KR102541132B1 - 안테나 어레이, 이를 포함하는 안테나 장치 및 디스플레이 장치 - Google Patents

안테나 어레이, 이를 포함하는 안테나 장치 및 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

예시적 실시예에 다른 안테나 어레이는, 소정 방향으로 배열된 복수의 안테나 소자들을 포함하며, 각 안테나 소자는, 제1 방사체; 상기 제1 방사체로부터 제1 방향으로 이격되어 배치되는 제2 방사체; 상기 제1 방사체로부터 제2 방향으로 이격되어 배치되는 제3 방사체; 상기 제1 방사체에 신호를 공급하는 제1 신호 패드 및 제2 신호 패드; 상기 제1 방향으로 연장되어 상기 제1 신호 패드와 상기 제1 방사체를 연결하는 제1 전송 선로; 상기 제2 방향으로 연장되어 상기 제2 신호 패드와 상기 제1 방사체를 연결하는 제2 전송 선로; 상기 제1 방사체와 상기 제2 방사체를 연결하는 제3 전송 선로; 및 상기 제1 방사체와 상기 제3 방사체를 연결하는 제4 전송 선로; 를 포함한다.

Description

안테나 어레이, 이를 포함하는 안테나 장치 및 디스플레이 장치{ANTRNNA ARRAY, ANTRNNA DEVICE AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
안테나 어레이, 이를 포함하는 안테나 장치 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근 정보화 사회가 발전함에 따라 와이 파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth) 등과 같은 무선 통신 기술이 디스플레이 장치와 결합되어, 예를 들면 스마트폰 형태로 구현되고 있다. 이 경우, 안테나가 디스플레이 장치에 결합되어 통신 기능이 수행될 수 있다.
최근 이동통신 기술이 진화하면서, 초고주파 대역의 통신을 수행하기 위한 안테나가 디스플레이 장치에 결합될 필요가 있다. 또한, 최근 투명 디스플레이, 플렉시블 디스플레이와 같은 박형, 고투명, 고해상도의 디스플레이 장치가 개발되면서, 안테나 역시 향상된 투명성, 유연성을 갖도록 개발될 필요가 있다.
안테나가 탑재되는 디스플레이 장치의 화면이 대면적화 되면서, 베젤부 혹은 차광부의 공간 혹은 면적은 감소되고 있는 추세이다. 이 경우, 안테나가 내장될 수 있는 공간 혹은 면적 역시 감소할 수 있다.
따라서, 사용자에게 시인되지 않으며, 제한된 공간 안에서 높은 안테나 이득으로 신호를 방사할 수 있는 다중 편파 안테나의 설계가 필요하다.
대한민국공개특허공보 제10-2013-0095451호
안테나 어레이, 이를 포함하는 안테나 장치 및 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
1. 소정 방향으로 배열된 복수의 안테나 소자들을 포함하며, 각 안테나 소자는, 제1 방사체; 상기 제1 방사체로부터 제1 방향으로 이격되어 배치되는 제2 방사체; 상기 제1 방사체로부터 제2 방향으로 이격되어 배치되는 제3 방사체; 상기 제1 방사체에 신호를 공급하는 제1 신호 패드 및 제2 신호 패드; 상기 제1 방향으로 연장되어 상기 제1 신호 패드와 상기 제1 방사체를 연결하는 제1 전송 선로; 상기 제2 방향으로 연장되어 상기 제2 신호 패드와 상기 제1 방사체를 연결하는 제2 전송 선로; 상기 제1 방사체와 상기 제2 방사체를 연결하는 제3 전송 선로; 및 상기 제1 방사체와 상기 제3 방사체를 연결하는 제4 전송 선로; 를 포함하는, 안테나 어레이.
2. 위 1에 있어서, 상기 복수의 안테나 소자들은 적어도 일부를 서로 공유하며 배열되는, 안테나 어레이.
3. 위 2에 있어서, 인접하는 안테나 소자들은 하나의 방사체를 서로 공유하는, 안테나 어레이.
4. 위 3에 있어서, 상기 하나의 방사체는, 상기 인접하는 안테나 소자들 중 하나의 제2 방사체의 역할과 상기 인접하는 안테나 소자들 중 다른 하나의 제3 방사체의 역할을 수행하는, 안테나 어레이.
5. 위 2에 있어서, 본딩 패드; 및 상기 본딩 패드와, 인접하는 안테나 소자들이 공유하는 방사체를 연결하는 그라운드 선로; 를 더 포함하는, 안테나 어레이.
6. 위 2에 있어서, 상기 각 안테나 소자는, 상기 제1 신호 패드 주변에 배치되는 제1 그라운드 패드; 및 상기 제2 신호 패드 주변에 배치되는 제2 그라운드 패드; 를 더 포함하는, 안테나 어레이.
7. 위 6에 있어서, 인접하는 안테나 소자들이 공유하는 방사체와, 상기 제1 그라운드 패드 또는 상기 제2 그라운드 패드를 연결하는 그라운드 선로; 를 더 포함하는, 안테나 어레이.
8. 위 1에 있어서, 상기 복수의 안테나 소자들은 서로 이격하여 배열되는, 안테나 어레이.
9. 위 8에 있어서, 인접하는 안테나 소자들의 이격 거리는 0.5mm 이상인, 안테나 어레이.
10. 위 8에 있어서, 인접하는 안테나 소자들 사이에 배치되는 경계 그라운드 선로; 및 상기 경계 그라운드 선로의 말단에 연결되는 본딩 패드; 를 더 포함하는, 안테나 어레이.
11. 위 10에 있어서, 상기 경계 그라운드 선로는, 상기 인접하는 안테나 소자들 사이에서 안테나 소자의 길이 방향으로 연장되어 제2 세그먼트에 연결되는 제1 세그먼트; 및 상기 복수의 안테나 소자들을 둘러싸는 제2 세그먼트; 를 포함하는, 안테나 어레이.
12. 위 8에 있어서, 상기 각 안테나 소자는, 상기 제1 신호 패드 주변에 배치되는 제1 그라운드 패드; 및 상기 제2 신호 패드 주변에 배치되는 제2 그라운드 패드; 를 더 포함하는, 안테나 어레이.
13. 위 12에 있어서, 인접하는 안테나 소자들 사이에 배치되는 경계 그라운드 선로; 를 더 포함하는, 안테나 어레이.
