KR102566993B1 - 안테나 모듈 및 이를 포함하는 rf 장치 - Google Patents

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Abstract

본 개시의 기술적 사상에 따른 RF 장치는, RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit) 칩 및 상기 RFIC 칩의 상면 상에 배치된 안테나 모듈을 포함하고, 상기 안테나 모듈은, 상기 RFIC 칩과 평행하고, 제1 관통 지점 및 제1 급전 라인과 연결된 제1 급전 지점을 포함하여 제1 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하도록 구성된 제1 안테나 패치(patch) 및 상기 제1 안테나 패치의 상측에 상기 제1 안테나 패치와 평행하게 배치되고, 상기 제1 관통 지점을 통과하는 제2 급전 라인과 연결된 제2 급전 지점을 포함하여 제2 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하도록 구성된 제2 안테나 패치를 포함하며, 상기 제1 관통 지점은, 상기 제1 안테나 패치가 상기 제1 급전 지점을 통해 생성하는 전기장에 대한 영향을 최소화하는 영역 내에 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

안테나 모듈 및 이를 포함하는 RF 장치{An antenna module and a radio frequency apparatus including the same}
본 개시의 기술적 사상은 RF 신호를 송수신하기 위한 안테나 모듈 및 이를 포함하는 RF 장치에 관한 것이다.
무선 통신에 사용되는 안테나는 가역성 소자로서, 도전체를 포함할 수 있다. 도전체로부터 전자기파가 방사됨으로써 신호가 송신될 수 있고, 전자기파가 도전체에 도달함으로써 신호가 유도될 수 있다. 안테나에 포함된 도전체는 다양한 모양을 가질 수 있고, 어플리케이션에 따라 적합한 모양의 도전체를 포함하는 안테나가 사용될 수 있다. 예를 들면, 평면형 안테나의 일종으로서 패치 안테나는 접지판, 접지판 상의 저손실 유전체 및 유전체 상의 패치를 포함할 수 있고, 모바일 어플리케이션들에 많이 사용되고 있다.
한편, 통신 시스템의 발전에 따라 NR(New Radio) 환경에서 사용자에게 밀리미터파를 이용한 광대역 데이터 통신 서비스(예를 들면, 5G(5th generation) 서비스) 제공할 수 있게 되었다. 이에 따라, 광대역 데이터 통신 서비스를 지원하기 위해 밀리미터파를 효과적으로 송수신할 수 있는 안테나의 구조에 대하여 연구가 진행되고 있는 실정이다.
본 개시의 기술적 사상이 해결하려는 과제는 NR 환경에서 데이터를 효과적으로 송수신할 수 있는 안테나 모듈 및 이를 포함하는 RF 장치를 제공하는 데에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 일 측면에 따른 RF 장치는, RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit) 칩 및 상기 RFIC 칩의 상면 상에 배치된 안테나 모듈을 포함하고, 상기 안테나 모듈은, 상기 RFIC 칩과 평행하고, 제1 관통 지점 및 제1 급전 라인과 연결된 제1 급전 지점을 포함하여 제1 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하도록 구성된 제1 안테나 패치(patch) 및 상기 제1 안테나 패치의 상측에 상기 제1 안테나 패치와 평행하게 배치되고, 상기 제1 관통 지점을 통과하는 제2 급전 라인과 연결된 제2 급전 지점을 포함하여 제2 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하도록 구성된 제2 안테나 패치를 포함하며, 상기 제1 관통 지점은, 상기 제1 안테나 패치가 상기 제1 급전 지점을 통해 생성하는 전기장에 대한 영향을 최소화하는 영역 내에 형성된 것을 특징으로 한다.
본 개시의 다른 측면에 따른 안테나 모듈은, 접지판, 상기 접지판의 상측에 상기 접지판과 평행하고, 제1 관통 지점 및 제1 급전 라인과 연결된 제1 급전 지점을 포함하여 제1 주파수 대역에 대응하는 전자기파를 방사하도록 구성된 제1 안테나 패치, 상기 제1 안테나 패치의 상측에 상기 제1 안테나 패치와 평행하게 배치되고, 상기 제1 관통 지점을 통과하는 제2 급전 라인과 연결된 제2 급전 지점을 포함하는 제2 안테나 패치 및 상기 제2 안테나 패치의 상측에 상기 제2 안테나 패치와 평행하게 배치되는 제3 안테나 패치를 포함하며, 상기 제2 안테나 패치 및 상기 제3 안테나 패치는, 제2 주파수 대역에 대응하는 전자기파를 방사하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 개시의 또 다른 측면에 따른 안테나 모듈은, 제1 관통 지점, 제2 관통 지점, 제1 급전 라인과 연결된 제1 급전 지점 및 제2 급전 라인과 연결된 제2 급전 지접을 포함하여 제1 주파수 대역에 대응하는 전자기파를 방사하도록 구성된 원형의 제1 안테나 패치, 상기 제1 안테나 패치의 상측에 상기 제1 안테나 패치와 평행하게 배치되고, 상기 제1 관통 지점을 통과하는 제3 급전 라인과 연결된 제3 급전 지점 및 상기 제2 관통 지점을 통과하는 제4 급전 라인과 연결된 제4 급전 지점을 포함하는 원형의 제2 안테나 패치 및 상기 제2 안테나 패치의 상측에 상기 제2 안테나 패치와 평행하게 배치되는 원형의 제3 안테나 패치를 포함하며, 상기 제2 안테나 패치 및 상기 제3 안테나 패치는, 제2 주파수 대역에 대응하는 전자기파를 방사하도록 구성되고, 상기 제1 관통 지점 및 상기 제2 관통 지점은, 상기 제1 안테나 패치가 생성하는 전기장에 대한 영향을 최소화하는 상기 제1 안테나 패치의 중앙 영역 내에 형성된 것을 특징으로 한다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 안테나는 효율적인 배치 구조를 통해 소형화된 안테나 모듈로 구현될 수 있으며, NR 환경에서 효과적인 데이터 송수신을 위해 다중 편파, 다중 대역을 동시에 효과적으로 지원할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 통신 기기를 나타내는 블록도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 개시의 일 실시 예들에 따라 도 1의 통신 기기의 구성요소들의 레이아웃의 예시들을 나타낸다.
도 3a 및 도 3b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따라 도 3a의 안테나 모듈을 포함하는 RF 시스템을 Y축 방향으로 바라본 측면도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 4의 관통 지점이 형성되는 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 4의 제1 안테나 패치의 반지름의 길이에 따른 주파수 대비 S 파라미터를 나타내는 그래프이다.
도 7은 도 4의 제2 안테나 패치의 반지름의 길이에 따른 주파수 대비 S 파라미터를 나타내는 그래프이다.
도 8은 도 4의 제2 안테나 패치의 제2 급전 라인의 길이에 따른 주파수 대비 S 파라미터를 나타내는 그래프이다.
도 9는 도 4의 안테나 모듈이 동작하는 주파수 대역들에 관하여 설명하기 위한 그래프이다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈을 포함하는 RF 시스템을 Y축 방향으로 바라본 측면도이다.
도 11a 및 도 11b는 도 10의 안테나 모듈이 동작하는 주파수 대역에 관하여 설명하기 위한 그래프이다.
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 13a는 본 개시의 일 실시 예에 따라 도 12의 안테나 모듈을 포함하는 RF 시스템을 Y축 방향으로 바라본 측면이고, 도 13b는 도 13a의 안테나 모듈을 구체적으로 나타내는 사시도이다.
도 14a 내지 도 14c는 도 13a의 관통 지점이 형성되는 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 개시의 일 실시 예에 따른 도 13a의 제1 수평 급전 라인 및 제2 수평 급전 라인의 구현 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 안테나 및 RFIC를 나타내는 블록도이다.
도 17은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 RFIC(200")를 나타내는 블록도이다.
도 18은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 안테나 모듈(100")을 나타내는 도면이다.
도 19는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 안테나를 포함하는 통신 기기의 예시들을 나타낸다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 통신 기기(10)를 나타내는 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 통신 기기(10)는 안테나(100)를 포함할 수 있고, 안테나(100)를 통해서 신호를 송신하거나 수신함으로써 무선 통신 시스템에서 상대 통신 기기와 통신할 수 있으며, 무선 통신 기기로서 지칭될 수도 있다.
통신 기기(10)가 상대 통신 기기와 통신하는 무선 통신 시스템은, 일 실시 예로 차세대 통신 시스템, 5G(5th generation wireless) 시스템, LTE(Long Term Evolution) 시스템, LTE-Advanced 시스템, CDMA(Code Division Multiple Access) 시스템, GSM(Global System for Mobile Communications) 시스템 등과 같은 셀룰러 네트워크(cellular network)를 이용하는 무선 통신 시스템일 수도 있고, WLAN(Wireless Local Area Network) 시스템 또는 다른 임의의 무선 통신 시스템일 수 있다. 이하에서, 무선 통신 시스템은 셀룰러 네트워크를 이용하는 무선 통신 시스템을 주로 참조하여 설명될 것이나 본 개시의 예시적 실시 예들이 이에 제한되지 아니하는 점은 이해될 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 통신 기기(10)는 안테나(100), RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit)(200) 및 신호 프로세서(300)를 포함할 수 있고, 안테나(100) 및 RFIC(200)는 급전(feed) 라인(15)을 통해서 연결될 수 있다. 본 명세서에서, 안테나(100)는 안테나 모듈로서 지칭될 수도 있고, 안테나(100) 및 급전 라인(15)을 포함하는 구성은 안테나 모듈로서 총괄적으로 지칭될 수도 있다. 또한, 안테나(100), 급전 라인(15) 및 RFIC(200)는 총괄적으로 RF 시스템 또는 RF 장치(apparatus)로서 지칭될 수 있다.
