할 수 있다. Referring to FIG. 4 , the antenna module 1 according to some embodiments controls the phase of a signal applied to the feed lines P1 to P4 connecting the same row of the array antenna ARA to the third direction R1. ) to control the beam steering.

도 5를 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈(1)은 배열 안테나(ARA)의 동일한 열을 접속하는 급전 라인(P5~P8)에 인가되는 신호의 위상을 제어함으로써, 제4 방향(R2)으로의 빔 조향을 제어할 수 있다. Referring to FIG. 5 , the antenna module 1 according to some embodiments controls the phase of a signal applied to the feed lines P5 to P8 connecting the same column of the array antenna ARA to the fourth direction R2. ) to control the beam steering.

다시 말해서, 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈(1)은 배열 안테나(ARA)의 동일한 행을 접속하는 급전 라인(P1~P4)에 인가되는 신호를 제어하거나, 동일한 열을 접속하는 급전 라인(P5~P8)에 인가되는 신호를 제어함으로써 원하는 방향으로의 2-D 빔 스캔을 수행할 수 있다. In other words, the antenna module 1 according to some embodiments controls signals applied to the feed lines P1 to P4 connecting the same row of the array antenna ARA, or the feed lines P5 to P5 to connect the same column. 2-D beam scanning in a desired direction may be performed by controlling a signal applied to P8).

도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈의 적층 구조를 설명하기 위한 예시적인 도면이다. 6 is an exemplary diagram for explaining a stacked structure of an antenna module according to some embodiments of the present invention.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈(1)의 구성, 구체적으로 각각의 안테나 소자와 급전 라인의 연결 관계를 용이하게 설명하기 위한 회로 구성이며, 실제 안테나 모듈(1)의 구조는 도 6에 도시된 바와 같이 제5 방향(Z)으로 적층된 구조를 채택할 수 있다. 그러나, 이는 실시예들이 이에 제한된다는 의미는 아니며, 도 6에 도시된 구조에서 일부 구조가 생략되거나 변형될 수 있고, 도 6에 도시되지 않은 다른 구조가 개재될 수 있음은 물론이다. 3 to 5 are circuit configurations for easily explaining the configuration of the antenna module 1 according to some embodiments of the present invention, specifically, the connection relationship between each antenna element and the feed line, and the actual antenna module 1 As the structure of FIG. 6 , a stacked structure in the fifth direction (Z) may be adopted. However, this does not mean that the embodiments are limited thereto, and some structures in the structure shown in FIG. 6 may be omitted or modified, and other structures not shown in FIG. 6 may be interposed.

도 6을 참조하면, 제1 안테나 소자(100)는 제1 비아(V1)를 통해 안테나 그라운드층(100G)과 연결될 수 있다. 제1 안테나 소자(100)는 제2 비아(V2)를 통해 제1 피드층(FD1)과 연결될 수 있다. 또한, 제1 안테나 소자(100)는 제3 비아(V3)를 통해 제2 피드층(FD2)과 연결될 수 있다. 이때, 제1 피드층(FD1)은 배열 안테나(ARA)의 동일한 행을 접속하는 급전 라인(P1~P4) 중 어느 하나와 연결될 수 있다. 또한, 제2 피드층(FD2)은 배열 안테나(ARA)의 동일한 열을 접속하는 급전 라인(P5~P8) 중 어느 하나와 연결될 수 있다. 반대로, 제1 피드층(FD1)은 배열 안테나(ARA)의 동일한 열을 접속하는 급전 라인(P5~P8) 중 어느 하나와 연결될 수 있다. 또한, 제2 피드층(FD2)은 배열 안테나(ARA)의 동일한 행을 접속하는 급전 라인(P1~P4) 중 어느 하나와 연결될 수 있다.Referring to FIG. 6 , the first antenna element 100 may be connected to the antenna ground layer 100G through the first via V1. The first antenna element 100 may be connected to the first feed layer FD1 through the second via V2. Also, the first antenna element 100 may be connected to the second feed layer FD2 through the third via V3. In this case, the first feed layer FD1 may be connected to any one of the feed lines P1 to P4 connecting the same row of the array antenna ARA. Also, the second feed layer FD2 may be connected to any one of the feed lines P5 to P8 connecting the same column of the array antenna ARA. Conversely, the first feed layer FD1 may be connected to any one of the feed lines P5 to P8 connecting the same column of the array antenna ARA. Also, the second feed layer FD2 may be connected to any one of the feed lines P1 to P4 connecting the same row of the array antenna ARA.

