KR102549577B1 - RFIC Assembled Antenna - Google Patents

RFIC Assembled Antenna Download PDF

Info

Publication number
KR102549577B1
KR102549577B1 KR1020210141695A KR20210141695A KR102549577B1 KR 102549577 B1 KR102549577 B1 KR 102549577B1 KR 1020210141695 A KR1020210141695 A KR 1020210141695A KR 20210141695 A KR20210141695 A KR 20210141695A KR 102549577 B1 KR102549577 B1 KR 102549577B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
slot
layer substrate
pattern
rfic
metal pattern
Prior art date
Application number
KR1020210141695A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20230057666A (en
Inventor
김병남
유홍일
박철근
박찬우
Original Assignee
주식회사 센서뷰
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 센서뷰 filed Critical 주식회사 센서뷰
Priority to KR1020210141695A priority Critical patent/KR102549577B1/en
Priority to EP22201951.5A priority patent/EP4170821A1/en
Priority to US18/047,089 priority patent/US20230129616A1/en
Publication of KR20230057666A publication Critical patent/KR20230057666A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102549577B1 publication Critical patent/KR102549577B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/06—Details
    • H01Q9/065—Microstrip dipole antennas

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

RFIC 일체형 안테나가 개시된다. 개시된 안테나는 제1 금속 패턴, 상기 제1 금속 패턴에 형성되는 제1 슬롯, 상기 제1 슬롯과 연결되어 형성되는 제2 슬롯을 포함하며 상기 제2 슬롯 영역에 RFIC 칩이 결합되는 제1 레이어 기판; 상기 제1 레이어 기판 하부에 결합되며, 제2 금속 패턴, 상기 제2 금속 패턴에 형성되는 제3 슬롯, 상기 제3 슬롯 내부에 형성되는 다이폴 방사체를 포함하는 제2 레이어 기판을 포함하되, 상기 제1 슬롯과 상기 제3 슬롯은 상하로 정렬되어 형성된다. 개시된 안테나는 RFIC 칩이 안테나와 일체화되는 구조를 가지기에 단말기의 사이즈를 감소시키고 제조 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다. An RFIC integrated antenna is disclosed. The disclosed antenna includes a first metal pattern, a first slot formed on the first metal pattern, and a second slot formed connected to the first slot, and a first layer substrate to which an RFIC chip is coupled to the second slot area. ; A second layer substrate coupled to the lower portion of the first layer substrate and including a second metal pattern, a third slot formed in the second metal pattern, and a dipole radiator formed inside the third slot, The first slot and the third slot are aligned vertically. Since the disclosed antenna has a structure in which an RFIC chip is integrated with the antenna, there is an advantage in that the size of the terminal can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.

Description

RFIC 일체형 안테나{RFIC Assembled Antenna}RFIC Assembled Antenna {RFIC Assembled Antenna}

본 발명은 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 RFIC 일체형 안테나에 관한 것이다. The present invention relates to antennas, and more particularly to RFIC integrated antennas.

근래에 들어 5G 통신이 개시되었으며, 5G는 기존의 4G 통신과 비교하여 20GHz 이상의 밀리미터 웨이브 대역을 이용하여 통신을 수행한다. 밀리미터 웨이브 대역은 저주파 대역에 비해 매우 큰 감쇠 특성을 보이고 장애물에 의한 신호의 소실이 매우 큰 특성이 있다. Recently, 5G communication has been initiated, and 5G performs communication using a millimeter wave band of 20 GHz or higher compared to conventional 4G communication. The millimeter wave band shows a very large attenuation characteristic compared to the low frequency band and has a characteristic that signal loss due to obstacles is very large.

5G 대역에서는 매우 큰 용량의 IoT 데이터, 360도 영상 데이터, VR 데이터 및 다양한 종류의 빅 데이터를 이동통신 망을 통해 지원하며, 이러한 이유로 밀리미터 웨이브 대역을 이용한 통신은 필수적이다. In the 5G band, a very large amount of IoT data, 360-degree video data, VR data, and various types of big data are supported through mobile communication networks, and for this reason, communication using the millimeter wave band is essential.

밀리미터 웨이브 대역에서는 매우 큰 감쇠 특성을 가지게 되며 이로 인해 밀리미터 웨이브용 안테나는 높은 지향성을 요구한다. In the millimeter wave band, it has a very large attenuation characteristic, and therefore, a millimeter wave antenna requires high directivity.

한편, 밀리미터 웨이브 대역은 매우 높은 주파수 대역이기에 안테나의 사이즈 역시 작아진다. 종래의 단말기용 밀리미터 웨이브 대역 안테나는 단말기의 기판과 커넥터를 통해 연결되어 단말기의 기판에 실장된 RFIC 칩으로부터 급전 신호를 제공받았다. Meanwhile, since the millimeter wave band is a very high frequency band, the size of the antenna is also reduced. A conventional millimeter wave band antenna for a terminal is connected to a board of the terminal through a connector and receives a power supply signal from an RFIC chip mounted on the board of the terminal.

밀리미터 웨이브 대역의 안테나는 그 사이즈가 작기 때문에 커넥터 역시 미세한 정밀도를 가지는 커넥터가 요구되었으며, 밀리미터 웨이브 대역 안테나와 커넥터의 결합에도 정교한 작업이 요구되었다. 나아가, 커넥터의 사용으로 인해 단말 전체의 사이즈가 증가할 뿐만 아니라 제조 비용 역시 증가하는 문제점이 있었다. Since the size of the millimeter wave band antenna is small, a connector with fine precision is also required, and sophisticated work is also required for coupling the millimeter wave band antenna and the connector. Furthermore, due to the use of the connector, not only the size of the entire terminal increases, but also the manufacturing cost increases.

