KR102622525B1

KR102622525B1 - Antenna structure and antenna device having the same

Info

Publication number: KR102622525B1
Application number: KR1020180055984A
Authority: KR
Inventors: 이재찬
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2018-05-16
Filing date: 2018-05-16
Publication date: 2024-01-08
Also published as: KR20190131289A

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 안테나 구조체는, 방사 패턴이 형성된 방사부에 실장되는 안테나 구조체로, 내부에 관통 구멍이 형성된 몸체, 상기 관통 구멍의 내면에 형성되는 제1 도전층, 및 상기 몸체의 제1면에 형성되며 상기 제1 도전층과 연결되는 제2 도전층을 포함한다.An antenna structure according to an embodiment of the present invention is an antenna structure mounted on a radiating part on which a radiation pattern is formed, including a body with a through hole formed therein, a first conductive layer formed on the inner surface of the through hole, and a first conductive layer of the body. It is formed on one side and includes a second conductive layer connected to the first conductive layer.

Description

Antenna structure and antenna device comprising the same {ANTENNA STRUCTURE AND ANTENNA DEVICE HAVING THE SAME}

본 발명은 안테나 구조체 및 이를 구비하는 안테나 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna structure and an antenna device including the same.

자동차 레이더 안테나의 기술은 차량안전시스템을 구현하기 위한 필수 기술로 열악한 기상조건 또는 운전자의 부주의로 인해 발생 가능한 사고를 미연에 방지할 목적으로 개발되고 있다. Automotive radar antenna technology is an essential technology for implementing vehicle safety systems and is being developed to prevent accidents that may occur due to poor weather conditions or driver negligence.

자동차 레이더 안테나는 반사전파의 속도, 소요시간을 이용하여 물체까지의 거리, 속도, 방향을 검출하며, 사각감지, 긴급제동, 스탑앤고(Stop & Go), 충돌감지, 자율주행 등의 기술에 이용되고 있다. Automotive radar antennas detect the distance, speed, and direction to an object using the speed and time required of reflected radio waves, and are used for technologies such as blind spot detection, emergency braking, stop & go, collision detection, and autonomous driving. It is becoming.

그런데 종래의 차량용 레이터 안테나는 대부분 빔 포밍(Beam-forming)이 가능한 패치 어레이(Patch Array) 안테나가 이용되고 있다. 그러나 종래의 패치 어레이 안테아에 이용되는 기판은 고가의 기판이 사용되고 있다. 따라서, 유사한 성능을 제공하면서 제조 비용을 줄일 있는 안테나 장치가 요구되고 있다. However, most conventional vehicle radar antennas are patch array antennas capable of beam-forming. However, the substrate used in the conventional patch array antenna is an expensive substrate. Therefore, there is a need for an antenna device that can reduce manufacturing costs while providing similar performance.

한국공개특허공보 제2016-0050356호Korean Patent Publication No. 2016-0050356

본 발명의 목적은 제조가 용이한 안테나 구조체 및 이를 구비하는 안테나 장치를 제공하는 데에 있다.The purpose of the present invention is to provide an antenna structure that is easy to manufacture and an antenna device including the same.

본 발명의 실시예에 따른 안테나 구조체는, 방사 패턴이 형성된 방사부에 실장되는 안테나 구조체로, 내부에 관통 구멍이 형성된 몸체, 상기 관통 구멍의 내면에 형성되는 제1 도전층, 및 상기 몸체의 제1면에 형성되며 상기 제1 도전층과 연결되는 제2 도전층을 포함한다. An antenna structure according to an embodiment of the present invention is an antenna structure mounted on a radiating part on which a radiation pattern is formed, including a body with a through hole formed therein, a first conductive layer formed on the inner surface of the through hole, and a first conductive layer of the body. It is formed on one side and includes a second conductive layer connected to the first conductive layer.

또한 본 발명의 실시예에 따른 안테나 장치는, 내부에 관통 구멍이 형성된 몸체, 상기 관통 구멍의 내면에 형성되는 제1 도전층, 상기 몸체의 실장면에 형성되며 상기 제1 도전층과 연결되는 제2 도전층을 포함하는 안테나 구조체 및 일면에 방사 패턴이 형성된 방사부를 포함하며, 상기 안테나 구조체는 상기 방사 패턴 중 적어도 일부가 상기 관통 구멍 내에 배치되도록 상기 방사부에 실장된다.In addition, an antenna device according to an embodiment of the present invention includes a body having a through hole formed therein, a first conductive layer formed on the inner surface of the through hole, and a first conductive layer formed on the mounting surface of the body and connected to the first conductive layer. It includes an antenna structure including two conductive layers and a radiating portion having a radiation pattern formed on one surface, and the antenna structure is mounted on the radiating portion so that at least a portion of the radiation pattern is disposed within the through hole.