도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈의 구성을 설명하기 위한 예시적인 블록도이다.7 is an exemplary block diagram for explaining the configuration of an antenna module according to some embodiments of the present invention.

도 7을 참조하면, 안테나 모듈(1)은 배열 안테나(ARA), 제1 빔 포밍 IC(1000), 제1 스위치(SW#1), 제2 스위치(SW#2), 제3 스위치(SW#3) 및 제4 스위치(SW#4)를 포함할 수 있다. 도 7은 안테나 모듈(1)에 포함된 스위치의 개수가 4개인 것으로 도시하나, 실시예들이 이에 제한되지는 않는다. 안테나 모듈(1)에 포함된 스위치의 개수는 배열 안테나(ARA)에 포함된 안테나 소자의 개수에 따라 조절될 수 있다. Referring to FIG. 7 , the antenna module 1 includes an array antenna (ARA), a first beamforming IC (1000), a first switch (SW#1), a second switch (SW#2), and a third switch (SW #3) and a fourth switch (SW#4). 7 shows that the number of switches included in the antenna module 1 is four, but embodiments are not limited thereto. The number of switches included in the antenna module 1 may be adjusted according to the number of antenna elements included in the array antenna ARA.

몇몇 실시예에 따르면, 배열 안테나(ARA)의 동일한 행을 접속하는 급전 라인(P1~P4)은 각각 별개의 스위치에 접속될 수 있다. 다시 말해서, 배열 안테나(ARA)의 동일한 행을 접속하는 급전 라인(P1~P4)은 각각 제1 스위치(SW#1) 내지 제4 스위치(SW#4)에 각각 접속될 수 있다. 또한, 배열 안테나(ARA)의 동일한 열을 접속하는 급전 라인(P5~P8)은 각각 별개의 스위치에 접속될 수 있다. 다시 말해서, 배열 안테나(ARA)의 동일한 열을 접속하는 급전 라인(P5~P8)은 각각 제4 스위치(SW#4) 내지 제4 스위치(SW#4)에 각각 접속될 수 있다. 예를 들어, 제1 급전 라인(P1) 및 제3 급전 라인(P5)은 제1 스위치(SW#1)에 접속될 수 있다. 또한, 제2 급전 라인(P2) 및 제4 급전 라인(P6)은 제2 스위치(SW#2)에 접속될 수 있다. 제1 스위치(SW#1) 내지 제4 스위치(SW#4)의 타단은 제1 빔 포밍 IC(1000)와 접속될 수 있다. According to some embodiments, the feed lines P1 to P4 connecting the same row of the array antenna ARA may be connected to separate switches. In other words, the feed lines P1 to P4 connecting the same row of the array antenna ARA may be respectively connected to the first switch SW#1 to the fourth switch SW#4. In addition, the feed lines P5 to P8 connecting the same column of the array antenna ARA may be connected to separate switches. In other words, the feed lines P5 to P8 connecting the same column of the array antenna ARA may be connected to the fourth switch SW#4 to SW#4, respectively. For example, the first power supply line P1 and the third power supply line P5 may be connected to the first switch SW#1. Also, the second power supply line P2 and the fourth power supply line P6 may be connected to the second switch SW#2. Other ends of the first switch SW#1 to SW#4 may be connected to the first beamforming IC 1000.