본 발명의 목적은 커넥터를 통해 RFIC 칩과 연결되지 않고 RFIC 칩이 일체화되는 구조의 밀리미터 웨이브 대역 안테나를 제안한다. An object of the present invention is to propose a millimeter wave band antenna having a structure in which the RFIC chip is integrated without being connected to the RFIC chip through a connector.

본 발명의 다른 목적은 단말기의 사이즈를 감소시키고 제조 비용을 절감할 수 있는 밀리미터 웨이브 대역 안테나를 제안하는 것이다. Another object of the present invention is to propose a millimeter wave band antenna capable of reducing the size of a terminal and reducing manufacturing cost.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 금속 패턴, 상기 제1 금속 패턴에 형성되는 제1 슬롯, 상기 제1 슬롯과 연결되어 형성되는 제2 슬롯을 포함하며 상기 제2 슬롯 영역에 RFIC 칩이 결합되는 제1 레이어 기판; 상기 제1 레이어 기판 하부에 결합되며, 제2 금속 패턴, 상기 제2 금속 패턴에 형성되는 제3 슬롯, 상기 제3 슬롯 내부에 형성되는 다이폴 방사체를 포함하는 제2 레이어 기판을 포함하되, 상기 제1 슬롯과 상기 제3 슬롯은 상하로 정렬되어 형성되는 것을 특징으로 하는 RFIC 일체형 안테나. According to one aspect of the present invention to achieve the above object, it includes a first metal pattern, a first slot formed in the first metal pattern, and a second slot formed connected to the first slot, wherein the second slot a first layer substrate to which an RFIC chip is coupled to the region; A second layer substrate coupled to the lower portion of the first layer substrate and including a second metal pattern, a third slot formed in the second metal pattern, and a dipole radiator formed inside the third slot, The RFIC integrated antenna, characterized in that the first slot and the third slot are formed vertically aligned.

상기 제1 슬롯의 내부에는 상기 RFIC 칩과 연결되어 상기 다이폴 방사체에 급전 신호를 제공하는 급전 패턴, 상기 급전 패턴과 소정 거리 이격되어 상기 급전 패턴의 길이 방향과 직교하는 방향으로 연장되는 기생 패턴이 형성된다. Inside the first slot, a power supply pattern connected to the RFIC chip to provide a power supply signal to the dipole radiator, and a parasitic pattern spaced apart from the power supply pattern by a predetermined distance and extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the power supply pattern are formed. do.

상기 제1 슬롯 내부에는 상기 급전 패턴과 소정 거리 이격되어 상기 급전 패턴의 길이 방향과 평행한 방향으로 연장되는 보조 방사체가 더 형성되며, 상기 보조 방사체는 상기 RFIC 칩과 연결된다. An auxiliary radiator is further formed inside the first slot and spaced apart from the power feeding pattern by a predetermined distance and extending in a direction parallel to a longitudinal direction of the power feeding pattern, and the auxiliary radiator is connected to the RFIC chip.

상기 보조 방사체는 상기 다이폴 방사체로부터 방사되는 신호의 일부를 수신하여 상기 RFIC 칩에 제공한다. The auxiliary radiator receives a part of the signal radiated from the dipole radiator and provides the received signal to the RFIC chip.

상기 안테나는 상기 제2 레이어 기판 하부에 위치하는 제3 레이어 기판을 더 포함하며, 상기 제3 레이어 기판에는 상기 제1 슬롯 및 상기 제2 슬롯과 상하로 중첩되는 영역에 적어도 하나의 반사판이 형성된다. The antenna further includes a third layer substrate positioned below the second layer substrate, and at least one reflector is formed in an area vertically overlapping the first slot and the second slot on the third layer substrate. .

상기 안테나는 단말기 기판의 SMT 영역에 결합되며, 상기 제1 레이어 기판 내지 상기 제3 레이어 기판에는 상기 단말기 기판으로부터 상기 RFIC 칩에 급전 신호를 제공하기 위한 적어도 하나의 비아홀이 형성된다. The antenna is coupled to an SMT region of a terminal substrate, and at least one via hole is formed in the first layer substrate to the third layer substrate to provide a power supply signal from the terminal substrate to the RFIC chip.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1 금속 패턴, 상기 제1 금속 패턴에 형성되는 제1 슬롯, 상기 제1 슬롯과 연결되어 형성되는 제2 슬롯을 포함하며 상기 제2 슬롯 영역에 RFIC 칩이 결합되는 제1 레이어 기판; 상기 제1 레이어 기판 하부에 결합되며, 제2 금속 패턴, 상기 제2 금속 패턴에 형성되는 제3 슬롯, 상기 제3 슬롯 내부에 형성되는 다이폴 방사체를 포함하는 제2 레이어 기판을 포함하되, 상기 제1 슬롯의 내부에는, 상기 RFIC 칩과 연결되어 상기 다이폴 방사체에 급전 신호를 제공하는 급전 패턴 및 상기 급전 패턴과 소정 거리 이격되어 상기 급전 패턴의 길이 방향과 직교하는 방향으로 연장되는 기생 패턴이 형성되는 RFIC 일체형 안테나가 제공된다. According to another aspect of the present invention, a first metal pattern, a first slot formed in the first metal pattern, and a second slot formed in connection with the first slot, wherein an RFIC chip is coupled to the second slot area. a first layer substrate; A second layer substrate coupled to the lower portion of the first layer substrate and including a second metal pattern, a third slot formed in the second metal pattern, and a dipole radiator formed inside the third slot, Inside one slot, a feed pattern connected to the RFIC chip to provide a feed signal to the dipole radiator and a parasitic pattern spaced apart from the feed pattern and extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the feed pattern are formed. An RFIC integrated antenna is provided.

