KR20160132649A - 안테나 장치 및 그를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

안테나 장치 및 그를 포함하는 전자 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20160132649A
KR20160132649A KR1020150065459A KR20150065459A KR20160132649A KR 20160132649 A KR20160132649 A KR 20160132649A KR 1020150065459 A KR1020150065459 A KR 1020150065459A KR 20150065459 A KR20150065459 A KR 20150065459A KR 20160132649 A KR20160132649 A KR 20160132649A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
conductors
module
radiation
high frequency
radiating
Prior art date
Application number
KR1020150065459A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102333559B1 (ko
Inventor
홍원빈
백광현
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020150065459A priority Critical patent/KR102333559B1/ko
Priority to PCT/KR2016/004649 priority patent/WO2016182252A1/en
Priority to EP16792898.5A priority patent/EP3295513B1/en
Priority to CN201680027756.2A priority patent/CN107646156B/zh
Priority to US15/146,370 priority patent/US10490879B2/en
Publication of KR20160132649A publication Critical patent/KR20160132649A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102333559B1 publication Critical patent/KR102333559B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2291Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles used in bluetooth or WI-FI devices of Wireless Local Area Networks [WLAN]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2283Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles mounted in or on the surface of a semiconductor substrate as a chip-type antenna or integrated with other components into an IC package
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/005Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0602Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using antenna switching
    • H04B7/0608Antenna selection according to transmission parameters
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2223/00Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
    • H01L2223/58Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for
    • H01L2223/64Impedance arrangements
    • H01L2223/66High-frequency adaptations
    • H01L2223/6661High-frequency adaptations for passive devices
    • H01L2223/6677High-frequency adaptations for passive devices for antenna, e.g. antenna included within housing of semiconductor device
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/02Arrangements for de-icing; Arrangements for drying-out ; Arrangements for cooling; Arrangements for preventing corrosion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치 및 그를 포함하는 전자 장치는, 복수의 제1 방사 도체들과, 고주파 회로 칩(radio frequency intetrated chip; RFIC)이 통합된 고주파 모듈(radio frequency module); 및 상기 제1 방사 도체들 중 일부에 각각 상응하는 제2 방사 도체들과, 베이스 밴드 회로 칩(baseband integrated chip; BBIC)이 통합된 베이스 밴드 모듈을 포함할 수 있으며, 상기 고주파 모듈은 케이블을 통해, 또는, 상기 베이스 밴드 모듈에 마주보게 결합함으로써 상기 베이스 밴드 모듈에 전기적으로 접속할 수 있다. 상기와 같은 안테나 장치 및 그를 구비하는 전자 장치는 실시예에 따라 다양하게 구현될 수 있다.

Description

안테나 장치 및 그를 포함하는 전자 장치 {ANTENNA DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명의 다양한 실시예는 전자 장치에 관한 것으로서, 예컨대, 무선 신호를 송수신하기 위한 안테나 장치 및 그를 구비하는 전자 장치에 관한 것이다.
무선 통신 기술은 상용화된 이동통신망 접속뿐만 아니라, 최근에는 와이파이(Wi-Fi) 기술로 대표되는 근거리 무선통신(wireless local area network; w-LAN), 블루투스(Bluthooth), 근접무선통신(near field communication; NFC) 등 다양한 방식으로 구현되고 있다. 이동통신 서비스는 음성 통화 중심의 1세대 이동통신 서비스로부터 시작되어, 초고속, 대용량 서비스(예: 고화질 동영상 스트리밍 서비스)로 점차 진화하고 있으며, 와이기그(WiGig) 등을 포함하는 향후에 상용화될 차세대 이동통신 서비스는 수십 GHz 이상의 초고주파수 대역을 통해 제공될 것으로 전망된다.
근거리 무선통신이나 블루투스 등의 통신 규격이 활성화하면서, 전자 기기, 예컨대, 이동통신 단말기는 서로 다른 다양한 주파수 대역에서 동작하는 안테나 장치를 탑재하게 되었다. 예컨대, 4세대 이동통신 서비스는 700MHz, 1.8GHz, 2.1GHz 등의 주파수 대역에서, 와이파이는 규약에 따라 다소 차이는 있으나, 2.4GHz, 5GHz의 주파수 대역에서, 블루투스는 2.45GHz의 주파수 대역에서 운용되고 있다.
상용화된 무선통신망에서 안정된 품질의 서비스를 제공하기 위해서, 안테나 장치의 높은 이득(gain)과 광범위한 방사 영역(beam coverage)을 만족해야 한다. 차세대 이동통신 서비스는 수십 GHz 이상(예를 들면, 30~300GHz 범위의 주파수 대역이며, 공진주파수 파장의 길이가 대략 1~10mm 범위)의 초고주파수 대역을 통해 제공될 것인 바, 이전에 상용화된 이동통신 서비스에서 사용된 안테나 장치보다 더 높은 성능이 요구될 수 있다.
수십 GHz 이상의 대역(이하, '밀리미터파(mmWave) 통신')에서 사용되는 안테나 장치의 공진주파수 파장은 1~10mm에 불과하고, 방사체의 크기는 더 작아질 수 있다. 또한, 통신회로와 방사체 사이에서 발생하는 전송 손실을 억제하기 위해, 밀리미터파 통신에 사용되는 안테나 장치는 송수신회로부가 탑재된 고주파 회로 칩(Radio Frequency Integrated circuit chip: RFIC)과 방사체를 서로 인접하게 배치하여 고주파 모듈(radio frequency module; RF 모듈)을 구현할 수 있다. 고주파 모듈은 무선 신호의 송수신 및 무선 신호와 디지털 신호 변환을 수행하며, 고주파 모듈에 연결된 베이스 밴드 모듈(baseband moduel; BB 모듈) 또는 디지털 모듈은 송수신되는 데이터의 처리를 수행할 수 있다.
현재 통용되고 있는 통신 방식에서는 이러한 고주파 모듈과 베이스 밴드 모듈이 하나로 통합된(적층된) 통합 모듈들이 활용될 수 있다. 반면에 밀리미터파 통신 방식에서는, 방사체가 배치된 고주파 모듈을 베이스 밴드 모듈과 결합한 통합 모듈을 구성할 경우, 직진성이 강한 무선 신호의 감쇄가 커질 수 있다. 예컨대, 베이스 밴드 모듈이 무선 신호의 송수신에 장애가 될 수 있다.
또한, 3G, 4G, 와이파이, 블루투스 등의 통신 방식과 비교할 때, 밀리미터파 통신 방식에서 사용되는 고주파 모듈, 예를 들면, 고주파 회로 칩의 발열이 상당하기 때문에, 통합 모듈을 구현함에 있어, 방열 구조가 요구될 수 있다. 텔레비젼 등의 가전 제품에서는 이러한 방열 구조를 가진 통합 모듈을 설치할 수 있는 공간의 확보가 가능할 것이나, 이동통신 단말기와 같이, 소형화된 전자 장치에서는 밀리미터파 통신 방식에서 사용되는 통합 모듈을 탑재할 수 있는 공간 확보가 어려울 수 있다.
따라서 본 발명의 다양한 실시예는, 밀리미터파 통신 방식에 사용되는 고주파 모듈과 베이스 밴드 모듈을 통합하면서도 소형화된 안테나 장치 및 그를 포함하는 전자 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예는, 별도의 방열 부재 등을 설치하지 않더라도 방열 성능을 확보함으로써 안정된 동작을 수행할 수 있는 안테나 장치 및 그를 포함하는 전자 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예는, 전자 장치의 설치 공간을 고려하여, 별도의 설계 변경을 하지 않더라도 고주파 모듈과 베이스 밴드 모듈의 분리와 통합을 선택적으로 구현할 수 있는 안테나 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치 및 그를 포함하는 전자 장치는, 복수의 제1 방사 도체들과, 고주파 회로 칩(radio frequency intetrated chip; RFIC)이 통합된 고주파 모듈(radio frequency module); 및 상기 제1 방사 도체들 중 일부에 각각 상응하는 제2 방사 도체들과, 베이스 밴드 회로 칩(baseband integrated chip; BBIC)이 통합된 베이스 밴드 모듈을 포함할 수 있으며, 상기 고주파 모듈은 케이블을 통해, 또는, 상기 베이스 밴드 모듈에 마주보게 결합함으로써 상기 베이스 밴드 모듈에 전기적으로 접속할 수 있다.