몇몇 실시예에 따르면, 제1 빔 포밍 IC(1000)는 제1 스위치(SW#1) 내지 제4 스위치(SW#4)를 조절하여, 배열 안테나(ARA)의 동일한 행을 접속하는 급전 라인(P1~P4)과 접속하거나, 배열 안테나(ARA)의 동일한 열을 접속하는 급전 라인(P5~P8)과 접속할 수 있다. 제1 빔 포밍 IC(1000)는 이와 접속된 급전 라인에 인가하는 신호의 위상을 조절함으로써, 빔 조향을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 빔 포밍 IC(1000)는 제1 스위치(SW#1) 내지 제4 스위치(SW#4)를 조절하여, 배열 안테나(ARA)의 동일한 행을 접속하는 급전 라인(P1~P4)과 접속하도록 제어하고, 이들 각각에 인가되는 신호의 위상차이를 이용하여 제3 방향(R1)으로의 빔 조향을 제어할 수 있다. 또한, 제1 빔 포밍 IC(1000)는 제1 스위치(SW#1) 내지 제4 스위치(SW#4)를 조절하여, 배열 안테나(ARA)의 동일한 열을 접속하는 급전 라인(P5~P8)과 접속하도록 제어하고, 이들 각각에 인가되는 신호의 위상 차이를 이용하여 제4 방향(R2)으로의 빔 조향을 제어할 수 있다. According to some embodiments, the first beamforming IC 1000 adjusts the first switch (SW#1) to the fourth switch (SW#4) to connect the same row of the array antenna (ARA) to the feed line ( P1 to P4) or to feed lines P5 to P8 connecting the same column of array antennas ARA. The first beamforming IC 1000 may control beam steering by adjusting a phase of a signal applied to a power supply line connected thereto. For example, the first beamforming IC 1000 adjusts the first switch (SW#1) to the fourth switch (SW#4) to connect the same row of the array antenna (ARA) to the feed lines (P1 to P1). P4), and beam steering in the third direction R1 can be controlled using a phase difference between signals applied to each of them. In addition, the first beamforming IC 1000 adjusts the first switch (SW#1) to the fourth switch (SW#4) to supply the power supply lines (P5 to P8) connecting the same column of the array antenna (ARA). It is controlled to be connected to and beam steering in the fourth direction R2 can be controlled using a phase difference between signals applied to each of them.

몇몇 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1)은 복수개의 안테나 소자와 복수개의 스위치 및 하나의 빔 포밍 IC를 이용하여, 2-D 빔 조향을 제어할 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 종래의 안테나 모듈에 비해, 스위치가 추가적으로 필요하나, 단 하나의 빔 포밍 IC를 이용하기 때문에 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈(1)이 종래의 안테나 모듈보다 단가 측면에서 더 유리할 수 있으며, 빔 포밍 IC의 개수 감소에 따라 소비 전력이 대폭 감소할 수 있다. 또한, 비교적 단순한 구조의 스위치를 이용함으로써, 회로 복잡도를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 4X4 배열 안테나 모듈을 기준으로, 종래의 안테나 모듈은 4-채널 빔 포밍 IC가 4개 필요하나, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈(1)은 4-채널 빔 포밍 IC 1개, 스위치 4개로 구현할 수 있으므로, 전력 측면, 비용 측면 및 복잡도 측면에서 유리한 효과를 가질 수 있다. According to some embodiments, the antenna module 1 may control 2-D beam steering using a plurality of antenna elements, a plurality of switches, and one beamforming IC. According to some embodiments, compared to the conventional antenna module, a switch is additionally required, but since only one beamforming IC is used, the antenna module 1 according to some embodiments is more advantageous in terms of cost than the conventional antenna module. and power consumption can be drastically reduced according to the decrease in the number of beamforming ICs. In addition, circuit complexity can be reduced by using a switch having a relatively simple structure. For example, based on a 4X4 array antenna module, a conventional antenna module requires four 4-channel beamforming ICs, but the antenna module 1 according to some embodiments of the present invention requires one 4-channel beamforming IC. Since it can be implemented with one switch and four switches, it can have advantageous effects in terms of power, cost, and complexity.