본 발명에 의하면, RFIC 칩이 안테나와 일체화되는 구조를 가지기에 단말기의 사이즈를 감소시키고 제조 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, since the RFIC chip has a structure integrated with the antenna, there is an advantage in that the size of the terminal can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFIC 일체형 안테나의 구조를 나타낸 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RFIC 일체형 안테나에서 제1 레이어 기판의 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFIC 일체형 안테나에서 제2 레이어 기판의 평면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 RFIC 일체형 안테나에서 제4 레이어 기판의 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나에서 RFIC가 결합된 상태의 분해 사시도.
도 6은 RFIC가 결합된 제1 레이어 기판의 평면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFIC 일체형 안테나가 기판상에 결합되는 일례를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 다른 RFIC 일체형 안테나의 방사 패턴의 일례를 나타낸 도면.1 is an exploded perspective view showing the structure of an RFIC integrated antenna according to an embodiment of the present invention;
2 is a plan view of a first layer substrate in an RFIC integrated antenna according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view of a second layer substrate in an RFIC integrated antenna according to an embodiment of the present invention.
4 is a plan view of a fourth layer substrate in an RFIC integrated antenna according to an embodiment of the present invention.
5 is an exploded perspective view of a state in which an RFIC is coupled to an antenna according to an embodiment of the present invention;
6 is a plan view of a first layer substrate to which an RFIC is coupled;
7 is a diagram showing an example in which an RFIC integrated antenna according to an embodiment of the present invention is coupled on a substrate.
8 is a diagram showing an example of a radiation pattern of an RFIC integrated antenna according to an embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention and its operational advantages and objectives achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다. Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the described embodiments. And, in order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals in the drawings indicate the same members.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “...부”, “...기”, “모듈”, “블록” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that it may further include other components, not excluding other components unless otherwise stated. In addition, terms such as “… unit”, “… unit”, “module”, and “block” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which is hardware, software, or hardware. And it can be implemented as a combination of software.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFIC 일체형 안테나의 구조를 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RFIC 일체형 안테나에서 제1 레이어 기판의 평면도를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFIC 일체형 안테나에서 제2 레이어 기판의 평면도를 나타낸 도면이다. 도 4는 제4 레이어 기판의 평면도를 나타낸 도면이다. 1 is an exploded perspective view showing the structure of an RFIC integrated antenna according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of a first layer substrate in an RFIC integrated antenna according to an embodiment of the present invention, FIG. is a plan view of the second layer substrate in the RFIC integrated antenna according to an embodiment of the present invention. 4 is a plan view of a fourth layer substrate.

도 1 내지 도 4에는 설명의 편의를 위해 RFIC 칩이 결합되지 않은 상태의 구조가 도시되어 있으며, RFIC 칩이 결합된 상태의 구조는 별도의 도면을 참조하여 설명한다. 1 to 4 show a structure in a state in which the RFIC chip is not coupled for convenience of explanation, and a structure in a state in which the RFIC chip is coupled will be described with reference to separate drawings.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 RFIC 일체형 안테나는 제1 레이어 기판 내지 제6 레이어 기판(100, 200, 300, 400, 500, 600)을 포함할 수 있다. 본 발명의 RFIC 일체형 안테나를 위한 멀티 레이어 구조는 멀티 레이어 PCB를 이용하여 구현될 수 있을 것이다. Referring to FIG. 1 , an RFIC integrated antenna according to an embodiment of the present invention may include first to sixth layer substrates 100, 200, 300, 400, 500, and 600. The multi-layer structure for the RFIC integrated antenna of the present invention may be implemented using a multi-layer PCB.

도 1에는 6개의 레이어로 이루어진 경우가 도시되어 있으나, 필요에 따라 레이어의 개수가 달라질 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다. 예를 들어, 금속 패턴이 형성되지 않는 제3 레이어(300) 및 제5 레이어(500)는 필요에 따라 구비되지 않아도 무방하다. Although a case of six layers is shown in FIG. 1 , it will be apparent to those skilled in the art that the number of layers can be changed as needed. For example, the third layer 300 and the fifth layer 500 in which no metal pattern is formed may not be provided as needed.

도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 레이어 기판(100)에는 제1 금속 패턴(110)이 형성된다. 제1 금속 패턴(110)은 전기적으로 접지 전위를 가질 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 2 , a first metal pattern 110 is formed on the first layer substrate 100 . The first metal pattern 110 may electrically have a ground potential.

제1 금속 패턴(100)에는 제1 슬롯(120) 및 제2 슬롯(130)이 형성된다. 제1 슬롯(120) 및 제2 슬롯(130)은 제1 금속 패턴(110)의 금속 영역 중 일부를 제거함으로써 형성된다. A first slot 120 and a second slot 130 are formed in the first metal pattern 100 . The first slot 120 and the second slot 130 are formed by removing a portion of the metal region of the first metal pattern 110 .