14. 위 13에 있어서, 상기 경계 그라운드 선로는, 상기 인접하는 안테나 소자 중 하나의 제1 그라운드 패드와, 상기 인접하는 안테나 소자 중 다른 하나의 제2 그라운드 패드를 연결하는 제1 세그먼트; 상기 인접하는 안테나 소자들 사이에서 안테나 소자의 길이 방향으로 연장되어 상기 제1 세그먼트와 제3 세그먼트를 연결하는 제2 세그먼트; 및 상기 복수의 안테나 소자들을 둘러싸는 제3 세그먼트; 를 포함하는, 안테나 어레이.
15. 위 1에 있어서, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 사이의 각도는 80ㅀ 내지 100ㅀ인, 안테나 어레이.
16. 위 1에 있어서, 상기 제1 방사체, 상기 제2 방사체 및 상기 제3 방사체는 마름모 형상을 가지며, 상기 제1 전송 선로와 상기 제2 전송 선로는 상기 제1 방사체의 이웃하는 두 변에 각각 연결되고, 상기 제3 전송 선로는 상기 제1 방사체와 상기 제2 방사체의 대향하는 두 변을 서로 연결하고, 상기 제4 전송 선로는 상기 제1 방사체와 상기 제3 방사체의 대향하는 두 변을 서로 연결하는, 안테나 어레이.
17. 위 1에 있어서, 상기 제1 방사체, 상기 제2 방사체 및 상기 제3 방사체는 정사각형 형상을 가지며, 상기 제1 전송 선로와 상기 제2 전송 선로는 상기 제1 방사체의 이웃하는 두 꼭지점에 각각 연결되고, 상기 제3 전송 선로는 상기 제1 방사체와 상기 제2 방사체의 대향하는 두 꼭지점을 서로 연결하고, 상기 제4 전송 선로는 상기 제1 방사체와 상기 제3 방사체의 대향하는 두 꼭지점을 서로 연결하는, 안테나 어레이.
18. 위 1의 안테나 어레이; 및 상기 안테나 어레이가 접합되고, 상기 제1 신호 패드 및 상기 제2 신호 패드와 연결되는 복수의 회로 배선을 포함하는 FPCB; 를 포함하는, 안테나 장치.
19. 위 18에 있어서, 상기 FPCB는, 상기 안테나 어레이가 접합되면 각 신호 패드를 사이에 두고 서로 마주보는, 위치에 배치되는 복수의 그라운드; 를 더 포함하는, 안테나 장치.
20. 위 1의 안테나 어레이 또는 위 18의 안테나 장치를 포함하는, 디스플레이 장치.
예시적 실시예에 따른 안테나 어레이는 복수의 방사체를 2개의 전송 선로 각각의 연장 방향으로 직렬로 연결한 안테나 소자들을 포함할 수 있다. 이를 통해 안테나 이득이 향상된 이중 편파 안테나를 구현할 수 있다.
예시적 실시예에 있어서, 복수의 안테나 소자를 이격하여 또는 중첩하여 배열함으로써 안테나 이득을 향상시킬 수 있다.
예시적 실시예에 있어서, 각 안테나 소자의 그라운드 패드를 생략함으로써, 방사체와 그라운드 패드 사이의 원치 않는 커플링의 발생을 줄일 수 있다.
예시적 실시예에 있어서, 복수의 안테나 소자가 중첩하여 배열되는 경우 인접하는 안테나 소자들이 공유하는 방사체를 그라운드에 연결함으로써, 원치 않는 크로스 커플링의 발생을 줄일 수 있다.
예시적 실시예에 있어서, 복수의 안테나 소자가 이격하여 배열되는 경우 인접하는 안테나 소자들 사이에 그라운드 선로를 배치함으로써, 인접하는 안테나 소자들 사이의 원치 않는 커플링의 발생을 줄일 수 있다.
도 1은 예시적 실시예에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2는 예시적 실시예에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 3은 예시적 실시예에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 4a 내지 도 11은 예시적 실시예에 따른 안테나 어레이를 도시한 도면이다.
도 12 및 도 13은 예시적 실시예에 따른 안테나 장치를 도시한 도면이다.
도 14는 예시적 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다.
이하 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예들을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
본 명세서에서 설명되는 안테나 소자는 투명 필름 형태로 제작되는 마이크로스트립 패치 안테나(microstrip patch antenna)일 수 있다. 안테나 소자는, 예를 들면 고주파 또는 초고주파(예컨대, 3G, 4G, 5G, 또는 그 이상) 이동통신, Wi-Fi, 블루투스, NFC(Near Field Communication), GPS(Global Positioning System) 등을 위한 전자 장치에 적용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 전자 장치는 휴대폰, 스마트폰, 태블릿, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 장치, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 웨어러블 디바이스 등을 포함할 수 있고, 웨어러블 디바이스는 손목시계형, 손목 밴드형, 반지형, 벨트형, 목걸이형, 발목 밴드형, 허벅지 밴드형, 팔뚝 밴드형 등을 포함할 수 있다. 그러나 전자 장치는 상술한 예에 제한되지 않으며, 웨어러블 디바이스 역시 상술한 예에 제한되지 않는다. 또한, 안테나 소자는 차량, 건축물 등 다양한 대상 구조물에 적용될 수 있다.
이하 도면들에서, 유전층의 상면에 평행하며 서로 수직하게 교차하는 두 방향을 x 방향 및 y 방향으로 정의하고, 유전층의 상면에 대해 수직한 방향을 z 방향으로 정의한다. 예를 들면, x 방향은 안테나 소자의 너비 방향, y 방향은 안테나 소자의 길이 방향, z 방향은 안테나 소자의 두께 방향에 해당될 수 있다.
도 1은 예시적 실시예에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 예시적 실시예에 따른 안테나 소자(100)는 유전층(110) 및 안테나 패턴층(120)을 포함할 수 있다.
유전층(110)은 소정의 유전율을 갖는 절연 물질을 포함할 수 있다. 예시적 실시예에 따르면, 유전층(110)은 글래스, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 금속 산화물 등과 같은 무기 절연 물질, 또는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 이미드 계열 수지 등과 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 유전층(110)은 안테나 패턴층(120)이 형성되는 안테나 소자(100)의 필름 기재로서 기능할 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 투명 필름이 유전층(110)으로 제공될 수 있다. 이때 투명 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등의 열가소성 수지 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 투명 필름이 유전층(110)으로 활용될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 광학 투명 점착제(Optically clear Adhesive: OCA), 광학 투명 수지(Optically Clear Resin: OCR) 등과 같은 점접착 필름이 유전층(110)에 포함될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 유전층(110)은 실질적으로 단일 층으로 형성되거나, 적어도 2층 이상의 복층 구조로 형성될 수 있다.
