KR20190044023A - 스택 패치 안테나 소자와 안테나 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 명세서에서는 스택 패치 안테나 소자들의 일 실시 예들이 개시된다. 또한, 하나 이상의 스택된 패치 안테나 소자들을 포함하는 안테나 어셈블리들 (예를 들어, MIMO 안테나 어셈블리들, 단일 안테나 소자 어셈블리들 등)의 예시적인 실시 예들이 개시된다. 본 명세서에는 또한, 스택 패치 안테나 소자 및 안테나 어셈블리를 제조 또는 조립하는 예시적인 방법이 개시되어 있다.

Description

스택 패치 안테나 소자와 안테나 어셈블리{STACKED PATCH ANTENNA ELEMENTS AND ANTENNA ASSEMBLIES}

본 발명은 일반적으로 스택 패치 안테나 소자와 안테나 어셈블리에 관한 것이다.

이 절은 반드시 선행기술인 것은 아닌 본 발명과 관련된 배경 정보를 제공한다.

스택 패치 안테나 소자는 일반적으로 MIMO(다중 입력, 다중 출력) 안테나 어셈블리에 사용된다. 예를 들어, 통상의 MIMO 안테나 어셈블리는 스택 패치 안테나 소자들의 어레이를 포함할 수 있다.

스택 패치 안테나 소자 및 안테나 어셈블리의 실시 예들은 저렴한 비용, 실패하는 부품의 감소, 낮은 조립 도구 비용, 짧은 조립 시간, 조립에 필요한 수작업의 감소 및 / 또는 조립 공정의 반복성과 같은 이점들 또는 특징 중 하나 이상(그러나 반드시 또는 전부는 아님)을 제공하고자 한다.

일 실시예에 따른 스택 패치 안테나 소자는, 상부 패치; 하부 패치; 상기 상부 패치 및 상기 하부 패치 중 적어도 하나를 유전체 패치 캐리어에 기계적으로 부착하기 위한 기계적 파스너를 요구하지 않고 상기 상부 및 하부 패치 중 적어도 하나를 지지하도록 구성된 유전체 패치 캐리어; 및 상기 상부 및 하부 패치 주위에 배치된 하나 이상의 전기 전도성 벽을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하나 이상의 전기 전도성 벽은 상기 상부 및 하부 패치가 배치된 격리 박스를 한정하는 전기 전도성 하부 벽 및 전기 전도성 측벽을 포함하고; 상기 하부 패치는 상기 전기 전도성 하부 벽에서 하나 이상의 해당 개구부를 통해 연장되는 하나 이상의 SMT 탭을 포함하고, 상기 하부 패치의 상기 하나 이상의 SMT 탭은 인쇄 회로 기판을 따라 하나 이상의 해당 전기 전도성 부분에 배치되고 솔더링하도록 구성되어, 상기 하부 패치의 상기 하나 이상의 SMT 탭은 하나 이상의 피드 프로브로서 작동 가능하며; 상기 격리 박스는 접지 또는 상기 격리 박스와 상기 인쇄 회로 기판의 기계적 부착을 위해 상기 인쇄 회로 기판을 따라 하나 이상의 해당 부분에 위치되고 솔더링하도록 구성된 하나 이상의 SMT 탭을 포함할 수 있다.

상기 스택 패치 안테나 소자는 표면 실장 기술(SMT)과 호환되도록 구성되거나; 또는 상기 스택 패치 안테나 소자는 스루홀 기술과 호환되도록 구성되거나; 또는 상기 스택 패치 안테나 소자는 웨이브 솔더링과 호환되도록 구성될 수 있다.

상기 하부 패치는, 인쇄 회로 기판의 제1면으로부터 상기 인쇄 회로 기판의 하나 이상의 해당 스루홀에 삽입될 수 있고 상기 제1면과 반대되는 상기 인쇄 회로 기판의 제2면을 따라 하나 이상의 해당 전기 전도성 부분에 솔더링이 가능하도록 구성된 하나 이상의 탭을 포함하고; 상기 하나 이상의 전기 전도성 벽은, 접지 또는 상기 하나 이상의 전기 전도성 벽과 상기 인쇄 회로 기판의 기계적 부착을 위해 상기 인쇄 회로 기판의 상기 제1면으로부터 상기 인쇄 회로 기판의 하나 이상의 해당 스루홀에 삽입될 수 있고 상기 제1면과 반대되는 상기 인쇄 회로 기판의 상기 제2면을 따라 하나 이상의 해당 부분에 솔더링이 가능하도록 구성된 하나 이상의 탭을 포함할 수 있다.

상기 하나 이상의 전기 전도성 벽은, 접지 또는 상기 하나 이상의 전기 전도성 벽과 인쇄 회로 기판의 기계적 부착을 위해 상기 인쇄 회로 기판을 따라 하나 이상의 해당 부분에 위치되고 솔더링하도록 구성된 하나 이상의 웨이브 솔더 탭을 포함하고; 상기 스택 패치 안테나 소자는 하나 이상의 웨이브 솔더 탭을 포함하는 하나 이상의 피드 프로브를 포함할 수 있다.

상기 스택 패치 안테나 소자는 상기 상부 및 하부 패치들을 용량성으로 공급하기 위한 대칭 용량성 프로브들을 포함하고; 상기 하부 패치는 다수의 개구부를 포함하되, 각각의 개구부는 상기 대칭 용량성 프로브 중 해당하는 하나와 상기 스택 패치 안테나 소자의 중심 사이에 있을 수 있다.

상기 스택 패치 안테나 소자는 하나 이상의 표면 실장 기술(SMT) 탭을 포함하는 하나 이상의 피드 프로브를 포함하고; 상기 스택 패치 안테나 소자는 SMT 프로세싱을 위한 상기 하나 이상의 피드 프로브들을 지지하도록 구성되는 유전체 피드 프로브 캐리어를 더 포함하여, 이에 의해 상기 유전체 피드 프로브 캐리어는 인쇄 회로 기판 면을 따라 상기 하나 이상의 피드 프로브의 상기 하나 이상의 SMT 탭을 하나 이상의 해당 전기 전도성 부분에 솔더링하기 위해 상기 인쇄 회로 기판 면을 따라 상기 하나 이상의 피드 프로브를 나르고 위치시키는데 사용되는 것을 특징으로 하는 스택 패치 안테나 소자.

상기 하나 이상의 전기 전도성 벽은 상기 상부 및 하부 패치 주위에 배치된 격리 펜스를 한정하고; 상기 격리 펜스는 접지 또는 상기 격리 펜스와 인쇄 회로 기판의 기계적 부착을 위해 상기 인쇄 회로 기판을 따라 하나 이상의 해당 부분에 위치되고 웨이브 솔더링하도록 구성된 하나 이상의 웨이브 솔더 탭을 포함할 수 있다.

상기 유전체 패치 캐리어는 상기 유전체 패치 캐리어로부터 상향 및 하향으로 각각 연장되는 상부 및 하부 포스트를 포함하고; 상기 상부 포스트는 상기 상부 패치 내의 개구부 내에 수용되도록 구성되어 상기 상부 패치를 상기 유전체 패치 캐리어와 기계적으로 결합 및 정렬시키고; 상기 하부 포스트는 상기 하부 패치 내의 개구부 내에 수용되도록 구성되어 상기 하부 패치를 상기 유전체 패치 캐리어와 기계적으로 결합 및 정렬시키고; 상기 하나 이상의 전기 전도성 벽은 상기 상부 및 하부 패치가 배치된 격리 박스를 한정하는 전기 전도성 하부 벽 및 전기 전도성 측벽을 포함하고; 상기 전기 전도성 하부 벽은, 적어도 2개의 상기 하부 포스트를 각각 수용하여 상기 격리 박스를 상기 유전체 패치 캐리어와 기계적으로 결합하고 정렬하도록 구성된 적어도 2개의 개구부를 포함할 수 있다.

적어도 하나의 상기 상부 포스트는, 슬롯에 의해 분리되는 핑거들과 핑거들을 따라 래칭 표면을 포함하고; 상기 슬롯은 상기 상부 패치가 상기 상부 포스트 상에 상대적으로 하향 이동될 때 상기 핑거들이 서로를 향해 안쪽으로 이동되도록 구성되고; 상기 래칭 표면은 상기 상부 패치의 해당하는 하나의 개구부 내에 위치된 후에 상기 상부 패치의 해당하는 부분과 맞물리도록 구성되어, 이에 의해 상기 상부 패치를 상기 유전체 패치 캐리어 상의 제 위치에 유지할 수 있다.

상기 하부 패치는, 인쇄 회로 기판을 따라 해당하는 하나 이상의 전기 전도성 부분에 배치되고 솔더링하기 위해 구성된 상기 하부 패치의 일체형 부분인 SMT(표면 실장 기술) 탭을 포함하여, 이에 의해 상기 하부 패치의 상기 SMT 탭은 하나 이상의 상기 피드 프로브로서 작동 가능하고; 상기 격리 박스는, 접지 또는 상기 격리 박스와 상기 인쇄 회로 기판의 기계적 부착을 위해 상기 인쇄 회로 기판을 따라 해당하는 하나 이상의 부분에 배치되고 솔더링하기 위해 구성된 격리 박스의 일체형 부분인 SMT 탭을 포함하고; 상기 유전체 패치 캐리어는 단일 방위로 상기 격리 박스 내에 위치되도록 구성되고 상기 하부 패치의 상기 SMT 탭은 상기 격리 박스의 개구부와 정렬되고 상기 격리 박스의 개구부를 통해 연장될 수 있다.

상기 격리 박스는, 상기 전기 전도성 측벽을 따라, 상기 유전체 패치 캐리어의 측벽을 따라 대응하는 개구부 내에 결합하여 수용되고 유지되도록 구성되는 하나 이상의 래칭 부재를 포함하고, 이에 의해 상기 격리 박스 내에서 상기 유전체 패치 캐리어의 상대 위치를 유지할 수 있다.

상기 유전체 패치 캐리어는, 상기 상부 패치에 대한 지지부를 제공하도록 상기 상부 패치 아래에 위치되도록 구성된 중간 부분; 상기 중간 부분의 대향 측을 따른 탄성 플렉시블 암들로서, 상기 상부 패치의 대향 측 엣지부를 따른 개구부 내에 위치하도록 서로에 대해 상대적으로 바깥쪽으로 구부러지도록 구성되어, 이에 의해 상기 개구부 내에 상기 암들의 결합이 상기 유전체 패치 캐리어 상에 상기 상부 패치를 유지하는 암들; 및 상기 암들과 상기 중간 부분 사이에 위치하고, 상기 하부 패치의 개구부 내에 결합식으로 수용되도록 구성되는 하부 부분을 포함할 수 있다.

상기 유전체 패치 캐리어는, 상기 유전체 패치 캐리어로부터 상방으로 연장되고, 상기 하부 및 상부 패치 내의 해당하는 정렬된 제1 개구부 내에 결합식으로 수용되도록 구성된 하나 이상의 제1 상부 포스트; 및 상기 유전체 패치 캐리어로부터 상방으로 연장되고, 상기 하나 이상의 제1 포스트보다 짧고, 상기 하부 패치 내의 해당하는 하나 이상의 제2 개구부 내에 결합식으로 수용되도록 구성된 하나 이상의 제2 상부 포스트를 포함하고, 이에 의해 상기 제1 및 제2 상부 포스트의 해당하는 상기 제1 및 제2 개구부 내의 각각의 결합이 상기 상부 및 하부 패치를 상기 유전체 패치 캐리어와 기계적으로 결합하고 정렬시킬 수 있다.

상기 스택 패치 안테나 소자는, 상기 하나 이상의 전기 전도성 벽과 인쇄 회로 기판의 하나 이상의 전기 전도성 부분 사이의 직접 갈바니 전기 접점을 방지하도록 상기 하나 이상의 전기 전도성 벽의 하부를 따라 배치되도록 구성된 유전체 접착제를 더 포함하고, 상기 유전체 패치 캐리어는, 상기 유전체 패치 캐리어로부터 아래쪽으로 연장되고 상기 하나 이상의 전기 전도성 벽의 하부와 상기 유전체 접착제를 따라 해당하는 정렬된 개구부 내에 결합식으로 수용되도록 구성된 하나 이상의 하부 포스트를 더 포함할 수 있다.

상기 유전체 패치 캐리어는, 하나 이상의 상부 포스트로서, 상기 유전체 패치 캐리어로부터 상방으로 연장되고, 상기 하부 및 상부 패치 내의 해당하는 정렬된 제1 개구부 내에 결합식으로 수용되도록 구성되며, 이로 인해 상기 하나 이상의 상부 포스트의 상기 하부 및 상부 패치 내의 상기 정렬된 제1 개구부 내의 결합이 상기 하부 및 상부 패치를 상기 유전체 패치 캐리어 상에 유지하는 하나 이상의 상부 포스트; 및 하나 이상의 외측 포스트로서, 상기 유전체 패치 캐리어로부터 상방으로 연장되고, 상기 하나 이상의 전기 전도성 벽의 하나 이상의 내부면을 따라 위치하도록 구성되고, 상기 하나 이상의 전기 전도성 벽의 하나 이상의 상부 엣지와 결합되도록 구성되는 하나 이상의 상부 부분을 포함하며, 이에 의해 상기 하나 이상의 외측 포스트의 상기 하나 이상의 전기 전도성 벽과의 결합이 상기 유전체 패치 캐리어를 상기 하나 이상의 전기 전도성 벽에 유지하는 하나 이상의 외측 포스트를 포함할 수 있다.

상기 유전체 패치 캐리어는, 상기 유전체 패치 캐리어로부터 하향으로 연장되고 인쇄 회로 기판 내의 해당하는 개구부 내에 결합식으로 수용되도록 구성된 하나 이상의 탭을 더 포함하고, 이에 의해 상기 하나 이상의 탭의 상기 인쇄 회로 기판 내의 상기 해당하는 개구부 내의 결합이 상기 인쇄 회로 기판에 대해 상기 스택 패치 안테나 소자의 위치를 유지할 수 있다.