RFIC(200)는, 송신 모드에서 신호 프로세서(300)로부터 제공되는 송신 신호(TX)를 처리함으로써 생성된 신호를 급전 라인(15)을 통해서 안테나(100)에 제공할 수 있는 한편, 수신 모드에서 급전 라인(15)을 통해서 안테나(100)로부터 수신되는 신호를 처리함으로써 수신 신호(RX)를 신호 프로세서(300)에 제공할 수 있다. 예를 들면, RFIC(200)는 송신기를 포함할 수 있고, 송신기는 필터, 믹서, 전력 증폭기(power amplifier; PA)를 포함할 수 있다. 또한, RFIC(200)는 수신기를 포함할 수 있고, 수신기는 필터, 믹서, 저잡음 증폭기(low noise amplifier; LNA)를 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, RFIC는 복수의 송신기들 및 수신기들을 포함할 수도 있고, 송신기 및 수신기가 결합된 트랜시버(또는, 송수신기)를 포함할 수도 있다.
신호 프로세서(300)는 송신하고자 하는 정보를 포함하는 신호를 처리함으로써 송신 신호(TX)를 생성할 수 있고, 수신 신호(RX)를 처리함으로써 정보를 포함하는 신호를 생성할 수 있다. 예를 들면, 신호 프로세서(300)는 송신 신호(TX)를 생성하기 위하여, 인코더(encoder), 변조기(modulator) 및 디지털-아날로그 변환기(digital-to analog converter; DAC)를 포함할 수 있다. 또한, 신호 프로세서(300)는 수신 신호(RX)를 처리하기 위하여, 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter; ADC), 복조기(demodulator) 및 디코더(decoder)를 포함할 수 있다. 신호 프로세서(300)는 RFIC(200)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수도 있고, 제어 신호를 통해서 송신 모드 또는 수신 모드를 설정하거나 RFIC(200)에 포함된 구성요소들의 전력 및 이득 등을 조절할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 신호 프로세서(300)는 하나 이상의 코어 및 코어에 의해서 실행되는 명령어들을 저장하는 메모리를 포함할 수 있고, 신호 프로세서(300)의 적어도 일부는 메모리에 저장된 소프트웨어 블록을 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 신호 프로세서(300)는 논리 합성을 통해서 설계된 로직 회로를 포함할 수 있고, 신호 프로세서(300)의 적어도 일부분은 로직 회로로 구현된 하드웨어 블록을 포함할 수 있다.
무선 통신 시스템은 높은 데이터 전송량을 위하여 높은 스펙트럼 대역을 규정할 수 있다. 예를 들면, ITU(International Telecommunication Union)에 의해서 공식적으로 IMT-2020으로 지명된 5G 셀룰러 시스템(또는 5G 무선 시스템)은 24GHz 이상의 밀리미터파(mmWave)를 규정한다. 본 개시의 일 실시 예에 따른 안테나(100)는 밀리미터파(mmWave) 데이터 전송시에 이용되는 고주파수 대역에서의 신호 송수신(또는, 고주파수 대역에서의 전자기파를 방사)할 수 있도록 구성될 수 있으며, 이와 더불어, 안테나(100)는 상기 고주파수 대역과 비교하여 상대적으로 낮은 저주파수 대역에서의 신호 송수신(또는, 저주파수 대역에서의 전자기파를 방사)할 수 있도록 구성될 수 있다. 안테나(100)는 적어도 두 개의 주파수 대역들의 RF 신호 송수신을 지원할 수 있는 다중 대역 안테나일 수 있다. 또한, 안테나(100)는 다중 대역을 지원하는 동시에 방사하는 전자기파의 다중 편파 방사를 할 수 있도록 구성될 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따라, 안테나(100)는 적어도 두 개의 안테나 패치들을 포함할 수 있다. 안테나 패치들은 서로 평행하게 적층된 구성을 가질 수 있으며, 각각의 안테나 패치는 서로 다른 주파수 대역에서의 신호를 송수신하도록 구성될 수 있다. 안테나 패치들은 각각 전자기파를 방사하기 위해 급전 라인으로부터 신호가 공급되는 적어도 하나의 급전 지점을 포함할 수 있다. 안테나 패치들 중 제1 안테나 패치는 적어도 하나의 관통 지점을 더 포함할 수 있으며, 제1 안테나 패치의 상측에 배치된 제2 안테나 패치의 급전 지점와 연결된 급전 라인은 관통 지점을 통과할 수 있다. 제1 안테나 패치의 관통 지점은 제1 안테나 패치의 급전 지점을 통해 생성되는 전기장에 대한 영향을 최소화하는 영역 내에 형성될 수 있다. 안테나(100)의 구체적인 구성의 실시 예는 후술한다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 안테나(100)는 효율적인 배치 구조를 통해 소형화된 안테나 모듈로 구현될 수 있으며, 다중 편파, 다중 대역을 동시에 효과적으로 지원할 수 있는 장점이 있다.
도 2a 내지 도 2c는 본 개시의 일 실시 예들에 따라 도 1의 통신 기기(10)의 구성요소들의 레이아웃의 예시들을 나타낸다. 이하에서, 도 2a 내지 도 2c는 도 1을 참조하여 설명될 것이며, 도 2a 내지 도 2c에 대한 설명 중 중복되는 내용은 생략될 것이다. 본 명세서에서, 상호 직교하는 X축 방향 및 Y축 방향은 제1 수평 방향 및 제2 수평 방향으로 각각 지칭될 수 있고, X축 및 Y축으로 이루어진 평면은 수평면으로 지칭될 수 있다. 또한, 면적은 수평면과 평행한 면에서의 면적을 지칭할 수 있고, 수평면에 수직한 방향, 즉 Z축 방향은 수직 방향으로 지칭될 수 있다. 다른 구성요소보다 상대적으로 +Z축 방향으로 배치된 구성요소는 다른 구성요소 위에 있는 것으로 지칭될 수 있고, 다른 구성요소보다 상대적으로 -Z축 방향으로 배치된 구성요소는 다른 구성요소 아래에 있는 것으로 지칭될 수 있다. 또한, 구성요소의 표면들 중, +Z축 방향의 표면은 구성요소의 상면으로 지칭될 수 있고, -Z축 방향의 표면은 구성요소의 하면으로 지칭될 수 있다.
밀리미터파(mmWave) 주파수 대역과 같은 높은 주파수 대역에서는 대부분의 손실(loss) 파라미터들이 악화될 수 있으므로, 낮은 주파수 대역, 예컨대 6GHz 미만의 대역에서 사용되는 안테나(100) 및 RFIC(200)의 레이아웃들을 그대로 채용하는 것이 용이하지 아니할 수 있다. 예를 들면, 낮은 주파수 대역에서 사용되는 안테나 급전 구조는, 밀리미터파(mmWave) 주파수 대역에서 신호의 감쇠 특성을 현저하게 저하시킬 수 있고, EIRP(Effective Isotropic Radiated Power) 및 노이즈 특성(noise figure)을 전반적으로 열화시킬 수 있다. 이에 따라, 도 1의 급전 라인(15)에 의한 신호 감쇠를 최소화하기 위하여, 안테나(100) 및 RFIC(200)가 극히 인접하게 배치될 수 있다. 특히, 모바일 폰과 같은 모바일 어플리케이션에서는 높은 공간 효율성이 요구될 수 있고, 이에 따라 도 2a 내지 도 2c에 예시되는 바와 같이, RFIC(200) 상에 안테나(100)가 배치되는 시스템-인-패키지(System-in-Package; SiP) 구조가 채용될 수 있다. 이하에서는, RFIC(200)는 RFIC 칩(200a, 200b, 200c)으로 구현된 실시 예를 중심으로 서술한다.
도 2a를 참조하면, 통신 기기(10a)는 RF 시스템(20a), 디지털 집적 회로(13a) 및 캐리어 보드(carrier board)(500a)를 포함할 수 있고, 캐리어 보드(500a)의 상면에 RF 시스템(20a) 및 디지털 집적 회로(13a)가 실장될(mounted) 수 있다. RF 시스템(20a) 및 디지털 집적 회로(13a)는 캐리어 보드(500a)에 형성된 도전 패턴들을 통해서 상호 통신 가능하게 연결될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 캐리어 보드(500a)는 PCB(Printed Circuit Board)일 수 있다. 디지털 집적 회로(13a)는 도 1의 신호 프로세서(300)를 포함할 수 있고, 이에 따라 RFIC(200a) 칩에 송신 신호(TX)를 전송하거나 RFIC(200a) 칩으로부터 수신 신호(RX)를 수신할 수 있으며, RFIC(200a) 칩을 제어하기 위한 제어 신호를 제공할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 디지털 집적 회로(13a)는 하나 이상의 코어 및/또는 메모리를 포함할 수도 있고, 통신 기기(10a)의 동작을 제어할 수도 있다.