유전층(110)에 의해 정전용량(capacitance) 또는 인덕턴스(inductance)가 형성되어, 안테나 소자(100)가 구동 혹은 센싱할 수 있는 주파수 대역이 조절될 수 있다. 유전층(110)의 유전율이 약 12를 초과하는 경우, 구동 주파수가 지나치게 감소하여, 원하는 고주파 대역에서의 구동이 구현되지 않을 수 있다. 따라서, 예시적 실시예에 따르면, 유전층(110)의 유전율은 약 1.5 내지 12 범위, 바람직하게는 약 2 내지 12 범위로 조절될 수 있다. 또한, 예시적 실시예에 따르면, 안테나 소자(100)가 원하는 고주파 대역에서 구동할 수 있도록, 유전층(110)의 두께는 4㎛ 내지 1000㎛로 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 원하는 주파수 대역에 따라 유전층(110)의 유전율 및 두께는 다양하게 변경될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 안테나 소자(100)가 실장되는 디스플레이 장치 내부의 절연층(예를 들면, 디스플레이 패널의 인켑슐레이션 층, 패시베이션 층 등)이 유전층(110)으로 제공될 수도 있다.
안테나 패턴층(120)은 유전층(110)의 상면 상에 배치될 수 있다.
안테나 패턴층(120)은 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 주석(Sn), 몰리브덴(Mo), 칼슘(Ca) 등과 같은 저저항 금속 또는 이들 중 적어도 하나를 함유하는 합금을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 예를 들면, 안테나 패턴층(120)은 저저항 구현을 위해 은(Ag) 또는 은 합금(예를 들면 은-팔라듐-구리(APC) 합금)을 포함할 수 있다. 다른 예를 들면, 안테나 패턴층(120)은 저저항 및 미세 선폭 패터닝을 고려하여 구리(Cu) 또는 구리 합금(예를 들면, 구리-칼슘(CuCa) 합금)을 포함할 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 안테나 패턴층(120)은 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 인듐아연주석 산화물(ITZO), 아연 산화물(ZnOx), 산화 구리(CuO) 등과 같은 투명 전도성 산화물을 포함할 수 있다
예시적 실시예에 따르면, 안테나 패턴층(120)은 투명 도전성 산화물 층 및 금속층의 적층 구조를 포함할 수 있으며, 예를 들면, 투명 도전성 산화물 층-금속층의 2층 구조 또는 투명 도전성 산화물 층-금속층-투명 도전성 산화물 층의 3층 구조를 가질 수도 있다. 이 경우, 금속층에 의해 플렉시블 특성이 향상되면서, 저항을 낮추어 신호 전달 속도가 향상될 수 있으며, 투명 도전성 산화물 층에 의해 내부식성, 투명성이 향상될 수 있다.
안테나 패턴층(120)에 대한 구체적인 설명은 도 2 및 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.
예시적 실시예에 따르면, 안테나 소자(100)는 그라운드층(130)을 더 포함할 수 있다. 안테나 소자(100)가 그라운드층(130)을 포함함으로써 수직 방사 특성이 구현될 수 있다.
그라운드층(130)은 유전층(110)의 저면 상에 배치될 수 있다. 그라운드층(130)은 유전층(110)을 사이에 두고 안테나 패턴층(120)과 중첩될 수 있다. 예를 들면, 그라운드층(130)은 안테나 패턴층(120)의 방사체(도 2의 211, 212, 213 참조)와 전체적으로 중첩될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 안테나 소자(100)가 실장되는 디스플레이 장치 또는 디스플레이 패널의 도전성 부재가 그라운드층(130)으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 도전성 부재는 디스플레이 패널에 포함된 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극, 소스/드레인 전극, 화소 전극, 공통 전극, 데이터 라인, 스캔 라인 등과 같은 전극 또는 배선, 및 디스플레이 장치의 SUS(Stainless steel) 플레이트, 방열 시트, 디지타이저(digitizer), 전자파 차폐층, 압력센서, 지문센서 등을 포함할 수 있다.
도 2는 예시적 실시예에 따른 안테나 소자의 개략적인 평면도이다. 도 2의 안테나 소자(200)는 도 1의 안테나 소자(100)의 일 실시예일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 예시적 실시예에 따른 안테나 소자(200)는 유전층(110) 상에 배치된 안테나 패턴층(120)을 포함하며, 안테나 패턴층(120)은 제1 방사체(211), 제2 방사체(212), 제3 방사체(213), 제1 전송 선로(221), 제2 전송 선로(222), 제1 신호 패드(231) 및 제2 신호 패드(232)를 포함할 수 있다.
제1 방사체(211) 및 제2 방사체(212)는 제1 신호 패드(231)로부터 전기 신호를 공급받아 전자기파 신호로 변환하고, 변환된 전자기파 신호를 방사할 수 있다. 또한, 제1 방사체(211) 및 제3 방사체(213)는 제2 신호 패드(232)로부터 전기 신호를 공급받아 전자기파 신호로 변환하고, 변환된 전자기파 신호를 방사할 수 있다.
제1 방사체(211), 제2 방사체(212) 및 제3 방사체(213)는 실질적으로 동일한 공진 주파수를 가질 수 있다. 이를 위해 제1 방사체(211), 제2 방사체(212) 및 제3 방사체(213)의 형상 및 크기(길이 및 너비)는 실질적으로 동일할 수 있다. 제1 방사체(211), 제2 방사체(212) 및 제3 방사체(213)의 길이 및 너비는 원하는 공진 주파수, 방사 저항 및 이득에 따라 결정될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 제1 방사체(211), 제2 방사체(212) 및 제3 방사체(213)는 마름모 형상을 가지며, 메쉬(mesh) 구조, 속이 찬 솔리드(solid) 구조(박막 또는 후막), 또는 메쉬 구조와 솔리드 구조가 혼합된 구조로 형성될 수 있다. 제1 방사체(211), 제2 방사체(212) 및 제3 방사체(213)가 메쉬 구조로 형성되는 경우, 제1 방사체(211), 제2 방사체(212) 및 제3 방사체(213)의 투과율이 증가될 수 있으며, 안테나 소자(200)의 유연성이 향상될 수 있다. 따라서, 안테나 소자(200)는 플렉시블 디스플레이 장치에 효과적으로 적용될 수 있다.