상기 고주파 모듈이 상기 베이스 밴드 모듈에 마주보게 결합한 상태에서, 상기 제1 방사 도체들 중 일부는 납땜 부재로 제공되어 각각에 상응하는 상기 제2 방사 도체로 급전을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치는, 밀리미터파 통신 방식에 사용되는 고주파 모듈과 베이스 밴드 모듈을 통합하면서도 고주파 모듈이나 베이스 밴드 모듈에 배치되는 비아 홀들(예: 급전용 비아 홀 또는 접지용 비아 홀)을 이용하여 방열 성능을 향상시킬 수 있다. 예컨대, 별도의 방열 구조를 설치할 필요가 없으므로, 안테나 장치를 소형화할 수 있으며, 이동통신 단말기와 같은 소형화된 전자 장치에 탑재하기 용이할 수 있다. 또한, 고주파 모듈과 베이스 밴드 모듈 자체로서 방열 성능이 개선되어 장시간 사용하더라도 안테나 장치가 안정적으로 동작할 수 있다. 더욱이, 고주파 모듈이 베이스 밴드 모듈에 통합하여 발생할 수 있는 방사 성능의 왜곡을 베이스 밴드 모듈에 배치된 방사 도체를 통해 보상함으로써 안정된 방사 성능을 확보할 수 있으며, 전자 장치의 설치 공간에 따라 고주파 모듈을 베이스 밴드 모듈과는 독립적으로 또는 통합하여 설치할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치는 별도의 설계 변경을 하지 않더라도 방사 성능을 유지하면서 전자 장치의 공간에 적합한 설치 구조를 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 안테나 장치를 나타내는 단면 구조도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 안테나 장치의 방사 도체 설치 구조를 예시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 안테나 장치를 나타내는 단면 구조도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 안테나 장치의 방사 도체 설치 구조를 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 안테나 장치를 나타내는 단면 구조도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 안테나 장치를 나타내는 단면 구조도이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치를 포함하는 전자 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치를 포함하는 전자 장치를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치를 포함하는 전자 장치의 다른 예를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나" 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 발명에서 사용된 "제1", "제2", "첫째" 또는 "둘째"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 발명에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된, 구비된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 발명에서 정의된 용어일지라도 본 발명의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 발명에서 전자 장치는 안테나 장치를 구비하는 임의의 장치일 수 있으며, 전자 장치는 단말, 휴대 단말, 이동 단말, 통신 단말, 휴대용 통신 단말, 휴대용 이동 단말, 디스플레이 장치 등으로 칭할 수 있다.
예를 들어, 전자 장치는 스마트폰, 휴대폰, 내비게이션 장치, 게임기, TV, 차량용 헤드 유닛, 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿(Tablet) 컴퓨터, PMP(Personal Media Player), PDA(Personal Digital Assistants) 등일 수 있다. 전자 장치는 무선 통신 기능을 갖는 포켓 사이즈의 휴대용 통신 단말로서 구현될 수도 있다. 또한, 전자 장치는 플렉서블 장치 또는 플렉서블 디스플레이 장치일 수 있다.
전자 장치는 서버 등의 외부 전자 장치와 통신하거나, 외부 전자 장치와의 연동을 통해 작업을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 카메라에 의해 촬영된 영상 및/또는 센서부에 의해 검출된 위치 정보를 네트워크를 통해 서버로 전송할 수 있다. 네트워크는, 이에 한정되지 않지만, 이동 또는 셀룰러 통신망, 근거리 통신망(Local Area Network: LAN), 무선 근거리 통신망(Wireless Local Area Network: WLAN), 광역 통신망(Wide Area Network: WAN), 인터넷, 소지역 통신망(Small Area Network: SAN) 등일 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 안테나 장치를 나타내는 단면 구조도이다. 도 2는 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따른 안테나 장치의 방사 도체 설치 구조를 예시하는 도면이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 상기 안테나 장치(100)는, 고주파 모듈(101)과 베이스 밴드 모듈(102)을 결합하여 통합 모듈을 구성한 예로서, 상기 고주파 모듈(101)은 상기 베이스 밴드 모듈(102)에 적층된 상태로 결합할 수 있다.
상기 고주파 모듈(101)은 제1의 회로 기판(111) 일면에 고주파 회로 칩(113)이 장착되며, 일면 및/또는 타면에 각각 제1 방사 도체(115a)들이 배열될 수 있다. 상기와 같은 고주파 회로 칩(113)과 제1 방사 도체(115a)들의 배열은 상기 고주파 회로 칩(113)과 제1 방사 도체(115a) 사이의 전송 손실을 방지할 수 있는 구조로서, 상기 고주파 모듈에 탑재된 제1 방사 도체들은 높은 성능이 요구되는 밀리미터파 통신 방식에 활용될 수 있다. 예컨대, 상기 고주파 모듈(101)은 수 mm 이내의 두께와, 90㎟ 이내의 면적을 가질 수 있다.
상기 고주파 회로 칩(113)은, 예를 들면, 트랜시버(transceiver), PAM(power amp module), 주파수 필터(frequency filter), LNA(low noise amplifier) 등을 포함할 수 있으며, 디지털 신호(예: 베이스 밴드 신호)를 아날로그 신호(예: 고주파 신호)로 변환하여 상기 제1 방사 도체(115a)로 공급하고, 아날로그 신호(예: 고주파 신호)를 디지털 신호(예: 베이스 밴드 신호)로 변환하여 상기 베이스 밴드 모듈(102)로 제공할 수 있다.
상기 제1 방사 도체(115a)는 상기 제1 회로 기판(111)의 일면 및/또는 타면에 배열되어 수직 방사(broadside radiation)를 형성할 수 있다. 후술하겠지만, 상기 제1 회로 기판(111)에는 또 다른 제1 방사 도체(115b; 도 3, 도 4 등에 도시됨)들이 배치되어 수평 방사(endfire radiation)를 형성할 수 있다. 이와 같이, 상기 제1 회로 기판(111)에 배치된 상기 제1 방사 도체(115a, 115b)들이 그 구조와 위치에 따라 각각 수직 방사와 수평 방사를 형성함으로써, 상기 안테나 장치(100)는 전방향 특성을 가질 수 있다.
상기 제1 회로 기판(111)의 일면, 예를 들어, 상기 고주파 모듈(101)을 상기 베이스 밴드 모듈(102)에 적층했을 때 상기 베이스 밴드 모듈(102)과 마주보는 면에 배치되는 제1 방사 도체(115a)들은 그라운드 영역으로 둘러싸인 상태로 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 회로 기판(111)의 일면에는 도전층(119a)이 형성되어 그라운드를 제공할 수 있다. 상기 도전층(119a)에는 슬롯(119b)들이 형성될 수 있는데, 상기 제1 방사 도체(115a)들은 각각 상기 슬롯(119b)들 중 하나에 배치됨으로써 그라운드 영역에 둘러싸인 상태로 배치될 수 있다. 여기서, 상기 도전층(119a)이 제공하는 그라운드 영역과 상기 제1 방사 도체(115a) 사이의 간격은, GSG 간격(ground-signal-ground pitch)보다 작을 수 있다.
상기 제1 방사 도체(115a)들은 각각 급전용 비아 홀(이하; '제1 비아 홀')(117a)을 통해, 또는, 도시되지 않은 인쇄회로 패턴을 통해 상기 고주파 회로 칩(113)으로부터 급전을 제공받을 수 있다. 상기 제1 방사 도체(115a)로 제공되는 급전 신호의 전송 손실을 억제하기 위해, 상기 제1 비아 홀(117a)의 주위에는 복수의 접지용 비아 홀(이하, '제2 비아 홀')(117c)들이 배치될 수 있다. 상기 제2 비아 홀(117c)들은 일단이 상기 도전층(119a)에 연결될 수 있다. 상기 제2 비아 홀(117c)들의 수와 배치 위치는 상기 안테나 장치(100)의 요구 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 상기 제2 비아 홀(117c)들은, 짝수로 구성된다면 상기 제1 비아 홀(117a)을 중심으로 대칭으로 배열될 수 있으며, 홀수로 구성된다면, 상기 제1 비아 홀(117a)의 주위에서 원주 방향을 따라 등각도 간격으로 배치될 수 있다.
상기 베이스 밴드 모듈(102)은 밀리미터파 통신 방식을 위한 모듈, 예를 들면, 와이기그 모듈(WiGig module)을 포함할 수 있으며, 상기 고주파 모듈(101)을 통해 송수신되는 데이터 처리를 위한 프로세서, 예컨대, 베이스 밴드 회로 칩(baseband integrated chip)(123)을 구비할 수 있다. 상기 베이스 밴드 모듈(102)은 수 mm 이내의 두께와, 120㎟ 이내의 면적을 가진 제2 회로 기판(121)에 구현될 수 있다. 상기 베이스 밴드 회로 칩(123)은 상기 제2 회로 기판(121)에 장착되며, 일면 또는 타면에 제2의 방사 도체(125a)들이 배열될 수 있다.