RF 시스템(20a)은 안테나 모듈(100a) 및 RFIC(200a) 칩을 포함할 수 있다. 안테나 모듈(100a)은 안테나 패키지로서 지칭될 수도 있고, 도 2a에 도시된 바와 같이, 기판(substrate)(120a) 및 기판(120a)에 형성된 도전체(110a)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 안테나 모듈(100a)은, 도 3a, 도 3b, 도 4a 등을 참조하여 후술되는 바와 같이, 수평면에 평행한 접지판(ground plane) 및 복수의 안테나 패치(antenna patch)들을 포함할 수 있고, RFIC(200a) 칩으로부터 패치에 신호를 공급하기 위한 급전 라인을 포함할 수도 있다. RFIC(200a) 칩은 안테나 모듈(100a)의 하면과 전기적으로 연결된 상면을 가질 수 있고, 라디오 다이(radio die)로서 지칭될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 안테나 모듈(100a) 및 RFIC(200a) 칩은 C4(Controlled Collapse Chip Connection)를 통해서 연결될 수 있다. 도 2a의 RF 시스템(20a)은 열 방출에 유리할 수 있고, 안정된 구조를 가질 수 있다.
다만, 도 2a에서 도시된 안테나 모듈(10a)의 구성은 예시적인 실시 예에 불과한 바, 이에 국한되지 않고, 안테나 모듈(10a)은 복수의 기판들을 포함할 수 있으며, 안테나 패치들은 안테나 모듈(10a)의 기판들 사이에 배치된 메탈 레이어(metal layer)들에 형성되도록 구현될 수 있다.
도 2b를 참조하면, 통신 기기(10b)는 RFIC(200b) 칩, 디지털 집적 회로(13b) 및 캐리어 보드(500b)를 포함할 수 있고, 캐리어 보드(500b)의 하면에 RFIC 칩(200b) 및 디지털 집적 회로(13b)가 실장될 수 있다. RFIC 칩(200b) 및 디지털 집적 회로(13b)는 캐리어 보드(500b)에 형성된 도전 패턴들을 통해서 상호 통신 가능하게 연결될 수 있다.
도 2b의 통신 기기(10b)에서 RF 시스템(20b)은, 캐리어 보드(500b)에 형성된 안테나 모듈(100b) 및 캐리어 보드(500b)의 하면에 실장된 RFIC(200b) 칩을 포함할 수 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 안테나 모듈(100b)은 캐리어 보드(500b)에 형성된 도전체를(110b) 포함할 수 있고, RFIC(200b) 칩으로부터 신호가 공급되는, 캐리어 보드(500b)에 형성된 급전 라인을 포함할 수 있다. 도 2b의 RF 시스템(20b)은 RF 시스템(20b)을 캐리어 보드(500b)에 실장하는 과정이 생략될 수 있고, 안테나를 위한 기판이 생략됨으로써 감소된 높이, 즉 감소된 Z축 방향의 길이를 가질 수 있다.
도 2c를 참조하면, 통신 기기(10c)는 RF 시스템(20c), 캐리어 보드(400) 및 디지털 집적 회로(13c)를 포함할 수 있다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 디지털 집적 회로(13c)는 캐리어 보드(400)의 하면에 실장될 수 있는 한편, RF 시스템(20c) 및 캐리어 보드(400)는 점퍼(17)를 통해서 상호 통신 가능하게 연결될 수 있다.
도 2c의 통신 기기(10c)에서 RF 시스템(20c)은, 안테나 모듈(100c) 및 안테나 모듈(100c)의 하면에 실장된 RFIC(200c) 칩을 포함할 수 있다. 안테나 모듈(100c)은, 도 2c에 도시된 바와 같이, 안테나 보드(120c) 및 보드(120c)에 형성된 도전체(110c)를 포함할 수 있고, RFIC(200c) 칩으로부터 신호가 공급되는, 안테나 보드(120c)에 형성된 급전 라인을 포함할 수 있다. 도 2c의 RF 시스템(20c)은 안테나를 위한 기판이 생략될 수 있고, RF 시스템(20c) 및 캐리어 보드(400)가 독립적으로 제작될 수 있으므로 통신 기기(10c)의 생산성 측면에서 유리할 수 있다.
이하에서 본 개시의 예시적 실시예들은, 도 2a의 RF 시스템(20a)을 주로 참조하여 설명될 것이나, 도 2b 및 도 2c에 도시된 예시들뿐만 아니라 안테나 모듈 및 RFIC를 포함하는 임의의 구조(예컨대, System-on-Chip(SoC))의 RF 시스템들에도 적용 가능한 점은 이해될 것이다.
도 3a 및 도 3b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈(30, 30')을 나타내는 사시도이다. 도 3a 및 도 3b는 3-스택 구조의 안테나 패치들을 포함하는 예시로서 안테나 모듈(30, 30')을 나타내고, 설명의 편의를 위하여 안테나 모듈(30, 30')의 일부 구성요소들만을 도시한다.
도 3a를 참조하면, 안테나 모듈(30)은 상호 평행하게 Z축 방향으로 이격되어 배치된 제1 안테나 패치(31), 제2 안테나 패치(32a) 및 제3 안테나 패치(32b)를 포함할 수 있다. 제1 안테나 패치(31)는 제1 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하도록 구성될 수 있으며, 제2 안테나 패치(32a) 및 제3 안테나 패치(32b)는 제2 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 주파수 대역은 저주파수 대역이고, 제2 주파수 대역은 고주파수 대역일 수 있다. 안테나 패치들(31, 32)은 금속과 같은 전도성 물질로 구성될 수 있고, 각각은 원형의 형상을 가질 수 있다.
제1 안테나 패치(31)가 동작하는 제1 주파수 대역의 주파수 축 상의 위치, 제2 안테나 패치(32a) 및 제3 안테나 패치(32b)가 동작하는 제2 주파수 대역의 주파수 축 상의 위치에 따라 안테나 패치들(31, 32)의 반지름, 안테나 패치들(31, 32) 사이의 간격, 안테나 패치들(31, 32) 사이의 유전율(dielectric constant) 등은 가변적일 수 있다.
일 실시 예로, 5G(또는, NR(New Radio))의 표준을 정의하는 3GPP(3rd Generation Patrnership Project)에서 지정된 밀리미터파(mmW) 데이터 통신을 위한 복수의 주파수 대역들 중에서 두 개의 주파수 대역들에서의 RF 신호 송수신을 지원하도록 안테나 모듈(30)이 구현될 수 있다. 이 때에, 안테나 패치들(31, 32)의 각각의 반지름은 상이할 수 있으며, 예를 들어, 제1 안테나 패치(31), 제2 안테나 패치(32a), 제3 안테나 패치(32b) 순으로 반지름이 길 수 있다. 또한, 안테나 패치들(31, 32) 각각의 사이의 유전율은 동일(예를 들면, 제1 안테나 패치(31)와 제2 안테나 패치(32a) 사이의 유전율과 제2 안테나 패치(32a)와 제3 안테나 패치(32b) 사이의 유전율은 동일)할 수 있으며, 안테나 패치들(31, 32) 각각의 사이 간격은 동일할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 실시 예에 불과한 바, 이에 한정되지 않으며, 안테나 패치들(31, 32)의 구성은 안테나 모듈(30)이 지원하는 복수의 주파수 대역들에 따라 다양하게 구현될 수 있다. 또한, 실시 예에 따라 제3 안테나 패치(32b)는 생략될 수 있으며, 이에 대한 실시 예는 도 10 등에서 서술한다.
안테나 모듈(30)은 제1 안테나 패치(31)에 연결된 제1 포트(PT1) 및 제2 안테나 패치(31a)에 연결된 제2 포트(PT2)를 포함할 수 있다. 제1 포트(PT1) 및 제2 포트(PT2)는 제1 안테나 패치(31) 및 제2 안테나 패치(32a)에 각각 신호를 공급하기 위한 급전 라인들을 포함할 수 있다. 일 실시 예로, 제1 안테나 패치(31)는 제1 포트(PT1)를 통해 제1 안테나 패치(31)의 급전 지점으로부터 신호를 공급받을 수 있으며, 상기 신호에 의해 제1 안테나 패치(31)는 여기(excitation)되어 제1 주파수 대역에 대응하는 전자기파를 방사할 수 있다. 제2 안테나 패치(32a)는 제2 포트(PT2)를 통해 제2 안테나 패치(32a)의 급전 지점으로부터 신호를 공급받을 수 있으며, 상기 신호에 의해 제2 안테나 패치(32a)는 여기되어 제2 주파수 대역에 대응하는 전자기파를 방사할 수 있다. 또한, 제3 안테나 패치(32b)는 여기된 제2 안테나 패치(32a)에 커플링되어 제2 주파수 대역에 대응하는 전자기파를 방사할 수 있다.
일 실시 예로, 제2 포트(PT2)의 급전 라인은 제1 안테나 패치(31)를 관통하여 제2 안테나 패치(32a)의 급전 지점과 연결될 수 있다. 제2 포트(PT2)의 급전 라인이 제1 안테나 패치(31)를 관통하는 지점은 관통 지점으로 정의될 수 있으며, 관통 지점은 제1 안테나 패치(31)가 제1 주파수 대역에 대응하는 전자기파를 방사할 때에 영향을 최소화할 수 있는 제1 안테나 패치(31)의 영역 내에 형성될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 안테나 모듈(30')은 상호 평행하게 Z축 방향으로 이격되어 배치된 제1 안테나 패치(31'), 제2 안테나 패치(32a'), 제3 안테나 패치(32b')를 포함할 수 있으며, 도 3a와 비교하여, 안테나 패치들(31', 32')은 각각 서로 평행한 두 쌍의 변들(sides)로 구성된 직사각형 형상을 가질 수 있다. 안테나 모듈(30')은 제1 안테나 패치(31')에 연결된 제1 포트(PT1') 및 제2 안테나 패치(32a')에 연결된 제2 포트(PT2')를 더 포함할 수 있다.