제1 방사체(211)는 제1 방향(210)으로 연장된 제1 전송 선로(221)를 통해 제1 신호 패드(231)와 연결되고, 제2 방향(220)으로 연장된 제2 전송 선로(222)를 통해 제2 신호 패드(232)와 연결될 수 있다. 여기서, 제1 방향(210) 및 제2 방향(220)은 안테나 소자(100)의 두께 방향(z 방향)에 수직하며, 안테나 소자(100)의 길이 방향(y 방향)과 교차할 수 있다. 또한, 제1 방향(210) 및 제2 방향(220)은 서로 교차할 수 있다. 예를 들어, 제1 방향(210)과 제2 방향(220) 사이의 각도는 80ㅀ 내지 100ㅀ, 바람직하게는 90ㅀ일 수 있다. 제1 전송 선로(221)와 제2 전송 선로(222)의 연장 방향을 서로 직교하도록 구현함으로써 이중 편파 안테나를 효과적으로 구현할 수 있다.
제2 방사체(212)는 제1 방사체(211)로부터 제1 방향(210)으로 이격되어 배치될 수 있다. 제2 방사체(212)는 제1 방향(210)으로 연장된 제3 전송 선로(223)를 통해 제1 방사체(211)와 연결될 수 있다. 이를 통해, 제1 전송 선로(221), 제1 방사체(211), 제3 전송 선로(223) 및 제2 방사체(212)는 하나의 직렬 급전 안테나를 형성할 수 있다.
제3 방사체(213)는 제1 방사체(211)로부터 제2 방향(220)으로 이격되어 배치될 수 있다. 제3 방사체(213)는 제2 방향(220)으로 연장된 제4 전송 선로(224)를 통해 제1 방사체(211)와 연결될 수 있다. 이를 통해, 제2 전송 선로(222), 제1 방사체(211), 제4 전송 선로(224) 및 제3 방사체(213)는 또 다른 하나의 직렬 급전 안테나를 형성할 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 제1 방사체(211)와 제2 방사체(212) 사이의 간섭과, 제1 방사체(211)와 제3 방사체(213) 사이의 간섭을 줄이기 위하여, 제1 방사체(211)의 중심과 제2 방사체(212)의 중심 사이, 및 제1 방사체(211)의 중심과 제3 방사체(213)의 중심 사이의 거리(a)는 λ/2 이상일 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 제2 방사체(212)와 제3 방사체(213)는 제1 방사체(211)의 중심선(CL)을 기준으로 대칭될 수 있다. 이때, 제1 방사체(211)의 중심선(CL)은 제1 방사체(211)의 중심을 통과하고 안테나 소자(200)의 길이 방향(y 방향)에 평행하는 가상의 선으로 정의될 수 있다.
제1 전송 선로(221)는 제1 신호 패드(231)와 제1 방사체(211)를 연결할 수 있다. 예시적 실시예에 따르면, 제1 전송 선로(221)는 굴곡질 수 있다. 예를 들어, 제1 전송 선로(221)는 제1 신호 패드(231)로부터 안테나 소자(110a)의 길이 방향(y 방향)으로 연장되는 제1 세그먼트(221a)와, 제1 세그먼트(221a)로부터 제1 방향(210)으로 연장되어 제1 방사체(211)에 연결되는 제2 세그먼트(221b)를 포함할 수 있다.
제2 전송 선로(222)는 제2 신호 패드(232)와 제1 방사체(211)를 연결할 수 있다. 예시적 실시예에 따르면, 제2 전송 선로(221)는 굴곡질 수 있다. 예를 들어, 제2 전송 선로(222)는 제2 신호 패드(232)로부터 안테나 소자(110a)의 길이 방향(y 방향)으로 연장되는 제1 세그먼트(222a)와, 제1 세그먼트(222a)로부터 제2 방향(220)으로 연장되어 제1 방사체(211)에 연결되는 제2 세그먼트(222b)를 포함할 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 제1 전송 선로(221)와 제2 전송 선로(222)는 제1 방사체(211)의 이웃하는 두 변에 각각 연결될 수 있다. 이때, 제1 전송 선로(221)와 제2 전송 선로(222)는 각 변의 중심에 연결될 수 있다.
제3 전송 선로(223)는 제1 방사체(211)와 제2 방사체(212)를 연결할 수 있다. 예시적 실시예에 따르면, 제3 전송 선로(223)는 제1 방사체(211)로부터 제1 방향(210)으로 연장되어 제2 방사체(212)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제3 전송 선로(223)는 제1 방사체(211)와 제2 방사체(212)의 대향하는 두 변의 중심을 서로 연결할 수 있다.
제4 전송 선로(224)는 제1 방사체(211)와 제3 방사체(213)를 연결할 수 있다. 예시적 실시예에 따르면, 제4 전송 선로(224)는 제1 방사체(211)로부터 제2 방향(220)으로 연장되어 제3 방사체(213)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제4 전송 선로(224)는 제1 방사체(211)와 제3 방사체(213)의 대향하는 두 변의 중심을 서로 연결할 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 제1 전송 선로(221), 제2 전송 선로(222), 제3 전송 선로(223) 및 제4 전송 선로(224)는 제1 방사체(211), 제2 방사체(212) 및 제3 방사체(213)와 실질적으로 동일한 도전 물질을 포함할 수 있다. 또한, 제1 전송 선로(221), 제2 전송 선로(222), 제3 전송 선로(223) 및 제4 전송 선로(224)는 제1 방사체(211), 제2 방사체(212) 및 제3 방사체(213)와 일체로 연결되어 실질적으로 단일 부재로 형성되거나, 제1 방사체(211), 제2 방사체(212) 및 제3 방사체(213)와는 별개의 부재로 형성될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 제1 전송 선로(221), 제2 전송 선로(222), 제3 전송 선로(223) 및 제4 전송 선로(224)는 메쉬(mesh) 구조, 속이 찬 솔리드(solid) 구조(박막 또는 후막), 또는 메쉬 구조와 솔리드 구조가 혼합된 구조로 형성될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 제1 전송 선로(221)와 제2 전송 선로(222)는 제1 방사체(211)의 중심선(CL)을 기준으로 대칭될 수 있다. 또한, 제3 전송 선로(223)와 제4 전송 선로(224)는 제1 방사체(211)의 중심선(CL)을 기준으로 대칭될 수 있다.