제1 슬롯(120) 내부에는 급전 패턴(140)의 일부, 보조 방사체(150)의 일부 및 기생 패턴(160)이 형성된다. 제1 슬롯(120)은 제2 레이어 기판(200)에 형성된 다이폴 방사체(230)가 보다 좁은 빔폭을 통해 높은 이득으로 RF 신호를 방사할 수 있도록 하기 위해 형성된다. A part of the power supply pattern 140, a part of the auxiliary radiator 150, and a parasitic pattern 160 are formed inside the first slot 120. The first slot 120 is formed so that the dipole radiator 230 formed on the second layer substrate 200 can radiate an RF signal with a high gain through a narrower beam width.

급전 패턴(140)은 RFIC 칩과 제2 슬롯(120) 영역에서 연결되며 RFIC 칩으로부터 급전 신호를 제공받는다. 급전 패턴(140)은 제2 레이어 기판(200)에 형성된 다이폴 방사체(230)에 커플링 방식으로 급전 신호를 제공하는 기능을 한다. 도 1 및 도 2에는 'ㄷ'자 형상의 급전 패턴(140)이 도시되어 있으나, 급전 패턴(140)의 형태는 필요에 따라 변경될 수 있을 것이다. The feed pattern 140 is connected to the RFIC chip in the area of the second slot 120 and receives a feed signal from the RFIC chip. The feeding pattern 140 functions to provide a feeding signal to the dipole radiator 230 formed on the second layer substrate 200 in a coupling manner. 1 and 2 show a 'c' shaped power supply pattern 140, but the shape of the power supply pattern 140 may be changed as needed.

제1 슬롯(120)에 형성되는 기생 패턴(160)은 급전 패턴(140)의 길이 방향과 직교하는 방향으로 형성될 수 있다. 기생 패턴(160)은 접지 또는 신호선과 전기적으로 연결되지 않으며 기생 패턴(160)은 제2 레이어 기판(200)에 형성된 다이폴 방사체(230)의 방사 패턴의 이득을 향상시키기 위해 형성된다. 기생 패턴(160)의 길이는 사용 주파수 및 요구되는 방사 패턴에 기초하여 결정될 수 있을 것이다. The parasitic pattern 160 formed in the first slot 120 may be formed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the feeding pattern 140 . The parasitic pattern 160 is not electrically connected to the ground or signal line, and is formed to improve the gain of the radiation pattern of the dipole radiator 230 formed on the second layer substrate 200 . The length of the parasitic pattern 160 may be determined based on a used frequency and a desired radiation pattern.

보조 방사체(150)는 RFIC 칩과 전기적으로 연결되며 다이폴 방사체(230)로부터 방사되는 신호의 일부를 수신한다. 보조 방사체(150)는 다이폴 방사체(230)로부터 방사되는 신호의 일부를 수신한다. 보조 방사체(150)는 다이폴 방사체(230)에서 방사하는 신호가 적절한지 여부를 판단하기 위한 용도로 방사 신호의 일부를 수신한다. 보조 방사체(150)에서 수신된 신호는 RFIC 칩으로 제공되며, 보조 방사체(150)를 통해 RFIC 칩으로 제공된 신호를 분석하여 안테나의 오동작 여부를 판단할 수 있다. The auxiliary radiator 150 is electrically connected to the RFIC chip and receives a portion of a signal radiated from the dipole radiator 230 . The auxiliary radiator 150 receives a part of the signal emitted from the dipole radiator 230 . The auxiliary radiator 150 receives a portion of the radiation signal for the purpose of determining whether the signal emitted from the dipole radiator 230 is appropriate. The signal received from the auxiliary radiator 150 is provided to the RFIC chip, and it is possible to determine whether the antenna malfunctions by analyzing the signal provided to the RFIC chip through the auxiliary radiator 150 .

본 발명은 다이폴 방사체(230)가 형성되는 제2 레이어 기판(200)의 상부 레이어인 제1 레이어 기판(100)에 형성된 제1 슬롯(120)에 보조 방사체(150)를 형성함으로써 별도의 진단 구조를 사용하지 않으면서 안테나의 오동작을 용이하게 검출할 수 있도록 한다. According to the present invention, the auxiliary radiator 150 is formed in the first slot 120 formed in the first layer substrate 100, which is the upper layer of the second layer substrate 200 on which the dipole radiator 230 is formed, thereby providing a separate diagnostic structure. It is possible to easily detect the malfunction of the antenna without using.

한편, 제1 레이어 기판(100)의 제1 금속 패턴(110)에는 제1 슬롯(120)과 연결되는 제2 슬롯(130)이 형성된다. 도 1 및 도 2에는 도시되어 있지 않으나 제2 슬롯(130)은 RFIC 칩을 배치하기 위한 슬롯이다. 제2 슬롯(130)은 제1 슬롯(120)과 연결되기는 하나 제1 슬롯과 폭과 형태가 상이하다. Meanwhile, a second slot 130 connected to the first slot 120 is formed in the first metal pattern 110 of the first layer substrate 100 . Although not shown in FIGS. 1 and 2 , the second slot 130 is a slot for disposing an RFIC chip. The second slot 130 is connected to the first slot 120 but has a different width and shape from the first slot.

급전 패턴(140)과 보조 방사체(150)는 RFIC 칩과 연결되기에 급전 패턴(140)과 보조 방사체(150)는 제2 슬롯(130) 영역으로 연장된다. Since the feeding pattern 140 and the auxiliary radiator 150 are connected to the RFIC chip, the feeding pattern 140 and the auxiliary radiator 150 extend into the second slot 130 area.