제1 안테나 패치(31')가 동작하는 제1 주파수 대역의 주파수 축 상의 위치, 제2 안테나 패치(32a') 및 제3 안테나 패치(32b')가 동작하는 제2 주파수 대역의 주파수 축 상의 위치에 따라 안테나 패치들(31', 32')의 너비(W) 및 길이(L), 안테나 패치들(31', 32') 사이의 간격, 안테나 패치들(31', 32') 사이의 유전율(dielectric constant) 등은 가변적일 수 있다. 안테나 패치들(31', 32')의 구성 실시 예는 도 3a에서 구체적으로 서술한 바, 중복되는 내용은 생략한다. 다만, 도 3a 및 도 3b에 도시된 안테나 패치들(31, 32, 31', 32')의 형상은 예시적인 실시 예에 불과한 바, 이에 국한되지 않고, 다중 대역을 지원하기 위한 안테나 패치들(31, 32, 31', 32')은 다양한 형상으로 구현될 수 있다. 이하에서는, 도 3a의 안테나 모듈(30)의 구성을 중심으로 서술하나, 본 개시의 실시 예들이 이에 제한되지 아니하는 점은 이해될 것이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따라 도 3a의 안테나 모듈(30)을 포함하는 RF 시스템을 Y축 방향으로 바라본 측면도이다. 도 4에서는 설명의 편의를 위하여 안테나 모듈(30)의 일부 구성요소들만을 도시한다.
도 3a 및 도 4를 참조하면, 안테나 모듈(30)의 하면에 RFIC 칩(200)이 실장될 수 있다. 제1 포트(PT1)는 제1 급전 라인(34)을 포함하고, 제2 포트(PT2)는 제2 급전 라인(35)을 포함할 수 있다. RFIC 칩(200)은 제1 포트(PT1)의 제1 급전 라인(34)을 통해 제1 안테나 패치(31)의 제1 급전 지점(FP1)에 신호를 제공하고, 제2 포트(PT2)의 제2 급전 라인(35)을 통해 제2 안테나 패치(32a)의 제2 급전 지점(FP2)에 신호를 제공할 수 있다. 제1 안테나 패치(31)의 제1 급전 지점(FP1) 위치와 제2 안테나 패치(32a)의 제2 급전 지점(FP2)의 위치는 임피던스 정합(impedance matching)에 의해서 결정될 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 안테나 패치(31)는 제1 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하기 위한 전자기파를 방사할 수 있으며, 제2 안테나 패치(32a) 및 제3 안테나 패치(32b)는 제2 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하기 위한 전자기파를 방사할 수 있다.
일 실시 예로, 제2 급전 라인(35)은 밀리미터파(mmW) 데이터 통신에 부합하는 안테나 모듈(30)의 소형화 구현을 위하여 제1 안테나 패치(31)를 관통하여 제2 안테나 패치(32a)에 연결될 수 있다. 위와 같은 연결 구성을 위하여 제1 안테나 패치(31)는 소정의 영역(PA) 내에 형성된 관통 지점(VP)을 포함할 수 있다. 상기 영역(PA)은 제1 안테나 패치(31)가 제1 급전 지점(FP1)으로부터 수신한 신호를 기반으로 방사하는 전자기파에 대한 영향이 최소화될 수 있는 영역으로 정의될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 내용은 도 5a 및 도 5b에서 후술한다.
제2 급전 라인(35)은 관통 지점(VP)을 통과하도록 수직으로 형성된 제1 수직 급전 라인(35a), 제1 수직 급전 라인(35a)과 연결되고, 제2 급전 지점(FP2) 방향으로 수평하게 형성된 수평 급전 라인(35b) 및 수평 급전 라인(35b)과 연결되고, 제2 급전 지점(FP2)과 연결되도록 수직으로 형성된 제2 수직 급전 라인(35c)을 포함할 수 있다.
도 4에 구체적으로 도시되지 않았으나, 안테나 모듈(30)은 제1 안테나 패치(31)와 제2 안테나 패치(32a) 사이에 배치되는 제1 기판, 제2 안테나 패치(32a)와 제3 안테나 패치(32b) 사이에 배치되는 제2 기판을 더 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 안테나 패치(31)가 동작하는 제1 주파수 대역의 주파수 축 상의 위치, 제2 안테나 패치(32a) 및 제3 안테나 패치(32b)가 동작하는 제2 주파수 대역의 주파수 축 상의 위치에 따라 안테나 패치들(31, 32)의 반지름, 안테나 패치들(31, 32) 사이의 간격(D1, D2), 안테나 패치들(31, 32) 사이의 제1 기판, 제2 기판의 유전율은 달라질 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 일 실시 예로, 제1 안테나 패치(31), 제2 안테나 패치(32a), 제3 안테나 패치(32b) 순으로 반지름이 길 수 있다. 또한, 안테나 패치들(31, 32) 각각의 사이의 제1 기판의 유전율과 제2 기판의 유전율은 동일할 수 있으며, 안테나 패치들(31, 32) 각각의 사이 간격(D1, D2)은 각각 동일할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 실시 예에 불과한 바, 이에 한정되지 않으며, 안테나 패치들(31, 32)의 구성은 안테나 모듈(30)이 지원하는 복수의 주파수 대역들에 따라 다양하게 구현될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 도 4의 관통 지점(VP)이 형성되는 영역(PA)을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a를 참조하면, 제1 안테나 패치(31)에는 제1 안테나 패치(31)의 중심(C)을 가로지르는 라인(L)에 근접하게 제1 급전 지점(FP1)이 형성될 수 있다. 관통 지점(VP, 도 4)은 제1 안테나 패치(31)의 중심(C)으로부터 소정의 거리만큼 이격된 경계들로 구성된 영역(PA)(또는, 중앙 영역) 내에 형성될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 제2 급전 지점도 제1 급전 지점(FP1)과 유사한 형태로 제2 안테나 패치에 형성될 수 있다. 도 5b는 도 5a의 제1 안테나 패치(31) 및 제1 안테나 패치(31)에 의해서 형성되는 전기장을 나타내는 도면이다. 도 5b에 도시된 전기장은 제1 안테나 패치(31)가 방사하는 전자기파의 일부일 수 있다.
도 5b를 더 참조하면, 제1 패치 안테나(31)의 제1 급전 지점(FP1)으로부터 공급되는 신호에 의하여 제1 패치 안테나(31)는 X축과 평행한 축을 기준으로 양끝에서 위상이 반대인 전기장이 형성될 수 있다. 제1 패치 안테나(31)의 영역(PA)에 대응하는 전기장(PA_F)은 소정의 기준 값 이하의 세기를 가질 수 있으며, 영역(PA) 내에 관통 지점(VP, 도 4)이 형성된 때에, 제1 패치 안테나(31)로부터 형성되는 전기장에 대하여 관통 지점(VP, 도 4)을 통과하는 제2 급전 라인(35, 도 4)에 의한 영향을 최소화할 수 있다.
도 6은 도 4의 제1 안테나 패치(31)의 반지름의 길이에 따른 주파수 대비 S 파라미터(S11)를 나타내는 그래프이고, 도 7은 도 4의 제2 안테나 패치(32a)의 반지름의 길이에 따른 주파수 대비 S 파라미터(S22)를 나타내는 그래프이며, 도 8은 도 4의 제2 안테나 패치(32a)의 제2 급전 라인(35)의 길이에 따른 주파수 대비 S 파라미터(S22)를 나타내는 그래프이다. S 파라미터는 안테나 패치의 입력 반사계수를 의미하는 것으로, S 파라미터에 따라 안테나 패치가 동작하기에 적합한 주파수 대역이 결정될 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1 안테나 패치(31, 도 4)의 반지름이 제1 길이 내지 제 5 길이(a1-e1)로 변경됨에 따라 제1 안테나 패치(31, 도 4)의 S 파라미터(S11)는 변경될 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나 패치(31, 도 4)는 반지름이 제5 길이(e1)일 때에, 가장 낮은 주파수 대역에서 동작하기에 적합하며, 반지름이 제1 길이(a1)일 때에, 가장 높은 주파수 대역에서 동작하기에 적합할 수 있다. 일 예로, 제1 안테나 패치(31, 도 4)는 3GPP에서 정의된 표준에 따른 제1 주파수 대역에서 동작하도록 결정된 때에, 제1 안테나 패치(31, 도 4)는 제1 주파수 대역에서 동작을 수행할 수 있도록 제1 안테나 패치(31, 도 4)의 반지름이 결정될 수 있다.
도 7을 참조하면, 제2 안테나 패치(32a, 도 4)의 반지름이 제1 길이 내지 제 5 길이(a2-d2)로 변경됨에 따라 제2 안테나 패치(32a, 도 4)의 S 파라미터(S22)는 변경될 수 있다. 일 예로, 제2 안테나 패치(32a, 도 4)는 3GPP에서 정의된 표준에 따른 제2 주파수 대역에서 동작하도록 결정된 때에, 제2 안테나 패치(32a, 도 4)는 제2 주파수 대역에서 동작을 수행할 수 있도록 제2 안테나 패치(32a, 도 4)의 반지름이 결정될 수 있다.