본 실시예에 따른 안테나 장치는 안테나 구조체를 통해 전파의 지향성을 높일수 있다. 또한 패치 안테나만으로 구성되는 종래에 비해 안테나 장치의 크기를 줄일 수 있으며, 이에 제조 비용을 줄일 수 있다.The antenna device according to this embodiment can increase the directivity of radio waves through the antenna structure. Additionally, the size of the antenna device can be reduced compared to the conventional device consisting of only a patch antenna, thereby reducing manufacturing costs.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 장치를 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 I-I′에 따른 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 방사부를 개략적으로 도시한 평면도.
도 4는 도 1에 도시된 안테나 장치의 제조 방법을 설명하는 도면
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 장치의 단면도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나 장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 7은 도 6의 II-II′에 따른 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 장치를 개략적으로 도시한 단면도.1 is a perspective view schematically showing an antenna device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view taken along line II' of Figure 1.
Figure 3 is a plan view schematically showing the radiating portion shown in Figure 1.
FIG. 4 is a diagram illustrating a manufacturing method of the antenna device shown in FIG. 1
Figure 5 is a cross-sectional view of an antenna device according to another embodiment of the present invention.
Figure 6 is a cross-sectional view schematically showing an antenna device according to another embodiment of the present invention.
Figure 7 is a cross-sectional view taken along line II-II' of Figure 6.
Figure 8 is a cross-sectional view schematically showing an antenna device according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Prior to the detailed description of the present invention, the terms and words used in the specification and claims described below should not be construed as limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor should use his/her invention in the best possible manner. In order to explain, it must be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that the term can be appropriately defined as a concept. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent the entire technical idea of the present invention, and therefore, various equivalents that can replace them at the time of filing the present application may be used. It should be understood that there may be variations and examples.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. At this time, it should be noted that in the attached drawings, identical components are indicated by identical symbols whenever possible. Additionally, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, in the accompanying drawings, some components are exaggerated, omitted, or schematically shown, and the size of each component does not entirely reflect the actual size.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 본 실시예를 설명함에 있어서, 무선 충전 장치는 전력을 전송하는 전력 송신 모듈과, 전력을 수신하여 저장하는 전력 수신 모듈을 포괄적으로 지칭한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the attached drawings. Meanwhile, in describing this embodiment, the wireless charging device comprehensively refers to a power transmission module that transmits power and a power reception module that receives and stores power.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 I-I′에 따른 단면도이다. 또한 도 3은 도 1에 도시된 방사부를 개략적으로 도시한 평면도이다. FIG. 1 is a perspective view schematically showing an antenna device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II′ of FIG. 1 . Additionally, Figure 3 is a plan view schematically showing the radiating portion shown in Figure 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 안테나 장치(100)는 무선 신호를 방사하는 방사부(10)와, 방사부(10)에 결합되는 안테나 구조체(50)를 포함한다. Referring to FIGS. 1 and 2 , the antenna device 100 according to this embodiment includes a radiating unit 10 that radiates a wireless signal, and an antenna structure 50 coupled to the radiating unit 10 .

방사부(10)는 회로 기판의 형태로 구성되며, 절연 기판(11)과 절연 기판(11)의 일면에 배치되는 방사 패턴(14), 접지 패턴(12)을 구비한다 The radiation portion 10 is configured in the form of a circuit board and includes an insulating substrate 11, a radiation pattern 14, and a ground pattern 12 disposed on one surface of the insulating substrate 11.

방사 패턴(14)은 선형으로 형성되나 이에 한정되는 것은 아니다.The radiation pattern 14 is formed linearly, but is not limited thereto.

접지 패턴(12)은 방사 패턴(14)을 둘러 싸는 형태로 배치되며, 후술되는 안테나 구조체(50)의 도전층(74)과 전기적으로 연결된다. 또한 따라서 접지 패턴(12)은 도 3에 도시된 바와 같이, 안테나 구조체(50) 실장면에 배치되는 제2 도전층(74b)의 형상을 따라 배치될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다. The ground pattern 12 is arranged to surround the radiation pattern 14 and is electrically connected to the conductive layer 74 of the antenna structure 50, which will be described later. Additionally, the ground pattern 12 may be arranged along the shape of the second conductive layer 74b disposed on the mounting surface of the antenna structure 50, as shown in FIG. 3. However, it is not limited to this.

방사부(10)는, 절연 기판(11)을 구비하며 절연 기판(11)의 일면 또는 양면에 회로 배선을 형성할 수 있다면 당 기술분야에서 잘 알려진 다양한 종류의 기판(예를 들어 인쇄회로기판, 세라믹 기판, 유리 기판, 에폭시 기판, 연성 기판 등)이 선택적으로 이용될 수 있다. 또한 다층 기판으로 방사부(10)를 구성하는 등 다양한 변형이 가능하다.The radiating portion 10 is provided with an insulating substrate 11 and can be used on various types of substrates (e.g., printed circuit boards, Ceramic substrate, glass substrate, epoxy substrate, flexible substrate, etc.) can be optionally used. In addition, various modifications are possible, such as configuring the radiation portion 10 with a multilayer substrate.

한편 방사 패턴(14)이나 접지 패턴(12)은 신호처리소자(미 도시)와 연결될 수 있다. 신호처리소자는 방사부(10)에 실장될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Meanwhile, the radiation pattern 14 or the ground pattern 12 may be connected to a signal processing element (not shown). The signal processing element may be mounted on the radiation unit 10, but is not limited thereto.