상기 제2 방사 도체(125a)들은 각각 상기 제1 방사 도체(115a)들 중 일부와 상응하게 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 고주파 모듈(101)을 상기 베이스 밴드 모듈(102)에 적층했을 때, 상기 베이스 밴드 모듈(102)에 대면하게 배치된 일부의 제1 방사 도체(115a)들(예: 도 1에서 제1 회로 기판(111)의 하면에 배치된 제1 방사 도체(115a)들)로부터 형성된 수직 방사가 상기 베이스 밴드 모듈(102)에 의해 감쇄될 수 있다. 상기 베이스 밴드 모듈(102)의 간섭에 의해 성능이 저하되는 일부의 상기 제1 방사 도체(115a)들은 상기 제2 방사 도체(125a)들 중 하나에 각각 연결되어 상기 제2 방사 도체(125a)들로 급전을 제공할 수 있다. 예컨대, 상기 고주파 모듈(101)을 상기 베이스 밴드 모듈(102)에 적층, 통합함에 있어, 상기 제1 방사 도체(115a)들 중 일부는 상기 고주파 모듈(101)을 상기 베이스 밴드 모듈(102)에 결합하기 위한 납땜 패드로 활용될 수 있으며, 상기 제1 방사 도체(115a)로 제공된 급전 신호를 상기 제2 방사 도체(125a)로 전달될 수 있다. 상기 제2 방사 도체(들)(125a)는, 냅땜 패드로 활용된 상기 제1 방사 도체(115a)들을 통해 급전을 제공받아 수직 방사를 형성할 수 있다. 이로써 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치(100)는 상기 고주파 모듈(101)과 베이스 밴드 모듈(102)을 통합하면서도 밀리미터파 통신 방식에서 방사 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
상기 베이스 밴드 모듈(102)은 상기 제2 방사 도체(125a)로 급전 신호를 전달하기 위한 급전용 비아 홀(127a)과, 상기 급전용 비아 홀의 주위에 배치되는 접지용 비아 홀(미도시)을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 납땜 패드로 활용된 상기 제1 방사 도체(115a)는 상기 제2 회로 기판(121)에 형성된 상기 급전용 비아 홀(127a)을 통해 상기 제2 방사 도체(125a)로 급전 신호를 전달하며, 상기 급전용 비아 홀(127a)의 주위에 접지용 비아 홀을 배치하여 급전 신호의 전송 손실을 억제할 수 있다. 상기 제2 방사 도체(125a)들의 배치와 비아 홀들을 통해 급전 및 접지를 제공하는 구조는, 도 2 등을 통해 살펴본 상기 제1 방사 도체(115a)들의 배치 구조 등과 유사하게 구현될 수 있다. 예컨대, 상기 제2 회로 기판(121)의 하면에 도전층과 슬롯을 형성하고, 슬롯 내에 상기 제2 방사 도체(125a)들이 배치될 수 있다. 상기 제1, 제2 회로 기판(111, 121) 각각에 형성된 도전층은 상기 급전용 비아 홀(127a) 주위에 배열된 접지용 비아 홀 또는 상기 베이스 밴드 모듈(102)에 형성된 다른 접지용 비아 홀(127b)들을 통해 서로 연결될 수 있다. 또한, 상기 도전층(119a) 외에 추가의 접지를 제공하는 영역이 상기 고주파 모듈(101)과 베이스 밴드 모듈(102)에 각각 제공된다면, 이를 서로 연결하는 추가의 접지용 비아 홀(예: 비아 홀(117b))들이 제공될 수 있다.
상기와 같이 고주파 모듈(101)과 베이스 밴드 모듈(102)을 결합함에 있어, 다수의 솔더 볼(131)들이 활용될 수 있다. 예컨대, 냅땜 패드로 활용되는 상기 제1 방사 도체(115a)와 상기 제2 방사 도체(125a)에 연결된 급전용 비아 홀(127a)이 상기 솔더 볼(131)들 중 하나를 통해 연결될 수 있다. 상기 고주파 모듈(101)과 베이스 밴드 모듈(102) 각각의 그라운드 영역을 연결하는 추가의 접지용 비아 홀(117b, 127b)들이 서로 대응하게 배치된다면, 이러한 접지용 비아 홀(117b, 127b)들 사이에도 상기 솔더 볼(131)들 중 하나가 각각 배치되어 상기 고주파 모듈(101)과 베이스 밴드 모듈(102)을 결합하면서 전기적인 연결 구조를 제공할 수 있다.
안테나 장치의 구조에서, 고주파 모듈, 예컨대, 고주파 회로 칩으로부터 상대적으로 더 많은 열이 발생할 수 있다. 연속되는 송수신 동작에서, 고주파 모듈에서 발생하는 열은 무선 신호의 송수신 성능을 저하시킬 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치(100)는, 상기 제1, 제2 비아 홀(117a, 117c)들을 통해 또한, 상술한 접지용 비아 홀(117b, 127b)들 등을 통해 상기 고주파 모듈(101)로부터 발생한 열을 확산시킬 수 있다. 예컨대, 상기 고주파 모듈(101)에서 발생된 열이 상기 고주파 회로 칩(113) 등에 집중하는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 상기 안테나 장치(100)에 별도의 방열 구조를 배치하지 않더라도, 상기 고주파 모듈(101)은 안정된 작동 성능을 유지할 수 있다.
또한, 별도의 방열 구조를 배치할 필요가 없으므로, 상기 고주파 모듈(101)과 베이스 밴드 모듈(102)을 통합하면서도 소형화가 용이할 수 있다. 따라서 가전 제품과 같은 대형 전자 장치뿐만 아니라, 이동통신 단말기와 같은 소형화된 전자 장치에도 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치(100)의 탑재가 용이할 수 있다. 더욱이, 상기 베이스 밴드 모듈(102)에 통합하지 않은 상태에서는 상기 고주파 모듈(101)이 설계된 방사 성능을 발휘할 수 있으므로, 전자 장치 내의 설치 환경에 적합하게 상기 고주파 모듈(101)과 베이스 밴드 모듈(102)을 분리 상태로 또는 통합 모듈 형태로 배치할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 안테나 장치(100a)를 나타내는 단면 구조도이다. 도 4는 본 발명의 다양한 실시예 중 다른 하나에 따른 안테나 장치(100a)의 방사 도체 설치 구조를 예시하는 도면이다.
상술한 실시예는 고주파 모듈에 탑재된 제1 방사 도체들이 수직 방사를 형성하는 안테나 장치의 예를 개시하고 있다. 본 실시예는 고주파 모듈에 탑재된 제1 방사 도체들이 수평 방사를 형성하는 안테나 장치의 예를 개시하게 될 것이다. 하지만, 본 발명이 이러한 실시예들에 한정되지 않음에 유의한다. 예컨대, 선행 실시예의 안테나 장치에 개시된 제1 방사 도체들과 본 실시예의 안테나 장치에 개시된 제1 방사 도체들이 하나의 고주파 모듈에 탑재될 수 있다. 실제로 본 출원인이 설계, 제작하는 안테나 장치, 예컨대, 밀리미터파 통신 방식을 위한 안테나 장치에서, 고주파 모듈에 배치되는 제1 방사 도체들 중 일부는 수직 방사를, 다른 일부는 수평 방사를 각각 형성함으로써, 전방향 특성을 구현할 수 있다.
이하의 다양한 실시예를 각각 설명함에 있어, 선행 실시예를 통해 용이하게 이해할 수 있는 구성에 대해서는 도면의 참조번호를 동일하게 부여하거나 생략하고, 그 상세한 설명 또한 생략될 수 있음에 유의한다.
도 3과 도 4를 참조하면, 상기 안테나 장치(100a)는, 고주파 모듈(101)과 베이스 밴드 모듈(102)을 포함할 수 있다. 상기 고주파 모듈(101)은 상기 베이스 밴드 모듈(102)과 분리된 상태로 설치 가능하며, 도 3에서는 상기 베이스 밴드 모듈(102)에 적층된 상태로 통합된 모습이 도시되어 있다.
상기 고주파 모듈(101)은 제1 회로 기판(111)의 내부로 또는 부분적으로 외부에 노출되는 제1 방사 도체(115b)들을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 제1 방사 도체(115b)들은 상기 제1 회로 기판(111)의 측면으로 노출되게 또는 측면에 평행한 상태로 상기 제1 회로 기판(111)의 내부에 배치될 수 있다.
상기 제1 회로 기판(111)은 다수의 층(layer)들(111a)과, 도체(c)들과, 비아 홀(v)들을 포함할 수 있다. 상기 도체(c)들은, 각각의 상기 층(111a)들의 일면과 타면 중 적어도 하나에 배치될 수 있으며, 상기 비아 홀(v)들을 통해 서로 다른 층(111a)에 각각 배치된 상기 도체(c)들이 서로 연결될 수 있다. 예컨대, 상기 비아 홀(v)들은 상기 층(111a)들을 각각 관통하게 형성되어 서로 다른 면에 배치된 상기 도체(c)들을 연결하여 격자 구조(mesh grid structure)를 형성할 수 있다. 상기 제1 방사 도체(115b)들 중 적어도 하나는 격자 구조를 이루는 상기 도체(c)들과 비아 홀(v)들로 구현될 수 있다. 상기 제1 방사 도체(115b)는 상기 제1 회로 기판(111)에 형성된 인쇄회로 패턴들을 통해 고주파 회로 칩(113)으로부터 급전 신호를 제공받아 수평 방사(endfire radiation)를 형성할 수 있다.
선행 실시예와 유사하게 상기 안테나 장치(100a)는 상기 제1 회로 기판(111)의 일면 및/또는 타면에 배치되는 다른 제1 방사 도체(115a)들을 포함할 수 있다. 상기 제1 회로 기판(111)의 일면 및/또는 타면에 배치되는 제1 방사 도체(115a)들은 상기 고주파 회로 칩(113)으로부터 급전을 제공받아 수직 방사를 형성할 수 있다. 이와 같이, 상기 고주파 모듈(101)은, 수직 방사를 형성하는 제1 방사 도체(115a)들과, 수평 방사를 형성하는 제2 방사 도체(115b)들의 조합을 통해 전방향 특성을 가진 방사 패턴을 형성할 수 있다.