제2 레이어 기판(200)에는 제2 금속 패턴(210)이 형성된다. 제2 금속 패턴(210)은 전기적으로 접지 전위를 가질 수 있다. 제2 금속 패턴(210)에는 제3 슬롯(220)이 형성된다. A second metal pattern 210 is formed on the second layer substrate 200 . The second metal pattern 210 may electrically have a ground potential. A third slot 220 is formed in the second metal pattern 210 .

제3 슬롯(220)은 제1 슬롯(120)과 상하로 중첩되도록 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 슬롯(120)과 제3 슬롯(220)은 동일한 형상 및 동일한 사이즈를 가질 수 있다. The third slot 220 is preferably formed to overlap the first slot 120 vertically. According to one embodiment of the present invention, the first slot 120 and the third slot 220 may have the same shape and the same size.

제3 슬롯(220) 내부에는 다이폴 방사체(230)가 형성된다. 다이폴 방사체(230)는 급전 패턴(140)으로부터 커플링 방식으로 급전 신호를 제공받는다. 다이폴 방사체(230)는 급전 패턴(140)으로부터 제공되는 급전 신호를 외부에 방사한다. 제3 슬롯(220) 및 제1 슬롯(120)으로 인해 다이폴 방사체는 수직 방향에 대해 보다 높은 이득을 급전 신호를 방사할 수 있다. A dipole radiator 230 is formed inside the third slot 220 . The dipole radiator 230 receives a feed signal from the feed pattern 140 in a coupling manner. The dipole radiator 230 radiates the feed signal provided from the feed pattern 140 to the outside. Due to the third slot 220 and the first slot 120, the dipole emitter can radiate a feed signal with a higher gain in the vertical direction.

다이폴 방사체(230)는 제1 다이폴 아암(230-1)과 제2 다이폴 아암(230-2)을 포함한다. 제1 다이폴 아암(230-1)과 제2 다이폴 아암(230-2)는 서로 이격되며 제1 다이폴 아암(230-1)으로는 급전 신호가 급전 패턴(140)으로부터 인가되고 제2 다이폴 아암(230-2)은 접지 전위를 유지할 수 있다. The dipole radiator 230 includes a first dipole arm 230-1 and a second dipole arm 230-2. The first dipole arm 230-1 and the second dipole arm 230-2 are spaced apart from each other, and a feed signal is applied from the feed pattern 140 to the first dipole arm 230-1, and the second dipole arm ( 230-2) may maintain the ground potential.

도 3에는 본 발명의 안테나 방사체로 다이폴 방사체(230)가 사용되는 경우가 도시되어 있으나 다른 종류의 방사체가 제3 슬롯(220) 내부에 형성될 수도 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다. 3 shows a case in which the dipole radiator 230 is used as the antenna radiator of the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that other types of radiators may be formed inside the third slot 220.

제3 레이어 기판(300)은 제2 레이어 기판(200)과 제4 레이어 기판(400)의 이격 거리를 확보하기 위한 기판이며 이에 제3 레이어 기판(300)에는 별도의 금속 패턴이 형성되지 않는다. 앞서 설명한 바와 같이, 필요에 따라 제3 레이어 기판(300)은 구비되지 않아도 무방하다. The third layer substrate 300 is a substrate for securing a separation distance between the second layer substrate 200 and the fourth layer substrate 400, and therefore, no separate metal pattern is formed on the third layer substrate 300. As described above, the third layer substrate 300 may not be provided if necessary.

제4 레이어 기판(400)에는 반사판(410, 412)이 형성된다. 반사판(410, 412)은 제1 슬롯(120) 및 제2 슬롯(220)과 상하로 오버랩되는 영역에 형성되는 것이 바람직하다. 도 4에는 두 개의 반사판(410, 412)이 이격되어 배치되는 경우가 도시되어 있으나 단일의 반사판으로 대체될 수도 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다. 반사판(410, 412)은 다이폴 방사체(230)의 방사 신호 중 하향 방향으로 방사되는 신호를 반사하여 다이폴 방사체(230)의 방사 신호의 상향 방향으로의 이득을 증가시킨다. Reflectors 410 and 412 are formed on the fourth layer substrate 400 . The reflectors 410 and 412 are preferably formed in areas vertically overlapping the first slot 120 and the second slot 220 . Although FIG. 4 shows a case in which two reflectors 410 and 412 are spaced apart, it will be apparent to those skilled in the art that they may be replaced with a single reflector. The reflectors 410 and 412 reflect signals radiated from the dipole radiator 230 in a downward direction, thereby increasing gain of the signals emitted from the dipole radiator 230 in an upward direction.

제5 레이어 기판(500)은 제4 레이어 기판(400)과 제6 레이어 기판(600)의 이격 거리를 확보하기 위한 기판이다. 제5 레이어 기판(500)에는 별도의 금속 패턴이 형성되지는 않는다. The fifth layer substrate 500 is a substrate for securing a separation distance between the fourth layer substrate 400 and the sixth layer substrate 600 . A separate metal pattern is not formed on the fifth layer substrate 500 .

제6 레이어 기판(600)은 제5 레이어 기판의 하부에 결합되며, 제6 레이어 기판(600)에는 접지면(610)이 형성된다. The sixth layer substrate 600 is coupled to the lower portion of the fifth layer substrate, and the ground plane 610 is formed on the sixth layer substrate 600 .