도 8은 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈의 구성을 설명하기 위한 예시적인 블록도이다.8 is an exemplary block diagram for explaining the configuration of an antenna module according to some other embodiments of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈(1)은 배열 안테나(ARA), 제1 빔 포밍 IC(1000) 및 제2 빔 포밍 IC(1100)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 8 , an antenna module 1 according to some other embodiments of the present invention may include an array antenna (ARA), a first beamforming IC 1000 and a second beamforming IC 1100.

몇몇 실시예에 따르면, 배열 안테나(ARA)의 동일한 행을 접속하는 급전 라인(P1~P4)은 제1 빔 포밍 IC(1000)에 접속될 수 있다. 또한, 배열 안테나(ARA)의 동일한 열을 접속하는 급전 라인(P5~P8)은 제2 빔 포밍 IC(1100)에 접속될 수 있다. According to some embodiments, the feed lines P1 to P4 connecting the same row of the array antenna ARA may be connected to the first beamforming IC 1000. Also, the feed lines P5 to P8 connecting the same column of the array antenna ARA may be connected to the second beamforming IC 1100 .

몇몇 실시예에 따르면, 제1 빔 포밍 IC(1000)는 배열 안테나(ARA)의 동일한 행을 접속하는 급전 라인(P1~P4)에 인가되는 신호의 위상을 제어하여, 빔 조향을 제어할 수 있다. 또한, 제2 빔 포밍 IC(1100)는 배열 안테나(ARA)의 동일한 열을 접속하는 급전 라인(P5~P8)에 인가되는 신호의 위상을 제어하여, 빔 조향을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 빔 포밍 IC(1000)는 배열 안테나(ARA)의 동일한 행을 접속하는 급전 라인(P1~P4) 각각에 위상이 서로 다른 신호를 인가하고, 이들의 위상차이를 이용하여 제3 방향(R1)으로의 빔 조향을 제어할 수 있다. 또한, 제2 빔 포밍 IC(1100)는 배열 안테나(ARA)의 동일한 열을 접속하는 급전 라인(P5~P8) 각각에 위상이 서로 다른 신호를 인가하고, 이들의 위상 차이를 이용하여 제4 방향(R2)으로의 빔 조향을 제어할 수 있다. According to some embodiments, the first beamforming IC 1000 may control beam steering by controlling phases of signals applied to feed lines P1 to P4 connecting the same row of array antennas ARA. . In addition, the second beamforming IC 1100 may control beam steering by controlling the phases of signals applied to the feed lines P5 to P8 connecting the same column of the array antenna ARA. For example, the first beamforming IC 1000 applies signals having different phases to each of the feed lines P1 to P4 connecting the same row of the array antenna ARA, and transmits signals having different phases using the phase difference. Beam steering in three directions (R1) can be controlled. In addition, the second beamforming IC 1100 applies signals having different phases to each of the feed lines P5 to P8 connecting the same column of the array antenna ARA, and uses a phase difference between the signals in the fourth direction. Beam steering to (R2) can be controlled.

몇몇 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1)은 배열 안테나(ARA)의 동일한 행에 접속되는 급전 라인과, 동일한 열을 접속하는 급전 라인을 이용하여 빔 포밍 IC의 개수를 감소시킬 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 종래의 안테나 모듈에 비해, 빔 포밍 IC의 개수를 감소시킬 수 있어, 단가 측면에서 더 유리할 수 있으며, 빔 포밍 IC의 개수 감소에 따라 소비 전력이 대폭 감소할 수 있다. 또한, 빔 포밍 IC의 개수가 감소하므로 회로 복잡도 역시 감소될 수 있다. 예를 들어, 4X4 배열 안테나 모듈을 기준으로, 종래의 안테나 모듈은 4-채널 빔 포밍 IC가 4개 필요하나, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈(1)은 4-채널 빔 포밍 IC 2개로 구현할 수 있으므로, 전력 측면, 비용 측면 및 복잡도 측면에서 유리한 효과를 가질 수 있다. According to some embodiments, the antenna module 1 may reduce the number of beamforming ICs by using a feed line connected to the same row and a feed line connected to the same column of the array antenna ARA. According to some embodiments, compared to conventional antenna modules, the number of beamforming ICs can be reduced, which can be more advantageous in terms of cost, and power consumption can be significantly reduced according to the decrease in the number of beamforming ICs. In addition, since the number of beamforming ICs is reduced, circuit complexity may also be reduced. For example, based on a 4X4 array antenna module, a conventional antenna module requires four 4-channel beamforming ICs, but the antenna module 1 according to some embodiments of the present invention includes two 4-channel beamforming ICs. Since it can be implemented with two, it can have advantageous effects in terms of power, cost and complexity.

본 발명의 몇몇 실시예는 이상에서 설명한 구성에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형을 통해 안테나 모듈을 구현할 수 있을 것이다. 8X8 배열 안테나의 구성을 설계하는 것으로 가정하여 설명한다. 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 하나의 8-채널의 빔 포밍 IC와 8개의 스위치를 이용하여 안테나 모듈을 구현할 수도 있고, 4개의 4-채널의 빔 포밍 IC와 8개의 스위치를 이용하여 안테나 모듈을 구현할 수도 있을 것이다. 또한, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 2개의 8-채널의 빔 포밍 IC를 이용하여 안테나 모듈을 구현할 수도 있고, 8개의 4-채널 빔 포밍 IC를 이용하여 안테나 모듈을 구현할 수도 있을 것이다. 또한, 대칭성이 유지된다는 조건 하에, 도 7의 구성과 도 8의 구성을 하이브리드하여 안테나 모듈을 구현할 수도 있을 것이다. Some embodiments of the present invention are not limited to the configurations described above. Those skilled in the art will be able to implement the antenna module through various modifications without departing from the scope of the present invention. It will be described assuming that the configuration of an 8X8 array antenna is designed. A person skilled in the art of the present invention may implement an antenna module using one 8-channel beamforming IC and eight switches, or four 4-channel beamforming ICs and eight switches. It may be possible to implement an antenna module using it. In addition, those skilled in the art may implement an antenna module using two 8-channel beamforming ICs or implement an antenna module using eight 4-channel beamforming ICs. will be. In addition, under the condition that symmetry is maintained, the configuration of FIG. 7 and the configuration of FIG. 8 may be hybridized to implement an antenna module.

도 9 내지 도 11은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 안테나 소자의 예시적인 구성을 설명하기 위한 도면이다. 9 to 11 are views for explaining exemplary configurations of antenna elements according to some embodiments of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 제1 안테나 소자(100)는 다중폴 안테나 소자일 수 있다. 제1 안테나 소자(100)는 제1 메인 방사체(110) 및 복수의 보조 방사체(120, 130, 140)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 9 , the first antenna element 100 according to some embodiments of the present invention may be a multi-pole antenna element. The first antenna element 100 may include a first main radiator 110 and a plurality of auxiliary radiators 120 , 130 , and 140 .

제1 메인 방사체(110)는 급전부(112)를 통해 신호가 인가되어, 자기 다이폴(magnetic dipole) 또는 전기 다이폴(electric dipole)을 형성할 수 있고, 복수의 보조 방사체(120, 130, 140)는 제1 메인 방사체(110) 주변에 배치되어 추가적인 폴(extra pole)을 형성할 수 있다. 제1 메인 방사체(110)와 복수의 보조 방사체(120, 130, 140)는 비아(114)를 통해 접지될 수 있으며, 일부 보조 방사체는 접지가 수행되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 제1 보조 방사체(120)는 제1 메인 방사체(110)와 제1 방향(X)으로 이격되어 배치되고, 제2 보조 방사체(130)는 제1 보조 방사체(120)와 제2 방향(Y)으로 이격되어 배치될 수 있다. 제3 보조 방사체(140)는 제1 메인 방사체(110), 제1 보조 방사체(120) 및 제2 보조 방사체(130)와 제2 방향(Y)으로 이격되어 배치될 수 있다. 이때, 제3 보조 방사체(140)는 접지 없이 자기 다이폴을 형성할 수 있다. A signal is applied to the first main radiator 110 through the power supply unit 112 to form a magnetic dipole or an electric dipole, and the plurality of auxiliary radiators 120, 130, and 140 may be disposed around the first main radiator 110 to form an extra pole. The first main radiator 110 and the plurality of auxiliary radiators 120 , 130 , and 140 may be grounded through the via 114 , and some auxiliary radiators may not be grounded. For example, the first auxiliary radiator 120 is spaced apart from the first main radiator 110 in the first direction (X), and the second auxiliary radiator 130 is arranged to be spaced apart from the first auxiliary radiator 120 and the second auxiliary radiator 130. It may be disposed spaced apart in the direction (Y). The third auxiliary radiator 140 may be disposed to be spaced apart from the first main radiator 110 , the first auxiliary radiator 120 , and the second auxiliary radiator 130 in the second direction (Y). In this case, the third auxiliary radiator 140 may form a magnetic dipole without being grounded.