상기 베이스 밴드 모듈(102)은 측면, 예컨대, 제2 회로 기판(121)의 측면에, 또는 측면에 평행하게 배치된 제2 방사 도체(125b)들을 포함할 수 있다. 상기 제2 방사 도체(125b)들은 상기 제1 방사 도체(115b)들 중 일부에 상응하게 배치될 수 있다. 상기 제2 방사 도체(125b)들 중 적어도 하나는 도 4에 도시된 격자 구조로 이루어질 수 있다. 상기 고주파 모듈(101)이 상기 베이스 밴드 모듈(102)과 분리된 상태로 설치된다면, 상기 고주파 모듈(101)은 그 자체로서 전방향 특성을 가진 방사 패턴을 형성할 수 있다. 상기 고주파 모듈(101)이 상기 베이스 밴드 모듈(102)에 적층된 상태로 설치되면, 상기 제2 방사 도체(125b)들은 상기 제1 방사 도체(115b)들 중 하나에 각각 연결될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 회로 기판(111)의 하면에는 상기 제1 방사 도체(115b)에 연결된 납땜 패드(115c)가 제공될 수 있으며, 상기 제2 방사 도체(125)들은 솔더 볼(131)과 상기 납땜 패드(115c)를 통해 각각 상기 제1 방사 도체(115b)들 중 하나에 연결될 수 있다. 상기 제2 방사 도체(125b)로 연결되면, 상기 제1 방사 도체(115b)(들)은 상기 고주파 회로 칩(113)으로부터 제공된 급전 신호를 상기 납땜 패드(115c)와 솔더 볼(131)을 통해 상기 제2 방사 도체(125b)로 전달할 수 있다. 상기 제2 방사 도체(125b)는 상기 제1 방사 도체(115b) 등을 통해 급전 신호를 제공받아, 수평 방사를 형성할 수 있다.
상기 베이스 밴드 모듈(102)은, 앞서 언급한 바와 같이, 상기 고주파 모듈(101)보다 더 큰 면적을 가질 수 있다. 따라서 상기 고주파 모듈(101)이 상기 베이스 밴드 모듈(102)에 적층된 상태에서, 상기 제1 방사 도체(115b)들의 하측에서 적어도 부분적으로 상기 베이스 밴드 모듈(102), 예컨대, 상기 제2 회로 기판(121)이 상기 제1 방사 도체(115b)들의 수평 방사를 왜곡할 수 있다. 여기서, 상기 제2 방사 도체(125b)가 형성하는 수평 방사는, 상기 베이스 밴드 모듈(102)에 의해 왜곡된 상기 제1 방사 도체(115b)들의 수평 방사를 보상함으로써, 상기 안테나 장치(100a)는 상기 고주파 모듈(101)의 설계 사양에 부합하는 방사 성능을 확보할 수 있다.
본 실시예에서 구체적으로 언급하지는 않았으나, 상기 안테나 장치(100a) 또한 급전용 또는 접지용 비아 홀들을 포함할 수 있으며, 이러한 비아 홀들을 통해 상기 고주파 회로 칩(113)의 방열 구조를 제공할 수 있다. 따라서 별도의 방열 구조를 설치할 필요가 없어, 소형화가 용이할 수 있다.
상술한 실시예의 안테나 장치(100, 100a)는, 밀리미터파 통신 방식(예: 와이기그(WiGig))에서도 고주파 모듈과 베이스 밴드 모듈의 통합을 가능하게 하면서, 소형화가 용이한 구조를 가질 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치는, 밀리미터파 통신 방식이나 와이파이 통신에 활용될 수 있다. 예컨대, 상술한 제2 방사 도체들 중 하나를 통해 와이파이 통신에 활용되는 공진 주파수에 부합하게 구성함으로써, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치는 밀리미터파 통신 방식과 와이파이 통신 방식 등에 동시에 활용될 수 있다. 이러한 구조에 대하여 도 5를 참조하여 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 안테나 장치(100b)를 나타내는 단면 구조도이다.
도 5를 참조하면, 상기 안테나 장치(100b)의 제2 방사 도체(125a, 125c)들 중 하나(이하, '제3 방사 도체(125c)')가 다른 제2 방사 도체(들)보다 더 긴 전기적인 길이를 가질 수 있다. 예컨대, 상기 제3 방사 도체(125c)는 제2 회로 기판(121)의 한 면에서 솔더 볼(131)과 납땜 패드(115c)를 통해 제1 방사 도체(115b)로 연결될 수 있으며, 상기 제2 회로 기판(121)의 측면을 가로질러 상기 제2 회로 기판(121)의 다른 면으로 연장된 구조를 가질 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정될 필요는 없다. 제1 방사 도체(115a, 115b)들과는 다른 공진 주파수를 형성하는 전기적인 길이와 방사 성능을 확보할 수 있다면, 상기 제2 회로 기판(121) 상에서 상기 제3 방사 도체(125c)의 위치와 형상 등은 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 방사 도체(115a, 115b)들이 밀리미터파 통신을 위한 공진 주파수를 형성한다면, 상기 제3 방사 도체(125c)는 와이파이 통신을 위한 공진 주파수를 형성할 수 있다.
상기 제3 방사 도체(125c)는 상기 제1 방사 도체(115b) 등을 통해 급전을 제공받더라도 전기적 길이에 따라 다른 주파수 대역에서 공진 주파수를 형성할 수 있다. 상기 제3 방사 도체(125c)가 상기 제1 방사 도체(115b)와는 다른 주파수 대역에서 공진 주파수를 형성한다면, 상기 안테나 장치(100b)는 상기 제3 방사 도체(125c)의 안정된 동작을 위한 임피던스 매칭 회로 등을 더 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 하나에 따른 안테나 장치(100c)를 나타내는 단면 구조도이다.
본 실시예에 따른 안테나 장치(100c)는 베이스 밴드 모듈(102)의 제2 회로 기판(121)에 수직 방사를 형성하기 위한 제2 방사 도체(125a)(들)와, 수평 방사를 형성하기 위한 또 다른 제2 방사 도체(125b)(들)가 배치된 구조를 가질 수 있다. 수평 방사를 형성하기 위한 상기 제2 방사 도체(125b)(들)의 일단은, 고주파 모듈(101)이 베이스 밴드 모듈(102)에 적층된 상태에서, 고주파 회로 칩(113)에 인접하게 위치할 수 있다. 예컨대, 상기 제2 방사 도체(125b)는 비아 홀들의 조합 또는 상술한 격자 구조로 이루어질 수 있으며, 상기 고주파 회로 칩(113)에 인접하게 위치함으로써, 상기 고주파 회로 칩(113)으로부터 발생된 열을 전달, 확산시킬 수 있다.
수평 방사를 형성하는 상기 제2 방사 도체(125b)(들)는 제1, 제2 회로 기판(111, 121)에 각각 형성된 급전용 비아 홀(117a, 127a)이나 인쇄회로 패턴 등을 통해 상기 고주파 회로 칩(113)으로부터 직접 급전을 제공받을 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 수직 방사를 형성하는 제2 방사 도체(들)는 납땜 패드 또는 납땜 패드로 활용되는 제1 방사 도체(115a) 등을 통해 급전을 제공받을 수도 있다.
이와 같이 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치(100, 100a, 100b, 100c)는, 고주파 모듈(101)을 베이스 밴드 모듈(102)에 통합하더라도, 고주파 모듈(101)에 배치된 방사 도체(115a, 115b)들의 성능 왜곡을 베이스 밴드 모듈(102)에 배치된 방사 도체(125a, 125b)들을 통해 보상할 수 있다. 또한, 고주파 모듈(101)과 베이스 밴드 모듈(102)에 형성된 비아 홀이나 격자 구조의 방사 도체들은 고주파 회로 칩(113)으로부터 발생하는 열을 방출함으로써, 상기 안테나 장치(100, 100a, 100b, 100c)는 안정된 동작 성능을 유지할 수 있다. 더욱이, 별도의 방열 구조를 배치할 필요가 없어 소형화가 용이하므로, 전자 장치의 소형화, 슬림화에 기여할 수 있다. 또한, 베이스 밴드 모듈(102)에 고주파 모듈(101)을 통합하지 않고, 고주파 모듈(101)을 전자 장치 내에 설치가 가능하여, 별도의 설계 변경 없이도 전자 장치 내의 공간 배치에 부합하게 설치할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치를 포함하는 전자 장치(20)의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7을 참조하면, 전자 장치(20)는 하나 이상의 프로세서(예: AP(application processor))(21), 통신 모듈(22), 가입자 식별 모듈(22g), 메모리(23), 센서 모듈(24), 입력 장치(25), 디스플레이(26), 인터페이스(27), 오디오 모듈(28), 카메라 모듈(29a), 전력 관리 모듈(29d), 배터리(29e), 인디케이터(29b), 및 모터(29c)를 포함할 수 있다.
프로세서(21)는, 예를 들면, 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서(21)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(21)는, 예를 들면, SoC(system on chip) 로 구현될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 프로세서(21)는 GPU(graphic processing unit) 및/또는 이미지 신호 프로세서(image signal processor)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(21)는 도 7에 도시된 구성요소들 중 적어도 일부(예: 셀룰러 모듈(22a))를 포함할 수도 있다. 프로세서(21) 는 다른 구성요소들(예: 비휘발성 메모리) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드(load)하여 처리하고, 다양한 데이터를 비휘발성 메모리에 저장(store)할 수 있다.
통신 모듈(22)은, 예를 들면, 셀룰러 모듈(22a), WiFi 모듈(22b), 블루투스 모듈(22c), GNSS 모듈(22d)(예: GPS 모듈, Glonass 모듈, Beidou 모듈, 또는 Galileo 모듈), NFC 모듈(22e) 및 RF(radio frequency) 모듈(22f)를 포함할 수 있다. 상술한 베이스 밴드 모듈(102)은 상기에서 나열한 셀룰러 모듈(22a) 등의 일부 또는 전체일 수 있으며, 또한, 와이기그(WiGig) 모듈을 포함할 수 있다.