도 8을 더 참조하면, 제2 안테나 패치(32a, 도 4)에 연결된 제2 급전 라인(35, 도 4)의 길이가 제1 내지 제5 길이(a3-e3)로 변경됨에 따라 제2 안테나 패치(32a, 도 4)의 S 파라미터(S22)는 변경될 수 있다. 제2 급전 라인(35, 도 4)의 길이는 제2 안테나 패치(32a, 도 4)의 반지름이 결정된 이후에 변경하여, 제2 안테나 패치(32a, 도 4)가 제2 주파수 대역에서 가장 좋은 성능(예를 들면, 입력 반사 계수가 가장 좋은 경우)으로 동작할 수 있도록 하기 위하여 제2 급전 라인(35, 도 4)의 길이가 결정될 수 있다.
즉, 본 개시의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈(30, 도 4)이 지원 가능한 주파수 대역들에 따라 제1 안테나 패치(31, 도 4)의 반지름, 제2 안테나 패치(32a, 도 4)의 반지름 및 제2 급전 라인(35, 도 4)의 길이가 결정될 수 있다. 또한, 서술되지는 않았으나, 제3 안테나 패치(32b, 도 4)의 반지름, 제3 안테나 패치(32b, 도 4)와 제2 안테나 패치(32a, 도 4) 사이의 간격은 제2 안테나 패치(32a, 도 4)와 가장 좋은 커플링이 될 수 있는 상태를 조건으로 결정될 수 있다.
도 9는 도 4의 안테나 모듈(30)이 동작하는 주파수 대역들에 관하여 설명하기 위한 그래프이다.
도 9를 참조하면, 안테나 모듈(30, 도 4)은 'B11' 주파수와 'B12' 주파수 사이의 제1 주파수 대역(Band1) 및 'B21' 주파수와 'B22' 주파수 사이의 제2 주파수 대역(Band2)에서 동작할 수 있다. 즉, 안테나 모듈(30, 도 4)은 제1 주파수 대역(Band1)의 RF 신호를 송수신하는 동시에 제2 주파수 대역(Band2)의 RF 신호를 송수신할 수 있다. 제1 주파수 대역(Band1) 및 제2 주파수 대역(Band2)은 3GPP에서 지정된 밀리미터파(mmW) 데이터 통신을 위한 주파수 대역들에 포함될 수 있다. 구체적으로, 제1 라인(AT_L1)은 제1 안테나 패치(31, 도 4)의 특성과 대응되고, 제2 라인(AT_L2)은 제2 안테나 패치(32a, 도 4) 및 제3 안테나 패치(32b, 도 4)의 특성과 대응되는 것으로, 제1 안테나 패치(31, 도 4)는 S 파라미터(S11)가 제1 주파수 대역(Band1)에서 소정의 기준 값(K) 이하가 되도록 구성될 수 있으며, 제2 안테나 패치(32a, 도 4) 및 제3 안테나 패치(32b, 도 4)는 S 파라미터(S22)가 제2 주파수 대역(Band2)에서 기준 값(K) 이하가 되도록 구성될 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈(30')을 포함하는 RF 시스템을 Y축 방향으로 바라본 측면도이다. 도 10에서는 설명의 편의를 위하여 안테나 모듈(30')의 일부 구성요소들만을 도시한다. 도 10의 안테나 모듈(30')은 도 4의 안테나 모듈(30)의 제3 안테나 패치(32b)가 생략된 구조일 수 있다.
도 10을 참조하면, 안테나 모듈(30')은 제1 안테나 패치(31'), 제2 안테나 패치(32a'), 접지판(33'), 제1 급전 라인(34') 및 제2 급전 라인(35')을 포함할 수 있다. 안테나 모듈(30')은 제3 안테나 패치가 생략된 것을 제외한 나머지 구성은 도 4의 안테나 모듈(30)과 동일한 바, 중복되는 내용은 생략한다.
제1 안테나 패치(31')는 제1 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하기 위한 전자기파를 방사할 수 있으며, 제2 안테나 패치(32a')는 제2 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하기 위한 전자기파를 방사할 수 있다. 안테나 모듈(30')은 제3 안테나 패치(32b)가 생략된 구조인 바, 도 4의 안테나 모듈(30)과 비교하여 좀 더 작게 구현이 가능하다.
도 11a 및 도 11b는 도 10의 안테나 모듈(30')이 동작하는 주파수 대역에 관하여 설명하기 위한 그래프이다.
도 11a를 참조하면, 안테나 모듈(30', 도 10)은 'B11' 주파수와 'B12' 주파수 사이의 제1 주파수 대역(Band1) 및 'B21'' 주파수와 'B22'' 주파수 사이의 제2 주파수 대역(Band2')에서 동작할 수 있다. 제2 주파수 대역(Band2')은 도 9의 제2 주파수 대역(Band2)과 다를 수 있다. 안테나 모듈(30, 도 4)은 제1 주파수 대역(Band1)의 RF 신호를 송수신하는 동시에 제2 주파수 대역(Band2')의 RF 신호를 송수신할 수 있다. 제1 주파수 대역(Band1) 및 제2 주파수 대역(Band2')은 3GPP에서 지정된 밀리미터파(mmW) 데이터 통신을 위한 주파수 대역들에 포함될 수 있다. 구체적으로, 제1 라인(AT_L1')은 제1 안테나 패치(31', 도 10)의 특성과 대응되고, 제2 라인(AT_L2')은 제2 안테나 패치(32a', 도 10) 및 제3 안테나 패치(32b', 도 10)의 특성과 대응되는 것으로, 제1 안테나 패치(31', 도 10)는 S 파라미터(S11)가 제1 주파수 대역(Band1)에서 소정의 기준 값(K) 이하가 되도록 구성될 수 있으며, 제2 안테나 패치(32a', 도 10)는 S 파라미터(S22')가 제2 주파수 대역(Band2')에서 기준 값(K) 이하가 되도록 구성될 수 있다.
도 11b를 참조하면, 도 11a에서와는 다르게 안테나 모듈(30', 도 10)은 'B1'' 주파수와 'B2''주파수 사이의 주파수 대역(Band')에서 동작할 수 있다. 즉, 안테나 모듈(30', 도 10)은 하나의 주파수 대역(Band')의 RF 신호를 송수신할 수 있으며, 주파수 대역(Band')은 소정의 폭 이상의 대역폭을 가질 수 있으며, 이에 따라, 안테나 모듈(30', 도 10)은 밀리미터파(mmW) 데이터 통신에서 다양한 주파수 스펙트럼을 갖는 신호들을 송수신할 수 있다. 제1 안테나 패치(31', 도 10) 및 제2 안테나 패치(32a', 도 10)는 S 파라미터(S22'')가 주파수 대역(Band')에서 기준 값(K) 이하가 되도록 구성될 수 있으며, 도 11a에서의 급전 라인들(34', 35', 도 10)을 통해 안테나 모듈(30', 도 10)에 공급되는 신호의 공급 방식은 도 11b에서의 급전 라인들(34', 35', 도 10)을 통해 안테나 모듈(30', 도 10)에 공급되는 신호의 공급 방식과 다를 수 있다.
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈(40)을 나타내는 사시도이다. 도 12는 3-스택 구조의 안테나 패치들을 포함하는 예시로서 안테나 모듈(40)을 나타내고, 설명의 편의를 위하여 안테나 모듈(40)의 일부 구성요소들만을 도시한다. 도 12의 안테나 모듈(40)은 이중 편파 방사를 지원할 수 있으며, 안테나 모듈(40)은 이중-급전(dual-fed) 패치 안테나로 지칭될 수 있다. 도 12의 안테나 모듈(40)은 도 4의 안테나 모듈(30)과 비교하여 제3 포트(PT3) 및 제4 포트(PT4)를 더 포함할 수 있으며, 나머지 도 4의 안테나 모듈(30)의 구성과 중복되는 내용은 생략한다.
도 12를 참조하면, 안테나 모듈(40)은 상호 평행하게 Z축 방향으로 이격되어 배치된 제1 안테나 패치(41), 제2 안테나 패치(42a) 및 제3 안테나 패치(42b)를 포함할 수 있다. 제1 안테나 패치(41)는 제1 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하도록 구성될 수 있으며, 제2 안테나 패치(42a) 및 제3 안테나 패치(42b)는 제2 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하도록 구성될 수 있다.