제1 신호 패드(231)는 제1 전송 선로(221)에 연결되며 제1 전송 선로(221)를 통해 제1 방사체(211)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 신호 패드(232)는 제2 전송 선로(222)에 연결되며 제2 전송 선로(222)를 통해 제1 방사체(211)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 통해 제1 신호 패드(231) 및 제2 신호 패드(232)는 각각 안테나 구동부(예컨대, RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit) 등)와 제1 방사체(211)를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 예를 들면, 제1 신호 패드(231) 및 제2 신호 패드(232) 상에 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)이 접합되고, FPCB의 회로 배선이 제1 신호 패드(231) 및 제2 신호 패드(232)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대 제1 신호 패드(231) 및 제2 신호 패드(232)는, 이방성 전도 필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)를 이용하여 상하로 전기적 도통이 가능하게 하고 좌우로는 절연되는 접합 방법인 ACF(Anisotropic Conductive Film) bonding 기법을 이용하거나 동축 케이블(coaxial cable)을 이용하여, FPCB에 전기적으로 연결될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 안테나 구동부는 FPCB 또는 별개의 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB) 상에 실장되어, FPCB의 회로 배선에 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라 제1 방사체(211)와 안테나 구동부는 전기적으로 연결될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면 제1 신호 패드(231) 및 제2 신호 패드(232)는 제1 전송 선로(221) 및 제2 전송 선로(222)와 실질적으로 동일한 도전 물질을 포함할 수 있다. 또한, 제1 신호 패드(231) 및 제2 신호 패드(232)는 제1 전송 선로(221) 및 제2 전송 선로(222)와 각각 일체로 연결되어 실질적으로 단일 부재로 형성되거나, 제1 전송 선로(221) 및 제2 전송 선로(222)와는 별개의 부재로 형성될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면 제1 신호 패드(231) 및 제2 신호 패드(232)는 속이 찬 솔리드(solid) 구조로 형성될 수 있다. 또한, 제1 신호 패드(231) 및 제2 신호 패드(232)는 제1 방사체(211)의 중심선(CL)을 기준으로 대칭될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 안테나 패턴층(120)은 제1 그라운드 패드(241) 및 제2 그라운드 패드(242)를 더 포함할 수 있다.
제1 그라운드 패드(241)는 제1 신호 패드(231) 주변에서 제1 신호 패드(231)와 전기적, 물리적으로 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 그라운드 패드(241)는 제1 신호 패드(231)를 사이에 두고 서로 마주보도록 배치된 2개의 제1 그라운드 패드(241a, 241b)를 포함할 수 있다.
제2 그라운드 패드(242)는 제2 신호 패드(232) 주변에서 제2 신호 패드(232)와 전기적, 물리적으로 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 그라운드 패드(242)는 제2 신호 패드(232)를 사이에 두고 서로 마주보도록 배치된 2개의 제2 그라운드 패드(242a, 242b)를 포함할 수 있다.
제1 그라운드 패드(241) 및 제2 그라운드 패드(242)는 전술한 금속 또는 합금을 포함하는 속이 찬 솔리드 구조로 형성될 수 있다.
한편, 도 2에서 제1 전송 선로(221) 및 제2 전송 선로(222)는 골곡진 예를 도시하나 이는 예시적 실시예에 불과하다. 즉, 제1 전송 선로(221)는 제2 세그먼트(221b) 만을 포함하며, 제1 세그먼트(221a)는 제1 신호 패드(231)에 포함될 수도 있다. 이와 유사하게, 제2 전송 선로(222)는 제2 세그먼트(222b) 만을 포함하며, 제1 세그먼트(222a)는 제2 신호 패드(232)에 포함될 수도 있다.
또한, 예시적 실시예에 따르면, 안테나 패턴층(120)이 제1 그라운드 패드(241) 및 제2 그라운드 패드(242)를 포함하는 경우, 제1 그라운드 패드(241b) 및 제2 그라운드 패드(242a)는 서로 연결되어 하나의 그라운드 패드를 형성할 수도 있다.
또한, 예시적 실시예에 따르면, 방사체들(211, 212, 213)과 전송 선로들(221, 222, 223, 224)이 메쉬 구조로 형성되는 경우, 방사체들(211, 212, 213)과 전송 선로들(221, 222, 223, 224) 주변에는 더미 패턴(미도시)이 형성될 수 있다. 더미 패턴은 방사체들(211, 212, 213)과 전송 선로들(221, 222, 223, 224)과 전기적, 물리적으로 분리될 수 있다. 또한, 더미 패턴은 방사체들(211, 212, 213) 및/또는 전송 선로들(221, 222, 223, 224)과 실질적으로 동일한 도전 물질을 포함할 수 있다. 예시적 실시예에 따르면, 더미 패턴은 분절된 메쉬 구조로 형성될 수 있다.
더미 패턴이 방사체들(211, 212, 213)과 전송 선로들(221, 222, 223, 224) 주변에 배치됨에 따라, 패턴의 광학적 균일성이 증진되어 안테나 패턴이 시인되는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 예시적 실시예에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다. 도 3의 안테나 소자(300)는 도 1의 안테나 소자(100)의 일 실시예일 수 있다. 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 구조 및 구성과 실질적으로 동일한 내용에 대한 설명은 생략한다. 또한, 제1 방사체(311), 제2 방사체(312) 및 제3 방사체(313)는 도 2의 제1 방사체(211), 제2 방사체(212) 및 제3 방사체(213)와 유사하므로 중복되는 범위에서 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3을 참조하면, 안테나 소자(300)의 제1 방사체(311), 제2 방사체(312) 및 제3 방사체(313)는 정사각형 형상을 가질 수 있다.
이 경우, 제1 전송 선로(221)와 제2 전송 선로(222)는 제1 방사체(311)의 이웃하는 두 꼭지점에 각각 연결될 수 있다. 또한, 제3 전송 선로(223)는 제1 방사체(311)과 제2 방사체(312)의 대향하는 두 꼭지점을 서로 연결하며, 제3 전송 선로(224)는 제1 방사체(311)과 제3 방사체(313)의 대향하는 두 꼭지점을 서로 연결할 수 있다.
한편, 도 2는 방사체들(211, 212, 213)이 마름모 형상을 가지는 예를 도시하고, 도 3은 방사체들(311, 312, 313)이 정사각형 형상을 가지는 예를 도시하나 이는 예시적 실시예들에 불과하다. 즉, 방사체들(211, 212, 213, 311, 312, 313)의 모양에 특별한 제한은 없으며, 원, 다각형 등 다양한 평면형 형상을 가질 수도 있다.