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나에서 RFIC가 결합된 상태의 분해 사시도이고, 도 6은 RFIC가 결합된 제1 레이어 기판의 평면도를 나타낸 도면이다. 5 is an exploded perspective view of an RFIC coupled to an antenna according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a plan view of a first layer substrate to which an RFIC is coupled.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나의 제2 슬롯(130) 영역에 RFIC 칩(700)이 결합된다. Referring to FIG. 5 , an RFIC chip 700 is coupled to an area of the second slot 130 of the antenna according to an embodiment of the present invention.

RFIC 칩(700)은 급전 패턴(140)에 급전 신호를 제공하며, 급전 패턴(140)은 RFIC 칩(700)과 전기적으로 연결된다. 또한, RFIC 칩(700)은 보조 방사체(150)와 전기적으로 연결되어 보조 방사체(150)에서 수신하는 신호를 제공받는다. The RFIC chip 700 provides a feed signal to the feed pattern 140, and the feed pattern 140 is electrically connected to the RFIC chip 700. In addition, the RFIC chip 700 is electrically connected to the secondary radiator 150 to receive signals received from the secondary radiator 150 .

종래에 있어서, RFIC 칩은 단말기의 기판에 결합되고 안테나와 커넥터를 통해 연결되었으며, 이로 인해 사이즈가 증가할 뿐만 아니라 제조 비용이 증가하는 문제점이 있었다. 본 발명에서는 다이폴 방사체(230)가 형성되는 제2 레이어 기판(200)상에 제1 레이어 기판(100)을 적층하고 제1 슬롯(120) 및 제2 슬롯(130)이 형성된 제1 금속 패턴(110)을 형성한 후 제1 금속 패턴(110)상에 RFIC 칩이 결합되도록 하여 별도의 커넥터를 사용하지 않고 RFIC 칩이 일체화된 안테나 구조를 제안한다. In the prior art, an RFIC chip is coupled to a board of a terminal and connected to an antenna and a connector, resulting in an increase in size as well as an increase in manufacturing cost. In the present invention, the first layer substrate 100 is stacked on the second layer substrate 200 on which the dipole radiator 230 is formed, and the first metal pattern on which the first slot 120 and the second slot 130 are formed ( 110) is formed and then the RFIC chip is coupled to the first metal pattern 110 to propose an antenna structure in which the RFIC chip is integrated without using a separate connector.

RFIC 칩(700)은 단말기의 기판부터 급전 신호를 제공받으며, PCB로부터 급전 신호를 제공받기 위해 본 발명의 각 레이어 기판에는 비아홀(800)이 형성된다. 도 5 및 도 6에는 RFIC 칩을 기준으로 좌측에 두 개의 비아홀 및 우측에 두 개의 비아홀이 형성된 예가 도시되어 있다. The RFIC chip 700 receives a power supply signal from the board of the terminal, and a via hole 800 is formed in each layer board of the present invention to receive a power supply signal from the PCB. 5 and 6 show examples in which two via holes are formed on the left side and two via holes on the right side of the RFIC chip.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFIC 일체형 안테나가 기판상에 결합되는 일례를 나타낸 도면이다. 7 is a diagram showing an example in which an RFIC integrated antenna according to an embodiment of the present invention is coupled on a substrate.

도 7을 참조하면, 기판 상에는 SMT 영역이 설정되며, SMT 영역에 본 발명의 멀티 레이어 기판으로 이루어진 안테나가 결합된다. 본 발명의 안테나는 RFIC 칩이 일체화된 구조이기에 별도의 커넥터를 통해 기판과 결합되지 않고 기판상에 직접 결합이 가능하다. Referring to FIG. 7, an SMT area is set on the substrate, and an antenna made of a multi-layer substrate of the present invention is coupled to the SMT area. Since the antenna of the present invention has a structure in which the RFIC chip is integrated, it can be directly coupled to the board without being coupled to the board through a separate connector.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 안테나에 비아홀을 형성하여 기판으로부터의 급전 신호가 RFIC 칩으로 제공되도록 한다. As described above, a via hole is formed in the antenna of the present invention so that a power supply signal from the substrate is provided to the RFIC chip.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 다른 RFIC 일체형 안테나의 방사 패턴의 일례를 나타낸 도면이다. 8 is a diagram showing an example of a radiation pattern of an RFIC integrated antenna according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 RFIC 일체형 안테나는 안테나의 상향 방향으로 방사 패턴이 형성된다. 제1 슬롯(120) 및 제3 슬롯(220)으로 인해 상향 방향으로의 빔의 이득이 향상될 수 있다. 또한, 제4 레이어 기판(400)에 형성된 반사판(410, 412)역시 빔의 이득 향상에 기여할 수 있다. Referring to FIG. 8, in the RFIC integrated antenna according to an embodiment of the present invention, a radiation pattern is formed in an upward direction of the antenna. Due to the first slot 120 and the third slot 220, gain of a beam in an upward direction may be improved. In addition, the reflectors 410 and 412 formed on the fourth layer substrate 400 may also contribute to improving the gain of the beam.