안테나 모듈(40)은 이중 편파 방사를 지원하기 위하여 제1 안테나 패치(41)와 연결된 제1 포트(PT1) 및 제3 포트(PT3), 제2 안테나 패치(42a)와 연결된 제2 포트(PT2) 및 제4 포트(PT4)를 포함할 수 있다. 제1 포트(PT1) 및 제3 포트(PT3)는 제1 안테나 패치(41)에 신호를 공급하기 위한 급전 라인들을 포함하고, 제2 포트(PT2) 및 제4 포트(PT4)는 제2 안테나 패치(42a)에 신호를 공급하기 위한 급전 라인들을 포함할 수 있다. 제1 안테나 패치(41)는 X축 방향으로 상호 이격된 제1 포트(PT1) 및 제3 포트(PT3)에 기인하여 이중-편파(dual-polarization)를 제공할 수 있으며, 제2 안테나 패치(42a)는 Y축 방향으로 상호 이격된 제2 포트(PT2) 및 제4 포트(PT4)에 기인하여 이중-편파를 제공할 수 있다. 이중 편파를 위하여 제1 안테나 패치(41)와 제2 안테나 패치(42a)는 각각 두 개의 급전 지점들을 포함할 수 있다. 또한, 제1 안테나 패치(41)는 제2 안테나 패치(42a)에 연결되는 급전 라인들이 통과할 수 있는 두 개의 관통 지점들을 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적 실시 예에 불과한 바, 이에 국한되지 않고, 안테나 모듈(40)은 다중 급전 방식에 따라 이에 적합하게 구현될 수 있다.
도 13a는 본 개시의 일 실시 예에 따라 도 12의 안테나 모듈(40)을 포함하는 RF 시스템을 Y축 방향으로 바라본 측면이고, 도 13b는 도 13a의 안테나 모듈(40)을 구체적으로 나타내는 사시도이다. 도 13a 및 도 13b에서는 설명의 편의를 위하여 안테나 모듈(40)의 일부 구성요소들만을 도시한다.
도 12 및 도 13a를 참조하면, 안테나 모듈(40)의 하면에 RFIC(200)이 실장될 수 있다. 제1 안테나 패치(41)와 연결되는 제1 포트(PT1)는 제1 급전 라인(44_1)을 포함하고, 제3 포트(PT3)는 제3 급전 라인(44_2)을 포함할 수 있다. 제2 안테나 패치(42a)와 연결되는 제2 포트(PT2)는 제2 급전 라인(45_1)을 포함하고, 제4 포트(PT4)는 제4 급전 라인(45_2)을 포함할 수 있다.
RFIC 칩(200)은 제1 포트(PT1)의 제1 급전 라인(44_1) 및 제3 포트(PT3)의 제3 급전 라인(44_2)을 통해 제1 안테나 패치(41)의 제1 급전 지점(FP1) 및 제3 급전 지점(FP3)에 제1 차동 신호를 제공할 수 있다. 제1 차동 신호는 제1 급전 지점(FP1)에 제공되는 제1 신호 및 제1 신호와 위상이 반대되고, 제3 급전 지점(FP3)에 제공되는 제2 신호를 포함할 수 있다. 제1 안테나 패치(41)의 제1 급전 지점(FP1) 및 제3 급전 지점(FP3)의 위치는 임피던스 정합에 의해 결정될 수 있다. RFIC 칩(200)은 제2 포트(PT2)의 제2 급전 라인(45_1) 및 제4 포트(PT4)의 제4 급전 라인(45_2)을 통해 제2 안테나 패치(42a)의 제2 급전 지점(FP2) 및 제4 급전 지점(FP4)에 제2 차동 신호를 제공할 수 있다. 제2 차동 신호는 제2 급전 지점(FP2)에 제공되는 제3 신호 및 제3 신호와 위상이 반대되고, 제4 급전 지점(FP4)에 제공되는 제4 신호를 포함할 수 있다. 제2 안테나 패치(42a)의 제2 급전 지점(FP2) 및 제4 급전 지점(FP4)의 위치는 임피던스 정합에 의해 결정될 수 있다.
일 실시 예로, 제2 급전 라인(45_1) 및 제4 급전 라인(45_2)은 안테나 모듈(30)의 소형화 구현을 위하여 제1 안테나 패치(41)를 관통하여 제2 안테나 패치(42a)에 연결될 수 있다. 위와 같은 연결 구성을 위하여 제1 안테나 패치(41)는 소정의 영역(PA) 내에 형성된 관통 지점들(VP1, VP2)을 포함할 수 있다. 제2 급전 라인(45_1)은 제1 관통 지점(VP1)을 통과하도록 수직으로 형성된 제1 수직 급전 라인(45a_1), 제1 수직 급전 라인(45a_1)과 연결되고, 제2 급전 지점(FP2) 방향으로 수평하게 형성된 제1 수평 급전 라인(45b_1) 및 제1 수평 급전 라인(45b_1)과 연결되고, 제2 급전 지점(FP2)과 연결되도록 수직으로 형성된 제2 수직 급전 라인(45c_1)을 포함할 수 있다. 제4 급전 라인(45_2)은 제2 관통 지점(VP2)을 통과하도록 수직으로 형성된 제3 수직 급전 라인(45b_1), 제3 수직 급전 라인(45b_1)과 연결되고, 제4 급전 지점(FP4) 방향으로 수평하게 형성된 제2 수평 급전 라인(45b_2) 및 제2 수평 급전 라인(45b_2)과 연결되고, 제4 급전 지점(FP4)과 연결되도록 수직으로 형성된 제4 수직 급전 라인(45c_2)을 포함할 수 있다.
이와 같은 구조를 통하여, 제1 안테나 패치(41)는 제1 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하기 위한 전자기파를 이중-편파 방사할 수 있으며, 제2 안테나 패치(42a) 및 제3 안테나 패치(42b)는 제2 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하기 위한 전자기파를 이중-편파 방사할 수 있다.
도 13b를 더 참조하면, 일 실시 예로, 제1 수직 급전 라인(45a_1)과 제3 수직 급전 라인(45a_2)의 길이는 동일할 수 있으며, 제2 수직 급전 라인(45c_1)과 제4 수직 급전 라인(45c_2)의 길이는 동일할 수 있다. 제1 수평 급전 라인(45b_1)의 방향과 제2 수평 급전 라인(45b_2)의 방향은 소정의 각도를 이룰 수 있다. 예를 들어, 제1 수평 급전 라인(45b_1)의 방향과 제2 수평 급전 라인(45b_2)의 방향은 90°를 이룰 수 있다. 또한, 다른 실시 예로, 제1 수직 급전 라인(45a_1)과 제3 수직 급전 라인(45a_2)의 길이는 상이할 수 있으며, 제2 수직 급전 라인(45c_1)과 제4 수직 급전 라인(45c_2)의 길이는 상이할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 실시 예에 불과한 바, 이에 국한되지 않으며, 제2 급전 라인(45_1)과 제4 급전 라인(45_2)의 길이는 급전 지점(FP2, FP4)의 위치, 관통 지점(VP1, VP2)의 위치에 따라 다양하게 구현될 수 있다.
도 14a 내지 도 14c는 도 13a의 관통 지점(VP1, VP2)이 형성되는 영역(PA)을 설명하기 위한 도면이다.
도 14a를 참조하면, 제1 안테나 패치(41)에는 제1 안테나 패치(41)의 중심(C)을 가로지르는 제1 라인(L1)에 근접하게 제1 급전 지점(FP1)이 형성되고, 제1 라인(L1)과 직교하고, 제1 안테나 패치(41)의 중심(C)을 가로지르는 제2 라인(L2)에 근접하게 제3 급전 지점(FP3)이 형성될 수 있다. 또한, 제1 급전 지점(FP1) 및 제3 급전 지점(FP3)은 제1 안테나 패치(41)의 중심(C)으로부터 동일한 거리만큼 이격되어 제1 안테나 패치(41)에 형성될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 제2 급전 지점 및 제4 급전 지점도 제1 급전 지점(FP1) 및 제2 급전 지점(FP2)과 유사한 형태로 제2 안테나 패치에 형성될 수 있다.
도 14b는 제1 패치 안테나(41)의 제1 급전 지점(FP1)으로부터 공급되는 신호에 의하여 형성되는 제1 패치 안테나(41)의 전기장 세기 분포를 나타낸다. 도 14b를 참조하면, 제1 패치 안테나(41)의 제1 영역(A1)에서는 전기장 세기가 소정의 기준 값 이하로 측정될 수 있다.
도 14c는 제1 패치 안테나(41)의 제3 급전 지점(FP3)으로부터 공급되는 신호에 의하여 형성되는 제1 패치 안테나(41)의 전기장 세기 분포를 나타낸다. 도 14c를 참조하면, 제1 패치 안테나(41)의 제2 영역(A2)에서는 전기장 세기가 소정의 기준 값 이하로 측정될 수 있다. 제1 패치 안테나(41)가 형성하는 전기장에 대한 영향 최소화, 안테나 모듈 생성 공정의 효율성 등을 고려하여 관통 지점들(VP1, VP2)은 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 공통 영역(PA) 내에 형성될 수 있다.
도 15는 본 개시의 일 실시 예에 따른 도 13a의 제1 수평 급전 라인(45b_1) 및 제2 수평 급전 라인(45b_2)의 구현 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15를 참조하면, 전술한 바와 같이, 제1 안테나 패치(41)에는 제1 안테나 패치(41)의 중심(C)을 가로지르는 제1 라인(L1)에 근접하게 제1 급전 지점(FP1)이 형성되고, 제1 라인(L1)과 직교하고, 제1 안테나 패치(41)의 중심(C)을 가로지르는 제2 라인(L2)에 근접하게 제3 급전 지점(FP3)이 형성될 수 있다. 제1 안테나 패치(41)의 중앙 영역에는 제1 관통 지점(VP1)이 제1 라인(L1)과 인접하게 형성되고, 제2 라인(L2)과 인접하게 제2 관통 지점(VP2)이 형성될 수 있다.