도 4a 내지 도 11은 예시적 실시예에 따른 안테나 어레이를 도시한 도면이다. 도 4a 내지 도 11을 설명함에 있어 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 구조 및 구성과 실질적으로 동일한 내용에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 4(도 4a 및 도 4b, 이하 동일)를 참조하면, 예시적 실시예에 따른 안테나 어레이(400)는 안테나 소자(100)의 너비 방향(x 방향)으로 적어도 일부를 서로 공유하며 배열되는 복수의 안테나 소자(100)를 포함할 수 있다. 이때, 안테나 소자(100)는 그라운드 패드들(241, 242)를 포함할 수 있다.
인접하는 안테나 소자들(100a, 100b)은 하나의 방사체(215)를 서로 공유할 수 있다. 예를 들어, 방사체(215)는 제1 안테나 소자(100a)의 제2 방사체(212)임과 동시에, 제2 안테나 소자(100b)의 제3 방사체(213)일 수 있다. 즉, 방사체(215)는 제1 안테나 소자(100a)의 제2 방사체(212)의 역할과 제2 안테나 소자(100b)의 제3 방사체(213)의 역할을 수행할 수 있다.
도 5를 참조하면, 예시적 실시예에 따른 안테나 어레이(500)는 도 4의 실시예와 달리, 그라운드 패드들(241, 242)이 생략될 수 있다.
방사체들(211, 212, 213)이 그라운드 패드들(241, 242)과 가까이 위치하는 경우, 방사체들(211, 212, 213)과 그라운드 패드들(241, 242) 사이에 원치 않는 커플링이 발생할 수 있다. 이러한 원치 않는 커플링은 안테나의 고립도(isolation)와 방사 효율에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 예시적 실시예에 따르면, 방사체들(211, 212, 213, 311, 312, 313)과 그라운드 패드들(241, 242) 사이의 원치 않는 커플링의 발생을 줄일 수 있도록, 안테나 소자(100)의 그라운드 패드들(241, 242)을 제거할 수 있다.
도 6을 참조하면, 예시적 실시예에 따른 안테나 어레이(600)는 도 4의 실시예에서 그라운드 선로(610)를 더 포함할 수 있다.
그라운드 선로(610)는 유전층(110) 상에 배치되어, 인접하는 안테나 소자들(100a, 100b)이 공유하는 방사체(215)를 적어도 하나의 그라운드 패드(241, 242)에 연결할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 그라운드 선로(610)는 안테나 소자(100)의 너비 방향(x 방향)으로 연장되어 제1 안테나 소자(100a)의 제2 그라운드 패드(242b)와, 제1 안테나 소자(100a)에 인접하는 제2 안테나 소자(100b)의 제1 그라운드 패드(241a)를 연결하는 제1 세그먼트, 및 안테나 소자(100)의 길이 방향(y 방향)으로 연장되어 제1 세그먼트와 방사체(215)를 연결하는 제2 세그먼트를 포함할 수 있다. 이때, 제2 세그먼트는 방사체(215)의 꼭지점에 연결될 수 있다.
인접하는 안테나 소자들(100a, 100b)이 하나의 방사체(215)를 공유하는 도 4의 안테나 어레이(400)와 같은 이중 편파 안테나의 경우, 원치 않는 크로스 커플링(cross-coupling) 또는 고립도(isolation)의 영향으로 인하여 편파 분리가 어려울 수 있다. 따라서, 예시적 실시예에 따르면, 안테나 어레이(600)는 그라운드 선로(610)를 통해, 인접하는 안테나 소자들(100a, 100b)이 공유하는 방사체(215)를 적어도 하나의 그라운드 패드(241, 242)에 연결함으로써 원치 않는 크로스 커플링의 발생을 줄일 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 그라운드 선로(610)는 방사체(215) 및/또는 그라운드 패드(241, 242)와 실질적으로 동일한 도전 물질을 포함할 수 있다. 또한, 그라운드 선로(610)는 방사체(215) 및/또는 그라운드 패드(241, 242)와 일체로 연결되어 실질적으로 단일 부재로 형성되거나, 방사체(215) 및/또는 그라운드 패드(241, 242)와는 별개의 부재로 형성될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 그라운드 선로(610)는 메쉬(mesh) 구조 또는 속이 찬 솔리드(solid) 구조(박막 또는 후막)로 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 예시적 실시예에 따른 안테나 어레이(700)는 도 5의 실시예에서 그라운드 선로(710) 및 본딩 패드(720)를 더 포함할 수 있다.
그라운드 선로(710)는 유전층(110) 상에 배치되어, 안테나 소자(100)의 길이 방향(y 방향)으로 연장되어 방사체(215)에 연결될 수 있다. 그라운드 선로(710)의 말단에는 FPCB의 그라운드(도 12의 1222 참조)에 본딩되는 본딩 패드(720)가 배치될 수 있다.
본딩 패드(720)가 FPCB의 그라운드에 본딩되어, 그라운드 선로(710)가 FPCB의 그라운드에 연결됨으로써, 방사체(215)를 FPCB의 그라운드에 연결할 수 있다. 이를 통해 원치 않는 크로스 커플링의 발생을 줄일 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 그라운드 선로(710)는 전술한 금속 또는 합금을 포함하며, 메쉬(mesh) 구조 또는 속이 찬 솔리드(solid) 구조(박막 또는 후막)로 형성될 수 있다. 또한 본딩 패드(720)는 전술한 금속 또는 합금을 포함하며, 속이 찬 솔리드 구조(박막 또는 후막)로 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 예시적 실시예에 따른 안테나 어레이(800)는 안테나 소자(100)의 너비 방향(x 방향)으로 서로 이격되어 배열된 복수의 안테나 소자(100)를 포함할 수 있다. 이때, 안테나 소자(100)는 그라운드 패드들(241, 242)을 포함할 수 있다.
인접하는 안테나 소자들(100)이 가까이 위치하는 경우, 인접하는 안테나 소자들(100), 특히, 제1 안테나 소자(100c)의 제2 방사체(212)와, 제1 안테나 소자(100c)와 인접하는 제2 안테나 소자(100d)의 제3 방사체(213) 사이에 원치 않는 커플링이 발생할 수 있다. 이러한 커플링은 안테나의 고립도(isolation)와 방사 효율에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 예시적 실시예에 따르면, 인접하는 안테나 소자들(100) 사이의 원치 않는 커플링의 발생을 줄일 수 있도록, 인접하는 안테나 소자들(100)의 이격 거리(b)는 0.5mm 이상일 수 있다.