한편, 보조 방사체(150)는 다이폴 방사체(230)의 상부인 제1 레이어 기판(100)상에 위치하기에 다이폴 방사체(230)로부터 방사되는 신호의 일부를 수신하여 적절한 신호가 적절한 방향으로 방사되는지 여부를 확인하는 것이 가능하다. On the other hand, since the auxiliary radiator 150 is located on the first layer substrate 100, which is an upper part of the dipole radiator 230, it receives a part of the signal radiated from the dipole radiator 230 to check whether an appropriate signal is radiated in an appropriate direction. It is possible to check whether

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is only exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (12)

제1 금속 패턴, 상기 제1 금속 패턴에 형성되는 제1 슬롯, 상기 제1 슬롯과 연결되어 형성되는 제2 슬롯을 포함하며 상기 제2 슬롯 영역에 RFIC 칩이 결합되는 제1 레이어 기판;
상기 제1 레이어 기판 하부에 결합되며, 제2 금속 패턴, 상기 제2 금속 패턴에 형성되는 제3 슬롯, 상기 제3 슬롯 내부에 형성되는 다이폴 방사체를 포함하는 제2 레이어 기판을 포함하되,
상기 제1 슬롯과 상기 제3 슬롯은 상하로 정렬되어 형성되는 것을 특징으로 하는 RFIC 일체형 안테나.
a first layer substrate including a first metal pattern, a first slot formed on the first metal pattern, and a second slot connected to the first slot, and an RFIC chip coupled to the second slot area;
A second layer substrate coupled to the lower portion of the first layer substrate and including a second metal pattern, a third slot formed in the second metal pattern, and a dipole radiator formed inside the third slot,
The RFIC integrated antenna, characterized in that the first slot and the third slot are formed vertically aligned.
 제1항에 있어서,
상기 제1 슬롯의 내부에는
상기 RFIC 칩과 연결되어 상기 다이폴 방사체에 급전 신호를 제공하는 급전 패턴,
상기 급전 패턴과 소정 거리 이격되어 상기 급전 패턴의 길이 방향과 직교하는 방향으로 연장되는 기생 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 RFIC 일체형 안테나.
According to claim 1,
Inside the first slot
A feeding pattern connected to the RFIC chip to provide a feeding signal to the dipole radiator;
An RFIC integrated antenna, characterized in that a parasitic pattern is formed spaced apart from the feeding pattern by a predetermined distance and extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the feeding pattern.
 제2항에 있어서,
상기 제1 슬롯 내부에는
상기 급전 패턴과 소정 거리 이격되어 상기 급전 패턴의 길이 방향과 평행한 방향으로 연장되는 보조 방사체가 더 형성되며, 상기 보조 방사체는 상기 RFIC 칩과 연결되는 것을 특징으로 하는 RFIC 일체형 안테나.
According to claim 2,
Inside the first slot
An auxiliary radiator is further formed spaced apart from the feeding pattern by a predetermined distance and extending in a direction parallel to a longitudinal direction of the feeding pattern, and the auxiliary radiator is connected to the RFIC chip.
 제3항에 있어서,
상기 보조 방사체는 상기 다이폴 방사체로부터 방사되는 신호의 일부를 수신하여 상기 RFIC 칩에 제공하는 것을 특징으로 하는 RFIC 일체형 안테나.
According to claim 3,
The auxiliary radiator receives a portion of the signal radiated from the dipole radiator and provides it to the RFIC chip.
 제3항에 있어서,
상기 제2 레이어 기판 하부에 위치하는 제3 레이어 기판을 더 포함하며,
상기 제3 레이어 기판에는 상기 제1 슬롯 및 상기 제2 슬롯과 상하로 중첩되는 영역에 적어도 하나의 반사판이 형성되는 것을 특징으로 하는 RFIC 일체형 안테나.
According to claim 3,
Further comprising a third layer substrate located under the second layer substrate,
Wherein the third layer substrate has at least one reflector formed in an area vertically overlapping the first slot and the second slot.
 제5항에 있어서
상기 안테나는 단말기 기판의 SMT 영역에 결합되며, 상기 제1 레이어 기판 내지 상기 제3 레이어 기판에는 상기 단말기 기판으로부터 상기 RFIC 칩에 급전 신호를 제공하기 위한 적어도 하나의 비아홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 RFIC 일체형 안테나.
According to claim 5
The antenna is coupled to the SMT region of the terminal substrate, and at least one via hole is formed in the first layer substrate to the third layer substrate to provide a power supply signal from the terminal substrate to the RFIC chip. RFIC, characterized in that Integral antenna.
 제1 금속 패턴, 상기 제1 금속 패턴에 형성되는 제1 슬롯, 상기 제1 슬롯과 연결되어 형성되는 제2 슬롯을 포함하며 상기 제2 슬롯 영역에 RFIC 칩이 결합되는 제1 레이어 기판;
상기 제1 레이어 기판 하부에 결합되며, 제2 금속 패턴, 상기 제2 금속 패턴에 형성되는 제3 슬롯, 상기 제3 슬롯 내부에 형성되는 다이폴 방사체를 포함하는 제2 레이어 기판을 포함하되,
상기 제1 슬롯의 내부에는, 상기 RFIC 칩과 연결되어 상기 다이폴 방사체에 급전 신호를 제공하는 급전 패턴 및 상기 급전 패턴과 소정 거리 이격되어 상기 급전 패턴의 길이 방향과 직교하는 방향으로 연장되는 기생 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 RFIC 일체형 안테나.
a first layer substrate including a first metal pattern, a first slot formed on the first metal pattern, and a second slot connected to the first slot, and an RFIC chip coupled to the second slot area;
A second layer substrate coupled to the lower portion of the first layer substrate and including a second metal pattern, a third slot formed in the second metal pattern, and a dipole radiator formed inside the third slot,
Inside the first slot, a feed pattern connected to the RFIC chip to provide a feed signal to the dipole radiator and a parasitic pattern spaced apart from the feed pattern by a predetermined distance and extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the feed pattern An RFIC integrated antenna, characterized in that formed.
 제7항에 있어서,
상기 제1 슬롯과 상기 제3 슬롯은 상하로 정렬되어 형성되고, 상기 제1 금속 패턴 및 상기 제2 금속 패턴은 전기적으로 접지 전위를 가지는 것을 특징으로 하는 RFIC 일체형 안테나.
According to claim 7,
The first slot and the third slot are vertically aligned, and the first metal pattern and the second metal pattern electrically have a ground potential.
 제8항에 있어서,
상기 제1 슬롯 내부에는
상기 급전 패턴과 소정 거리 이격되어 상기 급전 패턴의 길이 방향과 평행한 방향으로 연장되는 보조 방사체가 더 형성되며, 상기 보조 방사체는 상기 RFIC 칩과 연결되는 것을 특징으로 하는 RFIC 일체형 안테나.
According to claim 8,
Inside the first slot
An auxiliary radiator is further formed spaced apart from the feeding pattern by a predetermined distance and extending in a direction parallel to a longitudinal direction of the feeding pattern, and the auxiliary radiator is connected to the RFIC chip.
 제9항에 있어서,
상기 보조 방사체는 상기 다이폴 방사체로부터 방사되는 신호의 일부를 수신하여 상기 RFIC 칩에 제공하는 것을 특징으로 하는 RFIC 일체형 안테나.
According to claim 9,
The auxiliary radiator receives a portion of the signal radiated from the dipole radiator and provides it to the RFIC chip.
 제9항에 있어서,
상기 제2 레이어 기판 하부에 위치하는 제3 레이어 기판을 더 포함하며,
상기 제3 레이어 기판에는 상기 제1 슬롯 및 상기 제2 슬롯과 상하로 중첩되는 영역에 적어도 하나의 반사판이 형성되는 것을 특징으로 하는 RFIC 일체형 안테나.
According to claim 9,
Further comprising a third layer substrate located under the second layer substrate,
Wherein the third layer substrate has at least one reflector formed in an area vertically overlapping the first slot and the second slot.
 제11항에 있어서
상기 안테나는 단말기 기판의 SMT 영역에 결합되며, 상기 제1 레이어 기판 내지 상기 제3 레이어 기판에는 상기 단말기 기판으로부터 상기 RFIC 칩에 급전 신호를 제공하기 위한 적어도 하나의 비아홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 RFIC 일체형 안테나.