일 실시예에 따른 테이프 및 릴 패키징은, 상기 테이프 및 릴 패키징을 따라 이격된 복수의 포켓들과, 상기 포켓들의 해당 포켓들 내의, 상기된 복수의 스택 패치 안테나 소자들, 및 상기 스택 패치 안테나 소자들 위에 배치되는 커버를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 다중 입력 다중 출력(MIMO) 안테나 어셈블리는, 각각의 서브 어레이가 상기된 적어도 2개의 스택 패치 안테나 소자를 포함하는 하나 이상의 서브 어레이의 하나 이상의 열; 및 하나 이상의 전기 전도성 레일로서, 각각의 전기 전도성 레일은 각각의 서브 어레이 내의 상기 2개의 스택 패치 안테나 소자 사이에 상기 하나 이상의 열 중 해당하는 하나를 따라 연장되는 하나 이상의 전기 전도성 레일을 포함하고, 이에 의해 상기 하나 이상의 전기 전도성 벽 및 상기 하나 이상의 전기 전도성 레일은 상기 스택 패치 안테나들 사이의 격리를 제공하기 위해 작동할 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 다중 입력 다중 출력(MIMO) 안테나 어셈블리는, 상부 및 하부 접지면 레이어 및 상기 상부 및 하부 접지면 레이어 사이의 하나 이상의 내부 레이어를 포함하는 다층 인쇄 회로 기판을 더 포함하고, 상기 하나 이상의 내부 레이어는 피드 네트워크와 교정 네트워크를 한정하는 전기 전도성 트레이스를 포함하며, 상기 스택 패치 안테나 소자는 상기 다층 인쇄 회로 기판의 상기 상부 접지면 레이어를 따라 위치되고 전기적으로 결합되고, 상기 하나 이상의 열은, 상기 서브 어레이 중 적어도 4개를 포함하는 적어도 하나의 제1열; 및 상기 서브 어레이 중 적어도 4개를 포함하는 제2열을 포함하고, 상기 하나 이상의 전기 전도성 레일은 적어도, 상기 제1열의 각각의 서브 어레이의 상기 스택 패치 안테나 소자들 사이의 상기 제1열을 따르는 제1 격리 레일; 및 상기 제2열의 각각의 서브 어레이의 상기 스택 패치 안테나 소자들 사이의 상기 제2열을 따르는 제2 격리 레일을 포함하고, 이에 의해 상기 안테나 어셈블리는 적어도 8개의 서브 어레이 및 적어도 16개의 스택 패치 안테나 요소를 포함할 수 있다.

스택 패치 안테나 소자 및 안테나 어셈블리의 실시 예들은 저렴한 비용, 실패하는 부품의 감소, 낮은 조립 도구 비용, 짧은 조립 시간, 조립에 필요한 수작업의 감소 및 / 또는 조립 공정의 반복성과 같은 이점들 또는 특징 중 하나 이상(그러나 반드시 또는 전부는 아님)을 제공할 수 있다.

본 명세서에서 설명된 도면은 선택된 실시 예만을 예시하기 위한 것이고, 모든 가능한 구현 예가 아니며, 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니다.
또한, 도 1 및 도 2는 일 실시 예에 따른 상부 패치 및 하부 패치를 포함하는 스택 패치 안테나 소자, 유전체 캐리어 및 격리 박스를 포함하는 스택 패치 안테나 소자의 상하부 분해조립 사시도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 스택 패치 안테나 소자의 사시도로서, 상부 및 하부 패치가 유전체 캐리어의 상부 및 하부 측면의 반대쪽이나, 반대쪽을 따라 기계적으로 결합하고, 상부 및 하부 패치가 격리 박스 안에 있도록 조립된 후이다.
도 4는 일 실시 예에 따라, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 4개의 스택 패치 안테나 소자를 포함하는 자동 배치를 위한 "테이프 및 릴(reel)" 패키징의 사시도이다.
도 5는 일 실시 예에 따라, 도 1, 2 및 3에 도시된 바와 같이 2개의 스택 패치 안테나 소자를 포함하는 서브 어레이의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 서브 어레이의 하부도이며, 서브 어레이에 대한 예시적인 공급 네트워크를 도시한다.
도 7은 도 5에 도시된 서브 어레이의 측면도이다.
도 8은 일 실시 예에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 4개의 서브 어레이 2열을 포함하는 예시적인 안테나 어레이 또는 MIMO 안테나 어셈블리를 예시한다.
도 9는 도 8에 도시된 예시적인 안테나 어레이의 서브 어레이들에 대한 예시적인 피드 네트워크를 예시한다.
도 10은 4개의 서브 어레이 2열, 격리 레일 및 피드 네트워크를 포함하는 다층 PCB (예를 들어, 4 레이어 등)를 포함하는 도 8에 도시된 MIMO 안테나 어셈블리의 사시도이다.
도 11은 도 10에 도시된 MIMO 안테나 어셈블리의 또 다른 사시도이며, 또한 스택 패치 안테나 소자 위에 위치할 수 있는 예시적인 레이돔을 예시한다.
도 12는 도 10에 도시된 MIMO 안테나 어셈블리에 사용할 수 있는 예시적인 격리 레일의 사시도이다.
도 13은 같은 극성이 있는 도 8에 도시된 4개의 스택 패치 안테나 소자들의 2열에 대한 파이(Phi) 대비 데시벨의 증가를 보여주는 수평 방사 패턴들의 예시적인 선 그래프를 포함한다.
도 14는 도 8에 도시된 16개 모두의 스택 패치 안테나 소자에 대해 3.4 기가헤르츠(GHz)에서 3.6GHz까지의 주파수대 데시벨 단위의 반사 손실의 예시적인 선 그래프를 포함한다.
도 15는 도 8에 도시된 스택 패치 안테나 소자의 8개의 서브 어레이 모두에 대해 3.4GHz에서 3.6GHz까지의 주파수대 데시벨 단위의 예시적인 격리 선 그래프를 포함한다.
도 16은 일 실시 예에 따라 상부 패치, 하부 패치, 패치를 지지하는 유전체 캐리어, 및 격리 펜스 또는 박스를 포함하는 스택 패치 안테나 소자의 사시도이다.
도 17은 도 16에 도시된 스택 패치 안테나 소자의 하부도이며, 패치에 용량적으로 공급하는 대칭 용량성 프로브가 제공하는 대칭 피드를 예시한다. 또한, 도 17에는 대역폭 개선을 위한 용량성 프로브와 스택 패치 안테나 소자 중심 사이의 하부 패치 내 개구부(예를 들어, 컷아웃, 스탬프 된 부분 등)가 표시되어 있다.
도 18은 도 16에 도시된 스택 패치 안테나 소자의 측면도이며, 패치에 용량적으로 공급하는 프로브들을 예시한다.
도 19는 도 16에 도시된 스택 패치 안테나 소자에 대해 3.4Ghz에서 4.20GHz까지의 주파수대 데시벨 단위의 반사 손실의 예시적인 선 그래프를 포함한다.
도 20은 도 16에 도시된 스택 패치 안테나에 대한 -180도에서 180도까지 세타 대 데시벨 단위의 반사 손실 선 그래프의 일 실시 예를 포함하는데, 도 16은 3.3 GHz, 3.4 GHz, 3.5 GHz, 3.6 GHz, 3.7 GHz, 3.8 GHz, 3.9 GHz, 4GHz, 4.1 GHz 및 4.2 GHz의 주파수에서 Phi = 0도이다.
도 21은 도 16에 도시된 16개의 총 스택 패치 안테나 소자를 포함하는 예시적인 안테나 어레이 또는 MIMO 안테나 어셈블리를 예시한다.
도 22는 도 21에 도시된 안테나 어레이 또는 MIMO 안테나 어셈블리의 측면도로서 격리 레일을 예시한다.
도 23 및 도 24는 도 21에 도시된 안테나 어레이 또는 MIMO 안테나 어셈블리에 대한 -180도에서 180도의 쎄타 대 데시벨 단위의 반사 손실의 예시적인 선 그래프이며, 도 21의 격리 레일(도 23)이 없는 경우와 3.3 GHz, 3.4 GHz, 3.5 GHz, 3.6 GHz, 3.7 GHz, 3.8 GHz, 3.9 GHz, 4GHz, 4.1 GHz 및 4.2 GHz의 주파수에서 Phi = 0도인 격리 레일(도24)이 있는 경우이다.
도 25는 일 실시 예에 따라, 상부 패치, 하부 패치, 격리 펜스, 유전체 패치 캐리어, 및 SMT(표면 실장 기술) 프로세싱용 피드 프로브를 부착하고 지지하는 스냅 피쳐가 있는 유전체 캐리어를 포함하는 스택 패치 안테나 소자의 분해조립 사시도이다.
도 26은 상부 패치 및 하부 패치가 유전체 패치 캐리어에 결합하고, 격리 펜스가 대체로 상부 및 하부 패치 둘레에 배치되도록 조립된 후에 도 25에 도시된 스택 패치 안테나 소자의 사시도이다.
도 27은 일 실시 예에 따라, 상부 패치, 하부 패치, 격리 펜스, 유전체 패치 캐리어, 및 SMT(표면 실장 기술) 프로세싱용 피드 프로브를 부착하고 지지하는 스냅 피쳐가 있는 유전체 캐리어를 포함하는 스택 패치 안테나 소자의 분해조립 사시도이다.
도 28은 상부 패치 및 하부 패치가 유전체 패치 캐리어에 결합하고, 격리 펜스가 대체로 상부 및 하부 패치 둘레에 배치되도록 조립된 후에 도 27에 도시된 스택 패치 안테나 소자의 사시도이다.
도 29는 일 실시 예에 따라, 상부 패치, 하부 패치, 웨이브 솔더 탭이 있는 격리 펜스 및 피드 프로브, 상부 패치 및 하부 패치를 부착하고 지지하는 스냅 피쳐가 있는 유전체 캐리어를 포함하는 스택 패치 안테나 소자의 분해조립 사시도이다.
도 30은 피드 프로브들, 상부 패치 및 하부 패치가 유전체 캐리어에 결합하고, 격리 펜스가 대체로 상부 및 하부 패치 둘레에 배치되도록 조립된 후에 도 29에 도시된 스택 패치 안테나 소자의 사시도이다.
해당 참조 번호는 도면의 여러 도에서 해당하는(반드시 같지는 않지만) 부분을 지시한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.

데이터 네트워크를 차세대 또는 원거리 통신 표준(예를 들어, 4세대(4G)에서 5세대(5G) 등)으로 발전시키려면, 데이터 처리량 요구 사항을 충족하도록 안테나 밀도 및 빔 조정 기술이 필요하다. 예를 들어, 대용량 무선 및 안테나 시스템은 4G에서 5G로의 네트워크 업그레이드에 대한 높은 데이터 처리량 요구 사항을 충족시키기 위해 구현될 수 있다.

대용량 MIMO 안테나 어셈블리에서, 다수의 안테나 소자는 빔 스캐닝 기능을 제공하도록 동시에 작동한다. 전형적인 대용량 MIMO 안테나 어레이는 20에서 2,000개의 안테나 소자들과 같은 매우 많은 수의 안테나 소자를 포함할 수 있다. 이러한 많은 수의 안테나 소자들 때문에, 최고의 성능을 위해서 안테나 소자들 사이는 충분히 격리되어야 한다. 또한 각 안테나 소자의 방사 특성은 어레이 내의 위치와 관계없이 유사해야 한다. 많은 수의 안테나 소자로 인해 기존의 제조 기술을 사용하여 어셈블리 프로세스의 완전 자동화 구현을 가능하게 함으로써 대용량 MIMO 안테나 어셈블리의 전체 비용을 줄일 수 있다.

따라서, 본 명세서에서는 SMT(표면 실장 기술) 스택 패치 안테나 소자, THT(스루홀 기술) 스택 패치 안테나 소자, 웨이브 솔더링을 가능하게 하는 스택 패치 안테나 소자 등을 포함하는 스택 패치 안테나 소자의 실시 예들을 개시한다. 또한, 하나 이상의 스택된 패치 안테나 소자들을 포함하는 안테나 어셈블리들 (예를 들어, MIMO 안테나 어셈블리들, 단일 안테나 소자 어셈블리들 등)의 예시적인 실시 예들이 개시된다. 본 명세서에는 또한, 스택 패치 안테나 소자 및 안테나 어셈블리를 제조 또는 조립하는 예시적인 방법이 개시되어 있다.

예시적인 실시 예에서, 스택 패치 안테나 소자는 일반적으로 상부 및 하부(또는 위와 아래) 패치들을 포함한다. 상부 및 하부 패치는 유전체 캐리어 (예를 들어, 플라스틱 캐리어 등)에 결합하도록 구성되고, 전기 전도성 격리 박스 또는 펜스(광범위하게는, 전기 전도성 벽 또는 구조물) 내에 배치되며, 전도성 벽 또는 격리 박스 또는 펜스의 구조물은 일반적으로 상부 및 하부 패치쯤이나 그 주위에 배치된다.

스택 패치 안테나 소자는 표면 실장 기술(SMT)과 호환되는 SMD(표면 실장 부품)로서 사용되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, SMT / 솔더 탭이 PCB의 표면상에 직접 배치되고, PCB의 표면을 따라 해당하는 전기 전도성 부분(예를 들어, 패드, 트레이스, 피드 등)에 솔더링될 때, 하부 또는 아래 패치는 피드 프로브로서 작동할 수 있는 SMT / 솔더 탭 또는 레그를 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, SMT / 솔더 탭 또는 레그가 PCB의 표면상에 직접 배치되고 PCB의 표면을 따라 해당하는 부분(예를 들어, 지면, 기계적 부착점 등)에 솔더링될 때, 격리 박스 또는 펜스는 접지 및 기계적 연결을 위한 SMT / 솔더 탭 또는 레그를 포함할 수 있다.

그렇지 않으면, 스택 패치 안테나 소자는 스루홀 기술과 호환되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하부 또는 아래 패치는 PCB에서 해당하는 홀(광범위하게는, 개구부)을 통해 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 배치되도록 구성된 탭 또는 레그를 포함할 수 있다. 하부 패치의 탭 또는 레그는 PCB의 제1면으로부터 PCB의 홀 또는 스루홀에 삽입될 수 있고, 제1면의 반대편 PCB의 제2면을 따라 해당하는 전기 전도성 부분(예를 들어, 패드, 트레이스, 피드 등)까지 솔더링된다. 또한, 예를 들어, 격리 박스 또는 펜스는 PCB의 해당 홀을 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 배치하도록 구성된 접지 및 기계적 연결을 위한 탭 또는 레그를 포함할 수 있다. 또한, 격리 박스 또는 펜스의 탭 또는 레그는 PCB의 제1면으로부터 PCB의 홀 또는 스루홀에 삽입될 수 있고, 제1면의 반대편 PCB의 제2면을 따라 해당하는 부분(예를 들어, 접지, 기계적 부착점 등)까지 솔더링된다.

그렇지 않으면, 스택 패치 안테나 소자는 웨이브 솔더링과 호환되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 스택 패치 안테나 소자는 웨이브 솔더 탭이 있는 격리 펜스 및 웨이브 솔더 탭이 있는 피드 프로브를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, MIMO 안테나 어셈블리는 일반적으로 전기 전도성 박스 또는 펜스 내에 안테나 소자(예를 들어, 스택 패치 안테나 소자 등) 및 적어도 한 쌍 또는 서브 어레이 사이에 연장되는 적어도 하나의 전기 전도성 레일 또는 격리 벽을 포함한다. 예를 들어, MIMO 안테나 어셈블리는 하나 이상의 서브 어레이의 하나 이상의 열을 포함할 수 있으며, 여기서 각각의 서브 어레이는 적어도 2개의 스택 패치 안테나 소자를 포함한다. 이 예에서, 전기 전도성 레일은 일반적으로 각 서브 어레이의 제1 및 제2 스택 패치 안테나 소자 사이에서 서브 어레이의 각 열을 따라 연장될 수 있다. 전기 전도성 박스 / 펜스 및 레일은 안테나 소자 사이가 격리될 수 있도록 구성된다. 안테나 소자들은 다층 PCB의 최상층을 따라 배치될 수 있다. 다층 PCB는 피드 네트워크(예를 들어, 스트립 피드라인 네트워크, 전송선 네트워크, 전기 전도성 트레이스 등) 및 다층 PCB의 내부 레이어를 따라 교정 네트워크를 포함할 수 있다.