도 8의 실시예는 도 4의 실시예와 달리, 인접하는 안테나 소자들(100)이 방사체를 공유하지 않으므로, 도 4의 실시예에 비하여 원치 않는 크로스 커플링의 발생을 줄일 수 있다.
도 9를 참조하면, 예시적 실시예에 따른 안테나 어레이(900)는 도 8의 실시예와 달리, 그라운드 패드들(241, 242)이 생략될 수 있다.
방사체들(211, 212, 213)이 그라운드 패드들(241, 242)과 가까이 위치하는 경우, 방사체들(211, 212, 213)과 그라운드 패드들(241, 242) 사이에 원치 않는 커플링이 발생할 수 있다. 이러한 커플링은 안테나의 고립도(isolation)와 방사 효율에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 예시적 실시예에 따르면, 방사체들(211, 212, 213, 311, 312, 313)과 그라운드 패드들(241, 242) 사이의 원치 않는 커플링의 발생을 줄일 수 있도록, 안테나 소자(100)의 그라운드 패드들(241, 242)을 제거할 수 있다.
도 10을 참조하면, 예시적 실시예에 따른 안테나 어레이(1000)는 도 8의 실시예에서, 경계 그라운드 선로(1010)를 더 포함할 수 있다.
경계 그라운드 선로(1010)는 유전층(110) 상에서 인접하는 안테나 소자들(100) 사이에 배치되어, 그라운드 패드들(241, 242)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 경계 그라운드 선로(1010)는 안테나 소자(100)의 너비 방향(x 방향)으로 연장되어 인접하는 안테나 소자들(100)의 그라운드 패드들(241, 242)을 연결하는 제1 세그먼트와, 인접하는 안테나 소자들(100) 사이에서 안테나 소자(100)의 길이 방향(y 방향)으로 연장되어 제1 세그먼트와 제3 세그먼트를 연결하는 제2 세그먼트와, 안테나 소자들(100)을 둘러싸는 제3 세그먼트를 포함할 수 있다. 이때, 제3 세그먼트의 말단들은 안테나 소자들(100)의 그라운드 패드들(241, 242)에 각각 연결될 수 있다.
인접하는 안테나 소자들(100)이 가까이 위치하는 경우, 인접하는 안테나 소자들(100) 사이에 원치 않는 커플링이 발생할 수 있다. 이러한 커플링은 안테나의 고립도(isolation)와 방사 효율에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 예시적 실시예에 따르면, 인접하는 안테나 소자들(100) 사이에 경계 그라운드 선로(1010)를 배치함으로써 인접하는 안테나 소자들(100) 사이의 원치 않는 커플링의 발생을 줄일 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 경계 그라운드 선로(1010)는 방사체들(211, 212, 213) 및/또는 그라운드 패드들(241, 242)와 실질적으로 동일한 도전 물질을 포함할 수 있다. 또한, 경계 그라운드 선로(1010)는 방사체들(211, 212, 213) 및/또는 그라운드 패드들(241, 242)과 일체로 연결되어 실질적으로 단일 부재로 형성되거나, 방사체들(211, 212, 213) 및/또는 그라운드 패드들(241, 242)과는 별개의 부재로 형성될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 경계 그라운드 선로(1010)는 메쉬(mesh) 구조 또는 속이 찬 솔리드(solid) 구조(박막 또는 후막)로 형성될 수 있다.
도 11을 참조하면, 예시적 실시예에 따른 안테나 어레이(1100)는 도 9의 실시예에서, 경계 그라운드 선로(1110) 및 본딩 패드(1120)를 더 포함할 수 있다.
경계 그라운드 선로(1110)는 유전층(110) 상에서 인접하는 안테나 소자들(100) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 경계 그라운드 선로(1110)는 인접하는 안테나 소자들(100) 사이에서 안테나 소자(100)의 길이 방향(y 방향)으로 연장되어 제2 세그먼트에 연결되는 제1 세그먼트와, 안테나 소자들(100)을 둘러싸는 제2 세그먼트를 포함할 수 있다.
경계 그라운드 선로(1110)의 말단에는 FPCB의 그라운드(도 12의 1222 참조)에 본딩되는 본딩 패드(1120)가 연결될 수 있다.
본딩 패드(1120)가 FPCB의 그라운드에 본딩되어, 경계 그라운드 선로(1110)가 FPCB의 그라운드에 연결될 수 있다. 이를 통해 인접하는 안테나 소자들(100) 사이의 원치 않는 커플링의 발생을 줄일 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, 경계 그라운드 선로(1110)는 전술한 금속 또는 합금을 포함하며, 메쉬(mesh) 구조 또는 속이 찬 솔리드(solid) 구조(박막 또는 후막)로 형성될 수 있다. 또한 본딩 패드(1120)는 전술한 금속 또는 합금을 포함하며, 속이 찬 솔리드 구조(박막 또는 후막)로 형성될 수 있다.
도 12 및 도 13은 예시적 실시예에 따른 안테나 장치를 도시한 도면이다. 도 12 및 도 13을 설명함에 있어 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명한 구조 및 구성과 실질적으로 동일한 내용에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 예시적 실시예에 따른 안테나 장치(1200, 1300)는 안테나 어레이(1210) 및 FPCB(1220)를 포함할 수 있다.
여기서 안테나 어레이(1210)는 도 5, 도 7, 도 9 및 도 11을 참조하여 전술한 안테나 어레이(500, 700, 900, 1100)일 수 있다. 즉, 안테나 어레이(1210)는 그라운드 패드들(241, 242)이 제거된 안테나 어레이일 수 있다.
FPCB(1220)는 각 신호 패드(231, 232)에 전기적으로 연결되는 복수의 회로 배선(1221)을 포함할 수 있다. 이때, FPCB(1220)는 안테나 어레이(1210)에서 제거된 그라운드 패드들(241, 242)에 대응하는 그라운드들(1222)을 포함할 수도 있고(도 12 참조), 포함하지 않을 수도 있다(도 13 참조). 도 12에 도시된 바와 같이 FPCB(1220)가 그라운드들(1222)을 포함하는 경우, 그라운드들(1222)은 안테나 어레이(1210)가 FPCB(1220)에 접합되었을 때, 안테나 어레이(1210)의 신호 패드들(231, 232)을 사이에 두고 서로 마주보는 FPCB(1220)의 위치에 배치될 수 있다.