방사 패턴(14)의 표면에는 절연 보호층(16)이 배치된다. 이에 안테나 구조체(50)가 방사부(10)에 실장되더라도 방사 패턴(14)은 절연 보호층(16)에 의해 안테나 구조체(50)의 제2 도전층(74b)과 전기적인 절연이 확보된다. 반면에 접지 패턴(12)은 절연 보호층(16)의 외부로 노출된다. 이에 접지 패턴(12)은 솔더와 같은 도전성 접착제(20)를 매개로 안테나 구조체(50)의 제2 도전층(74b)과 전기적으로 연결될 수 있다.An insulating protective layer 16 is disposed on the surface of the radiation pattern 14. Accordingly, even if the antenna structure 50 is mounted on the radiation portion 10, the radiation pattern 14 is electrically insulated from the second conductive layer 74b of the antenna structure 50 by the insulating protective layer 16. On the other hand, the ground pattern 12 is exposed to the outside of the insulating protective layer 16. Accordingly, the ground pattern 12 may be electrically connected to the second conductive layer 74b of the antenna structure 50 through a conductive adhesive 20 such as solder.

도 1을 참조하면, 하나의 방사부(10)에 다수의 안테나 구조체(50)가 실장된다. 따라서 방사부(10)는 서로 이격 배치되는 다수의 방사 패턴(14)과 접지 패턴(12)을 구비할 수 있다. Referring to FIG. 1, multiple antenna structures 50 are mounted on one radiating unit 10. Accordingly, the radiation unit 10 may include a plurality of radiation patterns 14 and ground patterns 12 that are spaced apart from each other.

방사부(10)로는 안테나 장치(100)가 탑재되는 전자 기기의 메인 회로 기판이 부분적으로 이용될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며 메인 회로 기판과 독립된 별도의 회로 기판으로 구성하는 것도 가능하다.As the radiation unit 10, the main circuit board of an electronic device on which the antenna device 100 is mounted may be partially used. However, it is not limited to this and can also be configured as a separate circuit board independent of the main circuit board.

안테나 구조체(50)는 내부에 관통 구멍(73)을 갖는 몸체(70)를 포함한다.The antenna structure 50 includes a body 70 having a through hole 73 therein.

본 실시예에서 몸체(70)는 직육면체 형태로 구성된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 원통 형상 등 내부에 관통 구멍(73)이 배치되고 방사부(10)에 실장이 가능하다면 다양한 형상으로 형성될 수 있다. In this embodiment, the body 70 is configured in the shape of a rectangular parallelepiped. However, it is not limited to this, and can be formed in various shapes, such as a cylindrical shape, as long as the through hole 73 is disposed inside and mounting on the radiating portion 10 is possible.

몸체(70)는 세라믹 재질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 폴리머 등 절연성을 갖는 재질이라면 다양하게 이용될 수 있다. 몸체(70)를 세라믹 재질로 구성하는 경우, 몸체(70)는 다수의 절연층을 적층하여 구성할 수 있다. 예컨대, 다수의 세라믹 시트를 적층하여 구성할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 세라믹 파우더를 고온 소결하여 형성하는 등 다양한 변형이 가능하다. The body 70 may be made of a ceramic material, but is not limited to this and can be used in a variety of ways as long as it is made of an insulating material such as polymer. When the body 70 is made of a ceramic material, the body 70 can be constructed by stacking multiple insulating layers. For example, it can be constructed by stacking multiple ceramic sheets. However, it is not limited to this, and various modifications are possible, such as forming it by sintering ceramic powder at high temperature, for example.

관통 구멍(73)은 방사부(10)와 대면하는 실장면 측으로 갈수록 단면적이 작아지는 형태로 형성된다. 따라서 몸체(70)의 제1면(실장면)에 형성되는 관통 구멍(73)과 몸체(70)의 제2면(실장면의 반대면)에 형성되는 관통 구멍(73)은 크기가 다르며, 제2면의 관통 구멍(73)이 더 크게 형성된다. The through hole 73 is formed in such a way that its cross-sectional area becomes smaller toward the mounting surface facing the radiating portion 10. Therefore, the through hole 73 formed on the first surface (mounting surface) of the body 70 and the through hole 73 formed on the second surface (opposite the mounting surface) of the body 70 have different sizes, The through hole 73 on the second side is formed to be larger.

또한 본 실시예에서 관통 구멍(73)은 내면에 적어도 하나의 단차를 갖는다. 본 실시예에서는 관통 구멍(73)이 4개의 단차를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 단차의 개수는 후술되는 제조 방법에서 구비되는 절연층의 개수에 따라 규정될 수 있다. Additionally, in this embodiment, the through hole 73 has at least one step on its inner surface. In this embodiment, the through hole 73 includes four steps, but is not limited thereto. The number of steps may be defined according to the number of insulating layers provided in the manufacturing method described later.

상기 단차에 의해, 관통 구멍(73)의 내면은 계단 형태로 형성된다. 계단 형상은 실장면 측으로 갈수록 관통 구멍(73)의 단면적이 작아지는 형태로 형성된다. Due to the step, the inner surface of the through hole 73 is formed in a step shape. The step shape is formed in such a way that the cross-sectional area of the through hole 73 becomes smaller toward the mounting surface.

또한 관통 구멍(73)의 내면에는 제1 도전층(74a)이 배치된다. Additionally, a first conductive layer 74a is disposed on the inner surface of the through hole 73.

제1 도전층(74a)은 관통 구멍(73)의 내면에 전체에 배치되며, 전술한 접지 패턴(12)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 위해, 안테나 구조체(50)는 몸체(70)의 제1면에 배치되어 제1 도전층(74a)과 연결되는 제2 도전층(74b)을 포함한다. The first conductive layer 74a is disposed entirely on the inner surface of the through hole 73 and may be electrically connected to the ground pattern 12 described above. To this end, the antenna structure 50 includes a second conductive layer 74b disposed on the first surface of the body 70 and connected to the first conductive layer 74a.