도면을 참조하면, 도 1, 도 2 및 도 3은 본 발명의 하나 이상의 양상을 구현하는 스택 패치 안테나 패널 안테나 (100)의 예시적인 실시 예를 예시한다. 도시된 바와 같이, 스택 패치 안테나 소자(100)는 위 또는 상부 패치(104), 아래 또는 하부 패치(108), 유전체 캐리어(112), 및 격리 박스 또는 펜스(116)를 포함한다.

유전체 캐리어(112)의 상부 및 하부 측면에 또는 그 반대편을 따라, 기계적으로 결합(예를 들어, 형상 또는 파스너에 일체형 스냅을 통해)되도록 구성된다. 도 1에 도시 된 바와 같이, 유전체 캐리어(112)는 상부 패치(104)를 유전체 캐리어(112)와 정렬시키도록 상부 패치(104)에서 스루홀(120)(광범위하게는 개구부) 내 수용(예를 들어, 스냅 맞춤, 프레스 끼워 맞춤, 죔쇠 끼워 맞춤 등)되도록 구성되는 상부 포스트 또는 기둥(118)(광범위하게는, 지지부 또는 부재)을 포함한다. (도 3) 도 2에 도시된 바와 같이, 유전체 캐리어(112)는 하부 패치(108)를 유전체 캐리어(112)와 정렬시키도록 하부 패치(108) 내의 스루홀(128)(광범위하게는, 개구부)에 수용되도록 구성된 하부 포스트 또는 기둥(124)(광범위하게는 지지부 또는 부재)을 포함한다. 이 예에서, 격리 박스(116)는 내측 또는 중간 포스트(124) 및 외측 포스트(124) 중 하나를 각각 수용하여 격리 박스(116)를 유전체 캐리어(112)와 정렬시키기 위한 2개의 홀(160)을 포함한다.

상부 및 하부 포스트(118, 124)는 유전체 캐리어(112)의 상부 및 하부 측면 각각으로부터 상향 및 하향(광범위하게는, 외측으로) 연장된다. 포스트(118, 124)는 각각의 패치(104, 108)가 유전체 캐리어(112)에 상대적으로 정렬되어, 유전체 캐리어(112)의 포스트(118, 124) 상에 위치되도록 구성될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 2개의 상부 포스트(118)는 예를 들어 기계적 파스너나 접착제 등을 사용하지 않고 상부 패치(104)를 유전체 캐리어 (112)에 조립하고 유지하기 위한 유지 부재(119)를 포함한다. 각각의 유지 부재(119)는 슬롯에 의해 분리된 포스트(118)의 핑거를 따라, 이격된 로킹 스냅이나 래치 표면을 포함할 수 있다. 슬롯은 상부 패치(104)가 유전체 캐리어(112) 상으로 상대적으로 아래쪽으로 이동, 가압, 압박될 때 핑거가 서로를 향해 안쪽으로 이동하게 한다. 유지 부재(119)의 상부 부분은 유지 부재(148)의 핑거가 서로를 향해 내측으로 가압하여 그 둘레 길이를 감소시키고 상부 패치(104)의 구멍(120)을 통해 삽입할 수 있게 하는 캠면으로서 작용할 수 있다. 유지 부재(119)의 핑거는 일반적으로 탄성일 수 있고, 이 탄성은 핑거의 자유 단부가 상부 패치(104)를 지나 이동한 후에 핑거가 원래 또는 초기의 위치로 되돌아오게 하며, 핑거의 탄성 특성은 핑거가 상부 패치(104)의 해당하는 부분 위로 일반적으로 이동(예를 들어, 굽힘 후에 형태로 스냅 백, 반동 또는 스프링 백 등)하여 결합하도록 할 수 있다. 어느 시점에서, 유지 부재(119)는 상부 패치(104)와 맞물림으로써, 상부 패치(104)와 유전체 캐리어(112)의 상대 위치를 유지한다. 일부의 일 실시 예에서, 유지 부재(119)가 상부 패치(104) 위로 이동하여 결합할 때, 촉각 및 / 또는 청각적 표시(예를 들어, 클릭 등)가 생성될 수 있다. 바람직하게는, 상부 패치 (104)는 예를 들어, 유전체 캐리어(112)와 상부 패치(104) 사이에 기계적 패스너 또는 접착제를 필요로 하지 않고도, 포스트(118)의 유지 부재(119)에 의해서만 유전체 캐리어(112)상의 제 위치에 있거나, 그 위치가 유지될 수 있다.

이 일 실시 예에서, 상부 패치(104)는 서로로부터 이격된(예를 들어, 반경 방향, 원주 방향 등의) 4개의 홀(120)을 포함한다. 유전체 캐리어(112)는 유전체 캐리어(112)의 상부면을 따라 4개의 상향 연장 포스트(118)를 포함한다. 하부 패치(108)는 5개의 홀(128)을 포함한다. 유전체 캐리어(112)는 유전체 캐리어(112)의 하부면을 따라 5개의 하향 연장 포스트(124)를 포함한다. 하부 패치(108)의 5개 홀(128)은 서로로부터 이격되어(예를 들어, 반경 방향, 원주 방향 등) 4개의 외부 홀을 포함하고, 제5홀 주위에 이격되어 있다. 내부 홀은 하부 패치(108)의 중심 주변이나 중심에 있을 수 있다. 대안의 실시 예는 상이하게, 예를 들어, 더 많거나 적은 홀 및 포스트 및 / 또는 다른 위치 등에 구성될 수 있다.

하부 패치(108)는 피드 프로브로서 작동 가능한 하나 이상의 SMT / 솔더 탭 또는 레그(132)를 포함한다. 탭(132)은 격리 박스(116)의 바닥에 있는 구멍(164)(광범위하게는, 개구부)을 따라 정렬되어 연장된다. 하부 패치(108)의 탭(132)은 PCB(예를 들어, 도 10에 도시된 PCB (180) 등)의 표면을 따라 해당하는 전기 전도성 부분(예를 들어, 패드 등)에 솔더링 될 수 있고, 이에 전기적으로 연결될 수 있다. 대안적으로, 스택 패치 안테나 소자(100)는 스루홀 기술과 호환되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하부 패치(108)의 탭 또는 레그(132)는 PCB의 해당 홀(광범위하게는, 개구부)을 통해 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 위치되도록 구성될 수 있다. 하부 패치(108)의 탭 또는 레그(132)는 PCB의 제1면으로부터 PCB의 홀 또는 스루홀에 삽입될 수 있고, 제1면의 반대편 PCB의 제2면을 따라 해당하는 전기 전도성 부분(예를 들어, 패드, 트레이스, 피드 등)까지 솔더링된다.

SMT / 솔더 탭 또는 레그 (132)는 하부 패치 (108)의 일체형 부분을 구성할 수 있다. 예를 들어, 탭(132)은 격리 박스(116)의 해당 공급 위치(136)와 접촉하도록 하향으로 스탬프 되고 형성(예를 들어, 구부림, 접힘, 변형 등)된 하부 패치(108)의 부분을 구성할 수 있다.

예로서, 상부 및 하부 패치(104, 108)는 전체 형상 및 스루홀(120, 128)을 제공하도록 스탬프 된 납땜 가능한 소재 (예를 들어 주석 도금 강철, 황동, 베릴륨구리 등)로 제조될 수 있다. 또한, SMT 탭(132)을 제공하기 위해 하부 패치(108)에 대한 스탬프 된 소재의 부분들이 형성될 수 있다. (예를 들어, 구부림, 접힘, 변형 등). 대안적으로, 스탬핑 및 성형 외에 다른 전기 전도성 재료 및 / 또는 다른 제조 공정이 패치(104, 108) 중 하나 또는 모두에 사용될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 격리 박스(116)는 접지 및 기계적 연결을 위한 SMT / 솔더 탭 또는 레그(136)를 포함한다. 탭(136)은 격리 박스(116)가 접지 위치를 포함하는 PCB를 따라 위치될 때, PCB(예를 들어, 도 10에 도시된 PCB (180) 등)의 해당 접지 위치에 정렬되고 솔더링되도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 스택 패치 안테나 소자(100)는 스루홀 기술, 웨이브 솔더링 등과 호환되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하부 패치의 탭 또는 레그는 PCB의 해당 홀(광범위하게는, 개구부)을 통해 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 위치되도록 구성될 수 있다. 격리 박스(116)의 탭 또는 레그(136)는 PCB의 첫번째 면으로부터 PCB의 홀 또는 스루홀에 삽입될 수 있고, 제1면의 반대편 PCB의 제2면을 따라 해당하는 전기 전도성(예를 들어, 접지, 기계적 부착점 등)까지 솔더링된다.

SMT / 솔더 탭 또는 레그(136)는 격리 박스(116)의 일체형 부분을 구성할 수 있다. 예를 들어, 탭(136)은 스탬프 되고 형성(예를 들어, 구부림, 접힘, 변형 등)된 격리 박스(116)의 부분을 구성할 수 있다.

유전체 캐리어 (112)는 격리 박스(116) 내 유전체 캐리어(116) 위치가 격리 박스(116)의 바닥에 있는 개구부(164)를 통한 하부 패치(108)의 SMT / 솔더 탭 또는 레그(132)를 배치하는 격리 박스(116)와 비례하여 구성(예를 들어, 크기, 형상 등)될 수 있다. 일부 실시 예에서, 유전체 캐리어(112)는 유전체 캐리어(112)가 하부 패치(108)의 SMT 탭(132)이 격리 박스(116)의 개구부(164)를 따라 정렬되고 연장되는 단일 배향으로 격리 박스(116) 내에서만 위치 가능한 격리 박스(116)와 비례하여 구성(예들 들어, 크기, 형상 등)될 수 있다. 그러한 실시 예에서, 유전체 캐리어(112)는 하부 패치(108)의 SMT 탭(132)이 격리 박스(116)의 하부에 있는 개구부(164)을 따라 오정렬되거나 연장되지 않는 임의의 방향으로 격리 박스(116) 내에 위치될 수 없게 구성(예를 들어, 크기, 형상 등)될 수 있다.

유전체 캐리어(112) 및 격리 박스(116)는 유전체 캐리어(112)를 격리 박스(116)에 기계적으로 결합(예를 들어, 래칭, 스냅 끼워 맞춤 등)하기 위한 래칭 또는 스냅 핏 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 유전체 캐리어(112)의 하나 이상의 측벽(140)은 격리 박스(116)의 하나 이상의 측벽(152)을 따라 하나 이상의 래칭 부재 또는 탭(148)(광범위하게는, 부분)을 결합식으로 수용하도록 구성된 하나 이상의 개구부를 포함할 수 있다. 유전체 캐리어(112)가 격리 박스(116) 내로 상대적으로 아래쪽으로 이동, 가압, 압박될 때, 개구부(140) 아래의 유전체 캐리어 측벽(140)의 하위 부분(156)은 유전체 캐리어(112)로부터 표면상으로 이격된 격리 박스의 래칭 부재(148)를 강요하는 캠면으로서 작용할 수 있다. 유전체 캐리어(112) 측벽 부(156)의 내부면을 따라 래칭 부재(148)의 슬라이딩 접촉은 래칭 부재(148)가 표면상으로 원래 위치 또는 초기 위치로부터 휘어지거나, 변형되거나, 이동하거나, 회전하거나 또는 왕복하는 것을 유발할 수 있다. 래칭 부재(148)는 일반적으로 탄성 (예를 들어, 스탬프되고 접힌 시트 금속 등)을 일 수 있고, 이 탄성은 래칭 부재(148)가 자유 단부가 하부 측벽부(156)를 지나서 유전체 캐리어 (112)의 개구부(144)로 이동한 후에 원래의 또는 초기 위치로 복귀하도록 하며, 래칭 부재(148) 탄성 특성은 래칭 부재(148)가 해당하는 부분 위로 일반적으로 이동(예를 들어, 굽힘 후에 형태로 스냅 백, 반동 또는 스프링 백 등)하여 결합하도록 할 수 있다. 어느 지점에서, 래칭 부재(148)는 유전체 캐리어(112)의 개구부(144) 내에 맞물려 유지되어 격리 박스(116) 내의 유전체 캐리어(112)의 상대적 위치를 유지한다. 일부 예시적인 실시 예에서, 래칭 부재(148)가 유전체 캐리어(112) 개구부(144)의 바닥부(156) 위로 이동하여 결합할 때, 촉각 및 / 또는 청각 표시(예를 들어, 클릭 등)가 생성될 수 있다.

일부의 일 실시 예에서, 유전체 캐리어(112)는 또한 격리 박스(116)에 비례하여 구성(예를 들어, 크기, 형상 등)될 수 있는데, 격리 박스(116) 내에 꼭 끼워 맞춤, 프레스 끼워 맞춤, 죔쇠 끼워 맞춤 등이다.

스택 패치 안테나 소자(100)의 복수(예를 들어, 어레이 등)를 포함하는 일 실시 예들에서, 격리 박스(116)는 모든 SMT 스택 패치 안테나 소자(100)에 공통인 비교적 큰 접지면을 따라 위치되고/위치되거나 그 면에 전기적으로 결합할 수 있다. 격리 박스(116)는 그것이 사용될 안테나 어셈블리 또는 시스템(예를 들어, 안테나 어레이 또는 패널 어셈블리 등)의 특정 구성에 따라 일반적으로 직사각형 또는 비직사각형 형상(예를 들어 위에서 볼 때 삼각형 또는 육각형)을 가질 수 있다.

또한, 격리 박스(116)의 벽은 다른 면에서 다를 수 있다. 예를 들어, 격리 박스(116)의 벽은 높이 및 / 또는 형상이 다를 수 있다. 또한, 하나 이상의 수평, 수직, 대각선 등의 슬롯이 격리 박스(116)의 하나 이상의 벽에 공급되어 패치 또는 방사 소자 사이의 상호 결합을 변화시킬 수 있다. 격리박스(116)의 하나 이상의 벽은 접지면에 대해 경사지거나 비수직으로 구성될 수 있다.

예로서, 격리 박스(116)는 전체 형상, 개구부(160) 등을 공급하도록 스탬프 되는 납땜 가능한 소재(예를 들어, 주석 도금 강철, 황동, 베릴륨구리 등)로 제조될 수 있다. 스탬프 된 재료의 부분은 SMT 탭(136), 래칭 부재(148) 및 측벽(152)을 공급하도록 형성(예를 들어, 구부림, 접힘, 변형 등)될 수 있다.