셀룰러 모듈(22a)은, 예를 들면, 통신망을 통해서 음성 통화, 영상 통화, 문자 서비스, 또는 인터넷 서비스 등을 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(22a)은 가입자 식별 모듈(예: SIM 카드)(22g)을 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(20)의 구별 및 인증을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(22a)은 프로세서(21)가 제공할 수 있는 기능 중 적어도 일부 기능을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(22a)은 커뮤니케이션 프로세서(CP: communication processor)를 포함할 수 있다.
WiFi 모듈(22b), 블루투스 모듈(22c), GNSS 모듈(22d) 또는 NFC 모듈(22e) 각각은, 예를 들면, 해당하는 모듈을 통해서 송수신되는 데이터를 처리하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(22a), WiFi 모듈(22b), 블루투스 모듈(22c), GNSS 모듈(22d) 또는 NFC 모듈(22e) 중 적어도 일부(예: 두 개 이상)는 하나의 integrated chip(IC) 또는 IC 패키지 내에 포함될 수 있다.
RF 모듈(22f)은, 상술한 고주파 모듈(101)의 일부 또는 전체를 구성할 수 있으며, 예를 들면, 통신 신호(예: RF 신호)를 송수신할 수 있다. RF 모듈(22f)은, 예를 들면, 트랜시버(transceiver), PAM(power amp module), 주파수 필터(frequency filter), LNA(low noise amplifier), 또는 안테나(예: 상술한 제1, 제2 방사 도체(115a, 115b, 125a, 125b)) 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(22a), WiFi 모듈(22b), 블루투스 모듈(22c), GNSS 모듈(22d) 또는 NFC 모듈(22e) 중 적어도 하나는 별개의 RF 모듈을 통하여 RF 신호를 송수신할 수 있다.
가입자 식별 모듈(22g)은, 예를 들면, 가입자 식별 모듈을 포함하는 카드 및/또는 내장 SIM(embedded SIM)을 포함할 수 있으며, 고유한 식별 정보(예: ICCID(integrated circuit card identifier)) 또는 가입자 정보(예: IMSI(international mobile subscriber identity))를 포함할 수 있다.
메모리(23)는, 예를 들면, 내장 메모리(23a) 또는 외장 메모리(23b)를 포함할 수 있다. 내장 메모리(23a)는, 예를 들면, 휘발성 메모리(예: DRAM(dynamic RAM), SRAM(static RAM), 또는 SDRAM(synchronous dynamic RAM) 등), 비휘발성 메모리(non-volatile Memory)(예: OTPROM(one time programmable ROM), PROM(programmable ROM), EPROM(erasable and programmable ROM), EEPROM(electrically erasable and programmable ROM), mask ROM, flash ROM, 플래시 메모리(예: NAND flash 또는 NOR flash 등), 하드 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive(SSD)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
외장 메모리(23b)는 플래시 드라이브(flash drive), 예를 들면, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD(micro secure digital), Mini-SD(mini secure digital), xD(extreme digital), MMC(multi-media card) 또는 메모리 스틱(memory stick) 등을 더 포함할 수 있다. 외장 메모리(23b)는 다양한 인터페이스를 통하여 전자 장치(20)와 기능적으로 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다.
센서 모듈(24)은, 예를 들면, 물리량을 계측하거나 전자 장치(20)의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 센서 모듈(24)은, 예를 들면, 제스처 센서(24a), 자이로 센서(24b), 기압 센서(24c), 마그네틱 센서(24d), 가속도 센서(24e), 그립 센서(24f), 근접 센서(24g), 컬러(color) 센서(24h)(예: RGB(red, green, blue) 센서), 생체 센서(24i), 온/습도 센서(24j), 조도 센서(24k), 또는 UV(ultra violet) 센서(24l) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively), 센서 모듈(24)은, 예를 들면, 후각 센서(E-nose sensor), EMG 센서(electromyography sensor), EEG 센서(electroencephalogram sensor), ECG 센서(electrocardiogram sensor), IR(infrared) 센서, 홍채 센서 및/또는 지문 센서를 포함할 수 있다. 센서 모듈(24)은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(20)는 프로세서(21)의 일부로서 또는 별도로, 센서 모듈(24)을 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하여, 프로세서(21)가 슬립(sleep) 상태에 있는 동안, 센서 모듈(24)을 제어할 수 있다.
입력 장치(25)는, 예를 들면, 터치 패널(touch panel)(25a), (디지털) 펜 센서(pen sensor)(25b), 키(key)(25c), 또는 초음파(ultrasonic) 입력 장치(25d)를 포함할 수 있다. 터치 패널(25a)은, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용할 수 있다. 또한, 터치 패널(25a)은 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 터치 패널(25a)은 택타일 레이어(tactile layer)를 더 포함하여, 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다.
(디지털) 펜 센서(25b)는, 예를 들면, 터치 패널의 일부이거나, 별도의 인식용 쉬트(sheet)를 포함할 수 있다. 키(25c)는, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키, 또는 키패드를 포함할 수 있다. 초음파 입력 장치(25d)는 마이크(예: 마이크(28d))를 통해, 입력 도구에서 발생된 초음파를 감지하여, 상기 감지된 초음파에 대응하는 데이터를 확인할 수 있다.
디스플레이(26)는 패널(26a), 홀로그램 장치(26b), 또는 프로젝터(26c)를 포함할 수 있다. 패널(26a)은, 예를 들면, 유연하게(flexible), 투명하게(transparent), 또는 착용할 수 있게(wearable) 구현될 수 있다. 패널(26a)은 터치 패널(25a)과 하나의 모듈로 구성될 수도 있다. 홀로그램 장치(26b)는 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 프로젝터(26c)는 스크린에 빛을 투사하여 영상을 표시할 수 있다. 스크린은, 예를 들면, 전자 장치(20)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 디스플레이(26)는 패널(26a), 홀로그램 장치(26b), 또는 프로젝터(26c)를 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다.
인터페이스(27)는, 예를 들면, HDMI(high-definition multimedia interface)(27a), USB(universal serial bus)(27b), 광 인터페이스(optical interface)(27c), 또는 D-sub(D-subminiature)(27d)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로(additionally and alternatively), 인터페이스(27)는, 예를 들면, MHL(mobile high-definition link) 인터페이스, SD(secure digital) 카드/MMC(multi-media card) 인터페이스, 또는 IrDA(infrared data association) 규격 인터페이스를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(28)은, 예를 들면, 소리(sound)와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈(28)은, 예를 들면, 스피커(28a), 리시버(28b), 이어폰(28c), 또는 마이크(28d) 등을 통해 입력 또는 출력되는 소리 정보를 처리할 수 있다.
카메라 모듈(29a)은, 예를 들면, 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 장치로서, 한 실시예에 따르면, 하나 이상의 이미지 센서(예: 전면 센서 또는 후면 센서), 렌즈, ISP(image signal processor), 또는 플래시(flash)(예: LED 또는 xenon lamp 등)를 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(29d)은, 예를 들면, 전자 장치(20)의 전력을 관리할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(29d)은 PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC(charger integrated circuit), 또는 배터리 또는 연료 게이지(battery or fuel gauge)를 포함할 수 있다. PMIC는, 유선 및/또는 무선 충전 방식을 가질 수 있다. 무선 충전 방식은, 예를 들면, 자기공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등을 포함하며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 또는 정류기 등을 더 포함할 수 있다. 배터리 게이지는, 예를 들면, 배터리(29e)의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다. 배터리(29e)는, 예를 들면, 충전식 전지(rechargeable battery) 및/또는 태양 전지(solar battery)를 포함할 수 있다.
인디케이터(29b)는 전자 장치(20) 또는 그 일부(예: 프로세서(21))의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다. 모터(29c)는 전기적 신호를 기계적 진동으로 변환할 수 있고, 진동(vibration), 또는 햅틱(haptic) 효과 등을 발생시킬 수 있다. 도시되지는 않았으나, 전자 장치(20)는 모바일 TV 지원을 위한 처리 장치(예: GPU)를 포함할 수 있다. 모바일 TV 지원을 위한 처리 장치는, 예를 들면, DMB(digital multimedia broadcasting), DVB(digital video broadcasting), 또는 미디어플로(mediaFloTM) 등의 규격에 따른 미디어 데이터를 처리할 수 있다.
본 문서에서 기술된 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 본 문서에서 기술된 구성요소 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있으며, 일부 구성요소가 생략되거나 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 또한, 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 구성요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체(entity)로 구성됨으로써, 결합되기 이전의 해당 구성요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은, 예를 들면, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위(unit)를 의미할 수 있다. "모듈"은, 예를 들면, 유닛(unit), 로직(logic), 논리 블록(logical block), 부품(component), 또는 회로(circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용(interchangeably use)될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다. 예를 들면, "모듈"은, 알려졌거나 앞으로 개발될, 어떤 동작들을 수행하는 ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays) 또는 프로그램 가능 논리 장치(programmable-logic device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다.
컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(magnetic media)(예: 자기테이프), 광기록 매체(optical media)(예: CD-ROM(compact disc read only memory), DVD(digital versatile disc), 자기-광 매체(magneto-optical media)(예: 플롭티컬 디스크(floptical disk)), 하드웨어 장치(예: ROM(read only memory), RAM(random access memory), 또는 플래시 메모리 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치를 포함하는 전자 장치(10)를 나타내는 도면이다. 도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치를 포함하는 전자 장치(10)의 다른 예를 나타내는 도면이다.