본 실시예에서 제1 도전층(74a)은 몸체(70)의 관통 구멍(73) 내면에 주로 배치되며, 몸체(70)의 외부면에는 관통 구멍(73)의 주변에만 배치된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.In this embodiment, the first conductive layer 74a is mainly disposed on the inner surface of the through hole 73 of the body 70, and is disposed only around the through hole 73 on the outer surface of the body 70. However, it is not limited to this.

몸체(70)의 제2면에는 전파 렌즈(60)가 배치될 수 있다. A radio wave lens 60 may be disposed on the second surface of the body 70.

전파 렌즈(60)는 유전체로 구성되며, 전파가 방사되는 통로에 배치된다. 이에 본 실시예에서는 몸체(70)의 제2면에서 관통 구멍(73) 전체를 막는 형태로 몸체(70)에 결합된다. The radio wave lens 60 is made of a dielectric and is placed in a path through which radio waves are radiated. Accordingly, in this embodiment, it is coupled to the body 70 in a form that blocks the entire through hole 73 on the second surface of the body 70.

전파 렌즈(60)는 굴절율을 이용하여 전파를 집속시키는 작용을 하여 전파의 지향성을 높인다. The radio wave lens 60 functions to focus radio waves using a refractive index to increase the directivity of radio waves.

본 실시예에서는 전파 렌즈(60)가 편평한 판 형태로 구성되는 경우를 예로 들고 있으나, 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 볼록 또는 오목 렌즈(60) 형상으로 구성하거나 비구면으로 구성하는 등 필요에 따라 다양한 변형이 가능하다. In this embodiment, the case where the radio wave lens 60 is configured in the form of a flat plate is given as an example, but the configuration of the present invention is not limited to this, and it is necessary to configure the radio wave lens 60 in the shape of a convex or concave lens 60 or as an aspherical surface. Various modifications are possible depending on.

이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 안테나 장치(100)는, 안테나 구조체(50)의 관통 구멍(73)이 혼(horn) 형상으로 형성되어 방사부(10)에서 방사되는 전파의 지향성을 높인다. 안테나 구조체(50) 없이 패치 안테나로만 안테나 장치를 구성하는 경우에 비해, 본 실시예와 같이 안테나 구조체(50)를 이용하는 경우, 전파의 지향성이 증가되는 것을 확인하였다. 따라서 안테나 구조체(50)를 이용하게 되면 패치 안테나로만 안테나 장치를 구성하는 경우에 비해 안테나의 개수를 줄일 수 있다. 예를 들어, 패치 안테나가 배치되는 방사부의 전체 면적이 최소 105mm x 60mm 이라면, 본 실시예에 따른 안테나 구조체(50)를 구비하는 경우, 방사부의 전체 면적은 50mm x 50mm 로 축소될 수 있다. In the antenna device 100 according to the present embodiment configured as described above, the through hole 73 of the antenna structure 50 is formed in a horn shape to increase the directivity of radio waves radiated from the radiating unit 10. It was confirmed that the directivity of radio waves increased when the antenna structure 50 was used as in this embodiment, compared to the case where the antenna device was configured only as a patch antenna without the antenna structure 50. Therefore, by using the antenna structure 50, the number of antennas can be reduced compared to the case where the antenna device is configured only with patch antennas. For example, if the total area of the radiating part where the patch antenna is placed is at least 105 mm x 60 mm, when the antenna structure 50 according to this embodiment is provided, the total area of the radiating part can be reduced to 50 mm x 50 mm.

따라서 본 실시예에 따른 안테나 장치(100)는 방사부의 크기를 축소할 수 있으므로 안테나 장치(100)의 전체 크기를 줄일 수 있으며, 이에 제조 비용도 줄일 수 있다. Therefore, the antenna device 100 according to this embodiment can reduce the size of the radiating part, thereby reducing the overall size of the antenna device 100, and thus manufacturing costs can also be reduced.

한편 본 실시예에서는 몸체(70)의 내부에 관통 구멍(73)을 빈 공간으로 구성하였으나, 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 전파 특성을 조절하기 위하여 몸체(70)의 관통 구멍(73)에는 몸체(70)와 유전율이 다른 재료 또는 몸체(70)와 손실 특성이 다른 재료로 채워질 수 있다.Meanwhile, in this embodiment, the through hole 73 is configured as an empty space inside the body 70, but the configuration of the present invention is not limited to this. For example, in order to control propagation characteristics, the through hole 73 of the body 70 may be filled with a material having a different dielectric constant from that of the body 70 or a material having a different loss characteristic than that of the body 70.

이어서, 본 실시예에 따른 안테나 장치의 제조 방법을 설명한다. 본 실시예에 따른 안테나 장치는 안테나 구조체(50)와 방사부(10)를 각각 제조한 후, 방사부(10)에 안테나 구조체(50)를 실장하여 완성한다.Next, the manufacturing method of the antenna device according to this embodiment will be described. The antenna device according to this embodiment is completed by manufacturing the antenna structure 50 and the radiation portion 10, respectively, and then mounting the antenna structure 50 on the radiation portion 10.

방사부(10)는 일반적인 회로기판 제조 방법을 통해 제조될 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하며, 이하에서는 안테나 구조체(50)의 제조 방법에 대해 구체적으로 설명한다. Since the radiating unit 10 can be manufactured through a general circuit board manufacturing method, detailed description thereof will be omitted, and the manufacturing method of the antenna structure 50 will be described in detail below.