대안적으로, 스탬핑 및 성형 이외의 다른 전기 전도성 재료 및 / 또는 다른 제조 공정 또한, 격리 박스(116)에 사용될 수 있다.

복수의 SMT 스택 패치 안테나 소자(100)를 포함하는 일 실시 예에서, 격리 박스(116)의 측벽(152)은 다른 격리 박스(116) 내 패치(104, 108) 사이의 상호 결합을 감소시키는 것을 돕는다. 다양한 일 실시 예에서, 격리 박스(116)의 측벽(152)은 첫 번째 격리 박스(116) 내의 패치(104, 108)로부터 두 번째 격리 박스(116) 내의 패치(104, 108)로의 직접 경로를 불분명하게 하기에 아주 높을 수 있다. 예를 들어, 다양한 예시적인 실시 예에서, 격리 박스(116)의 벽(152)은 적어도 격리 박스(116) 내에 배치된 상부 패치만큼 높을 수 있다. 예를 들어, 벽(152)은 적어도 상부 패치(104)와 접지면 사이의 거리만큼 높은 접지면 위의 높이를 가질 수 있다. 또는 예를 들어, 벽(152)은 상부 패치 (104)보다 접지면 위로 더 연장될 수 있다. 또 다른 예로서, 벽(152)의 상부는 상부 패치(104)보다 낮거나 아래일 수 있다.

일 실시 예에서, SMT 스택 패치 안테나 소자(100)는 자동 배치, 예를 들어 완전히 자동화된 SMT 어셈블리 등을 위해 테이프 및 릴 패키지에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 4는 4개의 스택 패치 안테나 소자(100)를 포함하는 예시적인 "테이프 및 릴" 패키징(168)을 예시한다. 스택 패치 안테나 소자(100)는 테이프 및 릴 패키징(168)을 따라 포켓 또는 캐비티 내에 위치된다. 스택 패치 안테나 소자(100) 위에 커버(예를 들면, 필백 커버 등)가 배치되어 덮는다. 스택 패치 안테나 소자(100)는 또한 픽앤 플레이스 장치 및 SMT 또는 THT 솔더링 공정에 의한 자동 배치를 위해 트레이 형태로 패키징 될 수 있다.

본 명세서에 개시된 스택 패치 안테나 소자의 실시 예들은 저렴한 비용, 실패하는 부품의 감소, 낮은 조립 도구 비용, 짧은 조립 시간, 조립에 필요한 수작업의 감소 및 / 또는 조립 공정의 반복성과 같은 이점들 또는 특징 중 하나 이상(그러나 반드시 또는 전부는 아님)을 제공할 수 있다. 일 실시 예에서, 스냅 및 / 또는 일체형 형상은 추가적인 기계적 파스너의 필요성을 줄이는(예를 들어, 제거 등) 스택 패치 안테나 소자의 부품을 조립하는 데 사용된다. 일 실시 예에서, 스택 패치 안테나 소자는 다중 MIMO 스캐닝 어레이를 위한 PCB를 따라 배열될 수 있다. 다른 일 실시 예에서, 스택 패치 안테나 소자는 단일 소자 애플리케이션에 사용될 수 있다.

도 5, 도 6 및 도 7은 도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 2개의 스택 패치 안테나 소자(100)를 포함하는 서브 어레이 또는 어셈블리(172)의 일 실시 예를 예시한다. 서브 어레이(172)에 대한 예시적인 피드 네트워크(176)가 도 6에 도시되어 있다.

이 예에서, 서브 어레이(172)는 약 70에서 100 도의 방위각 빔폭 및 약 30에서 45 도의 고도각 빔폭에 도달할 수 있도록 수직 평면에 배열된 2개의 스택 패치 안테나 소자(100)를 포함한다. 서브 어레이(172)는 2개(+/- 45도)의 선형 편광을 가질 수 있다. 스택 패치 안테나 소자(100)는 약 0.5 내지 0.7의 파장 간격으로 수평면에서 서로 상대적으로 근접하게 배치될 수 있다. 바람직하게는, 스택 패치 안테나 소자(100)가 서로에 대해보다 근접하게 위치될수록 서브 어레이 (172)에 대한 더 큰 스캔 각이 배치된다.

도 8 및 9는 각각 도 5에 도시된 바와 같이 4개의 서브 어레이(172)를 갖는 2개의 열을 포함하는 안테나 어레이 또는 MIMO 안테나 어셈블리(178)의 예시적인 실시 예를 예시한다. 따라서, MIMO 안테나 어셈블리(178)는 총 8개의 서브 어레이(172)를 포함하고, 따라서 총 16개의 스택 패치 안테나 소자(100)를 포함한다. 예시적인 인쇄 회로 기판(180)은 8개의 서브 어레이(172) 각각에 대해 2개의 편광(이중 경사 편광)인 총16개의 포트를 갖는 피드 네트워크를 포함할 수 있다. 도 9는 금속화 상부 등을 갖는 플라스틱일 수 있는 서브 어레이(172)에 대한 예시적인 피드 네트워크(176)를 예시한다. 따라서, 이 일 실시 예는 16 ㅧ 16 MIMO 안테나 어레이(178)의 예를 제공한다.

도 10에 도시 된 바와 같이, 스택 패치 안테나 소자(100)(도 1 내지 도 3)는 다층 인쇄 회로 기판(180)을 따라 위치될 수 있다. 다층 인쇄 회로 기판 (180)은 다층 인쇄 회로 기판 (180)의 내부 레이어에 피드 네트워크 및 교정 네트워크를 포함할 수 있다. 스택 패치 안테나 소자(100)는 하부 패치(108)의 SMT / 솔더 탭(132)을 PCB(180)를 따라 전기 전도성 부분(예를 들어, 패드들)에 솔더링하고 격리 박스(116)의 SMT 솔더 탭 또는 레그(136)를 전기 전도성 부분(예를 들어, 접지 부분 등)을 PCB(180)를 따라 솔더링함으로써, 다층 PCB(180)에 결합할 수 있다.

예시된 실시 예에서, MIMO 안테나 어셈블리(178)는 4개의 서브 어레이(172)의 제1 및 제2열(184, 186)을 포함하며, 각 서브 어레이(172)는 2개의 스택 패치 안테나 소자(100)를 포함한다. 따라서, 이것은 16 x 16 MIMO 예시이다. 다른 실시 예에서, MIMO 안테나 어셈블리(178)는 4ㅧ4 어레이, 8ㅧ8 어레이 등으로 다르게 구성될 수 있다. MIMO 안테나 어셈블리(178)에는 16개보다 많거나 적은 스택 패치 안테나 소자가 있을 수 있고 / 있거나 다른 안테나 소자 배열(예를 들어, 스택 패치 안테나 소자들의 더 큰 또는 더 작은 어레이, 비 직사각형 어레이, 선형 어레이 등)이 있을 수 있다. 또는, 예를 들어, MIMO 안테나 어셈블리(178)는 본 명세서에 개시된 스택 패치 안테나 소자(100)와 다른 하나 이상의 스택 패치 안테나 소자를 포함할 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, MIMO 안테나 어셈블리(178)는 스택 패치 안테나 소자들 사이가 격리되도록 구성되고, 강성을 MIMO 안테나 어셈블리(178)에 부가하도록 구성된 전기 전도성 레일(174)(광범위하게는, 전기 전도성 부재)을 포함한다. 레일(174)은 또한, 어셈블리(178)가 필터, 라디오 또는 다른 어셈블리에 부착될 때 MIMO 안테나 어셈블리(178)의 기계적 지원을 제공할 수 있다.

도 10을 계속 참조하면, 첫 번째 레일(174)은 대체로 제1열(184)의 각 서브 어레이(172)의 제1 및 제2 스택 패치 안테나(100) 사이의 제1열(184)을 따라 연장된다. 두 번째 레일(174)은 대체로 제2열(186)의 각 서브 어레이 (172)에서 제1 및 제2 스택 패치 안테나(100) 사이에서 제2열(186)을 따라 연장된다. 일부 일 실시 예에서, MIMO 안테나 어셈블리(178)는 격리를 향상하도록 일반적으로 제1 및 제2열(184, 188) 사이에서 연장되는 세 번째 또는 센터 레일을 더 포함할 수 있다.

제1레일은 갭 또는 이격된 거리(138) 내 꼭 끼워 맞춤, 프레스 끼워 맞춤, 죔쇠 끼워 맞춤 등의 제1레일(174)과 같이 제1열(184) 내의 제1과 제2 스택 패치 안테나 소자들을 분리하는 갭 또는 이격된 거리(138)와 비례하여 구성(예를 들어, 크기, 형상 등)될 수 있다. 유사하게, 제2레일은 갭 또는 이격된 거리(139) 내 꼭 끼워 맞춤, 프레스 끼워 맞춤, 죔쇠 끼워 맞춤 등의 제1레일(174)과 같이 제2열(184) 내의 제1과 제2 스택 패치 안테나 소자들을 분리하는 갭 또는 이격된 거리(139)와 비례하여 구성(예를 들어, 크기, 형상 등)될 수 있다.

격리 레일(174)은 기계적 파스너(예를 들어, 나사 및 스페이서 등) 또는 자동화 솔더링 프로세스 등을 사용하여 스택 패치 안테나 소자(100) 및 / 또는 PCB (180)에 부착될 수 있다. 대안적으로, 레일(174)은 각각의 갭(138, 139)에 스냅 끼워 맞춤 되도록 구성되며, 레일(174)과 격리 박스(116) 등의 해당 측벽 사이에 형성된 마찰 결합 또는 죔쇠 끼워 맞춤에 의해서만 격리 박스(116)에 비례하여 제 위치에 있거나, 그 위치가 유지된다. 예를 들어, 레일(174)과 격리 박스(116) 등 사이에 어떠한 접착제, 솔더링, 기계적 파스너 등을 필요로 하지 않음.

도 12는 MIMO 안테나 어셈블리(178)와 함께 사용될 수 있는 예시적인 격리 레일(174)을 예시한다. 도시된 바와 같이, 격리 레일(174)은 두 개의 하향 연장 레그부 사이의 일반적으로 수평 상부를 포함할 수 있다. 레그부는 격리 레일(174)이 대체로 역 U자형 프로파일 또는 C자형 프로파일을 갖도록 상부 연결부에 일반적으로 수직일 수 있다. 따라서, 격리 레일(174)은 C 채널 부재 또는 구조물을 포함할 수 있다. 일부 일 실시 예에서, 격리 레일(174)은 스탬프되고 형성(예를 들어, 구부림, 접힘, 변형 등)되는 알루미늄으로 제조될 수 있다. 대안적으로, 스탬핑 및 성형 이외의 알루미늄 및 / 또는 다른 제조 공정 이외의 다른 전기 전도성 소재가 격리 레일(174)에 사용될 수도 있다.

다층 PCB(180)는 상부 및 하부 레이어(예를 들어, 접지면 레이어 등) 및 일반적으로 상부 및 하부 레이어 사이에 배치된 2개의 내부 레이어들(예를 들어, 신호층 등)을 포함하는 4-레이어 무선 주파수(RF) PCB를 포함할 수 있다. 내부 레이어들 중 하나 또는 모두는 피드 네트워크(예를 들어, 스트립 피드라인 네트워크 등)를 한정하는 전기 전도성 트레이스(예를 들어, 구리 트레이스 등), 예를 들어, 도 9 등에 도시된 바와 같은 교정 네트워크를 포함할 수 있다. PCB(180)는 PTFE 기반 PCB 소재, 세라믹 로드 기질, FR4 등과 같은 다양한 물질로 제조될 수 있다. PCB(180)는 또한 다른 일 실시 예에서 4개보다 많거나 적은 레이어를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 다층 PCB(180)는 결합 트레이스, 전력 분배기 및 피드 네트워크를 포함할 수 있다. 다층 PCB(180)는 솔더링 저항기, 차폐 박스, 소자 피드, 커넥터 등을 위한 패드를 포함할 수 있다. PCB(180)는 PCB(180) 상에 조립될 수 있는 안테나 필터 또는 라디오 모듈에 부착하기 위한 장착구멍 및 다른 기계적 부착점을 더 포함할 수 있다.

도 11에 도시 된 바와 같이, MIMO 안테나 어셈블리(178)는 또한 레이돔(188)을 포함할 수있다. 레이돔(188)은 폴리 카보네이트, 다른 유전체 소재 등과 같은 유전체 소재로 제조 될 수있다. 레이돔(188)은 PCB(180)의 레이돔(188) 및 스루홀(192)(광범위하는 개구부)의 스루홀(190)(광범위하게는, 개구부) 내에 배치된 기계적 파스너(미도시)가 있는 PCB 위에 위치에 유지될 수 있다. 대안적으로, 다른 방법 및 수단이 기계적 파스너에 추가로 또는 기계식 파스너 이외에 레이돔(188)을 부착하는데 사용될 수 있다.

도 10은 2개의 스택 패치 안테나 소자(100)를 포함하는 4개의 서브 어레이(172)의 첫 번째 및 두 번째 열(184,186)을 예시한다. 대안적인 실시 예는 다른 안테나 어레이 크기, 그룹 또는 방향을 포함할 수 있으며, 그것은 2x2 어레이, 3ㅧ3 어레이, 2ㅧ8 어레이, 4ㅧ3 어레이, 직사각형 어레이, 비직사각형 어레이, 삼각형 어레이, 선형 어레이, 원형 어레이, 기타 그룹 또는 어레이에 안테나 소자가 없는 배치 등이다. 대안적인 실시 예는 비원형 패치 및 / 또는 비패치 안테나 소자와 같은 다른 안테나 소자 또는 방열기 구성 및 예시된 스택 패치 안테나 소자(100) 외의 유형을 포함할 수 있다.

도 13, 도 14 및 도 15는 도 8 내지 도 11에 도시된 MIMO 안테나 어셈블리의 일 실시 예에 대한 분석 결과를 제공한다. MIMO 안테나 어셈블리는 4개의 서브 어레이의 2개의 열을 포함하고, 각각의 서브 어레이는 2개의 스택 패치 안테나 소자를 포함한다. 따라서, MIMO 안테나 어셈블리는 총 16개의 스택 패치 안테나 소자를 포함한다. 이러한 분석 결과는 예시의 목적으로만 제공되며 제한의 목적으로는 제공되지 않는다.

더 구체적으로, 도 13은 같은 극성이 있는 도 8에 도시된 4개의 스택 패치 안테나 소자들의 2열에 대한 파이(Phi) 대비 데시벨의 증가를 보여주는 수평 방사 패턴들의 예시적인 선 그래프를 포함한다. 도 14는 도 8에 도시된 16개 모두의 스택 패치 안테나 소자에 대해 3.4 기가헤르츠(GHz)에서 3.6GHz까지의 주파수대 데시벨 단위의 반사 손실의 예시적인 선 그래프를 포함한다. 도 15는 도 8에 도시된 스택 패치 안테나 소자의 8개의 서브 어레이 모두에 대해 3.4GHz에서 3.6GHz까지의 주파수대 데시벨 단위의 예시적인 격리 선 그래프를 포함한다.