상기 전자 장치(들)(10)는 상술한 전자 장치(20)의 일부 또는 전체를 포함할 수 있으며, 또한, 상술한 안테나 장치들(100, 100a, 100b, 100c) 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 조합으로 구현될 수 있다. 상기 전자 장치(10)는 단일 하우징(11)으로 이루어질 수 있으며, 상기 하우징(11)의 전면에 디스플레이 장치(13)가 설치될 수 있다. 상기 디스플레이 장치(13)의 상측에는 음향 출력을 위한 스피커부(15)가, 하측에는 키패드(17)가 각각 배치될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치(100, 100a, 100b, 100c)는, 고주파 모듈(101)이 베이스 밴드 모듈(102)과 분리된 상태로 설치되거나, 베이스 밴드 모듈(102)에 통합된 상태로 설치될 수 있음은 앞서 언급한 바 있다. 도 8을 참조하면, 상기 고주파 모듈(101)은 상기 베이스 밴드 모듈(102)로부터 분리된 상태로 상기 하우징(11)의 일측 가장자리에 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 고주파 모듈(101)은 상기 하우징(11) 상에서 최적의 방사 성능을 발휘할 수 있는 위치에 배치될 수 있으며, 동축 케이블 등의 접속 부재(141)를 통해 상기 베이스 밴드 모듈(102)과 접속할 수 있다. 앞서 살펴본 바와 같이, 상기 고주파 모듈(101)은 수직 방사, 수평 방사를 형성할 수 있는 제1 방사 도체(115a, 115b)들을 포함함으로써 전방향 방사 특성을 가질 수 있다. 따라서 상기 고주파 모듈(101)이 상기 베이스 밴드 모듈(102)과 분리된 상태로 상기 하우징(11) 상에 설치됨으로써, 상기 전자 장치(10)는 상기 안테나 장치(100, 100a, 100b, 100c), 예컨대, 상기 고주파 모듈(101)을 통해 안정된 무선 신호의 송수신을 수행할 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 고주파 모듈(101)은 상기 베이스 밴드 모듈(102)에 통합된 상태로 상기 하우징(11)의 일측 가장자리에 인접하게 설치될 수 있다. 상기 고주파 모듈(101)이 상기 베이스 밴드 모듈(102)에 통합된 경우, 상기 고주파 모듈(101)에 배치된 제1 방사 도체(115a, 115b)들의 방사 성능이 왜곡될 수 있으며, 동작 주파수 대역이 높을수록 방사 성능의 왜곡은 더욱 심화될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치(100, 100a, 100b, 100c)는 베이스 밴드 모듈(102)에 배치된 제2 방사 도체(125a, 125b)들을 이용하여 상기와 같은 방사 성능의 왜곡을 보상함으로써, 안정된 무선 신호의 송수신 성능을 확보할 수 있다. 또한, 상기 베이스 밴드 모듈(102)에 제3의 방사 도체(125c)가 배치되어 있다면, 상기 전자 장치(10)는 상기 제1 방사 도체들과는 다른 주파수 대역에서 무선 통신을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치 및 그를 구비하는 전자 장치는, 복수의 제1 방사 도체들과, 고주파 회로 칩(radio frequency integrated chip; RFIC)이 통합된 고주파 모듈(radio frequency module); 및 상기 제1 방사 도체들 중 일부에 각각 상응하는 제2 방사 도체들과, 베이스 밴드 회로 칩(baseband integrated chip; BBIC)이 통합된 베이스 밴드 모듈을 포함할 수 있으며, 상기 고주파 모듈은 케이블을 통해, 또는, 상기 베이스 밴드 모듈에 마주보게 결합함으로써, 상기 베이스 밴드 모듈에 전기적으로 접속할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 고주파 모듈이 상기 베이스 밴드 모듈에 마주보게 결합한 상태에서, 상기 제2 방사 도체에 상응하는 상기 제1 방사 도체들 중 일부가 납땜 패드로 제공될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 방사 도체들은 각각 납땜 패드로 제공된 상기 제1 방사 도체들 중 하나를 통해 상기 고주파 회로 칩으로부터 급전을 제공받을 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 방사 도체들은 상기 고주파 모듈과 대향하는 면(opposite surface)에 배치되어 수직 방사(boradside radiation)를 형성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 방사 도체들은 적어도 일부분이 상기 베이스 밴드 모듈의 측면으로 또는 측면에 평행하게 배치되어 수평 방사(endfire radiation)를 형성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 고주파 모듈은, 상기 베이스 밴드 모듈과 마주보는 면(이하, '제1 면')에 상기 제1 방사 도체들 중 일부가 배치된 회로 기판; 및 상기 회로 기판을 관통하게 형성되며, 상기 제1 면에서 상기 제1 방사 도체들 중 하나에 각각 연결된 제1 비아 홀들을 더 포함할 수 있으며, 상기 제1 면에서 상기 제1 방사 도체들은 상기 제1 비아 홀들을 통해 급전을 제공받을 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 고주파 모듈이 상기 베이스 밴드 모듈에 마주보게 결합한 상태에서, 상기 제1 면에 배치된 제1 방사 도체들이 납땜 패드로 제공되고, 상기 제2 방사 도체들은 각각 납땜 패드로 제공된 상기 제1 방사 도체들 중 하나를 통해 상기 고주파 회로 칩으로부터 급전을 제공받을 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 고주파 모듈은 상기 회로 기판을 관통하게 형성된 복수의 제2 비아 홀들을 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 비아 홀들은 상기 제1 비아 홀의 둘레에 배열되어 접지(ground)를 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 고주파 모듈은, 상기 회로 기판의 적어도 상기 제1 면에 형성된 도전층; 및 상기 도전층 내에 형성된 복수의 슬롯들을 더 포함할 수 있으며, 상기 제1 방사 도체들 중 일부는 상기 슬롯 내에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 고주파 모듈은 상기 회로 기판을 관통하게 형성된 복수의 제2 비아 홀들을 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 비아 홀들은 상기 제1 비아 홀의 둘레에 배열되고, 상기 도전층과 함께 접지(ground)를 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 고주파 모듈은, 적어도 일면에 형성된 도전층을 구비하는 회로 기판; 및 상기 도전층 내에 형성된 복수의 슬롯들을 더 포함하고, 상기 제1 방사 도체들 중 일부는 상기 슬롯 내에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 베이스 밴드 모듈은, 적어도 상기 고주파 모듈과 대향하는 면에 형성된 도전층을 구비하는 회로 기판; 및 상기 도전층 내에 형성된 복수의 슬롯들을 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 방사 도체들은 상기 슬롯 내에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 고주파 모듈은,
다수의 층(layer)들과, 각각의 상기 층들의 일면과 타면 중 적어도 하나에 배치된 도체들과, 상기 층들을 각각 관통하게 형성되어 서로 다른 면에 배치된 상기 도체들을 연결하여 격자 구조(mesh grid structure)를 형성하는 비아 홀들을 구비한 회로 기판을 포함할 수 있으며, 상기 제1 방사 도체들 중 적어도 하나는 격자 구조를 이루는 상기 도체들과 비아 홀들로 구현될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 도체들과 비아 홀들로 구현된 상기 제1 방사 도체는 수평 방사(endfire radiation)를 형성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 고주파 모듈은 상기 회로 기판의 일면에 제공되며 상기 제1 방사 도체에 연결된 납땜 패드를 더 포함할 수 있으며, 상기 고주파 모듈이 상기 베이스 밴드 모듈에 마주보게 결합한 상태에서, 상기 제2 방사 도체는 상기 납땜 패드를 통해 상기 고주파 회로 칩으로부터 급전을 제공받을 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 베이스 밴드 모듈은,
다수의 층(layer)들과, 각각의 상기 층들의 일면과 타면 중 적어도 하나에 배치된 도체들과, 상기 층들을 각각 관통하게 형성되어 서로 다른 면에 배치된 상기 도체들을 연결하여 격자 구조(mesh grid structure)를 형성하는 비아 홀들을 구비한 회로 기판을 포함할 수 있으며, 상기 제2 방사 도체들 중 적어도 하나는 격자 구조를 이루는 상기 도체들과 비아 홀들로 구현될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 도체들과 비아 홀들로 구현된 상기 제2 방사 도체는 상기 고주파 회로 칩으로부터 급전을 제공받아 수평 방사(endfire radiation)를 형성할 수 있다.
이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
100: 안테나 장치 101: 고주파 모듈
102: 베이스 밴드 모듈 113: 고주파 회로 칩
115a, 115b: 제1 방사 도체 115c: 납땜 패드
117a: 제1 비아 홀 117c: 제2 비아 홀
119a: 도전층 119b: 슬롯
123: 베이스 밴드 회로 칩 125a, 125b: 제2 방사 도체
127a: 급전용 비아 홀 117b, 127b: 접지용 비아 홀
131: 솔더 볼

Claims (18)

  1. 안테나 장치에 있어서,
    복수의 제1 방사 도체들과, 고주파 회로 칩(radio frequency integrated chip; RFIC)이 통합된 고주파 모듈(radio frequency module); 및
    상기 제1 방사 도체들 중 일부에 각각 상응하는 제2 방사 도체들과, 베이스 밴드 회로 칩(baseband integrated chip; BBIC)이 통합된 베이스 밴드 모듈을 포함하고,
    상기 고주파 모듈은 케이블을 통해, 또는, 상기 베이스 밴드 모듈에 마주보게 결합함으로써 상기 베이스 밴드 모듈에 전기적으로 접속하는 안테나 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 고주파 모듈이 상기 베이스 밴드 모듈에 마주보게 결합한 상태에서, 상기 제2 방사 도체에 상응하는 상기 제1 방사 도체들 중 일부가 납땜 패드로 제공되는 안테나 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 제2 방사 도체들은 각각 납땜 패드로 제공된 상기 제1 방사 도체들 중 하나를 통해 상기 고주파 회로 칩으로부터 급전을 제공받는 안테나 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 제2 방사 도체들은 상기 고주파 모듈과 대향하는 면(opposite surface)에 배치되어 수직 방사(boradside radiation)를 형성하는 안테나 장치.