도 10을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 제1 안테나 소자(100)는 제1 메인 방사체(110) 및 복수의 보조 방사체(120, 140)를 포함할 수 있다. 제1 보조 방사체(120)는 제1 메인 방사체(110)와 제1 방향(X)으로 이격되어 배치되고, 제3 보조 방사체(140)는 제1 메인 방사체(110) 및 제1 보조 방사체(120)와 제2 방향(Y)으로 이격되어 배치될 수 있다. Referring to FIG. 10 , a first antenna element 100 according to some embodiments of the present invention may include a first main radiator 110 and a plurality of auxiliary radiators 120 and 140 . The first auxiliary radiator 120 is disposed apart from the first main radiator 110 in the first direction (X), and the third auxiliary radiator 140 includes the first main radiator 110 and the first auxiliary radiator 120 . ) and may be disposed spaced apart from each other in the second direction (Y).

도 11을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 제1 안테나 소자(100)는 제1 메인 방사체(110), 제2 메인 방사체(115) 및 제3 보조 방사체(140)를 포함할 수 있다. 제2 메인 방사체(115)는 제1 메인 방사체(110)와 제1 방향(X)으로 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 제3 보조 방사체(140)는 제1 메인 방사체(110) 및 제2 메인 방사체(115)와 제2 방향(Y)으로 이격되어 배치될 수 있다. 제1 메인 방사체(110)의 급전부(112)에는 수평 편파 신호가 인가될 수 있다. 또한, 제2 메인 방사체(115)의 급전부(117)에는 수직 편파 신호가 인가될 수 있다. 다시 말해서, 도 11의 제1 안테나 소자(100)를 포함하는 안테나 모듈은 이중 편파 빔 조향이 가능할 수 있다.Referring to FIG. 11 , the first antenna element 100 according to some embodiments of the present invention may include a first main radiator 110, a second main radiator 115, and a third auxiliary radiator 140. . The second main radiator 115 may be disposed to be spaced apart from the first main radiator 110 in the first direction (X). Also, the third auxiliary radiator 140 may be disposed to be spaced apart from the first main radiator 110 and the second main radiator 115 in the second direction (Y). A horizontally polarized wave signal may be applied to the feeder 112 of the first main radiator 110 . In addition, a vertical polarized wave signal may be applied to the feeder 117 of the second main radiator 115 . In other words, the antenna module including the first antenna element 100 of FIG. 11 may be able to steer a dual polarization beam.

이상 도 9 내지 도 11을 이용하여, 다중폴 안테나 소자의 구성에 대해 설명하였으나, 실시예들이 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 안테나 소자는 단일폴로 구성될 수도 있으며, 안테나 소자가 다중폴로 구현되는 경우에도, 도 9 내지 도 11과는 다른 구성을 채택할 수도 있다. 도 9 내지 도 11은 단지 예시적인 설명일 뿐 이에 제한 해석하여서는 아니된다. The configuration of the multi-pole antenna element has been described above using FIGS. 9 to 11, but embodiments are not limited thereto. For example, the antenna element may be configured with a single pole, and even when the antenna element is implemented with multiple poles, a configuration different from that of FIGS. 9 to 11 may be adopted. 9 to 11 are merely exemplary descriptions and should not be interpreted as being limited thereto.