일 실시 예로, 제1 수평 급전 라인(45b_1) 및 제2 수평 급전 라인(45b_2)은 제1 안테나 패치(41)와 제2 안테나 패치(42a, 도 13a) 사이에 형성될 수 있으며, 제1 수평 급전 라인(45b_1)의 방향과 제2 라인(L2) 사이의 각도는 제2 수평 급전 라인(45_2)의 방향과 제1 라인(L1) 사이의 각도와 동일할 수 있다. 상기 각도의 크기가 클수록 제1 관통 지점(VP1)과 제2 관통 지점(VP2) 사이의 이격 간격은 커질 수 있다.
도 16은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 안테나(100') 및 RFIC(200')를 나타내는 블록도이다. 구체적으로, 도 16은 2개의 이중-급전, 이중-편파, 3-스택 구조의 안테나 패치들을 포함하는 안테나(100') 및 4개의 트랜시버들(221-224)을 포함하는 RFIC(200')를 도시한다.
RFIC(200')는 안테나(100')의 4개의 포트들에 대응하는 4개의 급전 라인들(15')을 통해서 연결될 수 있다. 예를 들면, 도 13a 및 도 13b를 참조하여 전술된 바와 같이, 안테나(100') 및 급전 라인들(15')을 포함하는 안테나 모듈이 RFIC(200') 상에 배치될 수 있고, RFIC(200')의 상면 및 안테나 모듈의 하면에 적어도 하나의 접속(connection)이 형성될 수 있다. 안테나(100')는 제1 안테나 패치 (P1) 및 제2 안테나 패치(P2)에서 4개의 급전 지점들과 각각 연결되는 4개의 급전 라인들(15')을 통해서 RFIC(200')로부터 차동 신호들을 수신할 수 있다. 이를 위하여, RFIC(200')에 포함된 한 쌍의 트랜시버들이 하나의 차동 신호를 생성할 수 있고, 이에 따라 4개의 송수신기들(221-224)은 2개의 차동 신호들을 생성할 수 있다.
스위치/듀플렉서(220)는 송신 모드 또는 수신 모드에 따라, 4개의 트랜시버들(221-224)의 출력 단자들 또는 입력 단자들을 4개의 급전 라인들(15')과 연결시키거나 연결을 끊을 수 있다. 이와 같은 구성을 통하여, 일 실시 예로, 제1 트랜시버(221) 및 제2 트랜시버(222)는 스위치/듀플렉서(220)를 통해 제1 안테나 패치(P1)와 연결되어 제1 주파수 대역(Band1)에서의 신호 송수신 동작을 수행할 수 있으며, 제3 트랜시버(223) 및 제4 트랜시버(224)는 스위치/듀플렉서(220)를 통해 제2 안테나 패치(P2) 및 제3 안테나 패치(P3)와 연결되어 제2 주파수 대역(Band2)에서의 신호 송수신 동작을 수행할 수 있다.
도 17은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 RFIC(200")를 나타내는 블록도이다. 구체적으로, 도 17은 도 16의 RFIC(200')에 포함된 송수신기들의 예시를 나타낸다. 도 16에서 전술된 바와 같이, 도 17의 제1 트랜시버(221') 및 제2 트랜시버(222')는 차동 신호를 출력할 수 있고, 스위치/듀플렉서(220')는 송신 모드에서 차동 신호를 제1 안테나 패치 또는 제2 안테나 패치에 연결된 급전 라인들에 전달할 수 있다. 즉, 제1 트랜시버(221')로부터 출력되는 제1 송신 신호(TX1) 및 제2 트랜시버(222')로부터 출력되는 제2 송신 신호(TX2)는 하나의 패치에서 2개의 이격된 급전 지점들에 인가될 수 있다. 또한, 제1 트랜시버(221')에 수신되는 제1 수신 신호(RX1) 및 제2 트랜시버(223')에 수신되는 제2 수신 신호(RX2)는 제1 안테나 패치 또는 제2 안테나 패치에서 2개의 이격된 급전 지점들로부터 수신될 수 있다.
도 17을 참조하면, 제1 트랜시버(221')는 전력 증폭기(221_1) 및 저잡음 증폭기(221_3) 및 위상 변위기들(phase shifters)(221_2, 221_4)을 포함할 수 있다. 유사하게, 제2 트랜시버(222') 역시 전력 증폭기(222_1) 및 저잡음 증폭기(222_3) 및 위상 변위기들(222_2, 222_4)을 포함할 수 있다. 송신 모드에서, 제1 트랜시버(221') 및 제2 트랜시버(222')의 전력 증폭기들(221_1, 222_1)은 제1 송신 신호(TX1) 및 제2 송신 신호(TX2)를 각각 출력할 수 있다. 수신 모드에서, 제1 트랜시버(221') 및 제2 트랜시버(222')의 저잡음 증폭기들(221_3, 223_3)은 제1 수신 신호(RX1) 및 제2 수신 신호(RX2)를 각각 수신할 수 있다.
제1 트랜시버(221')의 위상 변위기들(221_2, 221_4) 및 제2 트랜시버(222')의 위상 변위기들(222_2, 222_4)은 상호 180도의 위상차를 제공할 수 있다. 예를 들면, 제1 트랜시버(221')의 송신 위상 변위기(221_2)는 입력 신호에 대한 위상차가 영(zero)인 출력 신호를 전력 증폭기(221_1)에 제공할 수 있는 한편, 제2 트랜시버(222')의 송신 위상 변위기(222_2)는 제1 트랜시버(221')의 송신 위상 변위기(221_2)에 제공된 입력 신호와 동일한 입력 신호에 대한 위상차가 180도인 출력 신호를 전력 증폭기(222_1)에 제공할 수 있다. 이에 따라, 제1 송신 신호(TX1) 및 제2 송신 신호(TX2)는 180도의 위상차를 가질 수 있고, 차동 신호를 구성할 수 있다. 또한, 제1 트랜시버(221')의 수신 위상 변위기(221_4)는 저잡음 증폭기(221_3)의 출력 신호에 대한 위상차가 영(zero)인 신호를 출력할 수 있는 한편, 제2 트랜시버(222')의 수신 위상 변위기(222_4)는 저잡음 증폭기(222_3)의 출력 신호에 대한 위상차가 180도인 신호를 출력할 수 있다.
도 18은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 안테나 모듈(100")을 나타내는 도면이다. 이상에서 도면들을 참조하여 전술된 바와 같이, 안테나 모듈(100")은 차동 신호가 공급되는 복수의 급전 라인들과 각각 연결되고, 복수의 안테나 패치들이 적층된 구조의 다중-대역, 다중-편파 안테나들(111 내지 114)을 포함할 수 있다. 다중-대역, 다중-편파 안테나들(111 내지 114) 각각은 이중-편파를 위하여 2개의 차동 신호들이 인가될 수도 있다.
도 18을 참조하면, 안테나 모듈(100")은 다중-대역, 다중-편파 안테나들(111 내지 114)뿐만 아니라 다이폴(dipole) 안테나들(121 내지 124)을 포함할 수 있다. 이와 같이, 다중-대역, 다중-편파 안테나들(111 내지 114)에 상이한 종류의 안테나들이 부가됨으로써 커버리지가 확장될 수 있다. 도 18에 도시된 다중-대역, 다중-편파 안테나들(111 내지 114) 및 다이폴 안테나들(121 내지 124)의 배치는 예시에 불과하며, 도 18에 도시된 바와 상이하게 안테나들이 배치될 수 있는 점이 유의된다.
도 19는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 안테나를 포함하는 통신 기기의 예시들을 나타낸다. 구체적으로, 도 19는 WLAN을 이용하는 무선 통신 시스템에서 다양한 무선 통신 기기들이 상호 통신하는 예시를 나타낸다. 도 19에 도시된 다양한 무선 통신 기기들 각각은 복수의 안테나 패치들이 적층된 구조의 다중-대역, 다중-편파 안테나를 포함할 수 있고, 다중-대역, 다중-편파 안테나에 차동 신호를 제공하는 RFIC를 포함할 수 있다.