  5. 제3 항에 있어서, 상기 제2 방사 도체들은 적어도 일부분이 상기 베이스 밴드 모듈의 측면으로 또는 측면에 평행하게 배치되어 수평 방사(endfire radiation)를 형성하는 안테나 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 고주파 모듈은,
    상기 베이스 밴드 모듈과 마주보는 면(이하, '제1 면')에 상기 제1 방사 도체들 중 일부가 배치된 회로 기판; 및
    상기 회로 기판을 관통하게 형성되며, 상기 제1 면에서 상기 제1 방사 도체들 중 하나에 각각 연결된 제1 비아 홀들을 더 포함하고,
    상기 제1 면에서 상기 제1 방사 도체들은 상기 제1 비아 홀들을 통해 급전을 제공받는 안테나 장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 고주파 모듈이 상기 베이스 밴드 모듈에 마주보게 결합한 상태에서,
    상기 제1 면에 배치된 제1 방사 도체들이 납땜 패드로 제공되고, 상기 제2 방사 도체들은 각각 납땜 패드로 제공된 상기 제1 방사 도체들 중 하나를 통해 상기 고주파 회로 칩으로부터 급전을 제공받는 안테나 장치.
  8. 제6 항에 있어서, 상기 고주파 모듈은, 상기 회로 기판을 관통하게 형성된 복수의 제2 비아 홀들을 더 포함하고,
    상기 제2 비아 홀들은 상기 제1 비아 홀의 둘레에 배열되어 접지(ground)를 제공하는 안테나 장치.
  9. 제6 항에 있어서, 상기 고주파 모듈은,
    상기 회로 기판의 적어도 상기 제1 면에 형성된 도전층; 및
    상기 도전층 내에 형성된 복수의 슬롯들을 더 포함하고,
    상기 제1 방사 도체들 중 일부는 상기 슬롯 내에 배치된 안테나 장치.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 고주파 모듈은, 상기 회로 기판을 관통하게 형성된 복수의 제2 비아 홀들을 더 포함하고,
    상기 제2 비아 홀들은 상기 제1 비아 홀의 둘레에 배열되고, 상기 도전층과 함께 접지(ground)를 제공하는 안테나 장치.
  11. 제1 항에 있어서, 상기 고주파 모듈은,
    적어도 일면에 형성된 도전층을 구비하는 회로 기판; 및
    상기 도전층 내에 형성된 복수의 슬롯들을 더 포함하고,
    상기 제1 방사 도체들 중 일부는 상기 슬롯 내에 배치된 안테나 장치.
  12. 제1 항에 있어서, 상기 베이스 밴드 모듈은,
    적어도 상기 고주파 모듈과 대향하는 면에 형성된 도전층을 구비하는 회로 기판; 및
    상기 도전층 내에 형성된 복수의 슬롯들을 더 포함하고,
    상기 제2 방사 도체들은 상기 슬롯 내에 배치된 안테나 장치.
  13. 제1 항에 있어서, 상기 고주파 모듈은,
    다수의 층(layer)들과, 각각의 상기 층들의 일면과 타면 중 적어도 하나에 배치된 도체들과, 상기 층들을 각각 관통하게 형성되어 서로 다른 면에 배치된 상기 도체들을 연결하여 격자 구조(mesh grid structure)를 형성하는 비아 홀들을 구비한 회로 기판을 포함하고,
    상기 제1 방사 도체들 중 적어도 하나는 격자 구조를 이루는 상기 도체들과 비아 홀들로 구현되는 안테나 장치.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 도체들과 비아 홀들로 구현된 상기 제1 방사 도체는 수평 방사(endfire radiation)를 형성하는 안테나 장치.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 고주파 모듈은, 상기 회로 기판의 일면에 제공되며 상기 제1 방사 도체에 연결된 납땜 패드를 더 포함하고,
    상기 고주파 모듈이 상기 베이스 밴드 모듈에 마주보게 결합한 상태에서, 상기 제2 방사 도체는 상기 납땜 패드를 통해 상기 고주파 회로 칩으로부터 급전을 제공받는 안테나 장치.
  16. 제1 항에 있어서, 상기 베이스 밴드 모듈은,
    다수의 층(layer)들과, 각각의 상기 층들의 일면과 타면 중 적어도 하나에 배치된 도체들과, 상기 층들을 각각 관통하게 형성되어 서로 다른 면에 배치된 상기 도체들을 연결하여 격자 구조(mesh grid structure)를 형성하는 비아 홀들을 구비한 회로 기판을 포함하고,
    상기 제2 방사 도체들 중 적어도 하나는 격자 구조를 이루는 상기 도체들과 비아 홀들로 구현되는 안테나 장치.
  17. 제16 항에 있어서, 상기 도체들과 비아 홀들로 구현된 상기 제2 방사 도체는 상기 고주파 회로 칩으로부터 급전을 제공받아 수평 방사(endfire radiation)를 형성하는 안테나 장치.
  18. 제1 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 따른 안테나 장치를 포함하는 전자 장치.
KR1020150065459A 2015-05-11 2015-05-11 안테나 장치 및 그를 포함하는 전자 장치 KR102333559B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150065459A KR102333559B1 (ko) 2015-05-11 2015-05-11 안테나 장치 및 그를 포함하는 전자 장치
PCT/KR2016/004649 WO2016182252A1 (en) 2015-05-11 2016-05-03 Antenna device and electronic device including the same
EP16792898.5A EP3295513B1 (en) 2015-05-11 2016-05-03 Antenna device and electronic device including the same
CN201680027756.2A CN107646156B (zh) 2015-05-11 2016-05-03 天线设备及包括该天线设备的电子设备
US15/146,370 US10490879B2 (en) 2015-05-11 2016-05-04 Antenna device and electronic device including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150065459A KR102333559B1 (ko) 2015-05-11 2015-05-11 안테나 장치 및 그를 포함하는 전자 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160132649A true KR20160132649A (ko) 2016-11-21
KR102333559B1 KR102333559B1 (ko) 2021-12-01

Family

ID=57249188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150065459A KR102333559B1 (ko) 2015-05-11 2015-05-11 안테나 장치 및 그를 포함하는 전자 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10490879B2 (ko)
EP (1) EP3295513B1 (ko)
KR (1) KR102333559B1 (ko)
CN (1) CN107646156B (ko)
WO (1) WO2016182252A1 (ko)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018221879A1 (ko) * 2017-05-30 2018-12-06 삼성전자 주식회사 안테나 어레이 및 안테나 어레이를 포함하는 전자 장치
WO2019078408A1 (ko) * 2017-10-18 2019-04-25 삼성전자 주식회사 Rf 패키지 모듈 및 rf 패키지 모듈을 포함하는 전자 장치
KR20190123194A (ko) * 2018-04-23 2019-10-31 삼성전기주식회사 안테나 모듈
KR20190123195A (ko) * 2018-04-23 2019-10-31 삼성전기주식회사 안테나 장치 및 안테나 모듈
CN111276063A (zh) * 2020-02-26 2020-06-12 维沃移动通信有限公司 一种显示模组及电子设备
KR20200076379A (ko) * 2018-12-19 2020-06-29 삼성전기주식회사 고주파 필터 모듈
KR102137198B1 (ko) * 2019-03-18 2020-07-24 삼성전기주식회사 안테나 장치, 안테나 모듈 및 그에 배치되는 칩 패치 안테나
US10854978B2 (en) 2018-04-23 2020-12-01 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Antenna apparatus and antenna module
US10957982B2 (en) 2018-04-23 2021-03-23 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Antenna module formed of an antenna package and a connection member
US11050165B2 (en) 2017-12-19 2021-06-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Module comprising antenna and RF element, and base station including same
US11196847B2 (en) 2018-03-09 2021-12-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device including antenna
WO2023075293A1 (ko) * 2021-10-26 2023-05-04 삼성전자주식회사 안테나를 포함하는 전자 장치
WO2023249140A1 (ko) * 2022-06-23 2023-12-28 엘지전자 주식회사 배열 안테나 및 이를 포함하는 전자 기기

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10505255B2 (en) 2017-01-30 2019-12-10 Infineon Technologies Ag Radio frequency device packages and methods of formation thereof
JP6602326B2 (ja) * 2017-02-06 2019-11-06 株式会社東芝 無線装置
KR102256657B1 (ko) 2017-05-12 2021-05-25 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 통신 장치
WO2019161116A1 (en) * 2018-02-15 2019-08-22 Space Exploration Technologies Corp. Antenna modules for phased array antennas
CN112385090A (zh) * 2018-07-06 2021-02-19 株式会社村田制作所 天线模块和通信装置
TWI693679B (zh) * 2018-08-07 2020-05-11 矽品精密工業股份有限公司 電子封裝件
US10475983B1 (en) 2018-08-28 2019-11-12 International Business Machines Corporation Antenna-based qubit annealing method
US10510943B1 (en) 2018-08-28 2019-12-17 International Business Machines Corporation Structure for an antenna chip for qubit annealing
US11050009B2 (en) 2018-08-28 2021-06-29 International Business Machines Corporation Methods for annealing qubits with an antenna chip
US11088452B2 (en) * 2018-09-28 2021-08-10 Apple Inc. Electronic devices having antennas with symmetric feeding
CN111971851B (zh) * 2018-10-26 2022-04-29 华为技术有限公司 一种高带宽的封装天线装置
KR102626886B1 (ko) 2019-02-19 2024-01-19 삼성전자주식회사 안테나 및 상기 안테나를 포함하는 전자 장치
US11309638B1 (en) 2019-05-09 2022-04-19 Space Exploration Technolgies Corp. Antenna modules in phased array antennas
CN110212300B (zh) * 2019-05-22 2021-05-11 维沃移动通信有限公司 一种天线单元及终端设备
KR20210131477A (ko) 2020-04-23 2021-11-03 삼성전자주식회사 반도체 장치
CN112994730A (zh) * 2021-02-04 2021-06-18 广东富宇鸿通讯有限公司 一种通信天线系统、通讯信号的收发方法、应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090231225A1 (en) * 2008-03-11 2009-09-17 Debabani Choudhury Wireless antenna array system architecture and methods to achieve 3D beam coverage
WO2015041422A1 (ko) * 2013-09-23 2015-03-26 삼성전자주식회사 안테나 장치 및 그를 구비하는 전자 기기

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09199526A (ja) * 1996-01-18 1997-07-31 Hitachi Ltd 半導体装置
DE102004063541A1 (de) * 2004-12-30 2006-07-13 Robert Bosch Gmbh Antennenanordnung für einen Radar-Transceiver