도 12는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈의 제작 모델을 설명하기 위한 예시적인 도면이다. 12 is an exemplary diagram for explaining a manufacturing model of an antenna module according to some embodiments of the present invention.

도 12를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈의 각각의 안테나 소자는 도 9의 제1 안테나 소자(100)와 유사하게 제작하였다. 또한, 본 제작 모델에서는 8X8 배열로 안테나 소자를 배치하였다. 또한, 본 제작 모델은 안테나 모듈의 빔 스캔 폭을 넓히기 위해, 배열 안테나 주변의 적어도 일부를 둘러싸도록 도체 라인(ML)을 배치하였다. Referring to FIG. 12 , each antenna element of the antenna module according to some embodiments of the present invention is manufactured similarly to the first antenna element 100 of FIG. 9 . In addition, in this production model, antenna elements are arranged in an 8X8 array. In addition, in this manufacturing model, in order to widen the beam scan width of the antenna module, the conductor line ML is disposed to surround at least a part of the periphery of the array antenna.

도 13은 도 12의 안테나 모듈 제작 모델의 최대 가로축 빔 조향 측정 패턴을 도시한다. 도 14는 도 12의 안테나 모듈 제작 모델의 최대 세로축 빔 조향 측정 패턴을 도시한다. FIG. 13 shows a maximum transverse axis beam steering measurement pattern of the manufacturing model of the antenna module of FIG. 12 . FIG. 14 shows a maximum vertical axis beam steering measurement pattern of the antenna module fabrication model of FIG. 12 .

도 13 및 도 14를 참조하면, 종래의 안테나 모듈에 비해 훨씬 더 적은 빔 포밍 IC를 이용하더라도, 종래의 안테나 모듈과 유사한 성능의 2-D 빔 조향이 가능하다는 것을 볼 수 있다. 따라서, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈은 더 적은 빔 포밍 IC를 이용할 수 있어, 전력 소모가 감소되고, 생산 단가를 절감할 수 있으며, 회로 복잡도 역시 감소시킬 수 있다는 효과가 있다. Referring to FIGS. 13 and 14 , it can be seen that 2-D beam steering with performance similar to that of the conventional antenna module is possible even though much smaller beamforming ICs are used than those of the conventional antenna module. Therefore, the antenna module according to some embodiments of the present invention can use fewer beamforming ICs, thereby reducing power consumption, reducing production cost, and reducing circuit complexity.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

1: 안테나 모듈
10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 112, 117: 급전부
100, 200, 300, 400, AE: 안테나 소자
110, 115: 메인 방사체
120, 130, 140: 보조 방사체
1000, 1100: 빔 포밍 IC
ARA: 배열 안테나
P1~P8: 급전 라인
SW#1~SW#4: 스위치1: antenna module
10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 112, 117: power supply
100, 200, 300, 400, AE: antenna element
110, 115: main emitter
120, 130, 140: auxiliary emitter
1000, 1100: Beamforming IC
ARA: array antenna
P1~P8: Feed line
SW#1~SW#4: switch

Claims (11)