도 8 내지 도 11에 도시 된 MIMO 안테나 어셈블리의 일 실시 예는 다음의 전기적 설정을 포함할 수 있다. MIMO 안테나 어셈블리는 3400에서 3800MHz의 주파수 범위 또는 대역폭 내에서 15dB보다 큰 반사 손실 및 19dB보다 큰 격리로 동작할 수 있도록 구성될 수 있다. MIMO 안테나 어셈블리는 또한 -20dB 미만의 가장 가까운(측면에 있는) 서브 어레이 포트와 -25dB 미만의 모든 다른 서브 어레이 포트에 대해 결합하여 작동하도록 구성될 수 있다. 상기 MIMO 안테나 어셈블리는 80도에서 110도의 수평빔 폭, 수평면에서 모든 포트 간 수평 증가 편차 ㅁ 60ㅀ 1.3 dB 이하, 고도 70ㅀ ≤ θ ≤ 110ㅀ 및 방위각 -60ㅀ ≤ Φ ≤ + 60ㅀ에 대해 교차 극성이 10dB 이상, 약 0.5 파장 (λ)의 수평 소자 간격으로 작동 가능하도록 더 구성될 수 있다. 본 절에 기재된 전기적 설정은 설명의 목적으로만 제공되며 다른 일 실시 예는 본 절에서 개시된 것과 다른 하나 이상의 전기적 설정으로 작동할 수 있도록 구성될 수 있으므로 제한의 목적으로 제공되지 않는다. 그러나, 일반적으로, 이 도 13 내지도 15는 MIMO 안테나 어셈블리가 3400MHz에서 3800 MHz의 주파수 범위 내에서 양호한 성능을 갖는다는 것을 보여준다.

도 16, 도 17 및 도 18은 본 발명의 하나 이상의 양상을 구현하는 스택 패치 안테나 패널 안테나 (200)의 예시적인 실시 예를 예시한다. 도시된 바와 같이, 스택 패치 안테나 소자(200)는 위 또는 상부 패치(204), 아래 또는 하부 패치(208), 유전체 캐리어(212), 및 격리 박스 또는 펜스(216)를 포함한다.

유전체 캐리어(212)(예를 들어, 플라스틱 캐리어 등)는 패치(204, 208) 및 피드 프로브(232)를 지원하도록 구성될 수 있다. 격리 박스 또는 펜스(216)는 일반적으로 상부 및 하부 패치(204, 208) 주위를 둘러싸거나 배치되도록 구성될 수 있다.

스택 패치 안테나 소자(200)는 대칭 용량성 프로브(232), 예를 들어 편광당 2개의 프로브를 갖도록 구성된다. 대안적으로, 대안적인 일 실시 예는 편광 당 하나의 프로브를 포함할 수 있다.

도 17은 패치(204, 208)를 용량적으로 공급하는 대칭 피드 프로브(232)에 의해 제공되는 예시적인 대칭 피드 구성을 예시한다. 도 17에는 또한 하부 패치 (208)의 개구부(234)(예를 들어, 컷 아웃, 스탬프 된 부분, 타원형의 개구부 등)가 도시되어있다. 각각의 개구부(234)는 일반적으로 해당하는 용량성 피드 프로브(232)와 스택 패치 안테나 소자(200)의 중심 사이에 배치될 수 있다. 개구부(234)는 대역폭 향상을 제공하도록 구성될 수 있다.

단지 예로서, 격리 박스 또는 펜스(216)는 약 45파장 x 약 45파장의 크기를 갖도록 구성될 수 있다. 다르게 말하면, 상기 격리 박스 또는 펜스(216)는 대략 45㎛의 길이 및 대략 45㎛의 폭을 가지며, 일반적으로 직사각형 또는 정사각형 일 수 있다. 이러한 예시적인 치수는 다른 일 실시 예가 다르게, 예를 들어, 더 큰 또는 더 작은 격리 박스 또는 펜스, 비 직사각형 격리 박스 또는 펜스 등으로 구성될 수 있기 때문에 설명의 목적으로 제공된다.

일 실시 예들에서, 스택 패치 안테나 소자(200)는 스택 패치 안테나 소자들의 서브 어레이(예를 들어, 2x1, 3x1, 4x1 등)에서 사용될 수 있고 및 / 또는 다중 MIMO 스캐닝 어레이 등을 위한 PCB를 따라 배열될 수 있다. 다른 일 실시 예에서, 스택 패치 안테나 소자는 단일 소자 애플리케이션에 사용될 수 있다.

도 19 및 도 20은 도 16 내지 도 18에 도시된 스택 패치 안테나 소자(200)에 대한 분석 결과를 제공한다. 이러한 분석 결과는 예시의 목적으로만 제공되며 제한의 목적으로는 제공되지 않는다.

더 구체적으로, 도 19는 도 16에 도시된 스택 패치 안테나 소자에 대해 3.4Ghz에서 4.20GHz까지의 주파수대 데시벨 단위의 반사 손실의 예시적인 선 그래프를 포함한다. 일반적으로, 도 19는 스택 패치 안테나 소자(200)가 3.3 GHz에서 4.2 GHz의 주파수 범위에서 양호한 반사 손실 성능(예를 들어, -18dB 미만)을 갖는다는 것을 도시한다.

도 20은 도 16에 도시된 스택 패치 안테나에 대한 -180도에서 180도까지 세타 대 데시벨 단위의 반사 손실 선 그래프의 일 실시 예를 포함하는데, 도 16은 3.3 GHz, 3.4 GHz, 3.5 GHz, 3.6 GHz, 3.7 GHz, 3.8 GHz, 3.9 GHz, 4GHz, 4.1 GHz 및 4.2 GHz의 주파수에서 Phi = 0도이다. 일반적으로, 도 20은 또한, 스택 패치 안테나 소자(200)가 3.3GHz에서 4.2GHz의 주파수 범위에 걸쳐 양호한 방사 패턴 성능을 갖는다는 것을 도시한다.

도 21 및 도 22는 본 발명의 하나 이상의 양상을 구현하는 MIMO 안테나 어셈블리 또는 안테나 어레이(278)의 일 실시 예를 예시한다. 도시된 바와 같이, 안테나 어셈블리(278)는 8개의 서브 어레이(272)를 포함하며, 각 서브 어레이(272)는 도 16 내지도 18에 도시된 바와 같이 2개의 스택 패치 안테나 소자(200)를 포함한다. 따라서, 이 실시 예에서, 안테나 어셈블리(278)는 총 16개의 스택 패치 안테나 소자를 포함한다. 대안적인 실시 예는 16개보다 많거나 적은 스택 패치 안테나 소자(200)를 갖는 MIMO 안테나 어셈블리 또는 안테나 어레이를 포함할 수 있다.

각각의 서브 어레이 또는 어셈블리(272)에 대해, 2개의 스택 패치 안테나 소자(200)는 서브 어레이(272)가 약 70에서 100도의 방위각 빔폭 및 약 30에서 45도의 고도각 빔폭에 도달하도록 수직면에 배열될 수 있다. 각 서브 어레이(272)는 2개(+/- 45도)의 선형 편광을 가질 수 있다.

스택 패치 안테나 소자(200)는 서로 상대적으로 가깝게 배치될 수 있다. 예를 들어, 방위각 평면 내의 간격은 약 0.5 λ 내지 약 0.7 λ(예를 들어, 0.5 λ, 0.7 λ, 0.6 λ 등)의 범위 내에 있을 수 있다. 고도 평면에서의 간격은 일반적으로 고도 평면에서 소자(200)의 격리 박스(216) 사이에 초크 / 포켓이 생성되도록 약 0.7 λ 일 수 있다. 소자(200) 사이의 공간은 공동 공진을 생성할 수 있고 패턴 성능은 좋지 않을 수 있다. 이러한 공동 공진 문제를 피하거나 완화하는 것을 돕도록, 격리 레일 / 벽 (274)이 소자(200) 사이에 배치되어 지면과의 거리를 짧게 할 수 있다.

도 22에 도시된 실시 예에서, 격리 벽(274)은 격리 박스(216)와 같은 높이를 갖는다. 대안적으로, 격리 벽(274)은 더욱 양호하거나 최적의 성능을 위해 +/- X 밀리미터로 최적화될 수 있다.

피드 프로브(132)는 PCB(280)(도 22)의 표면을 따라 해당 전기 전도성 부분(예를 들어, 패드 등)에 솔더링될 수 있고 이에 전기적으로 연결될 수 있다. 인쇄 회로 기판(280)은 8개의 서브 어레이(272) 각각에 대해 2개의 편광(이중 경사 편광)인 총16개의 포트를 갖는 피드 네트워크를 포함할 수 있다. 따라서, 이 일 실시 예는 16 ㅧ 16 MIMO 안테나 어레이(278)의 예를 제공한다. 포트의 수는 서브 어레이 구성(예를 들어, 2x1, 3x1, 4x1 등)에 의해 결정될 수 있으며, 따라서 다른 일 실시 예는 16개보다 많거나 적은 포트를 포함할 수 있다.

도 23 및 도 24은 도 21 내지 도 18에 도시된 MIMO 안테나 어셈블리(278)에 대한 분석 결과를 제공한다. 이러한 분석 결과는 예시의 목적으로만 제공되며 제한의 목적으로는 제공되지 않는다.

더 구체적으로, 도 23 및 도 24는 도 21에 도시된 안테나 어레이 또는 MIMO 안테나 어셈블리(278)에 대한 -180도에서 180도의 쎄타 대 데시벨 단위의 반사 손실의 예시적인 선 그래프이며, 도 21의 격리 레일(도 23)이 없는 경우와 3.3 GHz, 3.4 GHz, 3.5 GHz, 3.6 GHz, 3.7 GHz, 3.8 GHz, 3.9 GHz, 4GHz, 4.1 GHz 및 4.2 GHz의 주파수에서 Phi = 0도인 격리 레일(도24)이 있는 경우이다. 일반적으로, 도 23 및 도 24는 안테나 어레이 또는 MIMO 안테나 어셈블리(278)가 격리 레일(274)에 의해 향상된 3.3GHz에서 4.2GHz의 주파수 범위에 걸쳐 양호한 방사 패턴 성능을 가짐을 도시한다.

따라서, 본 명세서에 개시된 스택 패치 안테나 소자, 안테나 어레이 및 MIMO 안테나 어셈블리는 광대역 작동 및 / 또는 제1 및 제2(또는 저 및 고) 광대역을 통해 작동할 수 있는 것과 같은 하나 이상의(그러나 반드시 또는 전부는 아님) 다음과 같은 이점 또는 특징을 제공할 수 있다. 예를 들어, 여기에 개시된 예시적인 실시 예는 약 11%의 대역폭을 갖는 3.4 GHz에서 3.8 GHz의 주파수 대역에 걸쳐 작동할 수 있도록 구성될 수 있다. 본 명세서에 개시된 다른 일 실시 예(예를 들어, 도 16에 도시된 스택 패치 안테나 소자(200), 도 21에 도시된 MIMO 안테나 어레이 또는 어셈블리(278) 등)에서 적어도 약 26%의 대역폭을 갖는 1.7GHz에서 2.2 GHz까지의 제1 주파수대와 약 24%의 대역폭을 갖는 3.3GHz에서 4.2GHz까지의 제2 주파수대에 걸쳐 작동할 수 있도록 구성될 수 있다. 본 명세서에 개시된 일 실시 예는 더 넓은 대역폭 성능, 대역폭을 가로지르는 직선 패턴, 대역폭을 가로지르는 낮은 크로스-폴 및/또는 대역폭을 가로지르는 양호한 격리를 하도록 구성될 수 있다.

도 25 및 도 26은 본 발명의 하나 이상의 양상을 구현하는 스택 패치 안테나 패널 안테나 (300)의 예시적인 실시 예를 예시한다. 도시된 바와 같이, 스택 패치 안테나 소자(300)는 위 또는 상부 패치(304), 아래 또는 하부 패치(308), 유전체 캐리어(312), 및 격리 박스 또는 펜스(322), 및 유전체 피드 프로브 캐리어(322)를 포함한다.

유전 피드 프로브 캐리 (322)는 피드 프로브(332)의 부착을 위한 부착 형상부(326)(예를 들어, 스냅 형상부 등)를 포함한다. 부착될 때, 피드 프로브 (332)는 SMT(표면 실장 기술) 프로세싱을 위해 유전체 피드 프로브 캐리어(322)에 의해 지지가 되고 운반될 수 있다. 예를 들어, 피드 프로브(332)는 피드 프로브(332)의 SMT 탭의 SMT 프로세싱을 위해 유전체 캐리어(322)에 사전 조립될 수 있다. 피드 프로브(332)는 유전체 캐리어(322)를 통해 운반되고, PCB면을 따라 해당하는 전기 전도성 부분(예를 들어, 패드, 트레이스, 피드 등)에 피드 프로브(332)의 솔더링을 위한 PCB면에 위치될 수 있다.

상부 및 하부 패치(304, 308)는 유전체 패치 캐리어(312)에 결합(예를 들어, 통합 피처 등을 통해)하도록 구성된다. 유전체 캐리어(312)는 도 26에 도시된 바와 같이 상부 패치(304)의 대향 측면을 따라, 개구부(394)(예를 들어, 너치, 스탬프 부분 등) 내(예를 들어, 스냅 맞춤 등) 결합적으로 배치되도록 구성되고, 상향으로 확장하는 암(393)(광범위하게는 지지부 또는 부재)을 포함한다. 또한, 유전체 패치 캐리어(312)에는 상부 패치(304)의 중간 부분 아래에 배치되도록 구성된 중간 부분(395)이 포함되어 있어 상부 패치(304)를 추가로 지원한다.

일반적으로 암(393)은 상부 패치(304)가 단부(예를 들어, 캠면 등)을 따라 이동할 때, 암(393)이 바깥쪽으로 구부리거나 이동할 수 있도록 탄성일 수 있다. 탄성은 암을 원래나 초기의 위치로 유도해서 일반적으로 암(393)의 탄성 특성은 암(393)이 이동(예를 들어, 굽힘 후에 형태로 스냅 백, 반동 또는 스프링 백 등)하거나 상부 패치(304)의 해당 개구부(394)와 결합할 수 있다. 어느 시점에서, 암(393)은 상부 패치(304)와 맞물림으로써, 상부 패치(304)와 유전체 패치 캐리어(312)의 상대 위치를 유지한다.

일부의 일 실시 예에서, 암(393)이 상부 패치(304) 위로 이동하여 결합할 때, 촉각 및 / 또는 청각적 표시(예를 들어, 클릭 등)이 생성될 수 있다. 바람직하게는, 상부 패치 (304)는 예를 들어, 유전체 패치 캐리어(312)와 상부 패치(304) 사이에 기계적 패스너 또는 접착제를 필요로 하지 않고도, 암(393)에 의해서만 유전체 패치 캐리어(312)상의 제 위치에 있거나, 그 위치가 유지될 수 있다.

또한, 유전체 패치 캐리어(312)에는 하부 패치(308)의 스루홀(328)(광범위하게는, 개구부) 내에서 결합적으로 수용되도록 구성된 하위 부분(396)(예를 들어, 벤트 엘보우 부분 등)이 포함된다. 유전체 또는 전기 절연 격리 접착제(397)는 격리 펜스(316)의 바닥 또는 하부를 따라 배치될 수 있다. 격리 접착제(397)는 격리 펜스(316)와 PCB 사이에 위치될 수 있어서, 격리 접착제(397)는 격리 펜스(316)와 PCB의 전기 전도성 부분(예: 트레이스, 솔더 패드 등) 사이의 직접 갈바니 전기 접촉을 억제한다. 따라서, 격리 접착제(397)는 격리 펜스(316)를 PCB의 전기 전도성 부분으로부터 전기적으로 절연시키거나 격리할 수 있다.

또한, 기계적 파스너(398, 399)는 도 25 및 도 26에 도시되어있다. 기계적 파스너(398)는 격리 펜스(316)의 단부를 기계적으로 고정하는데 사용될 수 있다. 기계적 파스너(399)는 격리 펜스(316)의 하부 부분(예컨대, 안쪽으로 연장하는 플랜지 등)을 격리 접착제(397)에 기계적으로 고정하는데 사용될 수 있다. 도 26에 도시된 바와 같이, 격리 펜스(316)는 일반적으로 상부 및 하부 패치(304, 308) 주위를 둘러싸거나 배치되도록 구성될 수 있다.

도 27 및 도 28은 본 발명의 하나 이상의 양상을 구현하는 스택 패치 안테나 패널 안테나 (400)의 예시적인 실시 예를 예시한다. 도시된 바와 같이, 스택 패치 안테나 소자(400)는 위 또는 상부 패치(404), 아래 또는 하부 패치(408), 유전체 캐리어(412), 및 격리 박스 또는 펜스(416), 및 유전체 피드 프로브 캐리어(422)를 포함한다.

유전 피드 프로브 캐리 (422)는 피드 프로브(432)의 부착을 위한 부착(예를 들어, 스냅 등) 형상부(326)를 포함한다. 부착될 때, 피드 프로브 (432)는 SMT(표면 실장 기술) 프로세싱을 위해 유전체 피드 프로브 캐리어(422)에 의해 지지가 되고 운반될 수 있다. 예를 들어, 피드 프로브(432)는 피드 프로브(432)의 SMT 탭의 SMT 프로세싱을 위해 유전체 캐리어(422)에 사전 조립될 수 있다. 피드 프로브(432)는 유전체 캐리어(422)를 통해 운반되고, PCB면을 따라 해당하는 전기 전도성 부분(예를 들어, 패드, 트레이스, 피드 등)에 피드 프로브(432)의 솔더링을 위한 PCB면에 위치될 수 있다.

상부 및 하부 패치(404, 408)는 유전체 패치 캐리어(412)에 결합(예를 들어, 통합 피처 등을 통해)하도록 구성된다. 도 1에 도시 된 바와 같이, 유전체 캐리어(412)는 상부 패치(104)를 유전체 캐리어(408)와 정렬시키도록 상부 패치(404)에서 스루홀(420)(광범위하게는 개구부) 내 수용(예를 들어, 스냅 맞춤, 프레스 끼워 맞춤, 죔쇠 끼워 맞춤 등)되도록 구성되는 상부 포스트 또는 기둥(418)(광범위하게는, 지지부 또는 부재)을 포함한다. (도 3) 유전체 캐리어(412)는 또한 하부 패치(408)의 스루홀 (428) 내에 수용되도록 구성된 짧은 포스트 또는 기둥(424) (광범위하게는, 지지체 또는 부재)를 포함한다.

2개의 포스트(118)는 예를 들어 기계적 파스너나 접착제 등을 사용하지 않고 상부와 하부패치(404, 408)를 유전체 패치 캐리어 (412)에 조립하고 유지하기 위한 유지 부재를 포함한다. 각각의 유지 부재는 슬롯에 의해 분리된 포스트(418, 424)의 핑거를 따라, 이격된 로킹 스냅이나 래치 표면을 포함할 수 있다. 슬롯은 상부 및/또는 하부 패치(404, 408)가 유전체 패치 캐리어(312) 상으로 상대적으로 아래쪽으로 이동, 가압, 압박될 때 핑거가 서로를 향해 안쪽으로 이동하게 한다. 유지 부재의 상부 부분은 유지 부재의 핑거가 서로를 향해 내측으로 가압하여 그 둘레 길이를 감소시키고 상부 및 하부 패치(404, 408) 각각의 구멍(420, 428)을 통해 삽입할 수 있게 하는 캠면으로서 작용할 수 있다. 유지 부재의 핑거는 일반적으로 탄성일 수 있고, 이 탄성은 핑거의 자유 단부가 패치를 지나 이동한 후에 핑거가 원래 또는 초기의 위치로 되돌아오게 하며, 핑거의 탄성 특성은 핑거가 패치의 해당하는 부분 위로 일반적으로 이동(예를 들어, 굽힘 후에 형태로 스냅 백, 반동 또는 스프링 백 등)하여 결합하도록 할 수 있다. 어느 시점에서, 유지 부재는 패치와 맞물림으로써, 패치와 유전체 패치 캐리어(412)의 상대 위치를 유지한다. 일부의 일 실시 예에서, 유지 부재가 해당하는 상부 또는 하부 패치 위로 이동하여 결합할 때, 촉각 및 / 또는 청각적 표시(예를 들어, 클릭 등)이 생성될 수 있다. 바람직하게는, 상부 및 하부 패치(404)는 예를 들어, 유전체 패치 캐리어(412)와 상부 및 하부 패치(404, 408) 사이에 기계적 패스너 또는 접착제를 필요로 하지 않고도, 각각의 포스트(418,424))의 유지 부재에 의해서만 유전체 캐리어(412)상의 제 위치에 있거나, 그 위치가 유지될 수 있다.

이 일 실시 예에서, 상부 패치(404)는 서로로부터 이격된(예를 들어, 반경 방향, 원주 방향 등의) 4개의 홀(420)을 포함한다. 유전체 패치 캐리어(412)는 유전체 캐리어(412)의 상부면을 따라 4개의 상향 연장 포스트(418)를 포함한다. 하부 패치(408)는 상부 패치(404)의 구멍(420)과 정렬된 4개의 구멍(428)을 포함한다. 하부 패치(408)는 또한 짧은 포스트(424)를 결합할 수 있게 수용하고 서로로부터 이격되어(예를 들어, 반경 방향, 원주 방향 등으로) 4개의 추가의 구멍(428)을 포함한다. 대안의 실시 예는 상이하게, 예를 들어, 더 많거나 적은 홀 및 포스트 및 / 또는 다른 위치 등에 구성될 수 있다.

유전체 또는 전기 절연 격리 접착제(497)는 격리 펜스(416)의 바닥 또는 하부를 따라 배치될 수 있다. 격리 접착제(497)는 격리 펜스(416)와 PCB 사이에 위치될 수 있어서, 격리 접착제(497)는 격리 펜스(416)와 PCB의 전기 전도성 부분(예: 트레이스, 솔더 패드 등) 사이의 직접 갈바니 전기 접촉을 억제한다. 따라서, 격리 접착제(497)는 격리 펜스(416)를 PCB의 전기 전도성 부분으로부터 전기적으로 절연시키거나 격리할 수 있다.

기계적 파스너(498)는 격리 펜스(416)의 단부를 기계적으로 고정하는데 사용될 수 있다. 유전체 패치 캐리어(412)는 격리 접착제(497)를 격리 펜스(416)에 결합하기 위한 하향 돌출 포스트 또는 기둥(499)(광범위하게는 부분)를 포함할 수 있다. 유전체 패치 캐리어(412)의 포스트(499)는 격리 펜스(416) 및 격리 접착제(497)의 하부 부분(예를 들어, 안쪽으로 연장하는 플랜지 등)을 따라 해당하는 정렬된 개구부 내에 결합식으로 수용되도록 구성될 수 있다. 도 28에 도시된 바와 같이, 격리 펜스(416)는 일반적으로 상부 및 하부 패치(404, 408) 주위를 둘러싸거나 배치되도록 구성될 수 있다.

포스트(499)는 예를 들어 기계적 파스너나 접착제 등을 사용하지 않고 격리 접착제(497)를 격리 펜스(416)에 조립하고 유지하기 위한 유지 부재를 포함한다. 각각의 유지 부재(119)는 슬롯에 의해 분리된 포스트(499)의 핑거를 따라, 이격된 로킹 스냅이나 래치 표면을 포함할 수 있다. 슬롯은 격리 접착제(497) 및 격리 펜스(416)의 하부의 개구부를 통해 포스트(499)가 상대적으로 하향 이동, 가압, 압박될 때 핑거가 서로를 향해 안쪽으로 이동되도록 한다. 유지 부재의 하부 부분은 유지 부재의 핑거가 서로를 향해 내측으로 가압하여 그 둘레 길이를 감소시키고 상부 패치(497)의 격리 펜스(416)와 격리 접착체(497) 내의 구멍을 통해 삽입할 수 있게 하는 캠면으로서 작용할 수 있다. 유지 부재의 핑거는 일반적으로 탄성일 수 있고, 이 탄성은 핑거의 자유 단부가 격리 접착제(497)를 지나 이동한 후에 핑거가 원래 또는 초기의 위치로 되돌아오게 하며, 핑거의 탄성 특성은 핑거가 격리 접착제(497)의 해당하는 부분 위로 일반적으로 이동(예를 들어, 굽힘 후에 형태로 스냅 백, 반동 또는 스프링 백 등)하여 결합하도록 할 수 있다. 어느 시점에서, 유지 부재는 격리 접첵제(497)와 결합되므로써, 격리 접착제(497)와 격리 펜스(416)의 상대 위치를 유지한다. 일부의 일 실시 예에서, 유지 부재가 격리 접착제(497) 위로 이동하여 결합할 때, 촉각 및 / 또는 청각적 표시(예를 들어, 클릭 등)이 생성될 수 있다.

스택 패치 안테나 소자(300)(도 25 및 26) 및/또는 400(도 27 및 28)의 일 실시 예들은 낮은 PIM(수동 상호) 성능, 저렴한 비용, 별도로 피드 프로브의 SMT 및 / 또는 조립 공정의 반복성과 같은 이점들 또는 특징 중 하나 이상(그러나 반드시 또는 전부는 아님)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 스택 패치 안테나 소자(300)(도 25 및 도 26) 및 / 또는 (400)(도 27 및 도28)은 SMT 프로세싱을 위한 피드 프로브의 낮은 PIM 성능, 사전 조립을 허용하도록 구성될 수 있으며, 추가 기계적 패스너의 필요성을 줄이며(예: 제거 등), SMT 프로세싱으로 어셈블리 시간을 줄이고 반복성을 높이도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에서, 스택 패치 안테나 소자(300 및/또는 400)는 다중 MIMO 스캐닝 어레이를 위한 PCB를 따라 배열될 수 있다. 다른 일 실시 예에서, 스택 패치 안테나 소자(300 및/또는 400)는 단일 소자 애플리케이션에 사용될 수 있다.

도 29 및 도 30은 본 발명의 하나 이상의 양상을 구현하는 스택 패치 안테나 패널 안테나(500)의 예시적인 실시 예를 예시한다. 도시된 바와 같이, 스택 패치 안테나 소자(500)는 위 또는 상부 패치(504), 아래 또는 하부 패치(508), 유전체 캐리어(512), 및 격리 박스 또는 펜스(516)를 포함한다.

유전체 캐리어(512)는 피드 프로브(532), 상부 패치(504) 및 하부 패치(508)의 부착을 위한 부착(예를 들어, 스냅 형상부 등) 형상부(326)를 포함한다. 피드 프로브(532)는 유전체 캐리어(512)에 부착되어 운반될 수 있다. 피드 프로브(532)는 유전체 캐리어(512)를 통해 운반되고, PCB면을 따라 해당하는 전기 전도성 부분(예를 들어, 패드, 트레이스, 피드 등)에 피드 프로브 탭(532)의 솔더링(웨이브 솔더링 등)을 위한 PCB면에 위치될 수 있다.

도 30에 도시된 바와 같이, 격리 펜스(516)는 일반적으로 상부 및 하부 패치(504, 508) 주위를 둘러싸거나 배치되도록 구성될 수 있다. 격리 펜스(516)는 격리 펜스(516)의 하부를 따라 웨이브 솔더 탭을 포함할 수 있다.

상부 및 하부 패치(504, 508)는 유전체 캐리어(512)에 결합(예를 들어, 통합 피처 등을 통해)하도록 구성된다. 유전체 캐리어(512)는 해당하는 정렬된 스루홀(520, 528)(광범위하게는 개구부) 내에 수용(예를 들어, 스냅 맞춤, 프레스 끼워 맞춤, 죔쇠 끼워 맞춤 등)되도록 구성된 상부 포스트 또는 기둥(518) 상부 및 하부 패치(504, 508)를 각각 포함한다. 상부 및 하부 패치(504, 508) 내의 유전체 캐리어의 포스트(518) 및 홀(520, 528)은 예를 들어, 기계적 파스너 또는 접착제 등을사용하지 않고 유전체 캐리어(512)에 상부 및 하부 패치(504, 508)를 조립하고 유지하도록 구성될 수 있다.

유전체 캐리어(512)는 또한 격리 펜스(516)의 내부면을 따라 위치되도록 구성된 외부 포스트 또는 기둥(525)(광범위하게는, 지지체 또는 부재)을 포함한다. 외부 포스트(525)는 격리 펜스(516)의 벽 내의 해당하는 개구부(529)에 결합할 수 있게 수용되도록 구성된 돌출부(527)를 포함한다. 또한, 외측 부분(525)은 도 30에 도시된 바와 같이 격리 펜스(516)의 상부 에지와 결합(예를 들어, 후크 등)되도록 구성된 상부(531)(예를 들어, 후크, U자형 단부 등)를 포함한다. 유전체 캐리어의 포스트(525) 및 격리 펜스(516)는 예를 들어, 기계적 파스너나 접착제 등을 사용하지 않고 격리 펜스에 유전체 캐리어(512)를 조립하고 유지하도록 구성될 수 있다.

유전체 캐리어(512)는 하향으로 돌출된 탭(599)(광범위하게는, 부분)을 더 포함한다. 탭(599)은 PCB의 개구부 내에 결합할 수 있게 수용되도록(예를 들어, 스냅 피처 등으로)구성되어, 솔더링을 하는 동안 PCB 상의 제 위치에 스택 패치 안테나 소자(500)의 위치 설정을 고정 또는 유지하도록 돕는다.