US20060202269A1 (en) * 2005-03-08 2006-09-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Wireless chip and electronic appliance having the same
DE102008000842A1 (de) * 2008-03-27 2009-10-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Baugruppe
US8384596B2 (en) * 2008-06-19 2013-02-26 Broadcom Corporation Method and system for inter-chip communication via integrated circuit package antennas
JP5556072B2 (ja) * 2009-01-07 2014-07-23 ソニー株式会社 半導体装置、その製造方法、ミリ波誘電体内伝送装置
US8508422B2 (en) * 2009-06-09 2013-08-13 Broadcom Corporation Method and system for converting RF power to DC power utilizing a leaky wave antenna
CN103026487A (zh) * 2010-07-29 2013-04-03 株式会社村田制作所 高频模块及通信装置
US9742077B2 (en) * 2011-03-15 2017-08-22 Intel Corporation Mm-wave phased array antenna with beam tilting radiation pattern
DE102012201367B4 (de) 2012-01-31 2020-04-09 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Millimeterwellen-Radar
US8648454B2 (en) * 2012-02-14 2014-02-11 International Business Machines Corporation Wafer-scale package structures with integrated antennas
US9219041B2 (en) 2012-03-29 2015-12-22 International Business Machines Corporation Electronic package for millimeter wave semiconductor dies
US9680232B2 (en) * 2012-05-07 2017-06-13 Qualcomm Incorporated Graded-ground design in a millimeter-wave radio module
US9153542B2 (en) * 2012-08-01 2015-10-06 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Semiconductor package having an antenna and manufacturing method thereof
US9196951B2 (en) * 2012-11-26 2015-11-24 International Business Machines Corporation Millimeter-wave radio frequency integrated circuit packages with integrated antennas
US9166284B2 (en) * 2012-12-20 2015-10-20 Intel Corporation Package structures including discrete antennas assembled on a device
US9806422B2 (en) * 2013-09-11 2017-10-31 International Business Machines Corporation Antenna-in-package structures with broadside and end-fire radiations
US9819098B2 (en) * 2013-09-11 2017-11-14 International Business Machines Corporation Antenna-in-package structures with broadside and end-fire radiations
US9252077B2 (en) * 2013-09-25 2016-02-02 Intel Corporation Package vias for radio frequency antenna connections

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090231225A1 (en) * 2008-03-11 2009-09-17 Debabani Choudhury Wireless antenna array system architecture and methods to achieve 3D beam coverage
WO2015041422A1 (ko) * 2013-09-23 2015-03-26 삼성전자주식회사 안테나 장치 및 그를 구비하는 전자 기기

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018221879A1 (ko) * 2017-05-30 2018-12-06 삼성전자 주식회사 안테나 어레이 및 안테나 어레이를 포함하는 전자 장치
US11223102B2 (en) 2017-05-30 2022-01-11 Samsung Electronics Co., Ltd Antenna array and electronic device including antenna array
WO2019078408A1 (ko) * 2017-10-18 2019-04-25 삼성전자 주식회사 Rf 패키지 모듈 및 rf 패키지 모듈을 포함하는 전자 장치
US11357099B2 (en) 2017-10-18 2022-06-07 Samsung Electronics Co., Ltd. RF package module and electronic device comprising RF package module
US11050165B2 (en) 2017-12-19 2021-06-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Module comprising antenna and RF element, and base station including same
US11063370B2 (en) 2017-12-19 2021-07-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Module comprising antenna and RF element, and base station including same
US11682845B2 (en) 2017-12-19 2023-06-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Module comprising antenna and RF element, and base station including same
US11063371B2 (en) 2017-12-19 2021-07-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Module comprising antenna and RF element, and base station including same
US11558496B2 (en) 2018-03-09 2023-01-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device including antenna
US11196847B2 (en) 2018-03-09 2021-12-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device including antenna
KR20190123194A (ko) * 2018-04-23 2019-10-31 삼성전기주식회사 안테나 모듈
US10957982B2 (en) 2018-04-23 2021-03-23 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Antenna module formed of an antenna package and a connection member
US11211709B2 (en) 2018-04-23 2021-12-28 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Antenna apparatus and antenna module
KR20190123195A (ko) * 2018-04-23 2019-10-31 삼성전기주식회사 안테나 장치 및 안테나 모듈
US10854978B2 (en) 2018-04-23 2020-12-01 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Antenna apparatus and antenna module
US11699855B2 (en) 2018-04-23 2023-07-11 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Antenna module
KR20200076379A (ko) * 2018-12-19 2020-06-29 삼성전기주식회사 고주파 필터 모듈
US10985442B2 (en) 2019-03-18 2021-04-20 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Antenna apparatus, antenna module, and chip patch antenna of antenna apparatus and antenna module
KR102137198B1 (ko) * 2019-03-18 2020-07-24 삼성전기주식회사 안테나 장치, 안테나 모듈 및 그에 배치되는 칩 패치 안테나
CN111276063A (zh) * 2020-02-26 2020-06-12 维沃移动通信有限公司 一种显示模组及电子设备
CN111276063B (zh) * 2020-02-26 2022-04-26 维沃移动通信有限公司 一种显示模组及电子设备
WO2023075293A1 (ko) * 2021-10-26 2023-05-04 삼성전자주식회사 안테나를 포함하는 전자 장치
WO2023249140A1 (ko) * 2022-06-23 2023-12-28 엘지전자 주식회사 배열 안테나 및 이를 포함하는 전자 기기

Also Published As

Publication number Publication date
US10490879B2 (en) 2019-11-26
CN107646156A (zh) 2018-01-30
EP3295513A1 (en) 2018-03-21
CN107646156B (zh) 2020-11-20
EP3295513B1 (en) 2020-12-16
US20160336646A1 (en) 2016-11-17
KR102333559B1 (ko) 2021-12-01
WO2016182252A1 (en) 2016-11-17
EP3295513A4 (en) 2018-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102333559B1 (ko) 안테나 장치 및 그를 포함하는 전자 장치
EP3379647B1 (en) Electronic device including antenna
KR102364415B1 (ko) 안테나 장치를 구비하는 전자 장치
CN109888460B (zh) 便携式通信装置
US9960489B2 (en) Electronic device and method of operating the same
US10411335B2 (en) Electronic device comprising antenna
US10439268B2 (en) Antenna device and electronic device including same
KR102047812B1 (ko) 다중 대역 안테나 장치 및 다중 대역 안테나를 포함하는 무선 통신 장치
US10680337B2 (en) Antenna device and electrical device including the same
CN113078447A (zh) 电子设备和便携式通信设备
KR20200014601A (ko) 안테나 어레이를 포함하는 전자 장치
US10069204B2 (en) Antenna device and electronic device
KR102229382B1 (ko) 전자 장치 및 그를 동작하는 방법
CN106207384B (zh) 电子装置
KR20160072587A (ko) 음향 입력 모듈 및 그를 포함하는 전자 장치
CN112088525A (zh) 包括天线和散热结构的电子装置
US9853355B2 (en) Electronic device case with antenna and electronic device for use therewith
KR20200028256A (ko) 5g 안테나 모듈을 포함하는 전자 장치
KR20200113856A (ko) 안테나 집합체를 구비한 전자 장치 및 상기 전자 장치의 전력 백오프 제어 방법
KR102587772B1 (ko) 복수의 주파수 대역을 천이 및 급전하는 전송 선로를 포함하는 안테나 구조체 및 상기 안테나 구조체를 포함하는 전자 장치
CN108352600B (zh) 天线装置和包括该天线装置的电子装置
KR20200052096A (ko) 안테나, 안테나와 적어도 일부 중첩하여 배치되는 유전체를 포함하는 전자 장치
KR102597392B1 (ko) 이중 대역을 지원하는 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치
KR20210020667A (ko) 비아 집단 패턴이 형성된 pcb 임베디드 필터를 포함하는 장치 및 인쇄 회로 기판
US20220216588A1 (en) Electronic device having connector

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right