제1 안테나;
상기 제1 안테나와 제1 방향으로 이격된 제2 안테나; 및
상기 제1 및 제2 안테나와 연결되고, 빔 조향을 제어하는 제1 빔 포밍 IC 및 제2 빔 포밍 IC를 포함하되,
상기 제1 안테나는 제1 및 제2 급전부를 포함하고, 상기 제2 안테나는 제3 및 제4 급전부를 포함하고,
상기 제1 안테나와 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 이격된 제3 안테나를 더 포함하되,
상기 제3 안테나는 제5 및 제6 급전부를 포함하고,
상기 제3 안테나와 상기 제1 방향으로 이격된 제4 안테나를 더 포함하되,
상기 제4 안테나는 제7 및 제8 급전부를 포함하고,
상기 제1 급전부와 상기 제3 급전부는 제1 급전 라인을 통해 상기 제1 빔 포밍 IC와 연결되고,
상기 제5 급전부 및 상기 제7 급전부는 상기 제1 급전 라인과 다른 제2 급전 라인을 통해 상기 제1 빔 포밍 IC와 연결되고,
상기 제2 급전부와 상기 제6 급전부는 상기 제1 및 제2 급전 라인과 다른 제3 급전 라인을 통해 상기 제2 빔 포밍 IC와 연결되고,
상기 제4 급전부와 상기 제8 급전부는 상기 제1 내지 제3 급전 라인과 다른 제4 급전 라인을 통해 상기 제2 빔 포밍 IC와 연결되고,
상기 제1 빔 포밍 IC는 제1 및 제2 스위치를 포함하고,
상기 제2 빔 포밍 IC는 제3 및 제4 스위치를 포함하고,
상기 제1 급전 라인은 상기 제1 스위치를 통해 상기 제1 빔 포밍 IC와 연결되고,
상기 제2 급전 라인은 상기 제2 스위치를 통해 상기 제1 빔 포밍 IC와 연결되고,
상기 제3 급전 라인은 상기 제3 스위치를 통해 상기 제2 빔 포밍 IC와 연결되고,
상기 제4 급전 라인은 상기 제4 스위치를 통해 상기 제2 빔 포밍 IC와 연결되는 안테나 모듈.a first antenna;
a second antenna spaced apart from the first antenna in a first direction; and
A first beamforming IC and a second beamforming IC connected to the first and second antennas and controlling beam steering,
The first antenna includes first and second feeding parts, the second antenna includes third and fourth feeding parts,
Further comprising a third antenna spaced apart from the first antenna in a second direction different from the first direction,
The third antenna includes fifth and sixth feeding units,
Further comprising a fourth antenna spaced apart from the third antenna in the first direction,
The fourth antenna includes seventh and eighth feeding units,
The first feeding unit and the third feeding unit are connected to the first beamforming IC through a first feeding line;
The fifth feeding unit and the seventh feeding unit are connected to the first beamforming IC through a second feeding line different from the first feeding line,
The second feeding unit and the sixth feeding unit are connected to the second beamforming IC through a third feeding line different from the first and second feeding lines,
The fourth feeding unit and the eighth feeding unit are connected to the second beamforming IC through a fourth feeding line different from the first to third feeding lines,
The first beamforming IC includes first and second switches,
The second beamforming IC includes third and fourth switches,
The first feed line is connected to the first beamforming IC through the first switch;
The second feed line is connected to the first beamforming IC through the second switch;
The third feed line is connected to the second beamforming IC through the third switch,
The fourth feed line is connected to the second beamforming IC through the fourth switch. 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 빔 포밍 IC는 상기 제1 급전 라인과 상기 제2 급전 라인의 위상 차이를 통해 제3 방향으로 빔 조향을 제어하는 안테나 모듈.According to claim 1,
The beamforming IC controls beam steering in a third direction through a phase difference between the first feed line and the second feed line. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 빔 포밍 IC는 상기 제3 급전 라인과 상기 제4 급전 라인의 위상 차이를 통해 제4 방향으로 빔 조향을 제어하는 안테나 모듈.According to claim 1,
The beamforming IC controls beam steering in a fourth direction through a phase difference between the third feed line and the fourth feed line. 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 제1 안테나는 메인 방사체 및 상기 메인 방사체와 이격된 보조 방사체를 포함하는 안테나 모듈.According to claim 1,
The first antenna includes a main radiator and an auxiliary radiator spaced apart from the main radiator. 제1 항에 있어서,
상기 안테나 모듈의 둘레의 적어도 일부를 따라 배치된 도체 라인을 더 포함하는 안테나 모듈.According to claim 1,
The antenna module further comprises a conductor line disposed along at least a portion of the circumference of the antenna module.
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