이 일 실시 예에서, 상부 패치(504)는 서로로부터 이격된(예를 들어, 3개 구멍의 반경 방향, 이격된 원주 방향 및 중심홀 등의) 4개의 홀(520)을 포함한다. 유전체 캐리어(112)는 4개의 상향 연장 포스트(118)를 포함한다. 하부 패치(508)는 상부 패치(504)의 구멍(520)과 정렬된 4개의 구멍(528)을 포함한다. 대안의 실시 예는 상이하게, 예를 들어, 더 많거나 적은 홀 및 포스트 및 / 또는 다른 위치 등에 구성될 수 있다.

스택 패치 안테나 소자(500)(도 29 및 30) 및/또는 400(도 27 및 28)의 일 실시 예들은 낮은 PIM(수동 상호) 성능, 저렴한 비용, 조립 시간 단축 및 / 또는 조립 공정의 반복성과 같은 이점들 또는 특징 중 하나 이상(그러나 반드시 또는 전부는 아님)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 스택 패치 안테나 소자(500)는 낮은 PIM 성능, 안테나 소자의 사전 조립, 추가적인 기계적 파스너의 필요성을 줄이기(예를 들어, 제거 등) 위한 스냅 피처를 사용할 수 있도록 구성될 수 있으며, 웨이브 솔더링을 통해 조립 시간을 줄이고 반복성을 높일 수 있다. 일 실시 예에서, 스택 패치 안테나 소자(500)는 다중 MIMO 스캐닝 어레이를 위한 PCB를 따라 배열될 수 있다. 다른 일 실시 예에서, 스택 패치 안테나 소자(500)는 단일 소자 애플리케이션에 사용될 수 있다.

일 실시 예에서, 상부 및 하부 패치는 전체 형상 및 스루홀을 제공하도록 스탬프 된 솔더링 가능한 소재(예를 들어, 주석 도금 강철, 황동, 베릴륨구리 등)로 제조될 수 있다. 대안적으로, 스탬핑 및 외에 다른 전기 전도성 재료 및 / 또는 다른 제조 공정이 상부 패치 및 하부 패치 중 하나 또는 모두에 사용될 수 있다.

일 실시 예의 격리 레일은 2개의 하향 연장 레그부 사이의 일반적으로 수평 상부를 포함할 수 있다. 레그부는 격리 레일이 대체로 역 U자형 프로파일 또는 C자형 프로파일을 갖도록 상부 연결부에 일반적으로 수직일 수 있다. 따라서, 격리 레일은 C 채널 부재 또는 구조물을 포함할 수 있다. 격리 레일은 스탬프되고 형성(예를 들어, 구부림, 접힘, 변형 등)되는 알루미늄으로 제조될 수 있다. 대안적으로, 스탬핑 및 성형 이외의 알루미늄 및 / 또는 다른 제조 공정 이외의 다른 전기 전도성 소재가 격리 레일에 사용될 수도 있다.

실시 예들은 상부 및 하부 레이어(예를 들어, 접지면 레이어 등) 및 일반적으로 상부 및 하부 레이어 사이에 배치된 2개의 내부 레이어들(예를 들어, 신호층 등)을 포함하는 4-레이어 무선 주파수(RF) PCB를 포함하는 다층 PCB를 포함할 수 있다. 내부 레이어들 중 하나 또는 모두는 피드 네트워크(예를 들어, 스트립 피드라인 네트워크 등)를 한정하는 전기 전도성 트레이스(예를 들어, 구리 트레이스 등), 예를 들어, 도 9 등에 도시된 바와 같은 교정 네트워크를 포함할 수 있다. PCB(180)는 PTFE 기반 PCB 소재, 세라믹 로드 기질, FR4 등과 같은 다양한 물질로 제조될 수 있다. PCB(180)는 또한 다른 일 실시 예에서 4개보다 많거나 적은 레이어를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 다층 PCB는 결합 트레이스, 전력 분배기 및 피드 네트워크를 포함할 수 있다. 다층 PCB는 솔더링 저항기, 차폐 박스, 소자 피드, 커넥터 등을 위한 패드를 포함할 수 있다. PCB는 PCB 상에 조립될 수 있는 안테나 필터 또는 라디오 모듈에 부착하기 위한 장착구멍 및 다른 기계적 부착점을 더 포함할 수 있다.

일 실시 예는 다른 안테나 어레이 크기, 그룹 또는 방향을 포함할 수 있으며, 그것은 2x2 어레이, 3ㅧ3 어레이, 2ㅧ8 어레이, 4ㅧ3 어레이, 직사각형 어레이, 비직사각형 어레이, 삼각형 어레이, 선형 어레이, 원형 어레이, 기타 그룹 또는 어레이에 안테나 소자가 없는 배치 등이다.

스택 패치 안테나 소자의 복수(예를 들어, 어레이 등)를 포함하는 일 실시 예들에서, 격리 박스는 모든 SMT 스택 패치 안테나 소자에 공통인 비교적 큰 접지면을 따라 위치되고/위치되거나 그 면에 전기적으로 결합할 수 있다. 격리 박스는 그것이 사용될 안테나 어셈블리 또는 시스템(예를 들어, 안테나 어레이 또는 패널 어셈블리 등)의 특정 구성에 따라 일반적으로 직사각형 또는 비직사각형 형상(예를 들어 위에서 볼 때 삼각형 또는 육각형)을 가질 수 있다.

격리 박스(116)의 벽은 다른 면에서 다를 수 있다. 예를 들어, 격리 박스의 벽은 높이 및 / 또는 형상이 다를 수 있다. 또한, 하나 이상의 수평, 수직, 대각선 등의 슬롯이 격리 박스의 하나 이상의 벽에 공급되어 패치 또는 방사 소자 사이의 상호 결합을 변화시킬 수 있다. 격리박스의 하나 이상의 벽은 접지면에 대해 경사지거나 비수직으로 구성될 수 있다. 격리 박스는 전체 형상, 개구부, 다른 형상 등을 공급하도록 스탬프 되는 솔더링 가능한 소재(예를 들어, 주석 도금 강철, 황동, 베릴륨구리 등)로 제조될 수 있다. 스탬프 된 재료의 측벽 및 다른 가능한 피처(예를 들어, SMT 탭, 애칭 부재 등)를 공급하도록 형성(예를 들어, 구부림, 접힘, 변형 등)될 수 있다. 대안적으로, 스탬핑 및 성형 이외의 다른 전기 전도성 재료 및 / 또는 다른 제조 공정 또한, 격리 박스에 사용될 수 있다.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 해당 업계 종사자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해, 제공되는 실시 예들이 제시되어야 한다. 본 발명의 실시 예를 완전히 이해하도록 특정 부품, 장치 및 방법의 예와 같이 많은 특정한 세부 사항이 제시된다. 특정한 세부 사항들이 이용될 필요가 없고, 예시적인 실시 예들은 많은 다른 형태로 구현될 수 있으며, 어느 것도 이 개시의 범위를 제한하도록 해석되어서는 안 된다는 것은 해당 업계 종사자에게 명백할 것이다. 일부 예시적인 실시 예들에서, 잘 알려진 프로세스들, 잘 알려진 장치 구조들 및 잘 알려진 기술들은 상세히 설명되지 않는다. 또한, 본 명세서에 개시된 일 실시 예가 전술한 이점 및 개선 모두 또는 전부를 제공할 수 있고, 여전히 본 발명의 범위 내에 속하는 것처럼, 본 발명의 하나 이상의 일 실시 예들에 의해 달성될 수 있는 장점들 및 개선점들은 단지 예시의 목적으로만 제공되고, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.

본 명세서에 개시된 특정 치수, 특정 재료 및 / 또는 특정 형상은 본질적으로 예시이며 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 본 명세서의 특정 값 및 주어진 파라미터 값의 특정 범위의 개시는 본 명세서에 개시된 하나 이상의 예에서 유용할 수 있는 다른 값 및 값의 범위를 배제하지 않는다. 또한, 본 명세서 기술된 특정 파라미터에 대한 임의의 2개의 특정값은 주어진 파라미터에 적합한 값 범위의 종단점을 정의 할 수 있다는 것을 알 수 있다. (즉, 주어진 파라미터에 대한 제1 값 및 제2 값의 개시는 제1 값과 제2 값 사이의 임의의 값이 주어진 파라미터에 대해 사용될 수 있음을 나타내는 것으로 해석될 수 있음).

예를 들어, 파라미터 X가 값 A를 갖도록 예시되고 또한 값 Z를 갖는 것으로 예시된다면, 파라미터 X는 약 A 내지 약 Z의 값의 범위를 가질 수 있는 것으로 가정된다. 유사하게, 파라미터 값의 범위가 더 넓으면(범위가 집합 또는 중첩되거나 뚜렷한지의 여부) 공개된 범위의 종단점을 사용하여 청구될 수 있는 값에 대해 가능한 모든 범위 조합이 포함된다. 예를 들어, 파라미터 X가 1-10 또는 2-9 또는 3-8의 범위의 값을 갖도록 예시된 경우, 파라미터 X는 1-9, 1-8, 1-3, 1-2, 2-10, 2-8, 2-3, 3-10 및 3-9로 이루어진 것으로 여긴다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정 실시 예를 설명하기 위한 것이며 제한하려는 것은 아니다. 본 명세서에서 사용된 단수 형태인 "하나의(a, an)" 및 "그(the)"는 문맥이 달리 지시하지 않는 한 복수의 지시대상을 포함한다. "포함한다(comprises, comprising, including and having)"라는 용어는 포괄적이며 따라서 명시된 특징, 정수, 단계, 동작, 구성 요소 및 / 또는 부품의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 구성 요소 및 / 또는 이들 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

본 명세서에 설명된 방법 단계, 프로세스 및 동작은 구체적으로 성능 순서로 식별되지 않는 한, 논의되거나 예시된 특정 순서에서 반드시 성능을 요구하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 부가적인 또는 대안적인 단계들이 사용될 수 있음이 또한 이해되어야 한다.

어떤 구성 요소 또는 레이어가 다른 구성 요소 또는 레이어의 "위에(on)", "결합한(engaged to, coupled to)", "접촉된(connected to)" 것으로 언급될 때, 다른 구성 요소 또는 레이어에 직접 결합 또는 접촉될 수 있거나, 레이어 또는 개재하는 요소 또는 층이 존재할 수 있다.

반대로, "직접적으로 위에(directly on)", "직접적으로 결합한(directly engaged to, coupled to)", "직접적으로 접촉된(directly connected to)" 것으로 언급될 때, 다른 구성 요소 또는 레이어에 직접 결합 또는 접촉될 수 있거나, 레이어 또는 개재하는 요소 또는 층이 존재하지 않을 수 있다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 데 사용 된 다른 단어들은 같은 방식(예를 들어, "사이" 대 "직접", "인접" 대 "직접 인접" 등)으로 해석되어야 한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "및 / 또는"이라는 용어는 하나 이상의 관련 열거된 항목의 임의 및 모든 조합을 포함한다.

값에 적용될 때 "약"이라는 용어는 계산 또는 측정이 값에 약간의 부정확성을 허용한다는 것을 나타낸다. (값의 정확성에 대한 일부 접근법; 값에 거의 합치). 어떤 이유로, "약"에 의해 제공되는 부정확성이 통상적인 의미로 당해 기술 분야에서 다른 것으로 이해되지 않는다면, 본 명세서에서 사용되는 "약"은 적어도 그러한 파라미터를 측정하거나 사용하는 통상적인 방법으로부터 발생할 수 있는 변형을 나타낸다. 예를 들어, "일반적으로", "약" 및 "실질적으로"라는 용어는 제조 공차 내에서의 의미로 사용될 수 있다.

제1, 제2, 제 3등의 용어가 본 명세서에서 다양한 구성 요소에서 사용되지만, 이들 용어에 의해 제한되어서는 안 된다. 이들 용어는 하나의 요소, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 "제1", "제2 " 및 다른 수치 용어와 같은 용어는 문맥에 의해 명확하게 표시되지 않는 한 차례 또는 순서를 의미하지 않는다. 따라서, 이하에서 논의되는 제1요소, 구성 요소, 영역, 층 또는 섹션은 예시적인 실시 예의 교시를 벗어나지 않고 제2요소, 구성 요소, 영역, 층 또는 섹션으로 지칭 될 수 있다.

본 명세서에서 "내부", "외부", "아래", "밑에", "하부", "위", "상부" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어는, 도면에 도시 된 바와 같이 하나의 요소 또는 특징과 다른 요소(들) 또는 특징(들)의 관계를 설명하기 하도록, 설명의 용이함을 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시 된 방향뿐만 아니라 사용 또는 작동 시 장치의 다른 방향을 포함하도록 의도될 수 있다. 예를 들어, 도면의 장치가 뒤집힌다면, 다른 요소 또는 특징의 "아래" 또는 "밑에"로 기술된 요소는 다른 요소 또는 특징의 "위에" 배향 될 것이다. 따라서, 예시적인 "아래"라는 용어는 위와 아래의 방향 모두를 포괄할 수 있다. 장치는 다른 방식으로 배향될 수 있고 (90도 또는 다른 배향으로 회전될 수 있음), 본 명세서에서 사용된 공간적으로 상대적인 기술 어구는 그에 따라 해석될 수 있다.

실시 예들의 전술 된 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었다. 실시 예들의 전술된 설명은 포괄적이거나 공개를 제한하기 위한 것이 아니다. 특정 실시 예의 개별 요소, 의도 또는 언급된 사용 또는 특징들은 일반적으로 그 특정 실시 예에 한정되지 않지만, 적용 가능할 경우에 상호 교환 가능하며, 구체적으로 도시 또는 기술되지 않더라도 선택된 실시 예에서 사용될 수 있다. 같은 것도 여러 면에서 다양할 수 있다. 이러한 변형은 개시로부터의 이탈로 간주하여서는 안되며, 그러한 모든 변형은 본 개시의 범위 내에 포함되도록 의도된다.

Claims (20)

1. 스택 패치 안테나 소자에 있어서,
   상부 패치;
   하부 패치;
   상기 상부 패치 및 상기 하부 패치 중 적어도 하나를 유전체 패치 캐리어에 기계적으로 부착하기 위한 기계적 파스너를 요구하지 않고 상기 상부 및 하부 패치 중 적어도 하나를 지지하도록 구성된 유전체 패치 캐리어; 및
   상기 상부 및 하부 패치 주위에 배치된 하나 이상의 전기 전도성 벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 스택 패치 안테나.
2. 제1항에 있어서,
   상기 하나 이상의 전기 전도성 벽은 상기 상부 및 하부 패치가 배치된 격리 박스를 한정하는 전기 전도성 하부 벽 및 전기 전도성 측벽을 포함하고;
   상기 하부 패치는 상기 전기 전도성 하부 벽에서 하나 이상의 해당 개구부를 통해 연장되는 하나 이상의 SMT 탭을 포함하고, 상기 하부 패치의 상기 하나 이상의 SMT 탭은 인쇄 회로 기판을 따라 하나 이상의 해당 전기 전도성 부분에 배치되고 솔더링하도록 구성되어, 상기 하부 패치의 상기 하나 이상의 SMT 탭은 하나 이상의 피드 프로브로서 작동 가능하며;
   상기 격리 박스는 접지 또는 상기 격리 박스와 상기 인쇄 회로 기판의 기계적 부착을 위해 상기 인쇄 회로 기판을 따라 하나 이상의 해당 부분에 위치되고 솔더링하도록 구성된 하나 이상의 SMT 탭을 포함하는 것을 특징으로 하는 스택 패치 안테나 소자.
3. 제1항에 있어서,
   상기 스택 패치 안테나 소자는 표면 실장 기술(SMT)과 호환되도록 구성되거나; 또는
   상기 스택 패치 안테나 소자는 스루홀 기술과 호환되도록 구성되거나; 또는
   상기 스택 패치 안테나 소자는 웨이브 솔더링과 호환되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상기 스택 패치 안테나 소자.
4. 제1항에 있어서,
   상기 하부 패치는, 인쇄 회로 기판의 제1면으로부터 상기 인쇄 회로 기판의 하나 이상의 해당 스루홀에 삽입될 수 있고 상기 제1면과 반대되는 상기 인쇄 회로 기판의 제2면을 따라 하나 이상의 해당 전기 전도성 부분에 솔더링이 가능하도록 구성된 하나 이상의 탭을 포함하고;
   상기 하나 이상의 전기 전도성 벽은, 접지 또는 상기 하나 이상의 전기 전도성 벽과 상기 인쇄 회로 기판의 기계적 부착을 위해 상기 인쇄 회로 기판의 상기 제1면으로부터 상기 인쇄 회로 기판의 하나 이상의 해당 스루홀에 삽입될 수 있고 상기 제1면과 반대되는 상기 인쇄 회로 기판의 상기 제2면을 따라 하나 이상의 해당 부분에 솔더링이 가능하도록 구성된 하나 이상의 탭을 포함하는 것을 특징으로 하는 스택 패치 안테나 소자.
5. 제1항에 있어서,
   상기 하나 이상의 전기 전도성 벽은, 접지 또는 상기 하나 이상의 전기 전도성 벽과 인쇄 회로 기판의 기계적 부착을 위해 상기 인쇄 회로 기판을 따라 하나 이상의 해당 부분에 위치되고 솔더링하도록 구성된 하나 이상의 웨이브 솔더 탭을 포함하고;
   상기 스택 패치 안테나 소자는 하나 이상의 웨이브 솔더 탭을 포함하는 하나 이상의 피드 프로브를 포함하는 것을 특징으로 하는 스택 패치 안테나 소자.
6. 제1항에 있어서,
   상기 스택 패치 안테나 소자는 상기 상부 및 하부 패치들을 용량성으로 공급하기 위한 대칭 용량성 프로브들을 포함하고;
   상기 하부 패치는 다수의 개구부를 포함하되, 각각의 개구부는 상기 대칭 용량성 프로브 중 해당하는 하나와 상기 스택 패치 안테나 소자의 중심 사이에 있는 것을 특징으로 하는 스택 패치 안테나 소자.
7. 제1항에 있어서,
   상기 스택 패치 안테나 소자는 하나 이상의 표면 실장 기술(SMT) 탭을 포함하는 하나 이상의 피드 프로브를 포함하고;
   상기 스택 패치 안테나 소자는 SMT 프로세싱을 위한 상기 하나 이상의 피드 프로브들을 지지하도록 구성되는 유전체 피드 프로브 캐리어를 더 포함하여, 이에 의해 상기 유전체 피드 프로브 캐리어는 인쇄 회로 기판 면을 따라 상기 하나 이상의 피드 프로브의 상기 하나 이상의 SMT 탭을 하나 이상의 해당 전기 전도성 부분에 솔더링하기 위해 상기 인쇄 회로 기판 면을 따라 상기 하나 이상의 피드 프로브를 나르고 위치시키는데 사용되는 것을 특징으로 하는 스택 패치 안테나 소자.
8. 제7항에 있어서,
   상기 하나 이상의 전기 전도성 벽은 상기 상부 및 하부 패치 주위에 배치된 격리 펜스를 한정하고;
   상기 격리 펜스는 접지 또는 상기 격리 펜스와 인쇄 회로 기판의 기계적 부착을 위해 상기 인쇄 회로 기판을 따라 하나 이상의 해당 부분에 위치되고 웨이브 솔더링하도록 구성된 하나 이상의 웨이브 솔더 탭을 포함하는 것을 특징으로 하는 스택 패치 안테나 소자.
9. 제1항에 있어서,
   상기 유전체 패치 캐리어는 상기 유전체 패치 캐리어로부터 상향 및 하향으로 각각 연장되는 상부 및 하부 포스트를 포함하고;
   상기 상부 포스트는 상기 상부 패치 내의 개구부 내에 수용되도록 구성되어 상기 상부 패치를 상기 유전체 패치 캐리어와 기계적으로 결합 및 정렬시키고;
   상기 하부 포스트는 상기 하부 패치 내의 개구부 내에 수용되도록 구성되어 상기 하부 패치를 상기 유전체 패치 캐리어와 기계적으로 결합 및 정렬시키고;
   상기 하나 이상의 전기 전도성 벽은 상기 상부 및 하부 패치가 배치된 격리 박스를 한정하는 전기 전도성 하부 벽 및 전기 전도성 측벽을 포함하고;
   상기 전기 전도성 하부 벽은, 적어도 2개의 상기 하부 포스트를 각각 수용하여 상기 격리 박스를 상기 유전체 패치 캐리어와 기계적으로 결합하고 정렬하도록 구성된 적어도 2개의 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스택 패치 안테나 소자.
10. 제9항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 상부 포스트는, 슬롯에 의해 분리되는 핑거들과 핑거들을 따라 래칭 표면을 포함하고;
    상기 슬롯은 상기 상부 패치가 상기 상부 포스트 상에 상대적으로 하향 이동될 때 상기 핑거들이 서로를 향해 안쪽으로 이동되도록 구성되고;
    상기 래칭 표면은 상기 상부 패치의 해당하는 하나의 개구부 내에 위치된 후에 상기 상부 패치의 해당하는 부분과 맞물리도록 구성되어, 이에 의해 상기 상부 패치를 상기 유전체 패치 캐리어 상의 제 위치에 유지하는 것을 특징으로 하는 스택 패치 안테나 소자.
11. 제9항에 있어서,
    상기 하부 패치는, 인쇄 회로 기판을 따라 해당하는 하나 이상의 전기 전도성 부분에 배치되고 솔더링하기 위해 구성된 상기 하부 패치의 일체형 부분인 SMT(표면 실장 기술) 탭을 포함하여, 이에 의해 상기 하부 패치의 상기 SMT 탭은 하나 이상의 상기 피드 프로브로서 작동 가능하고;
    상기 격리 박스는, 접지 또는 상기 격리 박스와 상기 인쇄 회로 기판의 기계적 부착을 위해 상기 인쇄 회로 기판을 따라 해당하는 하나 이상의 부분에 배치되고 솔더링하기 위해 구성된 격리 박스의 일체형 부분인 SMT 탭을 포함하고;
    상기 유전체 패치 캐리어는 단일 방위로 상기 격리 박스 내에 위치되도록 구성되고 상기 하부 패치의 상기 SMT 탭은 상기 격리 박스의 개구부와 정렬되고 상기 격리 박스의 개구부를 통해 연장되는 것을 특징으로 하는 스택 패치 안테나 소자.
12. 제9항에 있어서,
    상기 격리 박스는, 상기 전기 전도성 측벽을 따라, 상기 유전체 패치 캐리어의 측벽을 따라 대응하는 개구부 내에 결합하여 수용되고 유지되도록 구성되는 하나 이상의 래칭 부재를 포함하고, 이에 의해 상기 격리 박스 내에서 상기 유전체 패치 캐리어의 상대 위치를 유지하는 것을 특징으로 하는 스택 패치 안테나 소자.
13. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 패치 캐리어는,
    상기 상부 패치에 대한 지지부를 제공하도록 상기 상부 패치 아래에 위치되도록 구성된 중간 부분;
    상기 중간 부분의 대향 측을 따른 탄성 플렉시블 암들로서, 상기 상부 패치의 대향 측 엣지부를 따른 개구부 내에 위치하도록 서로에 대해 상대적으로 바깥쪽으로 구부러지도록 구성되어, 이에 의해 상기 개구부 내에 상기 암들의 결합이 상기 유전체 패치 캐리어 상에 상기 상부 패치를 유지하는 암들; 및
    상기 암들과 상기 중간 부분 사이에 위치하고, 상기 하부 패치의 개구부 내에 결합식으로 수용되도록 구성되는 하부 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 스택 패치 안테나 소자.
14. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 패치 캐리어는,
    상기 유전체 패치 캐리어로부터 상방으로 연장되고, 상기 하부 및 상부 패치 내의 해당하는 정렬된 제1 개구부 내에 결합식으로 수용되도록 구성된 하나 이상의 제1 상부 포스트; 및
    상기 유전체 패치 캐리어로부터 상방으로 연장되고, 상기 하나 이상의 제1 포스트보다 짧고, 상기 하부 패치 내의 해당하는 하나 이상의 제2 개구부 내에 결합식으로 수용되도록 구성된 하나 이상의 제2 상부 포스트를 포함하고,
    이에 의해 상기 제1 및 제2 상부 포스트의 해당하는 상기 제1 및 제2 개구부 내의 각각의 결합이 상기 상부 및 하부 패치를 상기 유전체 패치 캐리어와 기계적으로 결합하고 정렬시키는 것을 특징으로 하는 스택 패치 안테나 소자.
15. 제14항에 있어서,
    상기 스택 패치 안테나 소자는, 상기 하나 이상의 전기 전도성 벽과 인쇄 회로 기판의 하나 이상의 전기 전도성 부분 사이의 직접 갈바니 전기 접점을 방지하도록 상기 하나 이상의 전기 전도성 벽의 하부를 따라 배치되도록 구성된 유전체 접착제를 더 포함하고,
    상기 유전체 패치 캐리어는, 상기 유전체 패치 캐리어로부터 아래쪽으로 연장되고 상기 하나 이상의 전기 전도성 벽의 하부와 상기 유전체 접착제를 따라 해당하는 정렬된 개구부 내에 결합식으로 수용되도록 구성된 하나 이상의 하부 포스트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스택 패치 안테나 소자.
16. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 패치 캐리어는,
    하나 이상의 상부 포스트로서, 상기 유전체 패치 캐리어로부터 상방으로 연장되고, 상기 하부 및 상부 패치 내의 해당하는 정렬된 제1 개구부 내에 결합식으로 수용되도록 구성되며, 이로 인해 상기 하나 이상의 상부 포스트의 상기 하부 및 상부 패치 내의 상기 정렬된 제1 개구부 내의 결합이 상기 하부 및 상부 패치를 상기 유전체 패치 캐리어 상에 유지하는 하나 이상의 상부 포스트; 및
    하나 이상의 외측 포스트로서, 상기 유전체 패치 캐리어로부터 상방으로 연장되고, 상기 하나 이상의 전기 전도성 벽의 하나 이상의 내부면을 따라 위치하도록 구성되고, 상기 하나 이상의 전기 전도성 벽의 하나 이상의 상부 엣지와 결합되도록 구성되는 하나 이상의 상부 부분을 포함하며, 이에 의해 상기 하나 이상의 외측 포스트의 상기 하나 이상의 전기 전도성 벽과의 결합이 상기 유전체 패치 캐리어를 상기 하나 이상의 전기 전도성 벽에 유지하는 하나 이상의 외측 포스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 스택 패치 안테나 소자.
17. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 패치 캐리어는, 상기 유전체 패치 캐리어로부터 하향으로 연장되고 인쇄 회로 기판 내의 해당하는 개구부 내에 결합식으로 수용되도록 구성된 하나 이상의 탭을 더 포함하고, 이에 의해 상기 하나 이상의 탭의 상기 인쇄 회로 기판 내의 상기 해당하는 개구부 내의 결합이 상기 인쇄 회로 기판에 대해 상기 스택 패치 안테나 소자의 위치를 유지하는 것을 특징으로 하는 스택 패치 안테나 소자.
18. 테이프 및 릴 패키징으로서, 상기 테이프 및 릴 패키징을 따라 이격된 복수의 포켓들과, 상기 포켓들의 해당 포켓들 내의, 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 복수의 스택 패치 안테나 소자들, 및 상기 스택 패치 안테나 소자들 위에 배치되는 커버를 포함하는 테이프 및 릴 패키징.
19. 다중 입력 다중 출력(MIMO) 안테나 어셈블리로서,
    각각의 서브 어레이가 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 적어도 2개의 스택 패치 안테나 소자를 포함하는 하나 이상의 서브 어레이의 하나 이상의 열; 및
    하나 이상의 전기 전도성 레일로서, 각각의 전기 전도성 레일은 각각의 서브 어레이 내의 상기 2개의 스택 패치 안테나 소자 사이에 상기 하나 이상의 열 중 해당하는 하나를 따라 연장되는 하나 이상의 전기 전도성 레일을 포함하고,
    이에 의해 상기 하나 이상의 전기 전도성 벽 및 상기 하나 이상의 전기 전도성 레일은 상기 스택 패치 안테나들 사이의 격리를 제공하기 위해 작동할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 입력 다중 출력 안테나 어셈블리.
20. 제19항에 있어서,
    상부 및 하부 접지면 레이어 및 상기 상부 및 하부 접지면 레이어 사이의 하나 이상의 내부 레이어를 포함하는 다층 인쇄 회로 기판을 더 포함하고, 상기 하나 이상의 내부 레이어는 피드 네트워크와 교정 네트워크를 한정하는 전기 전도성 트레이스를 포함하며, 상기 스택 패치 안테나 소자는 상기 다층 인쇄 회로 기판의 상기 상부 접지면 레이어를 따라 위치되고 전기적으로 결합되고,
    상기 하나 이상의 열은,
    상기 서브 어레이 중 적어도 4개를 포함하는 적어도 하나의 제1열; 및
    상기 서브 어레이 중 적어도 4개를 포함하는 제2열을 포함하고,
    상기 하나 이상의 전기 전도성 레일은 적어도,
    상기 제1열의 각각의 서브 어레이의 상기 스택 패치 안테나 소자들 사이의 상기 제1열을 따르는 제1 격리 레일; 및
    상기 제2열의 각각의 서브 어레이의 상기 스택 패치 안테나 소자들 사이의 상기 제2열을 따르는 제2 격리 레일을 포함하고,
    이에 의해 상기 안테나 어셈블리는 적어도 8개의 서브 어레이 및 적어도 16개의 스택 패치 안테나 요소를 포함하는 다중 입력 다중 출력 안테나 어셈블리.

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