도 4는 도 1에 도시된 안테나 장치의 제조 방법을 설명하는 도면이다.FIG. 4 is a diagram explaining a manufacturing method of the antenna device shown in FIG. 1.

도 4를 참조하면, 안테나 구조체(50)는 먼저 복수의 절연층(72a ~ 72d)을 마련한다. 절연층(72a ~ 72d)으로는 세라믹 시트가 이용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. Referring to FIG. 4, the antenna structure 50 first prepares a plurality of insulating layers 72a to 72d. Ceramic sheets may be used as the insulating layers 72a to 72d, but are not limited thereto.

각각의 절연층(72a ~ 72d)은 내부에 구멍(73a)이 구비된다. 각 구멍(73a)은 세라믹 시트를 완전히 관통하도록 형성된다. Each of the insulating layers 72a to 72d is provided with a hole 73a therein. Each hole 73a is formed to completely penetrate the ceramic sheet.

본 실시예에서 각 구멍은 사각 형상으로 형성된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며 원형이나 타원형, 다각형 형상 등 다양한 변형이 가능하다.In this embodiment, each hole is formed in a square shape. However, it is not limited to this and various modifications such as circular, oval, or polygonal shapes are possible.

또한 각 절연층(72a ~ 72d)에 형성되는 구멍들(73a)은 유사한 형상으로 형성되되, 서로 다른 크기를 갖는다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 일부 절연층(72a ~ 72d)은 구멍(73a)의 크기가 동일하게 형성될 수도 있다.Additionally, the holes 73a formed in each insulating layer 72a to 72d are formed in similar shapes but have different sizes. However, it is not limited to this, and if necessary, some of the insulating layers 72a to 72d may have holes 73a of the same size.

구멍(73a)이 가장 작은 절연층(72a, 이하, 제1 절연층)에 구멍(73a)의 둘레를 따라 금속 페이스트와 같은 도전성 물질(75)을 배치한다. 도전성 물질(75)은 인쇄(Printing) 방식이나, 스프레이(Spray) 방식을 통해 절연층(72a ~ 72d)에 도포될 수 있다. A conductive material 75 such as metal paste is disposed along the perimeter of the hole 73a in the insulating layer 72a (hereinafter referred to as the first insulating layer) in which the hole 73a is the smallest. The conductive material 75 may be applied to the insulating layers 72a to 72d through a printing method or a spray method.

도전성 물질(75)은 구멍(73a)의 둘레를 따라 연속적인 고리(ring) 형태로 절연층(72a ~ 72d) 상에 배치된다. 이 과정에서 도전성 물질(75)은 구멍(73a)의 내면에도 배치될 수 있다. The conductive material 75 is disposed on the insulating layers 72a to 72d in a continuous ring shape along the circumference of the hole 73a. In this process, the conductive material 75 may also be placed on the inner surface of the hole 73a.

이어서, 구멍(73a)이 다음으로 작은 절연층(72b, 이하 제2 절연층)을 제1 절연층(72a) 상에 적층한다. 그리고 제2 절연층(72b)에 형성된 구멍(73a)의 둘레를 따라 도전성 물질(75)을 배치한다.Next, an insulating layer 72b (hereinafter referred to as a second insulating layer) having the next smaller hole 73a is laminated on the first insulating layer 72a. Then, the conductive material 75 is disposed along the perimeter of the hole 73a formed in the second insulating layer 72b.

이와 같은 과정을 반복하여 다수의 절연층(72a ~ 72d)이 적층되면, 절연층(72a ~ 72d)이 적층된 적층체를 접합 및 경화시켜 몸체(70)를 완성한다. 이에 각 절연층(72a ~ 72d)에 구비되는 구멍들(73a)은 서로 연결되어 관통 구멍(73)을 완성한다. When a plurality of insulating layers 72a to 72d are stacked by repeating this process, the body 70 is completed by bonding and curing the laminate in which the insulating layers 72a to 72d are laminated. Accordingly, the holes 73a provided in each insulating layer 72a to 72d are connected to each other to complete the through hole 73.

이 과정에서 절연층(72a ~ 72d)에 도포된 도전성 물질(75)은 용융된 후 경화되어 제1 도전층(74a)으로 완성된다. 본 제조 방법에서 도전성 물질(75)은 대부분 절연층(72a ~ 72d)의 일면에만 배치되나, 도전성 물질(75)이 용융되는 과정에서 절연층(72a ~ 72d)의 관통 구멍(73) 내면을 따라 하측 방향으로 흐르게 된다. In this process, the conductive material 75 applied to the insulating layers 72a to 72d is melted and then hardened to complete the first conductive layer 74a. In this manufacturing method, the conductive material 75 is mostly disposed only on one side of the insulating layer (72a to 72d), but in the process of melting the conductive material 75, it is disposed along the inner surface of the through hole 73 of the insulating layer (72a to 72d). It flows in a downward direction.

따라서 도전층(74)은 절연층(72a ~ 72d)의 일면만이 아닌 관통 구멍(73)의 내면에도 배치되며, 이에 각 절연층(72a ~ 72d)에 배치된 도전성 물질(75)은 서로 물리적, 전기적으로 연결되어 제1 도전층(74a)을 형성한다. Therefore, the conductive layer 74 is disposed not only on one side of the insulating layer (72a to 72d) but also on the inner surface of the through hole 73, and the conductive materials 75 disposed in each insulating layer (72a to 72d) are physically connected to each other. , are electrically connected to form the first conductive layer 74a.