가정용 기기(721), 가전(722), 엔터테인먼트 기기(723) 및 AP(710)는 IoT(Internet of Things) 네트워크 시스템을 구성할 수 있다. 가정용 기기(721), 가전(722), 엔터테인먼트 기기(723) 및 AP(Access Point)(710) 각각은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 송수신기를 부품으로서 포함할 수 있다. 가정용 기기(721), 가전(722) 및 엔터테인먼트 기기(723)는 AP(710)와 무선 통신할 수 있고, 가정용 기기(721), 가전(722) 및 엔터테인먼트 기기(723)는 상호 무선 통신할 수도 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시 예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시 예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit) 칩 및 상기 RFIC 칩의 상면 상에 배치된 안테나 모듈을 포함하는 RF 장치로서,
    상기 안테나 모듈은,
    상기 RFIC 칩과 평행하고, 제1 관통 지점 및 제1 급전 라인과 연결된 제1 급전 지점을 포함하여 제1 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하도록 구성된 제1 안테나 패치(patch); 및
    상기 제1 안테나 패치의 상측에 상기 제1 안테나 패치와 평행하게 배치되고, 상기 제1 관통 지점을 통과하는 제2 급전 라인과 연결된 제2 급전 지점을 포함하여 제2 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하도록 구성된 제2 안테나 패치를 포함하며,
    상기 제1 관통 지점은, 상기 제1 안테나 패치가 상기 제1 급전 지점을 통해 생성하는 전기장에 대한 영향을 최소화하는 영역 내에 형성되고,
    상기 제1 안테나 패치는, 제3 급전 라인과 연결된 제3 급전 지점 및 제2 관통 지점을 더 포함하고,
    상기 제2 급전 라인은,
    상기 제1 관통 지점을 통과하도록 수직으로 형성된 제1 수직 급전 라인, 상기 제1 수직 급전 라인과 연결되고, 상기 제2 급전 지점 방향으로 수평하게 형성된 제1 수평 급전 라인 및 상기 제1 수평 급전 라인과 연결되고, 상기 제2 급전 지점과 연결되도록 수직으로 형성된 제2 수직 급전 라인을 포함하고,
    상기 제2 안테나 패치는, 상기 제2 관통 지점을 통과하는 제4 급전 라인과 연결된 제4 급전 지점을 더 포함하고,
    상기 제4 급전 라인은,
    상기 제2 관통 지점을 통과하도록 수직으로 형성된 제3 수직 급전 라인, 상기 제3 수직 급전 라인과 연결되고, 상기 제4 급전 지점 방향으로 수평하게 형성된 제2 수평 급전 라인 및 상기 제2 수평 급전 라인과 연결되고, 상기 제4 급전 지점과 연결되도록 수직으로 형성된 제4 수직 급전 라인을 포함하며,
    상기 제1 수평 급전 라인과 상기 제1 안테나 패치의 중심을 가로지르는 제1 라인이 이루는 각도는, 상기 제2 수평 급전 라인과 상기 제1 안테나 패치의 중심을 가로지르며 상기 제1 라인과 직교하는 제2 라인이 이루는 각도와 동일한 것을 특징으로 하는 RF 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나 패치 및 상기 제2 안테나 패치는, 원형의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 RF 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 안테나 패치의 반지름은, 상기 제2 안테나 패치의 반지름과 상이한 것을 특징으로 하는 RF 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 모듈은,
    상기 제2 안테나 패치의 상측에 상기 제2 안테나 패치와 평행하게 배치되고, 상기 제2 안테나 패치와 커플링되어 상기 제2 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하도록 구성된 제3 안테나 패치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 안테나 모듈은,
    상기 제2 안테나 패치의 상측에 상기 제2 안테나 패치와 평행하게 배치되고, 상기 제2 안테나 패치와 커플링되어 상기 제2 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하도록 구성된 제3 안테나 패치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 안테나 모듈은,
    상기 제1 안테나 패치와 상기 제2 안테나 패치 사이에 배치된 제1 기판; 및
    상기 제2 안테나 패치와 상기 제3 안테나 패치 사이에 배치된 제2 기판을 더 포함하고,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 유전율(dielectric constant)는 동일한 것을 특징으로 하는 RF 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1 안테나 패치와 상기 제2 안테나 패치 사이의 간격은,
    상기 제2 안테나 패치와 상기 제3 안테나 패치 사이의 간격과 동일한 것을 특징으로 하는 RF 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 급전 지점 및 상기 제3 급전 지점은, 각각 상기 제1 급전 라인 및 상기 제3 급전 라인을 통해 상기 제1 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하기 위한 제1 차동 신호를 상기 RFIC 칩으로부터 공급받도록 구성된 것을 특징으로 하는 RF 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 급전 지점 및 상기 제4 급전 지점은, 각각 상기 제2 급전 라인 및 상기 제4 급전 라인을 통해 상기 제2 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하기 위한 제2 차동 신호를 상기 RFIC 칩으로부터 공급받도록 구성된 것을 특징으로 하는 RF 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 관통 지점은, 상기 제1 안테나 패치가 상기 제3 급전 지점을 통해 생성하는 전기장에 대한 영향을 최소화하는 영역 내에 형성된 것을 특징으로 하는 RF 장치.
  12. 삭제
  13. 접지판;
    상기 접지판의 상측에 상기 접지판과 평행하고, 제1 관통 지점 및 제1 급전 라인과 연결된 제1 급전 지점을 포함하여 제1 주파수 대역에 대응하는 전자기파를 방사하도록 구성된 제1 안테나 패치;
    상기 제1 안테나 패치의 상측에 상기 제1 안테나 패치와 평행하게 배치되고, 상기 제1 관통 지점을 통과하는 제2 급전 라인과 연결된 제2 급전 지점을 포함하는 제2 안테나 패치; 및
    상기 제2 안테나 패치의 상측에 상기 제2 안테나 패치와 평행하게 배치되는 제3 안테나 패치를 포함하며,
    상기 제2 안테나 패치 및 상기 제3 안테나 패치는, 제2 주파수 대역에 대응하는 전자기파를 방사하도록 구성되고,
    상기 제1 안테나 패치는, 제2 관통 지점 및 제3 급전 라인과 연결된 이중 편파 방사를 위한 제3 급전 지점을 더 포함하고,
    상기 제2 안테나 패치는, 상기 제2 관통 지점을 통과하는 제4 급전 라인과 연결된 이중 편파 방사를 위한 제4 급전 지점을 더 포함하며,
    상기 제2 급전 라인은,
    상기 제1 관통 지점을 통과하도록 수직으로 형성된 제1 수직 급전 라인, 상기 제1 수직 급전 라인과 연결되고, 상기 제2 급전 지점 방향으로 수평하게 형성된 제1 수평 급전 라인 및 상기 제1 수평 급전 라인과 연결되고, 상기 제2 급전 지점과 연결되도록 수직으로 형성된 제2 수직 급전 라인을 포함하고,
    상기 제4 급전 라인은,
    상기 제2 관통 지점을 통과하도록 수직으로 형성된 제3 수직 급전 라인, 상기 제3 수직 급전 라인과 연결되고, 상기 제4 급전 지점 방향으로 수평하게 형성된 제2 수평 급전 라인 및 상기 제2 수평 급전 라인과 연결되고, 상기 제4 급전 지점과 연결되도록 수직으로 형성된 제4 수직 급전 라인을 포함하며,
    상기 제1 수평 급전 라인과 상기 제1 안테나 패치의 중심을 가로지르는 제1 라인이 이루는 각도는, 상기 제2 수평 급전 라인과 상기 제1 안테나 패치의 중심을 가로지르며 상기 제1 라인과 직교하는 제2 라인이 이루는 각도와 동일한 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 안테나 패치 내지 상기 제3 안테나 패치는, 원형의 형상을 갖고,
    상기 제1 안테나 패치, 상기 제2 안테나 패치, 상기 제3 안테나 패치 순으로 반지름이 긴 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 안테나 패치와 상기 제2 안테나 패치 사이의 유전율은, 상기 제2 안테나 패치와 상기 제3 안테나 패치 사이의 유전율과 동일한 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제1 안테나 패치와 상기 제2 안테나 패치 사이의 거리는, 상기 제2 안테나 패치와 상기 제3 안테나 패치 사이의 거리와 동일한 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제1 관통 지점은, 상기 제1 안테나 패치가 상기 제1 급전 지점을 통해 생성하는 전기장에 대한 영향을 최소화하는 영역 내에 형성된 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 제2 관통 지점은, 상기 제2 안테나 패치가 상기 제2 급전 지점을 통해 생성하는 전기장에 대한 영향을 최소화하는 영역 내에 형성된 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  19. 제1 관통 지점, 제2 관통 지점, 제1 급전 라인과 연결된 제1 급전 지점 및 제2 급전 라인과 연결된 제2 급전 지점을 포함하여 제1 주파수 대역에 대응하는 전자기파를 방사하도록 구성된 원형의 제1 안테나 패치;
    상기 제1 안테나 패치의 상측에 상기 제1 안테나 패치와 평행하게 배치되고, 상기 제1 관통 지점을 통과하는 제3 급전 라인과 연결된 제3 급전 지점 및 상기 제2 관통 지점을 통과하는 제4 급전 라인과 연결된 제4 급전 지점을 포함하는 원형의 제2 안테나 패치; 및
    상기 제2 안테나 패치의 상측에 상기 제2 안테나 패치와 평행하게 배치되는 원형의 제3 안테나 패치를 포함하며,
    상기 제2 안테나 패치 및 상기 제3 안테나 패치는, 제2 주파수 대역에 대응하는 전자기파를 방사하도록 구성되고,
    상기 제1 관통 지점 및 상기 제2 관통 지점은, 상기 제1 안테나 패치가 생성하는 전기장에 대한 영향을 최소화하는 상기 제1 안테나 패치의 중앙 영역 내에 형성되고,
    상기 제3 급전 라인은, 상기 제1 관통 지점과 상기 제3 급전 지점을 연결하기 위해 상기 제1 안테나 패치와 평행하게 형성된 제1 수평 급전 라인을 포함하고,
    상기 제4 급전 라인은, 상기 제2 관통 지점과 상기 제4 급전 지점을 연결하기 위해 상기 제1 안테나 패치와 평행하게 형성된 제2 수평 급전 라인을 포함하며,
    상기 제1 수평 급전 라인의 방향과 상기 제1 급전 지점과 상기 제1 안테나 패치의 중심을 지나는 제1 라인의 방향 사이의 각도는, 상기 제2 수평 급전 라인의 방향과 상기 제2 급전 지점과 상기 제1 안테나 패치의 중심을 지나는 제2 라인의 방향 사이의 각도와 동일한 것을 특징으로 하는 안테나 모듈.
  20. 삭제
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