According to claim 11
The antenna is coupled to the SMT region of the terminal substrate, and at least one via hole is formed in the first layer substrate to the third layer substrate to provide a power supply signal from the terminal substrate to the RFIC chip. RFIC, characterized in that Integral antenna.
KR1020210141695A 2021-10-22 2021-10-22 RFIC Assembled Antenna KR102549577B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210141695A KR102549577B1 (en) 2021-10-22 2021-10-22 RFIC Assembled Antenna
EP22201951.5A EP4170821A1 (en) 2021-10-22 2022-10-17 Rfic assembled antenna
US18/047,089 US20230129616A1 (en) 2021-10-22 2022-10-17 Rfic assembled antenna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210141695A KR102549577B1 (en) 2021-10-22 2021-10-22 RFIC Assembled Antenna

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230057666A KR20230057666A (en) 2023-05-02
KR102549577B1 true KR102549577B1 (en) 2023-06-30

Family

ID=86387843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210141695A KR102549577B1 (en) 2021-10-22 2021-10-22 RFIC Assembled Antenna

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102549577B1 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100917847B1 (en) * 2006-12-05 2009-09-18 한국전자통신연구원 Omni-directional planar antenna
KR102425821B1 (en) * 2017-11-28 2022-07-27 삼성전자주식회사 Dual-band antenna using coupling feeding and electronic device including the same
KR102246620B1 (en) * 2019-03-20 2021-05-03 삼성전기주식회사 Antenna apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230057666A (en) 2023-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10498025B2 (en) Wireless communication module
JP6750738B2 (en) Antenna module and communication device
JP6930591B2 (en) Antenna module and communication device
WO2020031776A1 (en) Antenna module
US11756902B2 (en) High-frequency module
KR101888824B1 (en) Base Station Antenna
US11101571B2 (en) Antenna device having circular array structure
KR102549577B1 (en) RFIC Assembled Antenna
KR102571790B1 (en) RFIC Assembled Antenna
US20230129616A1 (en) Rfic assembled antenna
KR102624142B1 (en) RFIC Assembled Antenna
KR102370147B1 (en) Horn Antenna Using PCB Feeding
KR20230126856A (en) Horn Antenna for Millimeter Wave
KR102564060B1 (en) Base Station Antenna Radiator Having Simplified Feeding Structure
US20240012135A1 (en) Image radar apparatus with vertical feeding structure using waveguides
KR102360974B1 (en) Millimeter Wave Band Antenna Having Endfire Radiation Pattern
CN220172375U (en) Radar structure and radar system
KR102501224B1 (en) Omni-Directional MIMO Antenna
US20240014548A1 (en) Highly isolated and barely separated antennas integrated with noise free RF-transparent Printed Circuit Board (PCB) for enhanced radiated sensitivity
CN212011257U (en) Antenna and multiband antenna
KR101983059B1 (en) High gain wideband antenna using button device and communication terminal
WO2024008276A1 (en) Antenna as well as mobile communication cell site
KR20230156090A (en) Antennas and Array Antennas
KR101484155B1 (en) Antenna comprising multi reflector

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant