KR20140059552A - 수평 방사 안테나 장치 및 이를 구비하는 전자기기 - Google Patents

수평 방사 안테나 장치 및 이를 구비하는 전자기기 Download PDF

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KR20140059552A
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Abstract

전자기기 내에 내장되는 수평 방사 안테나 장치에 있어서, 피시비 기판, 피시비 기판에 내장되며 전파를 방사하는 적어도 하나의 메인 안테나 및 피시비 기판의 일측 표면에 배치되며 메인 안테나와 전기적으로 분리되는 그라운드판을 포함하며, 각각의 메인 안테나는 피시비 기판의 두께 방향을 따라 균일하게 연장된 기둥 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

수평 방사 안테나 장치 및 이를 구비하는 전자기기{END FIRE ANTENNA APPARATUS AND ELECTRONIC APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 수평 방사 안테나 장치 및 이를 구비하는 전자기기에 관한 것으로, 기판과 수평 방향으로 전파를 방사하는 수평 방사 안테나 장치 및 이를 구비하는 전자기기에 관한 것이다.
통신 기술의 발달에 따라 다양한 전자기기 분야에서 무선 통신이 가능한 전자기기가 적용되고 있다. 최근 들어, 스마트폰이나 태블릿 컴퓨터의 대중화에 따라, 휴대용 전자기기에서 무선 통신은 필수적인 요소 중 하나로 자리잡고 있다.
휴대용 전자기기에 내장되는 안테나 장치는 휴대용 전자기기의 특성상 안테나의 전파 방사 방향이 피시비 기판과 수직인 수직 방사(Broad side) 안테나 장치보다 안테나의 전파 방사 방향이 피시비 기판과 수평인 수평 방사(End fire) 안테나 장치가 주로 적용된다.
종래 휴대용 전자기기에 내장되는 수평 방사 안테나 장치로는 평면 배열 안테나가 주로 이용되었다. 평면 배열 안테나는 기판과 나란한 방향으로 안테나가 배치된다. 그러나, 평면 배열 안테나는 전자기기 내에 내장시 넓은 안테나 공간이 요구되어 전자기기의 소형화를 저해하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 소형화 설계에 적합한 수평 방사 안테나 장치 및 이를 구비하는 전자기기를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 전자기기 내에 내장되는 수평 방사 안테나 장치로서, 피시비 기판, 상기 피시비 기판에 내장되며 전파를 방사하는 적어도 하나의 메인 안테나 및 상기 피시비 기판의 일측 표면에 배치되며 상기 메인 안테나와 전기적으로 분리되는 그라운드판을 포함하며, 각각의 메인 안테나는 상기 피시비 기판의 두께 방향을 따라 균일하게 연장된 기둥 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 수평 방사 안테나 장치를 제공한다.
각각의 메인 안테나는 원기둥 형상일 수 있다.
각각의 메인 안테나는 상기 피시비 기판의 일측 표면에서부터 상기 피시비 기판의 타측 표면까지 연장될 수 있다.
상기 수평 방사 안테나 장치는 상기 피시비 기판의 타측 표면에 배치되며, 각각의 메인 안테나의 제1 단부와 접촉하는 적어도 하나의 메인 안테나 금속패드를 더 포함할 수 있다.
상기 그라운드판은 상기 메인 안테나와의 전기적 분리를 위한 적어도 하나의 분리홀을 구비할 수 있다.
상기 피시비 기판은 단일 기판이거나 또는 복수의 서브 기판이 상호 적층될 수 있다.
상기 수평 방사 안테나 장치는 상기 피시비 기판에 내장되며 각각의 메인 안테나와 이격 배치되는 적어도 하나의 보조 안테나를 더 포함할 수 있다.
각각의 보조 안테나는 상기 피시비 기판의 두께 방향을 따라 균일하게 연장된 기둥 형상을 가질 수 있다.
각각의 보조 안테나는 상기 피시비 기판의 일측 표면으로부터 상기 피시비 기판의 내측으로 일정 깊이 연장될 수 있다.
상기 수평 방사 안테나 장치는 상기 피시비 기판 내에 배치되며, 각각의 보조 안테나의 제1 단부와 접촉하는 적어도 하나의 보조 안테나 금속패드를 더 포함하며, 각각의 보조 안테나는 상기 그라운드판과 접촉할 수 있다.
상기 수평 방사 안테나 장치는 복수 개의 메인 안테나 및 복수 개의 보조 안테나를 포함하며, 상기 복수 개의 메인 안테나는 상기 피시비 기판의 두께 방향에 수직한 일방향을 따라 일렬로 배열되며, 상기 복수 개의 보조 안테나는 상기 일방향을 따라 일렬로 배열되며, 각각의 메인 안테나 및 각각의 보조 안테나는 서로 마주보게 배치될 수 있다.
상기 수평 방사 안테나 장치는 상기 피시비 기판에 내장되며 각각의 메인 안테나와 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 브랜치 안테나를 더 포함할 수 있다.
각각의 브랜치 안테나는 상기 피시비 기판의 일측 표면에서부터 상기 피시비 기판의 타측 표면까지 균일하게 연장된 기둥 형상일 수 있다.
상기 수평 방사 안테나 장치는 상기 피시비 기판의 타측 표면에 배치되며, 각각의 메인 안테나의 제1 단부와 접촉하는 적어도 하나의 메인 안테나 금속패드를 더 포함하며, 각각의 브랜치 안테나의 제1 단부는 각각의 메인 안테나 금속패드와 접촉하며, 각각의 브랜치 안테나의 제2 단부는 상기 그라운드판과 접촉할 수 있다.
상기 수평 방사 안테나 장치는 상기 피시비 기판에 내장되며 각각의 메인 안테나와 이격 배치되는 적어도 하나의 리플렉터를 더 포함할 수 있다.
각각의 리플렉터는 상기 피시비 기판의 두께 방향을 따라 균일하게 연장된 기둥 형상을 가질 수 있다.
각각의 리플렉터는 상기 피시비 기판의 일측 표면에서부터 상기 피시비 기판의 타측 표면까지 연장될 수 있다.
상기 수평 방사 안테나 장치는 상기 피시비 기판의 타측 표면에 배치되며, 각각의 리플렉터의 제1 단부와 접촉하는 적어도 하나의 리플렉터 금속패드를 더 포함하며, 각각의 리플렉터의 제2 단부는 상기 그라운드판과 접촉할 수 있다.
상기 수평 방사 안테나 장치는 복수 개의 리플렉터를 포함하며, 상기 복수 개의 리플렉터는 상기 피시비 기판의 두께 방향에 수직한 상기 피시비 기판의 일방향을 따라 일렬로 배열될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 전술한 수평 방사 안테나 장치를 포함하는 전자기기를 또한 제공한다.
이상과 같은 본 발명의 다양한 실시예들에 따라, 소형화 설계에 적합한 수평 방사 안테나 장치 및 이를 구비하는 전자기기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기가 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1의 전자기기 내에 구비되는 제1 실시예에 따른 수평 방사 안테나 장치가 도시된 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2의 수평 방사 안테나 장치가 도시된 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수평 방사 안테나 장치가 도시된 개략적인 단면도이다.
도 5는 도 4의 수평 방사 안테나 장치가 도시된 개략적인 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 수평 방사 안테나 장치가 도시된 개략적인 단면도이다.
도 7은 도 6의 수평 방사 안테나 장치가 도시된 개략적인 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 수평 방사 안테나 장치가 도시된 개략적인 단면도이다.
도 9는 도 8의 수평 방사 안테나 장치가 도시된 개략적인 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 수평 방사 안테나 장치가 도시된 개략적인 단면도이다.
도 11은 도 10의 수평 방사 안테나 장치가 도시된 개략적인 평면도이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 여기서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
이하에서 설명되는 전자기기는 무선 통신이 가능한 다양한 기기가 될 수 있다. 예를 들어, 전자기기는 텔레비젼 등의 디스플레이 장치, 카메라, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰 등 다양한 기기가 될 수 있다. 본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같은 스마트폰을 전자기기의 예를 들어 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기가 도시된 사시도이다.
도 1을 참조하면, 전자기기(10)는 수평 방사 안테나 장치(100)를 포함한다.
수평 방사 안테나 장치(100)는 전자기기(10) 내부에 내장되며, 피시비 기판(110; 도 3에 도시)과 나란한 방향으로 전파를 방사하여 전자기기(10)와 나란한 방향으로 전파를 방사할 수 있다. 본 실시예에 따른 수평 방사 안테나 장치(100)는 전자기기(10) 내에 소형으로 제작되어 내장될 수 있으며, 이를 통해 전자기기(10)의 소형화를 구현할 수 있다. 이하, 수평 방사 안테나 장치(100)에 대해서는 하기 도면들을 통해 자세히 설명한다.
도 2는 도 1의 전자기기 내에 구비되는 제1 실시예에 따른 수평 방사 안테나 장치가 도시된 개략적인 단면도이며, 도 3은 도 2의 수평 방사 안테나 장치가 도시된 개략적인 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 수평 방사 안테나 장치(100)는 피시비 기판(110), 메인 안테나(120), 그라운드판(130), 메인 안테나 금속패드(140), 보조 안테나(150), 및 보조 안테나 금속패드(160)를 포함한다.
피시비 기판(110)은 복수의 서브 기판들(112, 113, 114, 115)이 적층되어 형성된다. 본 실시예에서는 제1 서브 기판(112), 제2 서브 기판(113), 제3 서브 기판(114), 및 제4 서브 기판(115)이 순차적으로 적층된 것으로 한정하여 설명한다. 이에 한정되는 것은 아니며 피시비 기판이 단일 기판으로 구비되는 것도 가능함은 물론이다.
메인 안테나(120)는 무선통신을 위해 전파를 방사하는 방사소자로서, 피시비 기판(110)에 내장된다. 메인 안테나(120)는 피시비 기판(110)의 두께 방향(Y 방향)을 따라 균일하게 연장된다. 구체적으로, 메인 안테나(120)는 피시비 기판(110)의 상측 표면(115a)에서부터 하측 표면(112a)까지 연장된다. 즉, 메인 안테나(120)의 제1 단부(122)는 피시비 기판(110)의 상측 표면(115a)에 배치되며, 메인 안테나(120)의 제2 단부(124)는 피시비 기판(110)의 하측 표면(112a)에 배치된다.
이에 한정되는 것은 아니며 메인 안테나는 피시비 기판 내에 내장되는 경우라면 피시비 기판의 제1 서브 기판에서 제2 서브 기판까지 연장되거나 제1 서브 기판에서 제3 서브 기판까지 연장되는 등 기타 다른 형태로 내장되는 것도 가능함은 물론이다. 또한, 메인 안테나는 피시비 기판을 관통하여 돌출된 형태로 연장되는 것도 가능하다. 즉, 메인 안테나(120)의 높이(h1)는 설계에 따라 적절히 변경 가능하다.
이에 따라, 메인 안테나(120)는 피시비 기판(110)의 두께 방향(Y 방향)에서 동일한 두께(t1)를 갖는 기둥 형상을 갖는다. 본 실시예에서 메인 안테나(120)는 원기둥 형상이며, 이에 한정되는 것은 아니며 타원 기둥이나 사각 기둥 등 다른 형상인 것도 가능함은 물론이다.
메인 안테나(120)는 일반적인 비아 공정을 통해 형성된다. 즉, 메인 안테나(120)는 제1 서브 기판(112), 제2 서브 기판(113), 제3 서브 기판(114), 및 제4 서브 기판(115)에 형성된 비아 홀 내에 도전성 물질이 채워지는 것으로서 형성된다.
메인 안테나(120)는 피시비 기판(110) 내에서 피시비 기판(110)의 두께 방향(Y 방향)으로 형성되므로, 피시비 기판(110)의 길이 방향(X 방향)으로 연장되는 평면 배열 안테나에 비해 피시비 기판(110)의 전체 길이를 줄일 수 있다. 이를 통해, 수평 방사 안테나 장치(100)는 장치의 크기를 소형화시킬 수 있다.
그라운드판(130)은 피시비 기판(110)의 하측 표면(112a)에 배치된다. 메인 안테나(120)와 같이, 그라운드판(130)은 도전성 물질로 이루어진다. 그라운드판(130)은 메인 안테나(120)와의 사이에 전압차가 발생할 수 있게 메인 안테나(120)와 전기적으로 분리된다. 이를 위해 그라운드판(130)에는 분리홀(132)이 구비된다. 분리홀(132)은 메인 안테나(120)와 그라운드판(130)이 서로 접촉되지 않도록 메인 안테나(120)의 제2 단부(124) 아래 영역에 메인 안테나(120)의 두께(t1)보다 넓은 두께를 갖도록 형성된다.
메인 안테나 금속패드(140)는 피시비 기판(110)의 상측 표면(115a)에 배치되며, 메인 안테나(120)의 제1 단부(122)와 접촉한다. 메인 안테나 금속패드(140)는 메인 안테나(120)로 전력이 공급될 수 있게 그라운드판(130)과 함께 각각 급전유닛(미도시)과 연결된다.
메인 안테나 금속패드(140)는 또한 수평 방사 안테나 장치(100)의 커패시턴스를 크게 한다. 메인 안테나 금속 패드(140)의 커패시턴스는 자신의 면적에 비례하므로, 메인 안테나 금속패드(140)는 주파수를 고려하여 적절한 크기로 설계된다. 수평 방사 안테나 장치(100)의 커패시턴스가 커지면, 수평 방사 안테나 장치(100)는 메인 안테나(120)의 높이(h1)를 상대적으로 줄일 수 있다. 이를 통해 수평 방사 안테나 장치(100)는 피시비 기판(110)의 전체 두께를 줄일 수 있어 장치의 소형화를 이룰 수 있다.
보조 안테나(150)는 피시비 기판(110)에 내장되며 피시비 기판(110)의 길이 방향(X 방향)을 따라 메인 안테나(120)와 이격되게 메인 안테나(120)의 앞에 배치된다. 이를 통해, 메인 안테나(120)는 전파 방사시 대부분의 전파가 보조 안테나(150) 방향으로 방사될 수 있다.
보조 안테나(150)는 피시비 기판(110)의 하측 표면(112a)으로부터 피시비 기판(110)의 내측으로 일정 깊이로 피시비 기판(110)의 두께 방향(Y 방향)을 따라 균일하게 연장된다. 구체적으로, 보조 안테나(150)의 제1 단부(152)는 제3 서브 기판(114)의 상측 표면(114a)에 배치되며, 보조 안테나(150)의 제2 단부(154)는 피시비 기판(110)의 하측 표면(112a)에 배치된다. 여기서, 보조 안테나(150)의 높이(h2) 또한 앞선 메인 안테나(120)와 같이 설계에 따라 적절히 변경 가능함은 물론이다.
보조 안테나(150)는 제2 단부(154)가 그라운드판(130)과 접촉된다. 보조 안테나(150)는 무급전 안테나이므로 그라운드판(130)과의 비접촉이 필수적으로 요구되지 않기 때문이다. 때문에, 그라운드판(130)은 메인 안테나(120)와 달리 보조 안테나(150)의 제2 단부(154) 아래 영역에 분리홀이 구비되지 않아도 된다.
보조 안테나(150)는 메인 안테나(120)와 같이 기둥 형상을 가지며, 본 실시예에서는 원기둥 형상을 갖는 것으로 한정하여 설명한다. 이에 한정되는 것은 아니며 보조 안테나 또한 타원 기둥이나 사각 기둥 등 다른 형상을 가질 수 있음은 물론이다. 그리고, 보조 안테나(150)는 메인 안테나(120)와 같이 비아 공정을 통해 형성된다.
보조 안테나 금속패드(160)는 피시비 기판(110) 내에 배치되며, 보조 안테나(150)의 제1 단부(152)와 접촉한다. 구체적으로, 보조 안테나 금속패드(160)는 제3 서브 기판(114)과 제4 서브 기판(115) 사이에 배치된다.
보조 안테나 금속패드(160)는 메인 안테나 금속패드(140)와 달리 급전유닛(미도시)과 연결되지 않고, 보조 안테나(150)의 커패시턴스를 크게 하는 기능만을 갖는다. 이를 통해 수평 방사 안테나 장치(100)는 보조 안테나(160)의 높이(h2)를 줄일 수 있어 피시비 기판(110)의 전체 두께를 줄여 장치의 소형화를 이룰 수 있다.
이하, 수평 방사 안테나 장치(100)의 동작을 살펴 보면 다음과 같다.
수평 방사 안테나 장치(100)는 급전유닛(미도시)로부터 메인 안테나(120)로 전력이 공급되면, 메인 안테나(120)의 전파 방사가 이루어진다. 여기서, 전파는 피시비 기판(110)의 길이 방향(X 방향)으로 대부분 방사된다. 즉, 전파는 보조 안테나(150)를 향해 대부분 방사된다. 보조 안테나(150)는 메인 안테나(120)의 전파 방사를 통해 전자기장이 발생되면 방사된 전파를 증폭한다.
이에 따라, 수평 방사 안테나 장치(100)는 피시비 기판(110)의 길이 방향(X 방향) 중 일방향(도면에서 오른쪽 방향)으로 대부분의 전파를 방사함과 아울러 방사된 전파를 증폭시킬 수 있어 전파의 방사 효율을 높일 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수평 방사 안테나 장치가 도시된 개략적인 단면도이며, 도 5는 도 4의 수평 방사 안테나 장치가 도시된 개략적인 평면도이다.
본 실시예에서 앞선 제1 실시예와 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고 그에 대한 설명은 생략한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 수평 방사 안테나 장치(200)는 피시비 기판(110), 메인 안테나(220a, 220b, 200c, 220d), 그라운드판(130), 메인 안테나 금속패드(240a, 240b, 240c, 240d), 보조 안테나(250a, 250b, 250c, 250d), 및 보조 안테나 금속패드(260a, 260b, 260c, 260d)를 포함한다.
메인 안테나(220a, 220b, 220c, 220d)는 복수 개가 구비된다. 본 실시예에서는 제1 메인 안테나(220a), 제2 메인 안테나(220b), 제3 메인 안테나(220c), 및 제4 메인 안테나(220d), 즉, 네 개의 메인 안테나가 구비된 것으로 한정하여 설명한다. 이에 한정되는 것은 아니며, 메인 안테나의 개수는 설계에 따라 적절히 변경 가능하다.
제1 내지 제4 메인 안테나(220a 내지 220d)는 피시비 기판(110)의 길이 방향(X 방향)을 따라 일렬로 배열된다. 이에 한정되는 것은 아니며 제1 내지 제4 메인 안테나(220a 내지 220d)는 피시비 기판(110)의 폭 방향(Z 방향)을 따라 일렬로 배열되는 것도 가능하다. 즉, 제1 내지 제4 메인 안테나(220a 내지 220d)는 피시비 기판(110)의 두께 방향(Y 방향)에 수직한 어느 하나의 방향을 따라 일렬로 배열될 수 있다.
그라운드판(130)은 제1 메인 안테나(220a), 제2 메인 안테나(220b), 제3 메인 안테나(220c), 및 제4 메인 안테나(220d)와 각각 전기적으로 분리되도록 네 개의 분리홀(132)을 구비한다.
메인 안테나 금속패드(240a, 240b, 240c, 240d)는 각각의 메인 안테나(220a, 220b, 220c, 220d)와 대응되게 복수 개가 구비된다. 본 실시예에서는 제1 메인 안테나 금속패드(240a), 제2 메인 안테나 금속패드(240b), 제3 메인 안테나 금속패드(240c), 및 제4 메인 안테나 금속패드(240d), 즉, 네 개의 메인 안테나 금속패드가 구비된 것으로 한정하여 설명한다.
보조 안테나(250a, 250b, 250c, 250d)는 복수 개가 구비된다. 본 실시예에서는 제1 보조 안테나(250a), 제2 보조 안테나(250b), 제3 보조 안테나(250c), 및 제4 보조 안테나(250d), 즉, 네 개의 보조 안테나가 구비된 것으로 한정하여 설명한다. 이에 한정되는 것은 아니며, 보조 안테나의 개수는 설계에 따라 적절히 변경 가능하다.
제1 내지 제4 보조 안테나(250a 내지 250d)는 피시비 기판(110)의 길이 방향(X 방향)을 따라 일렬로 배열된다. 이에 한정되는 것은 아니며 제1 내지 제4 보조 안테나(250a 내지 250d)는 피시비 기판(110)의 폭 방향(Z 방향)을 따라 일렬로 배열되는 것도 가능하다. 즉, 제1 내지 제4 보조 안테나(250a 내지 250d)는 피시비 기판(110)의 두께 방향(Y 방향)에 수직한 방향을 따라 일렬로 배열될 수 있다.
제1 내지 제4 보조 안테나(250a 내지 250d)는 제1 내지 제4 메인 안테나(220a 내지 220d)와 마주보게 배치된다. 구체적으로, 제1 보조 안테나(250a)는 제1 메인 안테나(220a)와 마주보게 배치되며, 제2 보조 안테나(250b)는 제2 메인 안테나(220b)와 마주보게 배치되며, 제3 보조 안테나(250c)는 제3 메인 안테나(220c)와 마주보게 배치되며, 제4 보조 안테나(250d)는 제4 메인 안테나(220d)와 마주보게 배치된다.
보조 안테나 금속패드(260a, 260b, 260c, 260d)는 각각의 보조 안테나(260a, 260b, 260c, 260d)와 대응되게 복수 개가 구비된다. 본 실시예에서는 제1 보조 안테나 금속패드(260a), 제2 보조 안테나 금속패드(260b), 제3 보조 안테나 금속패드(260c), 및 제4 보조 안테나 금속패드(260d), 즉, 네 개의 보조 안테나 금속패드가 구비된 것으로 한정하여 설명한다.
수평 방사 안테나 장치(200)는 메인 안테나(220a, 220b, 220c, 220d)와 보조 안테나(250a, 250b, 250c, 250d)가 복수 개가 구비되어 배열 안테나를 이루므로, 단일의 안테나에 비해 안테나의 전파 방사 효율이 증대될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 수평 방사 안테나 장치가 도시된 개략적인 단면도이며, 도 7은 도 6의 수평 방사 안테나 장치가 도시된 개략적인 평면도이다.
본 실시예에서 앞선 실시예들과 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고 그에 대한 설명은 생략한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 수평 방사 안테나 장치(300)는 피시비 기판(110), 메인 안테나(120), 그라운드판(130), 메인 안테나 금속패드(140), 보조 안테나(150), 보조 안테나 금속패드(160), 및 브랜치 안테나(370)를 포함한다.
브랜치 안테나(370)는 피시비 기판(110)에 내장되며 피시비 기판(110)의 두께 방향(Y 방향)을 따라 균일하게 연장된 기둥 형상을 갖는다. 구체적으로, 브랜치 안테나(370)는 피시비 기판(110)의 상측 표면(115a)에서부터 하측 표면(112a)까지 연장된다. 즉, 브랜치 안테나(370)의 제1 단부(372)는 피시비 기판(110)의 상측 표면(115a)에 배치되며, 브랜치 안테나(370)의 제2 단부(374)는 피시비 기판(110)의 하측 표면(112a)에 배치된다.
이에 따라, 브랜치 안테나(370)는 피시비 기판(110)의 두께 방향(Y 방향)에서 동일한 두께(t3)를 갖는 기둥 형상을 갖는다. 여기서, 브랜치 안테나(370)는 앞선 메인 안테나(120) 및 보조 안테나(150)와 같이 원기둥 형상을 갖고 비아 공정을 통해 형성된 것으로 한정하여 설명한다.
브랜치 안테나(370)는 메인 안테나(120)와 전기적으로 연결되며 메인 안테나(120)의 높이(h1)를 실질적으로 연장한다. 브랜치 안테나(370)는 메인 안테나(120)와의 전기적 연결을 위해 브랜치 안테나(370)의 제1 단부(372)가 메인 안테나 금속패드(140)와 접촉한다. 한편, 브랜치 안테나(370)의 제2 단부(374)는 그라운드판(130)과 접촉한다. 여기서, 브랜치 안테나(370)의 제2 단부(374)는 그라운드판(130)과 접촉되지 않아도 무방하나, 브랜치 안테나(370)의 높이(h3)를 최대한 확보하기 위해서는 그라운드판(130)과 접촉되는 것이 바람직하다.
일반적으로, 안테나 장치에서 메인 안테나의 높이가 높아지면 전파의 방사가 증대된다. 그러나, 단순히 메인 안테나의 높이가 커지는 경우, 안테나 장치는 안테나의 높이가 커진 만큼 피시비 기판의 두께 방향에서 추가적인 공간이 요구된다.
본 실시예에 따른 수평 방사 안테나 장치(300)는 브랜치 안테나(370)로 인해 피시비 기판(110)의 두께 방향(Y 방향)으로의 추가적인 공간의 확보 없이도 메인 안테나(120)의 높이(h1)를 연장할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 수평 방사 안테나 장치(300)는 브랜치 안테나(370)로 인해 메인 안테나(120)의 높이가 브랜치 안테나(370)의 높이(h3)만큼 실질적으로 증대시킬 수 있다. 이에 따라, 수평 방사 안테나 장치(300)는 장치의 소형화를 도모하면서 전파 방사 효율을 증대시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 수평 방사 안테나 장치가 도시된 개략적인 단면도이며, 도 9는 도 8의 수평 방사 안테나 장치가 도시된 개략적인 평면도이다.
본 실시예에서 앞선 실시예들과 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고 그에 대한 설명은 생략한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 수평 방사 안테나 장치(400)는 피시비 기판(110), 메인 안테나(120), 그라운드판(130), 메인 안테나 금속패드(140), 보조 안테나(150), 보조 안테나 금속패드(160), 리플렉터(480), 및 리플렉터 금속패드(490)를 포함한다.
리플렉터(480)는 전파를 반사하기 위한 것으로, 피시비 기판(110)에 내장된다. 리플렉터(480)는 메인 안테나(120)와 이격 배치되며, 메인 안테나(120)를 사이에 두고 보조 안테나(150)의 반대 편에 배치된다.
리플렉터(480)는 메인 안테나(120) 및 보조 안테나(130)와 같이 피시비 기판(110)의 두께 방향(Y 방향)을 따라 균일하게 연장된다. 구체적으로, 리플렉터(480)는 피시비 기판(110)의 상측 표면(115a)에서부터 하측 표면(112a)까지 연장된다. 즉, 리플렉터(480)의 제1 단부(482)는 피시비 기판(110)의 상측 표면(115a)에 배치되며, 리플렉터(480)의 제2 단부(484)는 피시비 기판(110)의 하측 표면(112a)에 배치되어 그라운드판(130)과 접촉한다.
이에 한정되는 것은 아니며 리플렉터(480)의 높이(h4)는 앞선 메인 안테나(120)와 같이 설계에 따라 적절히 변경 가능하다. 또한, 리플렉터(480)는 앞선 메인 안테나(120) 및 보조 안테나(130)와 같이 피시비 기판(110)의 두께 방향(Y 방향)에서 동일한 두께(t4)를 갖는 기둥 형상을 갖는다. 본 실시예에서 리플렉터(480)는 앞선 메인 안테나(120) 및 보조 안테나(130)와 같이 원기둥 형상인 것으로 설명한다. 그리고, 본 실시예에서 리플렉터(480)는 앞선 메인 안테나(120) 및 보조 안테나(130)와 같이 비아 공정을 통해 형성된다.
리플렉터(480)는 복수 개가 구비된다. 본 실시예에서는 제1 리플렉터(480a), 제2 리플렉터(480b), 및 제3 리플렉터(480c), 즉, 세 개의 리플렉터가 구비된 것으로 한정하여 설명한다. 이에 한정되는 것은 아니며, 리플렉터의 개수는 설계에 따라 적절히 변경 가능하다.
제1 내지 제3 리플렉터(480a 내지 480c)는 피시비 기판(110)의 폭 방향(Z 방향)을 따라 일렬로 배열된다. 이에 한정되는 것은 아니며 제1 내지 제3 리플렉터(480a 내지 480c)의 배치는 전파 반사에 적정하다면 다르게 배치될 수도 있다.
리플렉터 금속패드(490)는 앞선 보조 안테나 금속패드(160)와 같이 리플렉터(480)의 커패시턴스를 크게 하는 것으로, 피시비 기판(110)의 상측 표면(115a)에 배치되며 리플렉터(480)의 제1 단부(122)와 접촉한다.
그리고, 리플렉터 금속패드(490)는 복수 개의 리플렉터(480a, 480b, 480c)에 대응되게 복수 개가 구비된다. 본 실시예에서는 제1 내지 제3 리플렉터(480a 내지 480c)에 대응되게 제1 내지 제3 리플렉터 금속패드(490a 내지 490c)가 구비된다. 이에 따라, 제1 내지 제3 리플렉터 금속패드(490a 내지 490c) 또한 피시비 기판(110)의 폭 방향(Z 방향)을 따라 일렬로 배열된다.
메인 안테나(120)는 전파 방사시 대부분의 전파가 보조 안테나(150) 쪽(X 방향)으로 방사된다. 그러나, 일부 전파는 리플렉터(480) 쪽(-X 방향)으로 방사될 수 있다. 이때, 리플렉터(480)는 리플렉터(480) 쪽(-X 방향)으로 방사된 전파를 보조 안테나(150) 쪽(X 방향)으로 반사시킨다. 이를 통해, 수평 방사 안테나 장치(400)는 리플렉터(480) 쪽(-X 방향)으로 방사된 일부 전파를 보조 안테나(150) 쪽(X 방향)으로 보낼 수 있어 전파 방사 효율을 증대시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 수평 방사 안테나 장치가 도시된 개략적인 단면도이며, 도 11은 도 10의 수평 방사 안테나 장치가 도시된 개략적인 평면도이다.
본 실시예에서 앞선 실시예들과 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고 그에 대한 설명은 생략한다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 수평 방사 안테나 장치(500)는 피시비 기판(110), 메인 안테나(120), 그라운드판(130), 메인 안테나 금속패드(140), 보조 안테나(150), 보조 안테나 금속패드(160), 브랜치 안테나(370), 리플렉터(480), 및 리플렉터 금속패드(490)를 포함한다.
수평 방사 안테나 장치(500)는 제4 실시예에서의 수평 방사 안테나 장치(400)와 비교하여 브랜치 안테나(370)를 더 포함한다. 따라서, 수평 방사 안테나 장치(500)는 메인 안테나(120)의 높이가 브랜치 안테나(370)의 높이(h3)만큼 실질적으로 증대되므로, 장치의 소형화를 도모하면서 전파 방사 효율을 더욱 증대시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.
100: 수평 방사 안테나 장치 110: 피시비 기판
120: 메인 안테나 130: 그라운드판
140: 메인 안테나 금속패드 150: 보조 안테나
160: 보조 안테나 금속패드 370: 브랜치 안테나
480: 리플렉터 490: 리플렉터 금속패드

Claims (20)

  1. 전자기기 내에 내장되는 수평 방사 안테나 장치에 있어서,
    피시비 기판;
    상기 피시비 기판에 내장되며 전파를 방사하는 적어도 하나의 메인 안테나; 및
    상기 피시비 기판의 일측 표면에 배치되며 상기 메인 안테나와 전기적으로 분리되는 그라운드판;을 포함하며,
    각각의 메인 안테나는 상기 피시비 기판의 두께 방향을 따라 균일하게 연장된 기둥 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 수평 방사 안테나 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    각각의 메인 안테나는 원기둥 형상인 것을 특징으로 하는 수평 방사 안테나 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    각각의 메인 안테나는 상기 피시비 기판의 일측 표면에서부터 상기 피시비 기판의 타측 표면까지 연장되는 것을 특징으로 하는 수평 방사 안테나 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 피시비 기판의 타측 표면에 배치되며, 각각의 메인 안테나의 제1 단부와 접촉하는 적어도 하나의 메인 안테나 금속패드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 방사 안테나 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 그라운드판은 상기 메인 안테나와의 전기적 분리를 위한 적어도 하나의 분리홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 수평 방사 안테나 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 피시비 기판은 단일 기판이거나 또는 복수의 서브 기판이 상호 적층된 것을 특징으로 하는 수평 방사 안테나 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 피시비 기판에 내장되며 각각의 메인 안테나와 이격 배치되는 적어도 하나의 보조 안테나;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 방사 안테나 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    각각의 보조 안테나는 상기 피시비 기판의 두께 방향을 따라 균일하게 연장된 기둥 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 수평 방사 안테나 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    각각의 보조 안테나는 상기 피시비 기판의 일측 표면으로부터 상기 피시비 기판의 내측으로 일정 깊이 연장된 것을 특징으로 하는 수평 방사 안테나 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 피시비 기판 내에 배치되며, 각각의 보조 안테나의 제1 단부와 접촉하는 적어도 하나의 보조 안테나 금속패드;를 더 포함하며,
    각각의 보조 안테나는 상기 그라운드판과 접촉하는 것을 특징으로 하는 수평 방사 안테나 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 수평 방사 안테나 장치는 복수 개의 메인 안테나 및 복수 개의 보조 안테나를 포함하며,
    상기 복수 개의 메인 안테나는 상기 피시비 기판의 두께 방향에 수직한 일방향을 따라 일렬로 배열되며,
    상기 복수 개의 보조 안테나는 상기 일방향을 따라 일렬로 배열되며,
    각각의 메인 안테나 및 각각의 보조 안테나는 서로 마주보게 배치되는 것을 특징으로 하는 수평 방사 안테나 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 피시비 기판에 내장되며 각각의 메인 안테나와 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 브랜치 안테나;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 방사 안테나 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    각각의 브랜치 안테나는 상기 피시비 기판의 일측 표면에서부터 상기 피시비 기판의 타측 표면까지 균일하게 연장된 기둥 형상인 것을 특징으로 하는 수평 방사 안테나 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 피시비 기판의 타측 표면에 배치되며, 각각의 메인 안테나의 제1 단부와 접촉하는 적어도 하나의 메인 안테나 금속패드;를 더 포함하며,
    각각의 브랜치 안테나의 제1 단부는 각각의 메인 안테나 금속패드와 접촉하며, 각각의 브랜치 안테나의 제2 단부는 상기 그라운드판과 접촉하는 것을 특징으로 하는 수평 방사 안테나 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 피시비 기판에 내장되며 각각의 메인 안테나와 이격 배치되는 적어도 하나의 리플렉터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 방사 안테나 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    각각의 리플렉터는 상기 피시비 기판의 두께 방향을 따라 균일하게 연장된 기둥 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 수평 방사 안테나 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    각각의 리플렉터는 상기 피시비 기판의 일측 표면에서부터 상기 피시비 기판의 타측 표면까지 연장되는 것을 특징으로 하는 수평 방사 안테나 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 피시비 기판의 타측 표면에 배치되며, 각각의 리플렉터의 제1 단부와 접촉하는 적어도 하나의 리플렉터 금속패드;를 더 포함하며,
    각각의 리플렉터의 제2 단부는 상기 그라운드판과 접촉하는 것을 특징으로 하는 수평 방사 안테나 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 수평 방사 안테나 장치는 복수 개의 리플렉터를 포함하며,
    상기 복수 개의 리플렉터는 상기 피시비 기판의 두께 방향에 수직한 상기 피시비 기판의 일방향을 따라 일렬로 배열되는 것을 특징으로 하는 수평 방사 안테나 장치.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 수평 방사 안테나 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
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