한편, 안테나 어레이(1210)가 도 7 또는 도 11의 안테나 어레이(700, 1100)인 경우, 본딩 패드(720, 1120)는 FPCB(1220)의 그라운드(1222)에 본딩될 수 있다. 이를 통해, 그라운드 선로(710) 및 경계 그라운드 선로(1110)는 FPCB(1220)의 그라운드(1222)에 연결될 수 있다.
도 14는 예시적 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다. 보다 구체적으로, 도 14는 디스플레이 장치의 윈도우를 포함하는 외부 형상을 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 디스플레이 장치(1400)는 표시 영역(1410) 및 주변 영역(1420)을 포함할 수 있다.
표시 영역(1410)은 시각 정보가 표시되는 영역을 나타내고, 주변 영역(1420)은 표시 영역(1410)의 양 측부 및/또는 양 단부에 배치된 불투명한 영역을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 주변 영역(1420)은 디스플레이 장치(1400)의 차광부 또는 베젤부에 해당될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전술한 안테나 소자(100, 200, 300), 안테나 어레이(400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100) 또는 안테나 장치(1200, 1300)가 디스플레이 장치(1400)에 탑재될 수 있다. 예컨대, 안테나 소자(100, 200, 300), 안테나 어레이(400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100) 및 안테나 장치(1200, 1300)의 방사체(211, 212, 213, 311, 312, 313), 전송 선로(221, 222, 223, 224), 그라운드 선로(710) 및 경계 그라운드 선로(1110)가 표시 영역(1410)에 적어도 부분적으로 대응되도록 배치되며, 신호 패드(231, 232), 그라운드 패드(241, 242) 및 본딩 패드(720, 1120)가 주변 영역(1420)에 대응되도록 배치될 수 있다.
주변 영역(520)에는 FPCB 또는 PCB가 안테나 구동부(예컨대, RFIC)와 함께 배치될 수 있다. 안테나 소자(100, 200, 300), 안테나 어레이(400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100) 및 안테나 장치(1200, 1300)의 신호 패드(231, 232)를 안테나 구동부에 인접하도록 배치함으로써, 신호 송수신 경로를 단축시켜 신호 손실을 억제할 수 있다.
안테나 소자(100, 200, 300), 안테나 어레이(400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100) 및 안테나 장치(1200, 1300)가 메쉬 구조로 형성된 방사체(211, 212, 213, 311, 312, 313), 전송 선로(221, 222, 223, 224) 및/또는 더미 패턴을 포함함으로써, 투과성이 향상되며 패턴 시인이 현저히 감소 또는 억제될 수 있다. 따라서, 원하는 통신 신뢰성을 유지 또는 향상시키면서, 표시 영역(1410)에서의 이미지 품질 역시 함께 향상될 수 있다.
이제까지 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 발명의 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.
100, 200, 300: 안테나 소자 110: 유전층
120: 안테나 패턴층 130: 그라운드층
211, 311: 제1 방사체 212, 312: 제2 방사체
213, 313: 제3 방사체 221: 제1 전송 선로
222: 제2 전송 선로 223: 제3 전송 선로
224: 제4 전송 선로 231: 제1 신호 패드
232: 제2 신호 패드 241: 제1 그라운드 패드
242: 제2 그라운드 패드

Claims (14)

  1. 유전층; 및
    상기 유전층의 상면 상에 배치된 복수의 안테나 패턴들을 포함하고, 상기 안테나 패턴들 각각은
    서로 이격되어 배치된 제1 방사체, 제2 방사체 및 제3 방사체만으로 구성된 방사체;
    서로 다른 방향으로 상기 제1 방사체에 연결된 제1 전송 선로 및 제2 전송 선로;
    상기 제1 방사체 및 상기 제2 방사체를 서로 연결시키는 제3 전송 선로; 및
    상기 제1 방사체 및 상기 제3 방사체를 서로 연결시키는 제4 전송 선로를 포함하고
    상기 복수의 안테나 패턴들은 서로 독립적으로 분리되어 배열된, 안테나 소자.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 방사체는 상기 안테나 소자의 너비 방향과 평행한 상변 및 하변을 갖는 사각형 형상을 갖는, 안테나 소자.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 전송 선로 및 상기 제2 전송 선로는 상기 제1 방사체의 하변의 두 꼭지점들에 각각 연결된, 안테나 소자.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제3 전송 선로 및 상기 제4 전송 선로는 상기 제1 방사체의 상변의 두 꼭지점들로부터 각각 연장되는, 안테나 소자.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2 방사체 및 상기 제3 방사체는 각각 사각형 형상을 가지며,
    상기 제3 전송 선로 및 상기 제4 전송 선로는 각각 상기 제2 방사체 및 상기 제3 방사체의 일 꼭지점과 연결된, 안테나 소자.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 전송 선로는 상기 안테나 소자의 길이 방향으로 연장하는 제1 세그먼트, 및 상기 제1 세그먼트로부터 꺾여 상기 제1 방사체로 연결된 제2 세그먼트를 포함하는, 안테나 소자.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 전송 선로의 상기 제2 세그먼트 및 상기 제3 전송 선로의 연장 방향은 동일한, 안테나 소자.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제2 전송 선로는 상기 안테나 소자의 길이 방향으로 연장하는 제1 세그먼트, 및 상기 제1 세그먼트로부터 꺾여 상기 제1 방사체로 연결된 제2 세그먼트를 포함하는, 안테나 소자.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제2 전송 선로의 상기 제2 세그먼트 및 상기 제4 전송 선로의 연장 방향은 동일한, 안테나 소자.
  11. 제1항에 있어서, 상기 안테나 패턴은 상기 제1 전송 선로의 말단에 연결된 제1 신호 패드 및 상기 제2 전송 선로의 말단에 연결된 제2 신호 패드를 더 포함하는, 안테나 소자.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 신호 패드 주변에 배치되는 제1 그라운드 패드; 및
    상기 제2 신호 패드 주변에 배치되는 제2 그라운드 패드를 더 포함하는, 안테나 소자.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 신호 패드 주변에 한 쌍의 상기 제1 그라운드 패드들이 배치되고, 상기 제2 신호 패드 주변에 한 쌍의 상기 제2 그라운드 패드들이 배치되는, 안테나 소자.
  14. 제1항에 있어서, 상기 유전층의 저면 상에 배치된 그라운드 층을 더 포함하는, 안테나 소자.
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