이어서 몸체(70)를 뒤집어 몸체(70)의 제1면이 상부를 향하도록 배치한 후, 몸체(70)의 제1면에 제2 도전층(74b)을 형성한다. 이때 제2 도전층(74b)은 몸체(70)의 제1면에 형성된 관통 구멍(73)의 테두리를 따라 형성되며, 제1 도전층(74a)과 전기적으로 연결된다. Next, the body 70 is turned over so that the first side of the body 70 faces upward, and then a second conductive layer 74b is formed on the first side of the body 70. At this time, the second conductive layer 74b is formed along the edge of the through hole 73 formed on the first surface of the body 70, and is electrically connected to the first conductive layer 74a.

제2 도전층(74b)도 제1 도전층(74a)과 마찬가지로 금속 페이스트와 같은 도전성 물질을 도포한 후, 이를 용융 및 경화시켜 형성할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.Like the first conductive layer 74a, the second conductive layer 74b can be formed by applying a conductive material such as metal paste and then melting and curing it. However, it is not limited to this.

이어서, 몸체(70)의 제2면에 전파 렌즈(60)를 부탁하여 안테나 구조체(50)를 완성하고, 완성된 안테나 구조체(50)를 방사부(10)에 실장하여 도 1에 도시된 안테나 장치(100)를 완성한다. Next, the antenna structure 50 is completed by attaching the radio wave lens 60 to the second surface of the body 70, and the completed antenna structure 50 is mounted on the radiating unit 10 to form the antenna shown in FIG. 1. Complete the device 100.

이 과정에서 안테나 구조체(50)의 제2 도전층(74b)은 방사부(10)의 접지 패턴(12)에 접합된다. 또한 안테나 구조체(50)는 방사 패턴(14) 중 적어도 일부가 관통 구멍(73) 내에 배치되도록 방사부(10)에 실장된다. In this process, the second conductive layer 74b of the antenna structure 50 is bonded to the ground pattern 12 of the radiation unit 10. Additionally, the antenna structure 50 is mounted on the radiation unit 10 so that at least a portion of the radiation pattern 14 is disposed within the through hole 73.

한편, 본 실시예에서는 절연층(72a ~ 72d)을 적층하고 도전성 물질(75)을 도포하는 과정을 반복하여 안테나 구조체(50)를 제조하는 경우를 예로 들고 있으나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 각 절연층(72a ~ 72d)에 먼저 도전성 물질(75)을 모두 도포한 후, 절연층들(72a ~ 72d)을 일괄적으로 적층하여 경화시키는 등 다양한 변형이 가능하다. Meanwhile, in this embodiment, the case of manufacturing the antenna structure 50 by repeating the process of stacking the insulating layers 72a to 72d and applying the conductive material 75 is used as an example, but the configuration of the present invention is not limited to this. no. For example, various modifications are possible, such as first applying the conductive material 75 to each of the insulating layers 72a to 72d and then stacking and curing the insulating layers 72a to 72d at once.

이와 같이 구성되는 본 실시예의 안테나 장치 제조 방법은 절연층(72a ~ 72d)을 적층하고 도전성 물질(75)을 도포하는 공정을 통해 안테나 구조체(50)를 제조할 수 있으므로, 제조가 매우 용이하다. 또한 절연층(72a ~ 72d)으로 세라믹 시트를 이용하는 경우, 종래의 적층형 세라믹 부품(예컨대, LTCC, MLCC 등) 제조 장치를 활용할 수 있다는 이점이 있다. The antenna device manufacturing method of this embodiment configured as described above is very easy to manufacture because the antenna structure 50 can be manufactured through a process of stacking the insulating layers 72a to 72d and applying the conductive material 75. Additionally, when ceramic sheets are used as the insulating layers 72a to 72d, there is an advantage that conventional multilayer ceramic component (eg, LTCC, MLCC, etc.) manufacturing equipment can be used.

본 발명은 전술한 실시예 한정되지 않으며, 다양한 변형이 가능하다. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 장치의 단면도로, 도 2와 대응하는 단면을 도시하였다.Figure 5 is a cross-sectional view of an antenna device according to another embodiment of the present invention, showing a cross-section corresponding to Figure 2.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 안테나 장치(200)는 안테나 구조체(50)의 구조에 있어서만 전술한 실시예와 차이를 갖는다. 따라서 방사부(10)에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 차이점을 갖는 안테나 구조체(50)에 대해 보다 상세히 설명한다. Referring to FIG. 5, the antenna device 200 according to this embodiment differs from the above-described embodiment only in the structure of the antenna structure 50. Therefore, detailed description of the radiating unit 10 will be omitted and the antenna structure 50, which has differences, will be described in more detail.

본 실시예의 안테나 구조체(50)는 몸체(70) 내부에 관통 구멍(73)을 구비한다. 관통 구멍(73)은 몸체(70)의 제1면 측으로 갈수록 단면이 작아지는 원뿔 형상으로 형성되는 제1 영역(731)과, 몸체(70)의 제1면과 인접한 위치에서 원통 형상으로 형성되는 제2 영역(732)을 포함한다. The antenna structure 50 of this embodiment has a through hole 73 inside the body 70. The through hole 73 has a first region 731 formed in a cone shape whose cross-section becomes smaller as it moves toward the first surface of the body 70, and a cylindrical shape at a position adjacent to the first surface of the body 70. Includes a second area 732.

제1 영역(731)에서 관통 구멍(73)의 내면은 원뿔의 외주면을 형성하는 경사면으로 구성된다. 또한 제2 영역(732)에서 관통 구멍(73)은 원통 형상을 따라 단면적이 동일하게 형성된다. The inner surface of the through hole 73 in the first area 731 is composed of an inclined surface forming the outer peripheral surface of a cone. Additionally, in the second region 732, the through holes 73 are formed to have the same cross-sectional area along a cylindrical shape.

한편 본 발명의 구성은 이에 한정되지 않으며, 제2 영역(732) 없이 관통 구멍(73) 전체를 제1 영역(731)으로 구성하는 등 다양한 변형이 가능하다.Meanwhile, the configuration of the present invention is not limited to this, and various modifications are possible, such as configuring the entire through hole 73 as the first area 731 without the second area 732.

또한 본 실시예의 몸체(70)는 외부면 전체에 도전층(74)이 형성된다. 이는 제조 방법의 차이에 따라 도출되는 구성이다. Additionally, the body 70 of this embodiment has a conductive layer 74 formed on the entire outer surface. This is a configuration derived from differences in manufacturing methods.

본 실시예의 안테나 구조체(50)는 금형 내에 파우더(예컨대 세라믹 파우더)를 넣고 고압으로 고온 소결하여 몸체(70)를 제조한다. 그리고 제조된 몸체(70)를 도전성 용액에 담그는 디핑(Deeping) 방식을 통해 몸체(70)의 표면에 도전층(74)을 형성한다. 이에 따라 본 실시예에서 도전층(74)은 몸체(70)의 외부면 전체에 배치될 수 있다.The antenna structure 50 of this embodiment is manufactured by placing powder (eg, ceramic powder) in a mold and sintering it at high pressure and temperature. Then, a conductive layer 74 is formed on the surface of the body 70 through a dipping method in which the manufactured body 70 is immersed in a conductive solution. Accordingly, in this embodiment, the conductive layer 74 may be disposed on the entire outer surface of the body 70.

그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 전술한 실시예와 유사하게 인쇄(Printing) 방식이나, 스프레이(Spray) 방식을 관통 구멍(73)의 내면에만 도전층(74)을 배치하는 것도 가능하다. However, the configuration of the present invention is not limited to this, and the conductive layer 74 can be disposed only on the inner surface of the through hole 73 using a printing or spray method similar to the above-described embodiment. do.

또한 본 실시예는 안테나 구조체(50)가 전파 렌즈(도 2의 60)을 포함하지 않는 경우를 예로 들고 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 전파 렌즈를 포함할 수 있다.Additionally, this embodiment takes as an example a case where the antenna structure 50 does not include a radio wave lens (60 in FIG. 2). However, the configuration of the present invention is not limited to this, and may include a radio wave lens as needed.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나 장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 7은 도 6의 II-II′에 따른 단면도이다. FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an antenna device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line II-II′ of FIG. 6 .

도 6 및도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 안테나 장치(300)는 전술한 도 2의 안테나 장치(100)와 유사하게 구성되며, 접속 도체(74c)를 포함하는 구성에서 차이를 갖는다.Referring to FIGS. 6 and 7, the antenna device 300 according to this embodiment is configured similarly to the antenna device 100 of FIG. 2 described above, but has a difference in the configuration including the connection conductor 74c.

본 실시예의 안테나 장치(300)는 제1 도전층(74a)이 관통 구멍(73)의 단차에 의해 이격 배치되며, 이격 배치된 다수의 제1 도전층(74a)은 접속 도체(74c)를 통해 서로 전기적으로 연결된다. In the antenna device 300 of this embodiment, the first conductive layer 74a is spaced apart by the step of the through hole 73, and the plurality of spaced apart first conductive layers 74a are connected through the connection conductor 74c. are electrically connected to each other.

접속 도체들(74c)은 몸체(70)를 구성하는 절연층을 관통하는 형태로 몸체(70) 내에 배치되어 단차에 의해 이격된 두 개의 제1 도전층(74a)을 전기적으로 연결한다. 또한 접속 도체들(74c)은 제1 도전층(74a)과 제2 도전층(74b)도 전기적으로 연결한다.The connection conductors 74c are disposed within the body 70 in a manner that penetrates the insulating layer constituting the body 70 and electrically connect the two first conductive layers 74a spaced apart by a step. Additionally, the connecting conductors 74c electrically connect the first conductive layer 74a and the second conductive layer 74b.

접속 도체들(74c)은 관통 구멍(73)의 둘레를 따라 다수개가 조밀하게 배치될 수 있다. 또한 도면에서는 하나의 열로 접속 도체들(74c)이 배치되나, 필요에 따라 다수의 열로 배치할 수도 있다. A plurality of connecting conductors 74c may be densely arranged along the circumference of the through hole 73. Additionally, in the drawing, the connection conductors 74c are arranged in one row, but may be arranged in multiple rows as needed.

또한 본 실시예의 안테나 장치(300)는 전파 렌즈(60)가 관통 구멍(73) 내에 배치된다. 전파 렌즈(60)는 몸체(70)의 제2면 측에 배치되는 관통 구멍(73) 내에 배치된다. 이와 같이 안테나 장치(300)를 구성하는 경우, 안테나 구조체(50)의 두께를 최소화할 수 있다. Additionally, in the antenna device 300 of this embodiment, the radio wave lens 60 is disposed within the through hole 73. The radio wave lens 60 is disposed within the through hole 73 disposed on the second surface side of the body 70. When the antenna device 300 is configured in this way, the thickness of the antenna structure 50 can be minimized.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. Figure 8 is a cross-sectional view schematically showing an antenna device according to another embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 안테나 장치(400)는 방사부(10)가 안테나 구조체(50)에 일체형으로 결합된다. 따라서 전술한 실시예들처럼 안테나 구조체(50)가 방사부를 포함하는 메인 회로 기판에 실장되지 않고, 방사부(10)를 포함하는 안테나 장치 전체가 메인 회로 기판에 실장된다.Referring to FIG. 8, in the antenna device 400 according to this embodiment, the radiating unit 10 is integrally coupled to the antenna structure 50. Therefore, as in the above-described embodiments, the antenna structure 50 is not mounted on the main circuit board including the radiating portion, but the entire antenna device including the radiating portion 10 is mounted on the main circuit board.

이를 위해 방사부(10)는 하부면에 메인 회로 기판에 접합되는 접속 전극(17)을 포함할 수 있다. 접속 전극(17)은 솔더와 같은 도전성 접착제를 매개로 메인 회로 기판에 접합될 수 있다.To this end, the radiation part 10 may include a connection electrode 17 on its lower surface that is bonded to the main circuit board. The connection electrode 17 may be bonded to the main circuit board through a conductive adhesive such as solder.

또한, 방사부(10)는 접지 패턴(12)이나 방사 패턴(14)을 접속 전극(17)과 연결하는 층간 접속 도체(18)를 포함할 수 있다. 층간 접속 도체(18)는 방사부(10)의 절연 기판(11)을 두께 방향으로 관통하는 형태로 배치된다. Additionally, the radiation portion 10 may include an interlayer connection conductor 18 that connects the ground pattern 12 or the radiation pattern 14 to the connection electrode 17. The interlayer connection conductor 18 is arranged to penetrate the insulating substrate 11 of the radiation portion 10 in the thickness direction.

본 실시예에서 몸체(70)와 방사부(10)의 절연 기판(11)은 동일한 재질로 구성될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다. In this embodiment, the insulating substrate 11 of the body 70 and the radiation portion 10 may be made of the same material. However, it is not limited to this.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다. 또한 전술된 실시예들은 서로 조합되어 실시될 수 있다. Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations are possible without departing from the technical spirit of the present invention as set forth in the claims. This will be self-evident to those with ordinary knowledge in the field. Additionally, the above-described embodiments may be implemented in combination with each other.

10: 방사부
50: 안테나 구조체
60: 전파 렌즈
70: 몸체
74: 도전층10: radiation part
50: antenna structure
60: radio lens
70: body
74: Conductive layer

Claims

It is an antenna structure mounted on a radiating section where a radiation pattern and a ground pattern are formed,
a body with a through hole formed therein;
a first conductive layer formed on the inner surface of the through hole; and
a second conductive layer formed on the first surface of the body and connected to the first conductive layer;
Including,
An antenna structure wherein the radiation pattern is surrounded by the ground pattern, and the ground pattern is electrically connected to the second conductive layer.

The method of claim 1, wherein the through hole is:
An antenna structure whose cross-sectional area becomes smaller toward the first surface.

The method of claim 2, wherein on the inner surface of the through hole,
An antenna structure provided with at least one step.

The method of claim 3, wherein the first conductive layer is:
An antenna structure spaced apart by the step and electrically connected by a plurality of connection conductors disposed within the body.

The method of claim 4, wherein the connecting conductor is:
An antenna structure in which a plurality of antennas are disposed along the circumference of the through hole.

The method of claim 2, wherein the through hole is:
An antenna structure formed in a cone shape.

According to paragraph 2,
An antenna structure further comprising a radio wave lens disposed on a second side of the body.

The method of claim 7, wherein the radio wave lens is
An antenna structure disposed on the second side of the body or disposed within the through hole.

The method of claim 1, wherein the through hole of the body includes,
An antenna structure filled with a material having a dielectric constant different from that of the body.

The method of claim 1, wherein the through hole is:
a first region formed in a cone shape whose cross-sectional area becomes smaller toward the first surface; and
a second area connected to the first area and formed in a cylindrical shape at a position adjacent to the first surface;
An antenna structure containing a.

The method of claim 1, wherein the body is:
An antenna structure formed by stacking ceramic sheets or by sintering ceramic powder.

An antenna structure including a body with a through hole formed therein, a first conductive layer formed on an inner surface of the through hole, and a second conductive layer formed on a first surface of the body and connected to the first conductive layer; and
A radiation portion having a radiation pattern formed on one side;
Includes,
The antenna device is mounted on the radiation unit such that at least a portion of the radiation pattern is disposed within the through hole.

The method of claim 12, wherein the radiating unit,
An antenna device further comprising an insulating protective layer disposed between the radiation pattern and the antenna structure.

The method of claim 12, wherein the radiating unit,
An antenna device further comprising a ground pattern bonded to the second conductive layer.

The method of claim 14, wherein the ground pattern is:
An antenna device arranged to surround the radiation pattern and arranged along the shape of the through hole of the antenna structure.