KR20200012009A - Antenna apparatus - Google Patents

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KR20200012009A
KR20200012009A KR1020200009677A KR20200009677A KR20200012009A KR 20200012009 A KR20200012009 A KR 20200012009A KR 1020200009677 A KR1020200009677 A KR 1020200009677A KR 20200009677 A KR20200009677 A KR 20200009677A KR 20200012009 A KR20200012009 A KR 20200012009A
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김남기
박주형
류정기
임대기
금재민
한명우
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삼성전기주식회사
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna

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  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

The present invention provides an antenna apparatus with increased antenna performance. According to an embodiment of the present invention, the antenna apparatus comprises: a ground layer; a patch antenna pattern separated and arranged above the ground layer, wherein the upper surface thereof is polygonal; a feed via to provide a power feeding path to the patch antenna pattern from a lower portion than the patch antenna pattern; and a plurality of meta patterns separated and arranged above the ground layer, separated from the patch antenna pattern, and separated from each other. The plurality of meta patterns may include: a plurality of first meta patterns arranged to enclose the patch antenna pattern, wherein two or more meta patterns cover towards the patch antenna pattern for each edge of the polygon of the patch antenna pattern; and a plurality of second meta patterns arranged more sparsely than the plurality of first meta patterns farther away from the patch antenna pattern than the plurality of first meta patterns.

Description

안테나 장치{Antenna apparatus}Antenna apparatus

본 발명은 안테나 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna device.

이동통신의 데이터 트래픽(Data Traffic)은 매년 비약적으로 증가하는 추세이다. 이러한 비약적인 데이터를 무선망에서 실시간으로 지원해 주고자 활발한 기술 개발이 진행 중에 있다. 예를 들어, IoT(Internet of Thing) 기반 데이터의 컨텐츠화, AR(Augmented Reality), VR(Virtual Reality), SNS와 결합한 라이브 VR/AR, 자율 주행, 싱크뷰 (Sync View, 초소형 카메라 이용해 사용자 시점 실시간 영상 전송) 등의 애플리케이션(Application)들은 대용량의 데이터를 주고 받을 수 있게 지원하는 통신(예: 5G 통신, mmWave 통신 등)을 필요로 한다.Data traffic of mobile communication is increasing rapidly every year. Active technology development is under way to support such breakthrough data in real time in wireless networks. For example, the content of Internet of Thing (IoT) -based data, Augmented Reality (AR), Virtual Reality (VR), Live VR / AR combined with SNS, Autonomous driving, Sync View, Miniature camera Applications such as real-time video transmission require communication (eg, 5G communication, mmWave communication, etc.) to support sending and receiving large amounts of data.

따라서, 최근 5세대(5G) 통신을 포함하는 밀리미터웨이브(mmWave) 통신이 활발하게 연구되고 있으며, 이를 원활히 구현하는 안테나 장치의 상용화/표준화를 위한 연구도 활발히 진행되고 있다.Therefore, recently, millimeter wave (mmWave) communication including 5G (5G) communication has been actively studied, and research for commercialization / standardization of an antenna device for smoothly implementing it has been actively conducted.

높은 주파수 대역(예: 24GHz, 28GHz, 36GHz, 39GHz, 60GHz 등)의 RF 신호는 전달되는 과정에서 쉽게 흡수되고 손실로 이어지므로, 통신의 품질은 급격하게 떨어질 수 있다. 따라서, 높은 주파수 대역의 통신을 위한 안테나는 기존 안테나 기술과는 다른 기술적 접근법이 필요하게 되며, 안테나 이득(Gain) 확보, 안테나와 RFIC의 일체화, EIRP(Effective Isotropic Radiated Power) 확보 등을 위한 별도의 전력 증폭기 등 특수한 기술 개발을 요구할 수 있다.RF signals in high frequency bands (e.g., 24 GHz, 28 GHz, 36 GHz, 39 GHz, 60 GHz, etc.) are easily absorbed and lost in the way they are delivered, so the quality of communication can drop dramatically. Therefore, the antenna for the communication of high frequency band requires a different technical approach from the existing antenna technology, and separate for securing the antenna gain, integration of the antenna and RFIC, and securing effective isotropic radiated power (EIRP). It may require development of special technologies such as power amplifiers.

일본 6262617Japan 6262617

본 발명은 안테나 장치를 제공한다.The present invention provides an antenna device.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 그라운드층; 상기 그라운드층의 상측으로 이격 배치되고 상면이 다각형인 패치 안테나 패턴; 상기 패치 안테나 패턴보다 하위에서 상기 패치 안테나 패턴으로 급전 경로를 제공하는 피드비아; 및 각각 상기 그라운드층의 상측으로 이격 배치되고 상기 패치 안테나 패턴으로부터 이격되고 서로 이격된 복수의 메타 패턴; 을 포함하고, 상기 복수의 메타 패턴은, 상기 패치 안테나 패턴을 둘러싸도록 배열되되 상기 패치 안테나 패턴의 다각형의 각 변마다 상기 패치 안테나 패턴을 향하여 2개 이상이 커버하도록 배열된 복수의 제1 메타 패턴; 및 상기 패치 안테나 패턴으로부터 상기 복수의 제1 메타 패턴보다 멀리서 상기 복수의 제1 메타 패턴보다 드문드문하게(sparsely) 배열된 복수의 제2 메타 패턴; 을 포함할 수 있다.An antenna device according to an embodiment of the present invention, a ground layer; A patch antenna pattern disposed above the ground layer and spaced apart from each other and having a polygonal top surface; A feed via providing a feed path to the patch antenna pattern below the patch antenna pattern; And a plurality of meta patterns spaced apart from each other above the ground layer, spaced apart from the patch antenna patterns, and spaced apart from each other; The plurality of meta-patterns may include a plurality of first meta-patterns arranged to surround the patch antenna pattern, and arranged to cover two or more toward the patch antenna pattern for each side of the polygon of the patch antenna pattern. ; And a plurality of second meta patterns sparsely arranged from the patch antenna pattern more sparse than the plurality of first meta patterns than the plurality of first meta patterns; It may include.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 그라운드층; 상기 그라운드층의 상측으로 이격 배치되고 상면이 다각형인 패치 안테나 패턴; 상기 패치 안테나 패턴보다 하위에서 상기 패치 안테나 패턴으로 급전 경로를 제공하는 피드비아; 각각 상기 그라운드층의 상측으로 이격 배치되고 상기 패치 안테나 패턴으로부터 이격되고 서로 이격되고, 상기 패치 안테나 패턴의 적어도 하나의 변을 따라 배열된 복수의 메타 패턴; 및 각각 상기 복수의 메타 패턴 중 일부를 전기적으로 연결시키는 복수의 배열 비아; 를 포함하고, 상기 복수의 메타 패턴은, 상기 복수의 배열 비아에 전기적으로 연결되어 입체적으로 배열된 복수의 제1 메타 패턴; 및 사이에 금속 구성요소가 배치되지 않고 절연층 및 공기 중 적어도 하나로 채워져 입체적으로 배열된 복수의 제2 메타 패턴; 을 포함할 수 있다.An antenna device according to an embodiment of the present invention, a ground layer; A patch antenna pattern disposed above the ground layer and spaced apart from each other and having a polygonal top surface; A feed via providing a feed path to the patch antenna pattern below the patch antenna pattern; A plurality of meta-patterns, each spaced above the ground layer, spaced from the patch antenna pattern, spaced apart from each other, and arranged along at least one side of the patch antenna pattern; And a plurality of array vias each electrically connecting some of the plurality of meta patterns; The plurality of meta patterns may include: a plurality of first meta patterns electrically connected to the plurality of array vias and three-dimensionally arranged; And a plurality of second meta-patterns three-dimensionally filled with at least one of an insulating layer and air without a metal component disposed therebetween; It may include.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 적어도 하나의 관통홀을 가지는 그라운드층; 상기 그라운드층의 상측으로 이격 배치된 패치 안테나 패턴; 상기 패치 안테나 패턴보다 하위에서 상기 패치 안테나 패턴으로 급전 경로를 제공하고 상기 그라운드층의 적어도 하나의 관통홀을 관통하도록 배치된 피드비아; 상기 그라운드층의 하측으로 이격 배치되고 상기 피드비아로부터 이격 배치된 피드라인; 상기 피드라인에 전기적으로 연결된 엔드-파이어 안테나 패턴; 및 각각 상기 그라운드층의 상측으로 이격 배치되고 상기 패치 안테나 패턴으로부터 이격되고 서로 이격되고, 적어도 일부가 상하방향으로 볼 때 상기 패치 안테나 패턴과 상기 엔드-파이어 안테나 패턴의 사이에 위치하도록 배열된 복수의 메타 패턴; 을 포함하고, 상기 복수의 메타 패턴은 상기 엔드-파이어 안테나 패턴을 향하는 수평방향으로 적어도 하나의 캐비티를 제공하도록 배열되고, 상기 복수의 메타 패턴의 상기 적어도 하나의 캐비티를 사이에 두는 이격 거리는 상기 적어도 하나의 캐비티를 사이에 두지 않는 이격 거리보다 길 수 있다.An antenna device according to an embodiment of the present invention, a ground layer having at least one through hole; A patch antenna pattern spaced apart above the ground layer; A feed via disposed below the patch antenna pattern to provide a feed path to the patch antenna pattern and penetrate at least one through hole of the ground layer; A feed line spaced apart from the ground layer and spaced apart from the feed via; An end-fire antenna pattern electrically connected to the feedline; And a plurality of spacers, each of which is spaced above the ground layer, spaced from the patch antenna pattern, spaced from each other, and arranged to be positioned between the patch antenna pattern and the end-fire antenna pattern when at least a portion thereof is viewed in a vertical direction. Meta pattern; Wherein the plurality of meta-patterns are arranged to provide at least one cavity in a horizontal direction toward the end-fire antenna pattern, wherein the separation distance between the at least one cavity of the plurality of meta-patterns is at least It can be longer than the separation distance between one cavity.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, RF 신호를 더욱 z방향으로 집중시킬 수 있으므로 더욱 향상된 안테나 성능을 가질 수 있다.The antenna device according to an embodiment of the present disclosure may further concentrate the RF signal in the z direction and thus have more improved antenna performance.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, RF 신호를 z방향으로 집중시키기 위한 구성요소(예: 메타 패턴)의 사이즈 대비 성능을 향상시킬 수 있으므로, 안테나 성능을 향상시키면서도 소형화에 유리한 구조를 가질 수 있다.In addition, the antenna device according to an embodiment of the present invention can improve the performance compared to the size of the components (for example, meta-pattern) for concentrating the RF signal in the z-direction, structure that is advantageous for miniaturization while improving the antenna performance It can have

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 더욱 압축된 구조를 가지면서도 패치 안테나 패턴의 V폴(Vertical pole) RF 신호가 인접 안테나 장치에 주는 전자기적 간섭을 줄일 수 있으므로, 사이즈 대비 개선된 안테나 성능을 가질 수 있다.In addition, the antenna device according to an embodiment of the present invention, while having a more compressed structure can reduce the electromagnetic interference caused by the V pole (Vertical pole) RF signal of the patch antenna pattern to the adjacent antenna device, it is improved compared to the size Can have an antenna performance.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 안테나 성능에 종속적인 요소(예: 캐비티)를 추가로 제공할 수 있으므로, 더욱 섬세하게 조절된 안테나 성능을 가질 수 있다.In addition, the antenna device according to an embodiment of the present disclosure may further provide an element (eg, a cavity) dependent on the antenna performance, and thus may have more finely adjusted antenna performance.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, RF 신호를 z방향으로 집중시키기 위한 구성요소(예: 메타 패턴)의 임피던스 균형이 잡힌 구조를 제공할 수 있으므로, 복수의 안테나 장치 간의 메타 패턴 결합 효율을 향상시킬 수 있으며, 더욱 개선된 안테나 성능을 가질 수 있다.In addition, the antenna device according to an embodiment of the present disclosure may provide a balanced structure of impedances of components (eg, meta patterns) for concentrating RF signals in the z-direction, and thus, may include meta patterns between a plurality of antenna devices. Coupling efficiency can be improved and further improved antenna performance.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 나타낸 측면도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 고리형 메타 패턴과 결합형 메타 패턴을 구체적으로 나타낸 사시도이다.
도 2d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 등가회로를 나타낸 회로도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 패치 안테나 패턴의 배열을 예시한 사시도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 상면을 나타낸 평면도이다.
도 3c 내지 도 3f는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 각 층을 나타낸 평면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 치수를 나타낸 평면도이다.
도 4b 내지 도 4g는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 결합형 메타 패턴의 다양한 형태를 예시한 평면도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 패치 안테나 패턴의 배열을 예시한 사시도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 메타 패턴의 배열을 예시한 평면도이다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치에 포함된 연결 부재의 하측 구조를 예시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 구조를 예시한 측면도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 전자기기에서의 배치를 예시한 평면도이다.
1 is a perspective view showing an antenna device according to an embodiment of the present invention.
2A is a side view illustrating an antenna device according to an embodiment of the present invention.
2B is a cross-sectional view illustrating an antenna device according to an embodiment of the present invention.
2C is a perspective view illustrating in detail the annular meta-pattern and the combined meta-pattern of the antenna device according to an embodiment of the present invention.
2D is a circuit diagram illustrating an equivalent circuit of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
3A is a perspective view illustrating an arrangement of a patch antenna pattern of the antenna device according to an exemplary embodiment.
3B is a plan view illustrating a top surface of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
3C to 3F are plan views illustrating each layer of the antenna device according to an exemplary embodiment.
4A is a plan view showing the dimensions of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
4B to 4G are plan views illustrating various forms of the combined meta-pattern of the antenna device according to an embodiment of the present invention.
5A is a perspective view illustrating an arrangement of a patch antenna pattern of the antenna device according to an exemplary embodiment.
5B is a plan view illustrating an arrangement of meta patterns of an antenna device according to an exemplary embodiment.
6A to 6B are side views illustrating a lower structure of a connection member included in an antenna device according to an embodiment of the present invention.
7 is a side view illustrating the structure of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
8A and 8B are plan views illustrating an arrangement in an electronic device of an antenna device according to an embodiment of the present disclosure.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings that show, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It is to be understood that the various embodiments of the invention are different but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and characteristics described herein may be embodied in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention with respect to one embodiment. In addition, it is to be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions throughout the several aspects.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 패치 안테나 패턴(110a), 피드비아(120a), 고리형 메타 패턴(130a) 및 결합형 메타 패턴(180a)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, an antenna device according to an embodiment of the present disclosure may include a patch antenna pattern 110a, a feed via 120a, an annular meta pattern 130a, and a combined meta pattern 180a. have.

피드비아(120a)는 RF(Radio Frequency) 신호가 통과하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 피드비아(120a)는 IC와 패치 안테나 패턴(110a)의 사이를 전기적으로 연결시킬 수 있으며, z방향으로 연장된 구조를 가질 수 있다.The feed via 120a may be configured to pass a radio frequency (RF) signal. For example, the feed via 120a may electrically connect between the IC and the patch antenna pattern 110a and may have a structure extending in the z direction.

패치 안테나 패턴(110a)은 피드비아(120a)의 일단에 전기적으로 연결될 수 있다. 패치 안테나 패턴(110a)은 피드비아(120a)로부터 RF 신호를 전달받아 z방향으로 송신할 수 있으며, z방향으로 수신된 RF 신호를 피드비아(120a)로 전달할 수 있다.The patch antenna pattern 110a may be electrically connected to one end of the feed via 120a. The patch antenna pattern 110a may receive an RF signal from the feed via 120a and transmit the RF signal in the z direction, and transmit the RF signal received in the z direction to the feed via 120a.

패치 안테나 패턴(110a)에서 투과되는 RF 신호 중 일부는 하측에 배치된 그라운드층(125a)를 향할 수 있다. 그라운드층(125a)을 향하는 RF 신호는 그라운드층(125a)에서 반사되어 z방향으로 향할 수 있다. 이에 따라, 패치 안테나 패턴(110a)에서 투과되는 RF 신호는 더욱 z방향으로 집중될 수 있다.Some of the RF signals transmitted from the patch antenna pattern 110a may face the ground layer 125a disposed below. The RF signal directed toward the ground layer 125a may be reflected by the ground layer 125a and directed in the z direction. Accordingly, the RF signal transmitted from the patch antenna pattern 110a may be further concentrated in the z direction.

예를 들어, 패치 안테나 패턴(110a)은 원형 또는 다각형의 양면을 가지는 패치 안테나의 구조를 가질 수 있다. 상기 패치 안테나 패턴(110a)의 양면은 RF 신호가 전도체와 비전도체 사이를 투과하는 경계로 작용할 수 있다. 상기 패치 안테나 패턴(110a)은 내재적 요소(예: 형태, 크기, 높이, 절연층의 유전율 등)에 따른 내재적 주파수 대역(예: 28GHz)을 가질 수 있다.For example, the patch antenna pattern 110a may have a structure of a patch antenna having both sides of a circular or polygonal shape. Both surfaces of the patch antenna pattern 110a may serve as a boundary through which an RF signal passes between a conductor and a non-conductor. The patch antenna pattern 110a may have an intrinsic frequency band (eg, 28 GHz) according to an intrinsic element (eg, shape, size, height, dielectric constant of the insulating layer, etc.).

복수의 고리형 메타 패턴(130a)은 각각 패치 안테나 패턴(110a)으로부터 이격 배치되고 패치 안테나 패턴(110a)의 측경계의 적어도 일부분에 대응하여 배열될 수 있다. 상기 복수의 고리형 메타 패턴(130a)은 패치 안테나 패턴(110a)에 전자기적으로 커플링될 수 있으며, 패치 안테나 패턴(110a)의 RF 신호의 경로를 z방향으로 유도할 수 있다.The plurality of annular meta patterns 130a may be spaced apart from the patch antenna pattern 110a and arranged to correspond to at least a portion of the side boundary of the patch antenna pattern 110a. The plurality of annular meta patterns 130a may be electromagnetically coupled to the patch antenna pattern 110a and guide the path of the RF signal of the patch antenna pattern 110a in the z direction.

예를 들어, 복수의 고리형 메타 패턴(130a)은 서로 동일한 형태를 가지고 반복적으로 배열될 수 있다. 즉, 복수의 고리형 메타 패턴(130a)은 전자기 밴드갭(electro-magnetic bandgap) 특성을 가질 수 있으며, RF 신호에 대해 음의 굴절률을 가질 수 있다. 이에 따라, 복수의 고리형 메타 패턴(130a)은 패치 안테나 패턴(110a)의 RF 신호의 경로를 더욱 z방향으로 유도할 수 있다.For example, the plurality of annular meta patterns 130a may have the same shape and may be repeatedly arranged. That is, the plurality of annular meta patterns 130a may have an electromagnetic bandgap characteristic and have a negative refractive index with respect to the RF signal. Accordingly, the plurality of annular meta patterns 130a may further induce a path of the RF signal of the patch antenna pattern 110a in the z direction.

또한, 복수의 고리형 메타 패턴(130a)은 패치 안테나 패턴(110a)에 전자기적으로 커플링될 수 있는데, 복수의 고리형 메타 패턴(130a)의 요소(예: 높이, 형태, 크기, 개수, 사이 간격, 패치 안테나 패턴에 대한 이격거리 등)는 패치 안테나 패턴(110a)의 주파수 특성에 영향을 줄 수 있다.In addition, the plurality of annular meta patterns 130a may be electromagnetically coupled to the patch antenna pattern 110a, and the elements (eg, height, shape, size, number, Spacing, spacing for the patch antenna pattern, etc.) may affect the frequency characteristics of the patch antenna pattern 110a.

복수의 고리형 메타 패턴(130a)을 투과하는 RF 신호의 대부분은 z방향에 가깝게 유도될 수 있으나, 일부는 z방향으로부터 멀어질 수 있다. 이에 따라, 복수의 고리형 메타 패턴(130a)을 투과하는 RF 신호 중 일부는 복수의 고리형 메타 패턴(130a)에서 x방향 및/또는 y방향으로 셀 수 있다.Most of the RF signals passing through the plurality of annular meta patterns 130a may be derived close to the z direction, but some may be far from the z direction. Accordingly, some of the RF signals passing through the plurality of annular meta patterns 130a may be counted in the x direction and / or the y direction in the plurality of the annular meta patterns 130a.

복수의 결합형 메타 패턴(180a)은 복수의 고리형 메타 패턴(130a)의 측경계의 적어도 일부분에 대응하여 배열될 수 있으며, 복수의 고리형 메타 패턴(130a)보다 드문드문(sparsely) 배열될 수 있다.The plurality of combined meta patterns 180a may be arranged to correspond to at least a portion of the side boundaries of the plurality of annular meta patterns 130a and may be sparsely arranged than the plurality of annular meta patterns 130a. Can be.

예를 들어, 복수의 결합형 메타 패턴(180a)은 서로 동일한 형태를 가지고 반복적으로 배열될 수 있다. 즉, 복수의 결합형 메타 패턴(180a)은 전자기 밴드갭 특성을 가질 수 있으며, RF 신호에 대해 음의 굴절률을 가질 수 있다. 이에 따라, 복수의 결합형 메타 패턴(180a)은 패치 안테나 패턴(110a)의 RF 신호의 경로를 더욱 z방향으로 유도할 수 있다.For example, the plurality of combined meta patterns 180a may have the same shape and may be repeatedly arranged. That is, the plurality of coupled meta patterns 180a may have electromagnetic bandgap characteristics and may have negative refractive indices with respect to the RF signal. Accordingly, the plurality of combined meta patterns 180a may further induce a path of the RF signal of the patch antenna pattern 110a in the z direction.

또한, 복수의 결합형 메타 패턴(180a)은 인접 안테나 장치의 복수의 결합형 메타 패턴에 쉽게 결합되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 결합형 메타 패턴(180a)은 인접 안테나 장치의 복수의 결합형 메타 패턴의 일부분이 삽입 배치되는 공간을 제공할 수 있다.In addition, the plurality of combined meta patterns 180a may be configured to be easily coupled to the plurality of combined meta patterns of the adjacent antenna device. For example, the plurality of combined meta patterns 180a may provide a space in which a portion of the plurality of combined meta patterns of an adjacent antenna device is inserted.

이에 따라, 복수의 결합형 메타 패턴(180a)은 인접 안테나 장치의 복수의 결합형 메타 패턴의 결합에 의해 복수의 고리형 메타 패턴(130a)과 유사하게 작용할 수 있다. 즉, 복수의 결합형 메타 패턴(180a)은 복수의 고리형 메타 패턴(130a)에 대해 효율적으로 연계될 수 있으므로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 마치 복수의 고리형 메타 패턴(130a)의 수평방향(x방향/y방향) 폭이 넓어진 것처럼 동작할 수 있다. 복수의 고리형 메타 패턴(130a)의 수평방향 폭이 넓어진다는 것은 그라운드층(125a)에서 반사된 RF 신호가 통과하는 경로를 더욱 넓게 커버한다는 것을 의미한다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 RF 신호의 경로를 더욱 z방향으로 유도할 수 있다.Accordingly, the plurality of combined meta patterns 180a may operate similarly to the plurality of annular meta patterns 130a by combining the plurality of combined meta patterns of the adjacent antenna devices. That is, since the plurality of combined meta patterns 180a may be efficiently connected to the plurality of annular meta patterns 130a, the antenna device according to an embodiment of the present invention may be configured as if the plurality of annular meta patterns 130a are present. ) Can be operated as if the width in the horizontal direction (x direction / y direction) is widened. The increase in the horizontal width of the plurality of annular meta patterns 130a means that the RF signal reflected from the ground layer 125a covers a wider path. Accordingly, the antenna device according to an embodiment of the present invention may further induce a path of the RF signal in the z direction.

여기서, 복수의 메타 패턴(고리형과 결합형을 포괄함)의 수평방향 폭이 넓어진다는 것은 더 큰 공간을 사용한다는 것을 의미한다. 따라서, 복수의 메타 패턴의 RF 신호 커버범위와 복수의 메타 패턴이 사용하는 공간의 크기는 서로 상충관계(trade-off)이다.Here, the widening of the horizontal width of the plurality of meta-patterns (including the ring type and the combined type) means using a larger space. Therefore, the RF signal cover range of the plurality of meta patterns and the size of space used by the plurality of meta patterns are trade-offs.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 사이즈 증가 대비 RF 신호 커버범위 증가가 큰 복수의 메타 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 수평방향 폭이 약 1.5배 증가된 복수의 메타 패턴을 사용하여 수평방향 폭이 약 2배 증가된 RF 신호 커버범위를 가질 수 있다.An antenna device according to an embodiment of the present invention may include a plurality of meta patterns having a large increase in RF signal cover range compared to an increase in size. For example, an antenna device according to an embodiment of the present invention may have an RF signal cover range of which the horizontal width is increased by about 2 times using a plurality of meta patterns whose horizontal width is increased by about 1.5 times.

여기서, 복수의 메타 패턴의 수평방향 폭이 약 1.5배 증가된다는 것은 복수의 결합형 메타 패턴(180a)과 인접 안테나 장치의 복수의 결합형 메타 패턴이 서로 배치공간을 공유하는 것에 기인한다. 즉, 인접 안테나 장치도 복수의 결합형 메타 패턴(180a)의 결합으로 인해 복수의 고리형 메타 패턴의 수평방향 폭이 넓어진 것처럼 동작할 수 있으므로, 2개의 안테나 장치는 복수의 결합형 메타 패턴의 배치공간을 공유할 수 있다.Here, the increase in the horizontal width of the plurality of meta patterns by about 1.5 times is attributable to the fact that the plurality of combined meta patterns 180a and the plurality of combined meta patterns of the adjacent antenna devices share an arrangement space with each other. That is, since the adjacent antenna device may operate as if the horizontal widths of the plurality of annular meta patterns are widened due to the coupling of the plurality of combined meta patterns 180a, the two antenna devices are arranged in a plurality of combined meta patterns. You can share space.

따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 단일 안테나 장치 관점에서 사이즈 대비 개선된 이득(gain)을 가질 수 있다.Therefore, an antenna device according to an embodiment of the present invention may have an improved gain compared to a size in view of a single antenna device.

또한, 복수의 결합형 메타 패턴(180a)의 사이 공간의 일부분은 인접 안테나 장치의 복수의 결합형 메타 패턴의 일부분에 의해 채워질 수 있다. 이에 따라, 복수의 결합형 메타 패턴(180a)의 사이 공간의 나머지 부분은 캐비티(cavity)를 이룰 수 있다. 상기 캐비티는 복수의 결합형 메타 패턴(180a) 각각의 면적보다 작은 면적의 상면/하면을 가질 수 있다.In addition, a portion of the space between the plurality of combined meta patterns 180a may be filled by a portion of the plurality of combined meta patterns of the adjacent antenna device. Accordingly, the remaining part of the space between the plurality of combined meta patterns 180a may form a cavity. The cavity may have an upper surface / lower surface of an area smaller than that of each of the plurality of coupling meta patterns 180a.

상기 캐비티는 안테나 장치가 인접 안테나 장치에 주는 전자기 간섭을 줄일 수 있다. 즉, 상기 캐비티는 복수의 메타 패턴이 RF 신호를 z방향으로 유도하면서도 x방향 및/또는 y방향으로 유도하는 것을 방지하도록 장벽으로 작용할 수 있다.The cavity can reduce the electromagnetic interference that the antenna device gives to the adjacent antenna device. That is, the cavity may act as a barrier to prevent the plurality of meta-patterns from inducing the RF signal in the z direction while inducing it in the x direction and / or the y direction.

예를 들어 안테나 장치가 H폴(Horizontal pole) RF 신호와 V폴(Vertical pole) RF 신호를 각각 송수신하여 편파를 구현할 경우, 안테나 장치의 H폴 RF 신호는 인접 안테나 장치에 전자기 간섭을 줄 수 있다. 상기 캐비티는 상기 H폴의 RF 신호가 복수의 메타 패턴을 타고 인접 안테나 장치로 건너가는 것을 막을 수 있다.For example, when the antenna device transmits and receives a polar pole RF signal and a vertical pole RF signal, respectively, the H pole RF signal of the antenna device may cause electromagnetic interference to an adjacent antenna device. . The cavity may prevent the RF signal of the H pole from crossing a plurality of meta patterns to an adjacent antenna device.

따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 복수의 안테나 장치의 배열 관점에서 사이즈 대비 개선된 이득을 가질 수 있다.Therefore, the antenna device according to an embodiment of the present invention may have an improved gain compared to the size in view of the arrangement of the plurality of antenna devices.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 상기 캐비티의 크기에 종속적인 특성을 가질 수 있다. 따라서, 상기 캐비티는 안테나 특성의 조절 요소로 작용할 수 있다.On the other hand, the antenna device according to an embodiment of the present invention may have a characteristic dependent on the size of the cavity. Thus, the cavity can act as an adjusting element of the antenna characteristic.

한편, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 패치 안테나 패턴(110a)의 상측에 배치되고 상하방향(z방향)으로 볼 때 적어도 일부분이 복수의 고리형 메타 패턴(130a)에 의해 둘러싸이도록 배치된 커플링 패치 패턴(115a)을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 더욱 넓은 대역폭을 가질 수 있다.On the other hand, referring to Figure 1, the antenna device according to an embodiment of the present invention is disposed on the upper side of the patch antenna pattern (110a) when viewed in the vertical direction (z direction) at least a portion of the plurality of annular meta-pattern 130a It may further include a coupling patch pattern 115a disposed to be surrounded by. Accordingly, the antenna device according to an embodiment of the present invention may have a wider bandwidth.

상기 커플링 패치 패턴(115a)의 배치에 따라, 패치 안테나 패턴(110a)에서의 피드비아(120a)의 연결을 위한 최적 위치는 패치 안테나 패턴(110a)의 경계에 가까워질 수 있다. 상기 최적 위치가 패치 안테나 패턴(110a)의 제1 방향(예: 0도 방향) 가장가리에 가까울 경우, 패치 안테나 패턴(110a)의 RF 신호 송수신에 따라 패치 안테나 패턴(110a)를 흐르는 표면 전류는 패치 안테나 패턴(110a)의 제3 방향(예: 180도 방향)을 향하여 흐를 수 있다. 이때, 표면 전류는 제2 방향(예: 90도 방향) 및 제4 방향(예: 270도 방향)으로 분산될 수 있는데, 복수의 고리형 메타 패턴(130a) 및/또는 결합형 메타 패턴(180a)은 표면 전류가 제2 및 제4 방향으로 분산됨에 따라 측면으로 세는 RF 신호를 상면 방향으로 유도(guide)할 수 있다. 이에 따라, 패치 안테나 패턴(110a)의 방사패턴은 상면 방향으로 더욱 집중될 수 있으므로, 패치 안테나 패턴(110a)의 안테나 성능은 향상될 수 있다. 한편 설계에 따라, 커플링 패치 패턴(115a)은 생략될 수 있다.According to the arrangement of the coupling patch pattern 115a, an optimal position for connecting the feed via 120a in the patch antenna pattern 110a may be closer to the boundary of the patch antenna pattern 110a. When the optimum position is closest to the edge of the first direction (eg, 0 degree direction) of the patch antenna pattern 110a, the surface current flowing through the patch antenna pattern 110a according to the RF signal transmission and reception of the patch antenna pattern 110a is The patch antenna pattern 110a may flow in a third direction (eg, 180 ° direction). In this case, the surface current may be distributed in the second direction (eg, 90 ° direction) and the fourth direction (eg, 270 ° direction), and the plurality of annular meta patterns 130a and / or the combined meta patterns 180a may be distributed. ) May guide the lateral counting RF signal in the top direction as the surface current is distributed in the second and fourth directions. Accordingly, since the radiation pattern of the patch antenna pattern 110a may be more concentrated in the upward direction, the antenna performance of the patch antenna pattern 110a may be improved. Meanwhile, depending on the design, the coupling patch pattern 115a may be omitted.

한편, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 엔드-파이어 안테나 패턴(210a), 디렉터 패턴(215a), 피드라인(220a) 및 커플링 그라운드 패턴(235a) 중 적어도 일부를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 1, an antenna device according to an embodiment of the present disclosure may include at least one of an end-fire antenna pattern 210a, a director pattern 215a, a feed line 220a, and a coupling ground pattern 235a. Some may further include.

엔드-파이어 안테나 패턴(210a)은 제2 방향(예: y방향)으로 RF 신호를 송신 또는 수신하도록 제2 방향(예: y방향)으로 방사패턴을 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 RF 신호 송수신 방향을 전방향(omni-directional)으로 확대할 수 있다.The end-fire antenna pattern 210a may form a radiation pattern in a second direction (eg, y direction) to transmit or receive an RF signal in a second direction (eg, y direction). Therefore, the antenna device according to an embodiment of the present invention can extend the RF signal transmission / reception direction omni-directional.

예를 들어, 엔드-파이어 안테나 패턴(210a)은 다이폴(dipole) 형태 또는 접힌 다이폴(folded dipole) 형태를 가질 수 있다. 여기서, 엔드-파이어 안테나 패턴(210a)의 각각의 폴의 일단은 피드라인(220a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 엔드-파이어 안테나 패턴(210a)의 주파수 대역은 패치 안테나 패턴(110a)의 주파수 대역과 실질적으로 동일하게 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the end-fire antenna pattern 210a may have a dipole form or a folded dipole form. Here, one end of each pole of the end-fire antenna pattern 210a may be electrically connected to the feed line 220a. The frequency band of the end-fire antenna pattern 210a may be designed to be substantially the same as the frequency band of the patch antenna pattern 110a, but is not limited thereto.

또한, 엔드-파이어 안테나 패턴(210a)은 복수의 수평방향 패턴과 복수의 결합비아(212a)가 서로 결합된 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 엔드-파이어 안테나 패턴(210a)은 제2 방향(예: y방향)을 향하고 표면전류가 흐르는 전자기적 면을 가질 수 있으므로, 개선된 이득(gain)을 가질 수 있다.In addition, the end-fire antenna pattern 210a may have a structure in which a plurality of horizontal patterns and a plurality of coupling vias 212a are coupled to each other. Accordingly, the end-fire antenna pattern 210a may have an electromagnetic surface facing the second direction (eg, the y direction) and flowing surface current, and thus may have an improved gain.

디렉터 패턴(215a)은 엔드-파이어 안테나 패턴(210a)에 전자기적으로 커플링되어 엔드-파이어 안테나 패턴(210a)의 이득이나 대역폭을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 디렉터 패턴(215a)은 엔드-파이어 안테나 패턴(210a)의 층 개수보다 적은 개수의 층(예: 1개 층)을 사용할 수 있다. 이에 따라, 엔드-파이어 안테나 패턴(210a)은 더욱 넓은 대역폭을 가질 수 있다.The director pattern 215a may be electromagnetically coupled to the end-fire antenna pattern 210a to improve the gain or bandwidth of the end-fire antenna pattern 210a. For example, the director pattern 215a may use fewer layers (eg, one layer) than the number of layers of the end-fire antenna pattern 210a. Accordingly, the end-fire antenna pattern 210a may have a wider bandwidth.

피드라인(220a)은 엔드-파이어 안테나 패턴(210a)로부터 수신된 RF 신호를 IC로 전달할 수 있으며, IC로부터 전달받은 RF 신호를 엔드-파이어 안테나 패턴(210a)으로 전달할 수 있다. 예를 들어, 피드라인(220a)은 제2 피드비아(219a)를 통해 엔드-파이어 안테나 패턴(210a)에 전기적으로 연결될 수 있다.The feed line 220a may transmit the RF signal received from the end-fire antenna pattern 210a to the IC, and may transfer the RF signal received from the IC to the end-fire antenna pattern 210a. For example, the feed line 220a may be electrically connected to the end-fire antenna pattern 210a through the second feed via 219a.

결합형 메타 패턴(180a)은 패치 안테나 패턴(110a)과 엔드-파이어 안테나 패턴(210a) 간의 전자기적 격리도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 안테나 성능을 확보하면서도 더욱 소형화될 수 있다.The combined meta pattern 180a may improve electromagnetic isolation between the patch antenna pattern 110a and the end-fire antenna pattern 210a. Therefore, the antenna device according to an embodiment of the present invention can be further miniaturized while ensuring antenna performance.

커플링 그라운드 패턴(235a)은 피드라인(220a)의 상측에 배치되거나 하측에 배치될 수 있다. 상기 커플링 그라운드 패턴(235a)은 엔드-파이어 안테나 패턴(210a)에 전자기적으로 커플링될 수 있다. 따라서, 엔드-파이어 안테나 패턴(210a)은 더욱 넓은 대역폭을 가질 수 있다.The coupling ground pattern 235a may be disposed above or below the feed line 220a. The coupling ground pattern 235a may be electromagnetically coupled to the end-fire antenna pattern 210a. Thus, the end-fire antenna pattern 210a may have a wider bandwidth.

도 2a는 도 1에 도시된 안테나 장치를 나타낸 측면도이다.FIG. 2A is a side view illustrating the antenna device shown in FIG. 1.

도 2a를 참조하면, 패치 안테나 패턴과 커플링 패치 패턴은 각각 복수의 고리형 메타 패턴(130a)과 결합형 메타 패턴(180a)이 배치된 층과 동일한 층에 배치될 수 있다. 이에 따라, 복수의 고리형 메타 패턴(130a)과 결합형 메타 패턴(180a)은 패치 안테나 패턴에서 세는 RF 신호를 상면 방향으로 효율적으로 유도할 수 있다.Referring to FIG. 2A, the patch antenna pattern and the coupling patch pattern may be disposed on the same layer as the layer on which the plurality of annular meta patterns 130a and the combined meta pattern 180a are disposed. Accordingly, the plurality of annular meta patterns 130a and the combined meta pattern 180a can efficiently induce the RF signal counted by the patch antenna pattern in the upward direction.

고리형 메타 패턴(130a)과 결합형 메타 패턴(180a)은 각각 복수(예: 6개)의 층을 가질 수 있다. 고리형 메타 패턴(130a)과 결합형 메타 패턴(180a)의 층 개수가 많을수록 고리형 메타 패턴(130a)의 RF 신호 유도 성능과 결합형 메타 패턴(180a)의 RF 신호 반사 성능은 향상될 수 있다.The annular meta pattern 130a and the combined meta pattern 180a may each have a plurality of layers (eg, six). As the number of layers of the cyclic meta pattern 130a and the combined meta pattern 180a increases, the RF signal derivation performance of the cyclic meta pattern 130a and the RF signal reflection performance of the combined meta pattern 180a may be improved. .

한편, 연결 부재(200a)는 전술한 그라운드층(125a)을 포함할 수 있으며, 배선 그라운드층(202a), 제2 그라운드층(203a) 및 IC 그라운드층(204a)을 더 포함할 수 있다. 피드라인(220a)은 배선 그라운드층(202a)에 대해 동위(same level)에 배치될 수 있다.The connection member 200a may include the above-described ground layer 125a and may further include a wiring ground layer 202a, a second ground layer 203a, and an IC ground layer 204a. The feed line 220a may be disposed at a same level with respect to the wiring ground layer 202a.

도 2b는 도 2a에 도시된 안테나 장치를 나타낸 단면도이다.FIG. 2B is a cross-sectional view of the antenna device shown in FIG. 2A.

도 2b를 참조하면, 복수의 고리형 메타 패턴(130a)은 1줄로 배열될 수 있다. 복수의 고리형 메타 패턴(130a) 간의 간격은 복수의 고리형 메타 패턴(130a)과 결합형 메타 패턴(180a) 사이의 간격보다 짧을 수 있다. 이에 따라, 복수의 고리형 메타 패턴(130a)은 더욱 효율적으로 RF 신호를 z방향으로 유도할 수 있다.Referring to FIG. 2B, the plurality of annular meta patterns 130a may be arranged in one line. An interval between the plurality of annular meta patterns 130a may be shorter than an interval between the plurality of annular meta patterns 130a and the combined meta pattern 180a. Accordingly, the plurality of annular meta patterns 130a may induce the RF signal in the z direction more efficiently.

한편 도 2b를 참조하면, 연결 부재(200a)는 복수의 그라운드층의 사이를 전기적으로 연결시키고 복수의 그라운드층의 가장자리에 인접하여 배치된 복수의 차폐비아(245a)를 포함할 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 2B, the connection member 200a may include a plurality of shielding vias 245a electrically connected between the plurality of ground layers and disposed adjacent to edges of the plurality of ground layers.

복수의 차폐비아(245a)의 일부는 복수의 고리형 메타 패턴(130a)의 하측에 배열될 수 있으며, 복수의 차폐비아(245a)의 다른 일부는 피드비아(120a)을 둘러싸도록 배열될 수 있다. 이에 따라, 피드비아(120a)에 영향을 주는 전자기적 노이즈는 감소할 수 있으며, RF 신호의 전송손실은 감소할 수 있다.Some of the plurality of shielding vias 245a may be arranged under the plurality of annular meta patterns 130a, and other portions of the plurality of shielding vias 245a may be arranged to surround the feed vias 120a. . Accordingly, electromagnetic noise affecting the feed via 120a may be reduced, and transmission loss of the RF signal may be reduced.

도 2c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 고리형 메타 패턴과 결합형 메타 패턴을 구체적으로 나타낸 사시도이다.2C is a perspective view illustrating in detail the annular meta-pattern and the combined meta-pattern of the antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 2c를 참조하면, 복수의 고리형 메타 패턴(130a)은 복수의 제1 고리형 메타 패턴(137a), 복수의 제2 고리형 메타 패턴(132a), 복수의 제3 고리형 메타 패턴(133a), 복수의 제4 고리형 메타 패턴(134a), 복수의 제5 고리형 메타 패턴(135a), 복수의 제6 고리형 메타 패턴(136a)으로 구성될 수 있다. 복수의 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 고리형 메타 패턴(137a, 132a, 133a, 134a, 135a, 136a)은 복수의 배열 비아(131a)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 복수의 고리형 메타 패턴(130a)은 더욱 전자기 밴드갭 특성에 가까운 특성을 가질 수 있다.Referring to FIG. 2C, the plurality of annular meta patterns 130a may include a plurality of first annular meta patterns 137a, a plurality of second annular meta patterns 132a, and a plurality of third annular meta patterns 133a. ), A plurality of fourth annular meta patterns 134a, a plurality of fifth annular meta patterns 135a, and a plurality of sixth annular meta patterns 136a. The plurality of first, second, third, fourth, fifth, and sixth annular meta patterns 137a, 132a, 133a, 134a, 135a, and 136a may be electrically connected by the plurality of array vias 131a. have. Accordingly, the plurality of annular meta patterns 130a may further have characteristics close to the electromagnetic bandgap characteristics.

설계에 따라, 복수의 배열 비아(131a)는 복수의 고리형 메타 패턴(130a)과 복수의 결합형 메타 패턴(180a) 중 복수의 고리형 메타 패턴(130a)만 서로 상하방향으로 연결시킬 수 있다.According to the design, the plurality of arrayed vias 131a may connect only the plurality of annular meta patterns 130a among the plurality of annular meta patterns 130a and the plurality of combined meta patterns 180a with each other in the vertical direction. .

또한, 복수의 결합형 메타 패턴(180a)은 복수의 제1 결합형 메타 패턴(187a), 복수의 제2 결합형 메타 패턴(182a), 복수의 제3 결합형 메타 패턴(183a), 복수의 제4 결합형 메타 패턴(184a), 복수의 제5 결합형 메타 패턴(185a), 복수의 제6 결합형 메타 패턴(186a)이 평행하게 배치된 구조를 가질 수 있다.In addition, the plurality of combined meta patterns 180a may include a plurality of first combined meta patterns 187a, a plurality of second combined meta patterns 182a, a plurality of third combined meta patterns 183a, and a plurality of combined meta patterns 180a. The fourth combined meta pattern 184a, the plurality of fifth combined meta patterns 185a, and the plurality of sixth combined meta patterns 186a may be arranged in parallel.

예를 들어, 복수의 제1 고리형 메타 패턴(137a)은 패치 안테나 패턴(110a)과 결합형 메타 패턴(180a)의 복수의 제1 결합형 메타 패턴(187a)에 대해 동위에 배치될 수 있으며, 복수의 제2 고리형 메타 패턴(132a)은 커플링 패치 패턴(115a)과 복수의 결합형 메타 패턴(180a)의 복수의 제2 결합형 메타 패턴(182a)에 대해 동위에 배치될 수 있다. 이에 따라, 복수의 고리형 메타 패턴(130a)과 복수의 결합형 메타 패턴(180a)은 패치 안테나 패턴(110a)을 투과하는 RF 신호를 더욱 효율적으로 z방향으로 유도할 수 있다.For example, the plurality of first annular meta patterns 137a may be disposed at the same position with respect to the patch antenna pattern 110a and the plurality of first combined meta patterns 187a of the combined meta pattern 180a. The plurality of second annular meta patterns 132a may be disposed at the same position with respect to the coupling patch pattern 115a and the plurality of second combined meta patterns 182a of the plurality of combined meta patterns 180a. . Accordingly, the plurality of annular meta patterns 130a and the plurality of combined meta patterns 180a may induce the RF signal passing through the patch antenna pattern 110a in the z direction more efficiently.

도 2c를 참조하면, 복수의 결합형 메타 패턴(180a)은 일부와 다른 일부가 서로 상하방향으로 오버랩되도록 배열되되 서로 전기적으로 분리되도록 배열될 수 있다.Referring to FIG. 2C, the plurality of combined meta patterns 180a may be arranged such that a part and another part overlap each other in the vertical direction but are electrically separated from each other.

즉, 복수의 결합형 메타 패턴(180a)은 복수의 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 결합형 메타 패턴(187a, 182a, 183a, 184a, 185a, 186a)을 서로 연결시키는 복수의 비아를 포함하지 않도록 구성될 수 있다.That is, the plurality of combined meta patterns 180a may include a plurality of first, second, third, fourth, fifth, and sixth combined meta patterns 187a, 182a, 183a, 184a, 185a, and 186a. It may be configured not to include a plurality of vias to connect.

상기 복수의 비아는 등가회로 관점에서 인덕턴스로 작용할 수 있다. 복수의 결합형 메타 패턴(180a)은 인접 안테나 장치의 복수의 결합형 메타 패턴과 복수의 고리형 메타 패턴(130a)에 각각 커플링되므로, 상대적으로 큰 캐패시턴스를 가질 수 있다. 따라서, 복수의 결합형 메타 패턴(180a)은 복수의 메타 패턴 전체의 임피던스 균형을 위해 상대적으로 작은 인덕턴스를 가지도록 복수의 비아를 포함하지 않을 수 있다. 다만, 인덕턴스와 캐패시턴스는 설계에 따라 달라질 수 있으므로, 복수의 결합형 메타 패턴(180a)은 안테나 장치의 설계에 따라 상기 복수의 비아를 포함하도록 구성될 수도 있다.The plurality of vias may act as inductances from an equivalent circuit point of view. Since the plurality of combined meta patterns 180a are coupled to each of the plurality of combined meta patterns and the plurality of annular meta patterns 130a of the adjacent antenna device, the plurality of combined meta patterns 180a may have a relatively large capacitance. Accordingly, the plurality of coupled meta patterns 180a may not include a plurality of vias so as to have relatively small inductance for impedance balance of the entire plurality of meta patterns. However, since the inductance and the capacitance may vary depending on the design, the plurality of coupled meta patterns 180a may be configured to include the plurality of vias according to the design of the antenna device.

한편, 복수의 고리형 메타 패턴(130a)과 복수의 결합형 메타 패턴(180a)은 각각 그라운드층(125a)로부터 전기적으로 분리될 수 있다. 이에 따라, 복수의 메타 패턴은 패치 안테나 패턴(110a)의 주파수 대역에 인접한 주파수를 가지는 RF 신호에 대해 더욱 적응적인(adaptive) 특성을 가질 수 있으므로, 대역폭을 더욱 넓힐 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 설계에 따라 복수의 메타 패턴과 그라운드층(125a)의 사이를 전기적으로 연결시키는 그라운딩 비아(미도시)를 포함하도록 구성되어 동작 안정성 관점에서 설계될 수 있다.Meanwhile, the plurality of annular meta patterns 130a and the plurality of combined meta patterns 180a may be electrically separated from the ground layer 125a, respectively. Accordingly, the plurality of meta-patterns may have a more adaptive characteristic with respect to the RF signal having a frequency adjacent to the frequency band of the patch antenna pattern 110a, thereby further widening the bandwidth. However, the antenna device according to an embodiment of the present invention is configured to include a grounding via (not shown) that electrically connects the plurality of meta patterns and the ground layer 125a according to a design, and may be designed in view of operation stability. Can be.

도 2d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 등가회로를 나타낸 회로도이다.2D is a circuit diagram illustrating an equivalent circuit of an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 2d를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 패치 안테나 패턴(110b)은 IC와 같은 소스(SRC2)로 RF 신호를 전달하거나 RF 신호를 전달받을 수 있으며, 저항값(R2)과 인덕턴스(L3, L4)를 가질 수 있다.Referring to FIG. 2D, the patch antenna pattern 110b of the antenna device according to an embodiment of the present invention may transmit an RF signal or receive an RF signal to a source SRC2 such as an IC, and have a resistance value R2. And may have inductances L3 and L4.

복수의 고리형 메타 패턴(130b)은 패치 안테나 패턴(110b)에 대한 캐패시턴스(C5, C12)와, 복수의 고리형 메타 패턴 사이의 캐패시턴스(C6, 10)와, 배열 비아의 인덕턴스(L5, L6)와, 복수의 고리형 메타 패턴과 그라운드층 간의 캐패시턴스(C7, C11)를 가질 수 있다.The plurality of annular meta patterns 130b may include capacitances C5 and C12 for the patch antenna pattern 110b, capacitances C6 and 10 between the plurality of annular meta patterns, and inductances L5 and L6 of the array vias. ) And capacitances C7 and C11 between the plurality of annular meta patterns and the ground layer.

여기서, 복수의 고리형 메타 패턴(130b)의 캐패시턴스와 인덕턴스에는 전술한 복수의 결합형 메타 패턴의 캐패시턴스와 인덕턴스가 합산될 수 있다.Here, the capacitances and inductances of the plurality of coupling meta patterns described above may be added to the capacitances and inductances of the plurality of annular meta patterns 130b.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 주파수 대역과 대역폭은 전술한 저항값, 캐패시턴스 및 인덕턴스에 의해 결정될 수 있다.Frequency band and bandwidth of the antenna device according to an embodiment of the present invention may be determined by the above-described resistance value, capacitance and inductance.

도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 패치 안테나 패턴의 배열을 예시한 사시도이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 상면을 나타낸 평면도이다.3A is a perspective view illustrating an arrangement of a patch antenna pattern of an antenna device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a plan view illustrating a top surface of the antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 복수의 패치 안테나 패턴(110b), 복수의 커플링 패치 패턴(115b), 복수의 피드비아, 그라운드층(125b), 복수의 고리형 메타 패턴(130b), 복수의 결합형 메타 패턴(180b), 연결 부재(200b), 복수의 엔드-파이어 안테나 패턴(210b), 복수의 디렉터 패턴(215b), 복수의 피드라인(220b) 및 복수의 커플링 그라운드 패턴(235b) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.3A and 3B, an antenna device according to an embodiment of the present invention includes a plurality of patch antenna patterns 110b, a plurality of coupling patch patterns 115b, a plurality of feed vias, and ground layers 125b. , A plurality of annular meta patterns 130b, a plurality of combined meta patterns 180b, a connecting member 200b, a plurality of end-fire antenna patterns 210b, a plurality of director patterns 215b, a plurality of feed lines At least some of the 220b and the plurality of coupling ground patterns 235b may be included.

복수의 패치 안테나 패턴(110b)과 복수의 커플링 패치 패턴(115b)은 각각 제1 방향(예: x방향)으로 배열될 수 있다.The plurality of patch antenna patterns 110b and the plurality of coupling patch patterns 115b may be arranged in a first direction (for example, x direction).

즉, 복수의 패치 안테나 패턴(110b)은 1 X n 구조 배열될 수 있다. 여기서, n은 2 이상의 자연수이다. 복수의 패치 안테나 패턴(110b)이 1 X n 구조로 배열된 안테나 장치는 전자기기의 모서리에 효율적으로 배치될 수 있다.That is, the plurality of patch antenna patterns 110b may be arranged in a 1 X n structure. N is a natural number of 2 or more. An antenna device having a plurality of patch antenna patterns 110b arranged in a 1 × n structure may be efficiently disposed at an edge of an electronic device.

복수의 고리형 메타 패턴(130b)은 복수의 패치 안테나 패턴(110b) 각각을 둘러싸도록 배열될 수 있다.The plurality of annular meta patterns 130b may be arranged to surround each of the plurality of patch antenna patterns 110b.

복수의 결합형 메타 패턴(180b)은 복수의 고리형 메타 패턴(130b)을 둘러싸도록 배열될 수 있다.The plurality of combined meta patterns 180b may be arranged to surround the plurality of annular meta patterns 130b.

복수의 엔드-파이어 안테나 패턴(210b)은 상하방향(z방향)으로 볼 때 복수의 패치 안테나 패턴(110b) 각각으로부터 제2 방향(예: y방향)으로 이격되어 배치될 수 있다.The plurality of end-fire antenna patterns 210b may be spaced apart from each of the plurality of patch antenna patterns 110b in a second direction (for example, y direction) when viewed in the vertical direction (z direction).

여기서, 복수의 고리형 메타 패턴(130b)의 일부는 상하방향(z방향)으로 볼 때 복수의 엔드-파이어 안테나 패턴(210b)과 복수의 패치 안테나 패턴(110b)의 사이에 배열될 수 있다.Here, a part of the plurality of annular meta patterns 130b may be arranged between the plurality of end-fire antenna patterns 210b and the plurality of patch antenna patterns 110b in the vertical direction (z direction).

이에 따라, 복수의 패치 안테나 패턴(110b)과 복수의 엔드-파이어 안테나 패턴(210b) 사이의 전자기적 격리도는 향상될 수 있다.Accordingly, electromagnetic isolation between the plurality of patch antenna patterns 110b and the plurality of end-fire antenna patterns 210b may be improved.

또한, 복수의 결합형 메타 패턴(180b)의 일부는 상하방향(z방향)으로 볼 때 복수의 엔드-파이어 안테나 패턴(210b)과 복수의 패치 안테나 패턴(110b)의 사이에 배열될 수 있다.In addition, a part of the plurality of combined meta patterns 180b may be arranged between the plurality of end-fire antenna patterns 210b and the plurality of patch antenna patterns 110b when viewed in the vertical direction (z direction).

복수의 결합형 메타 패턴(180b)이 더 드문드문 배열되므로, 복수의 결합형 메타 패턴(180b)은 복수의 엔드-파이어 안테나 패턴(210b)에 대해 더 넓은 전자기적 경계면을 제공할 수 있다.Since the plurality of combined meta patterns 180b are sparsely arranged, the plurality of combined meta patterns 180b may provide a wider electromagnetic interface to the plurality of end-fire antenna patterns 210b.

이에 따라, 복수의 엔드-파이어 안테나 패턴(210b)에서 복수의 패치 안테나 패턴(110b)으로 세는 RF 신호는 복수의 결합형 메타 패턴(180b)의 전자기적 경계면에서 더욱 효율적으로 반사될 수 있으며, 더욱 제2 방향(예: y방향)으로 집중되어 반사될 수 있다. 따라서, 복수의 엔드-파이어 안테나 패턴(210b)의 안테나 성능은 더욱 향상될 수 있다.Accordingly, the RF signal counted from the plurality of end-fire antenna patterns 210b to the plurality of patch antenna patterns 110b may be reflected more efficiently at the electromagnetic boundary of the plurality of combined meta patterns 180b. The light may be concentrated and reflected in a second direction (eg, y direction). Thus, antenna performance of the plurality of end-fire antenna patterns 210b may be further improved.

도 3c 내지 도 3f는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 각 층을 나타낸 평면도이다.3C to 3F are plan views illustrating each layer of the antenna device according to an exemplary embodiment.

도 3c를 참조하면, 그라운드층(201a)은 피드비아(120a)가 통과하는 관통홀을 가질 수 있으며, 그라운딩 비아(185a)의 타단에 연결될 수 있다. 그라운드층(201a)은 패치 안테나 패턴(110a)과 피드라인 사이를 전자기적으로 차폐시킬 수 있다.Referring to FIG. 3C, the ground layer 201a may have a through hole through which the feed via 120a passes, and may be connected to the other end of the grounding via 185a. The ground layer 201a may electromagnetically shield between the patch antenna pattern 110a and the feed line.

도 3d를 참조하면, 배선 그라운드층(202a)은 피드라인(220a)의 적어도 일부분과 패치 안테나 피드라인(221a)을 각각 둘러쌀 수 있다. 피드라인(220a)은 제2 배선비아(232a)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 패치 안테나 피드라인(221a)은 제1 배선비아(231a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 배선 그라운드층(202a)은 피드라인(220a)과 패치 안테나 피드라인(221a) 사이를 전자기적으로 차폐시킬 수 있다. 피드라인(220a)의 일단은 제2 피드비아(211a)에 연결될 수 있다.Referring to FIG. 3D, the wiring ground layer 202a may surround at least a portion of the feedline 220a and the patch antenna feedline 221a, respectively. The feed line 220a may be electrically connected to the second wiring via 232a, and the patch antenna feed line 221a may be electrically connected to the first wiring via 231a. The wiring ground layer 202a may electromagnetically shield between the feedline 220a and the patch antenna feedline 221a. One end of the feed line 220a may be connected to the second feed via 211a.

도 3e를 참조하면, 제2 그라운드층(203a)은 제1 배선비아(231a)와 제2 배선비아(232a)가 각각 통과하는 복수의 관통홀을 가질 수 있으며, 커플링 그라운드 패턴(235a)을 가질 수 있다. 제2 그라운드층(203a)은 피드라인과 IC 사이를 전자기적으로 차폐시킬 수 있다.Referring to FIG. 3E, the second ground layer 203a may have a plurality of through holes through which the first wiring via 231a and the second wiring via 232a pass, respectively, and form the coupling ground pattern 235a. Can have The second ground layer 203a may electromagnetically shield between the feedline and the IC.

도 3f를 참조하면, IC 그라운드층(204a)은 제1 배선비아(231a)와 제2 배선비아(232a)가 각각 통과하는 복수의 관통홀을 가질 수 있다. IC(310a)는 IC 그라운드층(204a)의 하측에 배치될 수 있으며, 제1 배선비아(231a)와 제2 배선비아(232a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 엔드-파이어 안테나 패턴(210a)과 디렉터 패턴(215a)은 IC 그라운드층(204a)과 실질적으로 동일한 높이에 배치될 수 있다.Referring to FIG. 3F, the IC ground layer 204a may have a plurality of through holes through which the first wiring via 231a and the second wiring via 232a respectively pass. The IC 310a may be disposed under the IC ground layer 204a and may be electrically connected to the first wiring via 231a and the second wiring via 232a. The end-fire antenna pattern 210a and the director pattern 215a may be disposed at substantially the same height as the IC ground layer 204a.

IC 그라운드층(204a)은 IC(310a)의 회로 및/또는 수동부품에서 사용되는 그라운드를 IC(310a) 및/또는 수동부품으로 제공할 수 있다. 설계에 따라, IC 그라운드층(204a)은 IC(310a) 및/또는 수동부품에서 사용되는 전원 및 신호의 전달경로를 제공할 수 있다. 따라서, IC 그라운드층(204a)은 IC 및/또는 수동부품에 전기적으로 연결될 수 있다.The IC ground layer 204a may provide the IC 310a and / or passive components with ground used in the circuitry and / or passive components of the IC 310a. Depending on the design, the IC ground layer 204a may provide a path for the transmission of power and signals used in the IC 310a and / or passive components. Thus, IC ground layer 204a may be electrically connected to the IC and / or passive components.

한편, 배선 그라운드층(202a), 제2 그라운드층(203a) 및 IC 그라운드층(204a)은 캐비티(cavity)를 제공하도록 함몰된 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 엔드-파이어 안테나 패턴(210a)은 더욱 IC 그라운드층(204a)에 가까이 배치될 수 있다.Meanwhile, the wiring ground layer 202a, the second ground layer 203a, and the IC ground layer 204a may have a recessed shape to provide a cavity. Accordingly, the end-fire antenna pattern 210a may be further disposed closer to the IC ground layer 204a.

한편, 배선 그라운드층(202a), 제2 그라운드층(203a) 및 IC 그라운드층(204a)의 상하관계와 형태는 설계에 따라 달라질 수 있다.Meanwhile, the vertical relationship and shape of the wiring ground layer 202a, the second ground layer 203a, and the IC ground layer 204a may vary depending on the design.

도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 치수를 나타낸 평면도이다.4A is a plan view showing the dimensions of an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 4a를 참조하면, 복수의 고리형 메타 패턴(130b)은 제1 영역(S1)과 제3 영역(S3)에 배열될 수 있으며, 복수의 결합형 메타 패턴(180b)은 제2 영역(S2)과 제4 영역(S4)에 배열될 수 있다. 제2 영역(S2)은 제1 영역(S1)의 사이에 배치될 수 있다. 제4 영역(S4)는 제3 영역(S3)보다 패치 안테나 패턴(110b) 및/또는 커플링 패치 패턴(115b)으로부터 더 멀리 배치될 수 있다.Referring to FIG. 4A, the plurality of annular meta patterns 130b may be arranged in the first region S1 and the third region S3, and the plurality of combined meta patterns 180b may be arranged in the second region S2. ) And the fourth region S4. The second region S2 may be disposed between the first regions S1. The fourth region S4 may be disposed farther from the patch antenna pattern 110b and / or the coupling patch pattern 115b than the third region S3.

복수의 고리형 메타 패턴(130b)은 제1 간격(G11, G12)을 가지는 사이 공간을 두도록 배열될 수 있다. 제1 방향 제1 간격(G11)과 제2 방향 제1 간격(G12)은 서로 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The plurality of annular meta patterns 130b may be arranged to have a space between the first gaps G11 and G12. The first interval G11 in the first direction and the first interval G12 in the second direction may be the same, but are not limited thereto.

복수의 고리형 메타 패턴(130b)은 각각 제1 방향 제1 길이(W11)와 제2 방향 제1 길이(W12)를 가질 수 있다. 제1 방향 제1 길이(W11)와 제2 방향 제1 길이(W12)는 서로 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 방향 제1 길이(W11)와 제2 방향 제1 길이(W12)는 각각 제1 방향 제1 간격(G11)과 제2 방향 제1 간격(G12)의 10배 이상 12배 이하일 수 있다.Each of the annular meta patterns 130b may have a first length W11 and a first length W12 in the first direction. The first length W11 in the first direction and the first length W12 in the second direction may be the same, but they are not limited thereto. For example, the first length W11 in the first direction and the first length W12 in the second direction are respectively 10 times or more and 12 times the first distance G11 and the first direction G12 in the second direction. It may be:

캐비티(190b)는 제1 간격(G11, G12)보다 큰 제2 간격(G21, G22)을 가질 수 있다. 따라서, 캐비티(190b)는 복수의 고리형 메타 패턴(130b)의 사이 공간보다 클 수 있다. 이에 따라, 캐비티(190b)는 복수의 결합형 메타 패턴(180b)의 전자기 밴드갭 특성에 보조하여 복수의 패치 안테나 패턴(110b) 사이의 전자기적 격리도를 더욱 향상시킬 수 있다.The cavity 190b may have second intervals G21 and G22 greater than the first intervals G11 and G12. Thus, the cavity 190b may be larger than the space between the plurality of annular meta patterns 130b. Accordingly, the cavity 190b may further improve electromagnetic isolation between the plurality of patch antenna patterns 110b by assisting the electromagnetic bandgap characteristics of the plurality of coupling meta patterns 180b.

캐비티(190b)는 제1 방향 제2 간격(G21)과 제2 방향 제2 간격(G22)을 가질 수 있으며, 제1 방향 제2 간격(G21)은 제2 방향 제2 간격(G22)보다 작을 수 있다. 즉, 캐비티(190b)의 상하면은 제1 방향의 길이와 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향의 길이가 서로 다른 다각형 형태를 가질 수 있다.The cavity 190b may have a first direction second interval G21 and a second direction second interval G22, and the first direction second interval G21 may be smaller than the second direction second interval G22. Can be. That is, the upper and lower surfaces of the cavity 190b may have a polygonal shape in which the length in the first direction and the length in the second direction perpendicular to the first direction are different from each other.

이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 복수의 패치 안테나 패턴(110b) 사이의 전자기적 격리도를 확보하면서도 제1 영역(S1)의 크기를 줄여서 소형화될 수 있다. 예를 들어, 제1 방향 제2 간격(G21)은 제2 방향 제2 간격(G22)의 1/2배 초과 3/4배 미만일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Accordingly, the antenna device according to an embodiment of the present invention can be miniaturized by reducing the size of the first region S1 while securing electromagnetic isolation between the plurality of patch antenna patterns 110b. For example, the first direction second interval G21 may be more than 1/2 times less than 3/4 times the second direction second interval G22, but is not limited thereto.

복수의 결합형 메타 패턴(180b)은 각각 제1 방향 제3 길이(W31)와 제2 방향 제1 길이(W12)를 가질 수 있다.Each of the plurality of combined meta patterns 180b may have a third length W31 and a first length W12 in the first direction.

복수의 결합형 메타 패턴(180b)의 일측은 복수의 고리형 메타 패턴(130b)으로부터 제1 방향 제1 간격(G11)으로 이격 배치되고, 복수의 결합형 메타 패턴(180b)의 타측은 복수의 고리형 메타 패턴(130b)으로부터 제1 방향 제1 간격(G11)보다 긴 제1 방향 제2 간격(G21)으로 이격 배치될 수 있다. 이에 따라, 캐비티(190b)는 규칙적으로 배열될 수 있으므로, 복수의 결합형 메타 패턴(180b)의 전자기 밴드갭 특성에 더욱 효율적으로 보조할 수 있다.One side of the plurality of combined meta patterns 180b may be spaced apart from the plurality of annular meta patterns 130b at a first interval G11 in the first direction, and the other side of the plurality of combined meta patterns 180b may have a plurality of combined meta patterns 180b. It may be spaced apart from the annular meta-pattern 130b at a first direction second interval G21 longer than the first direction first interval G11. Accordingly, since the cavity 190b may be regularly arranged, the cavity 190b may more efficiently assist the electromagnetic bandgap characteristics of the plurality of coupled meta patterns 180b.

설계에 따라, 복수의 결합형 메타 패턴(180b)은 각각의 일부분이 서로 제2 방향 제1 간격(G12)과 동일한 간격을 가지는 사이 공간을 두도록 배열될 수 있다. 이에 따라, 복수의 결합형 메타 패턴(180b)은 캐비티(190b)를 이루면서도 전자기 밴드갭 특성을 희생하지 않고 전자기적 결합 효율을 향상시킬 수 있다.According to the design, the plurality of combined meta-patterns 180b may be arranged such that each portion has a space therebetween having the same distance as the first direction G12 in the second direction. Accordingly, the plurality of coupling meta patterns 180b may improve the electromagnetic coupling efficiency without sacrificing the electromagnetic band gap characteristics while forming the cavity 190b.

설계에 따라, 복수의 결합형 메타 패턴(180b)의 제1 방향 제3 길이(W31)는 제1 방향 제1 길이(W11)보다 더 크거나, 제2 방향 제1 길이(W12)보다 더 큰 다각형 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 복수의 결합형 메타 패턴(180b)은 캐비티(190b)를 이루면서도 전자기적 결합 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 방향 제3 길이(W31)는 제1 방향 제1 길이(W11)의 1배 초과 1.2배 이하일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.According to the design, the first direction third length W31 of the plurality of combined meta patterns 180b is greater than the first direction first length W11 or larger than the second direction first length W12. It may have a polygonal shape. Accordingly, the plurality of coupling meta patterns 180b may improve the electromagnetic coupling efficiency while forming the cavity 190b. For example, the third length W31 of the first direction may be greater than 1 times and 1.2 times or less of the first length W11 of the first direction, but is not limited thereto.

캐비티(190b)의 제1 방향 제2 간격(G21)은 복수의 결합형 메타 패턴(180b)의 제1 방향 제3 길이(W31)보다 작을 수 있다. 따라서, 캐비티(190b)는 복수의 결합형 메타 패턴(180b) 각각의 면적보다 작은 상하면 면적을 가질 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 복수의 패치 안테나 패턴(110b) 사이의 전자기적 격리도를 확보하면서도 제1 영역(S1)의 크기를 줄여서 소형화될 수 있다.The first direction second gap G21 of the cavity 190b may be smaller than the first length third length W31 of the plurality of coupling meta patterns 180b. Therefore, the cavity 190b may have a top and bottom area smaller than that of each of the plurality of mating meta patterns 180b. Accordingly, the antenna device according to an embodiment of the present invention can be miniaturized by reducing the size of the first region S1 while securing electromagnetic isolation between the plurality of patch antenna patterns 110b.

한편, 복수의 결합형 메타 패턴(180b) 중 제2 방향(예: y방향)의 가장자리에 배열된 결합형 메타 패턴(182b)은 제2 방향의 중심에 배열된 결합형 메타 패턴(181b)보다 더 클 수 있다.On the other hand, the combined meta pattern 182b arranged at the edge of the second direction (for example, the y direction) among the plurality of combined meta patterns 180b is smaller than the combined meta pattern 181b arranged at the center of the second direction. Can be larger.

즉, 복수의 결합형 메타 패턴(180b)은 다각형을 이루도록 패치 안테나 패턴(110b)을 둘러싸고, 복수의 결합형 메타 패턴 중 다각형의 코너에 대응되는 결합형 메타 패턴(182b)은 상기 복수의 결합형 메타 패턴 중 다각형의 변에 대응되는 결합형 메타 패턴(181b)보다 더 클 수 있다.That is, the plurality of combined meta patterns 180b surround the patch antenna pattern 110b to form a polygon, and the combined meta pattern 182b corresponding to the corner of the polygon among the plurality of combined meta patterns is the plurality of combined meta patterns 180b. The meta pattern may be larger than the combined meta pattern 181b corresponding to the sides of the polygon.

이에 따라, 복수의 결합형 메타 패턴(180b)은 캐비티(190b)를 이루면서도 제2 방향(예: y방향) 가장자리의 배열 균형도를 향상시킬 수 있으므로, 전자기 밴드갭 특성 안정도를 향상시키고 전자기적 결합 효율을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the plurality of combined meta-patterns 180b may improve the arrangement balance of edges of the second direction (for example, y-direction) while forming the cavity 190b, thereby improving the stability of electromagnetic bandgap characteristics and causing electromagnetic The binding efficiency can be improved.

예를 들어, 복수의 결합형 메타 패턴(180b) 중 가장자리에 배열된 결합형 메타 패턴(182b)은 제1 방향 제1 길이(W11)보다 긴 제1 방향 제3 길이(W13)를 가지고, 제2 방향 제1 길이(W12)보다 긴 제2 방향 제3 길이(W14)를 가질 수 있다.For example, the combined meta-pattern 182b arranged at the edge of the plurality of combined meta-patterns 180b has a first length third length W13 longer than the first length W11 in the first direction. The second direction may have a third length W14 longer than the first length W12.

마찬가지로, 복수의 고리형 메타 패턴(130b)은 다각형을 이루도록 패치 안테나 패턴(110b)을 둘러싸고, 복수의 고리형 메타 패턴 중 다각형의 코너에 대응되는 고리형 메타 패턴(132b)은 상기 복수의 고리형 메타 패턴 중 다각형의 변에 대응되는 고리형 메타 패턴(131b)보다 더 클 수 있다.마찬가지로, 캐비티(190b)에서 상기 다각형의 코너에 대응되는 캐비티(192b)는 다각형의 변에 대응되는 캐비티(191b, 193b)보다 더 클 수 있다.Similarly, the plurality of annular meta patterns 130b surround the patch antenna pattern 110b to form a polygon, and the annular meta pattern 132b corresponding to the corner of the polygon among the plurality of annular meta patterns is the plurality of annular shapes. The meta pattern may be larger than the annular meta pattern 131b corresponding to the sides of the polygon. Similarly, in the cavity 190b, the cavity 192b corresponding to the corner of the polygon is a cavity 191b corresponding to the sides of the polygon. , 193b).

이에 따라, 복수의 결합형 메타 패턴(180b)은 캐비티(190b)를 이루면서도 제2 방향(예: y방향) 가장자리의 배열 균형도를 향상시킬 수 있으므로, 전자기 밴드갭 특성 안정도를 향상시키고 전자기적 결합 효율을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the plurality of combined meta-patterns 180b may improve the arrangement balance of edges of the second direction (for example, y-direction) while forming the cavity 190b, thereby improving the stability of electromagnetic bandgap characteristics and causing electromagnetic The binding efficiency can be improved.

한편, 복수의 결합형 메타 패턴(180b) 중 패치 안테나 패턴(110b)과 엔드-파이어 안테나 패턴(210b)의 사이에 배치된 결합형 메타 패턴은 제1 방향 제4 길이(W42)와 제2 방향 제4 길이(W41)를 가질 수 있다. 제1 방향 제4 길이(W42)는 제1 방향 제1 길이(W11)과 동일할 수 있으며, 제2 방향 제4 길이(W41)는 제2 방향 제1 길이(W12)보다 작을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Meanwhile, the combined meta pattern disposed between the patch antenna pattern 110b and the end-fire antenna pattern 210b among the plurality of combined meta patterns 180b may have a fourth length W42 and a second direction in the first direction. It may have a fourth length W41. The first direction fourth length W42 may be equal to the first direction first length W11, and the second direction fourth length W41 may be smaller than the second direction first length W12, but It is not limited.

한편, 복수의 고리형 메타 패턴(130b)은 복수의 패치 안테나 패턴(110b)으로부터 제1 방향 제5 간격(G51)과 제2 방향 제5 간격(G52)으로 이격될 수 있다.Meanwhile, the plurality of annular meta patterns 130b may be spaced apart from the plurality of patch antenna patterns 110b by the fifth direction G51 and the fifth direction G52 of the second direction.

여기서, 캐비티(190b)의 제1 방향 제2 간격(G21)은 제1 방향 제5 간격(G51)보다 작을 수 있으며, 제2 방향 제5 간격(G52)보다 작을 수 있다. 이에 따라, 복수의 결합형 메타 패턴(180b)은 캐비티(190b)의 전자기적 장벽 성능을 향상시키고 전자기적 결합 효율을 향상시킬 수 있다.Here, the first direction second interval G21 of the cavity 190b may be smaller than the first direction fifth interval G51 and may be smaller than the second direction fifth interval G52. Accordingly, the plurality of coupling meta patterns 180b may improve the electromagnetic barrier performance of the cavity 190b and improve the electromagnetic coupling efficiency.

한편, 복수의 결합형 메타 패턴(180b)은 복수의 패치 안테나 패턴(110b) 중 일부(예: 제1 방향 일측 가장자리)에 더 가까운 결합형 메타 패턴의 일부분과 복수의 패치 안테나 패턴 중 다른 일부(예: 제1 방향 타측 가장자리)에 더 가까운 결합형 메타 패턴의 일부분이 서로 번갈아 끼워진 형태를 가질 수 있다.On the other hand, the plurality of combined meta-pattern 180b may be a portion of the combined meta-pattern closer to a portion (eg, one side edge of the first direction) of the plurality of patch antenna patterns 110b and another portion of the plurality of patch antenna patterns ( For example, portions of the combined meta pattern closer to the other side of the first direction may be alternately inserted.

이에 따라, 복수의 결합형 메타 패턴(180b)은 캐비티(190b)를 이루면서도 전자기 밴드갭 특성을 희생하지 않고 전자기적 결합 효율을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the plurality of coupling meta patterns 180b may improve the electromagnetic coupling efficiency without sacrificing the electromagnetic band gap characteristics while forming the cavity 190b.

설계에 따라, 복수의 결합형 메타 패턴(180b)은 도 4b 내지 도 4g에 도시된 바와 같이 서로 번갈아 끼워진 형태를 가지지 않을 수도 있다.Depending on the design, the plurality of combined meta-patterns 180b may not have a form alternately inserted with each other as illustrated in FIGS. 4B to 4G.

도 4b 내지 도 4g는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 결합형 메타 패턴의 다양한 형태를 예시한 평면도이다.4B to 4G are plan views illustrating various forms of the combined meta-pattern of the antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 4b 내지 도 4f를 참조하면, 복수의 결합형 메타 패턴(180c, 180d, 180e, 180f, 180g)은 N개(N은 자연수)의 지그재그(zigzag) 열로 배열될 수 있다. 이에 따라, 복수의 결합형 메타 패턴(180c, 180d, 180e, 180f, 180g)은 전자기 밴드갭 특성과 캐비티(190c, 190d, 190e, 190f, 190g)의 전자기적 장벽 성능을 조화롭게 확보할 수 있다.4B to 4F, the plurality of combined meta patterns 180c, 180d, 180e, 180f, and 180g may be arranged in zigzag rows of N pieces (N is a natural number). Accordingly, the plurality of coupled meta-patterns 180c, 180d, 180e, 180f, and 180g may harmonize electromagnetic bandgap characteristics and electromagnetic barrier performance of the cavities 190c, 190d, 190e, 190f, and 190g.

도 4b 내지 도 4f를 참조하면, 복수의 고리형 메타 패턴(130c, 130d, 130e, 130f, 130g)은 N개의 열로 배열될 수 있다. 즉, 복수의 고리형 메타 패턴(130c, 130d, 130e, 130f, 130g)의 열 개수는 복수의 결합형 메타 패턴(180c, 180d, 180e, 180f, 180g)의 열 개수와 동일할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 복수의 고리형 메타 패턴(130c, 130d, 130e, 130f, 130g)의 상대적으로 높은 규칙성과 복수의 결합형 메타 패턴(180c, 180d, 180e, 180f, 180g)의 상대적으로 높은 전자기적 장벽 성능을 조화롭게 사용할 수 있다.4B to 4F, the plurality of annular meta patterns 130c, 130d, 130e, 130f, and 130g may be arranged in N columns. That is, the number of columns of the plurality of annular meta patterns 130c, 130d, 130e, 130f, and 130g may be the same as the number of columns of the plurality of combined meta patterns 180c, 180d, 180e, 180f, and 180g. Accordingly, the antenna device according to an embodiment of the present invention has a relatively high regularity of the plurality of annular meta patterns 130c, 130d, 130e, 130f, and 130g and a plurality of combined metapatterns 180c, 180d, 180e, 180f, 180g), relatively high electromagnetic barrier performance can be harmoniously used.

도 4b 내지 도 4f를 참조하면, 캐비티(190c, 190d, 190e, 190f, 190g)는 복수의 고리형 메타 패턴(130c, 130d, 130e, 130f, 130g)의 측경계와 복수의 결합형 메타 패턴(180c, 180d, 180e, 180f, 180g)의 지그재그 열의 굴곡에 의해 이루어질 수 있다. 이에 따라, 캐비티(190c, 190d, 190e, 190f, 190g)는 지그재그 열로 배열될 수 있으며, 전자기적 장벽 성능을 향상시키면서 복수의 결합형 메타 패턴(180c, 180d, 180e, 180f, 180g)의 전자기 밴드갭 특성을 효율적으로 보조할 수 있다.4B to 4F, the cavities 190c, 190d, 190e, 190f, and 190g may include side boundaries of the plurality of annular meta patterns 130c, 130d, 130e, 130f, and 130g, and a plurality of combined metapatterns ( 180c, 180d, 180e, 180f, 180g) may be formed by bending the zigzag rows. Accordingly, the cavities 190c, 190d, 190e, 190f, and 190g may be arranged in a zigzag row, and the electromagnetic bands of the plurality of combined meta patterns 180c, 180d, 180e, 180f, and 180g may improve electromagnetic barrier performance. Gap characteristics can be assisted efficiently.

도 4b 내지 도 4g를 참조하면, 복수의 캐비티(190c, 190d, 190e, 190f, 190g, 190h)는 복수의 결합형 메타 패턴(190c, 190d, 190e, 190f, 190g, 190h)에 대해 모자이크(mosaic) 구조로 배열될 수 있다. 이에 따라, 복수의 캐비티(190c, 190d, 190e, 190f, 190g, 190h)와 복수의 결합형 메타 패턴(180c, 190d, 190e, 190f, 190g, 190h)은 각각 상대적으로 높은 배열 규칙성을 가지면서도 서로 상보적으로 결합될 수 있으므로, 전자기 밴드갭 특성과 전자기적 장벽 성능을 조화롭게 확보할 수 있다.4B-4G, the plurality of cavities 190c, 190d, 190e, 190f, 190g, 190h are mosaics for the plurality of combined meta patterns 190c, 190d, 190e, 190f, 190g, 190h. ) May be arranged in a structure. Accordingly, the plurality of cavities 190c, 190d, 190e, 190f, 190g, and 190h and the plurality of combined meta patterns 180c, 190d, 190e, 190f, 190g, and 190h, respectively, have relatively high ordering regularities. Since they can be complementarily combined with each other, it is possible to harmonize electromagnetic band gap characteristics and electromagnetic barrier performance.

도 4b를 참조하면, 캐비티(190c)는 도 4a에 도시된 캐비티의 제1 방향 제2 간격보다 더 큰 제1 방향 제2 간격(G21)을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 방향 제2 간격(G21)은 복수의 결합형 메타 패턴(180c)의 제1 방향 제3 길이(W31)와 동일할 수 있다.Referring to FIG. 4B, the cavity 190c may have a first direction second interval G21 greater than the first direction second interval of the cavity illustrated in FIG. 4A. For example, the first direction second gap G21 may be the same as the first length third length W31 of the plurality of coupling meta patterns 180c.

도 4c를 참조하면, 캐비티(190d)는 도 4b에 도시된 캐비티의 제1 방향 제2 간격보다 더 큰 제1 방향 제2 간격(G21)을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 방향 제2 간격(G21)은 복수의 결합형 메타 패턴(180b)의 제1 방향 제3 길이(W31)에서 확장 간격(G23)만큼 더 확장될 수 있다. 예를 들어, 복수의 결합형 메타 패턴(180d)의 제1 방향 제3 길이(W31)는 도 4a에 도시된 복수의 결합형 메타 패턴의 제1 방향 제3 길이보다 더 길 수 있다.Referring to FIG. 4C, the cavity 190d may have a first direction second gap G21 greater than the first direction second gap of the cavity illustrated in FIG. 4B. For example, the first direction second gap G21 may be further extended by an extension gap G23 at a first length W31 of the plurality of combined meta patterns 180b. For example, the first direction third length W31 of the plurality of combined meta patterns 180d may be longer than the first length third length of the plurality of combined meta patterns 180d in FIG. 4A.

도 4d를 참조하면, 복수의 결합형 메타 패턴(180e)과 복수의 캐비티(190e)는 각각 도 4a에 도시된 복수의 결합형 메타 패턴과 복수의 캐비티보다 더 많은 열을 가질 수 있다.Referring to FIG. 4D, each of the plurality of combined meta patterns 180e and the plurality of cavities 190e may have more columns than the plurality of combined meta patterns and the plurality of cavities shown in FIG. 4A.

도 4e를 참조하면, 복수의 캐비티(190f)는 각각 도 4a에 도시된 복수의 캐비티보다 더 많은 열을 가질 수 있다.Referring to FIG. 4E, each of the plurality of cavities 190f may have more rows than the plurality of cavities shown in FIG. 4A.

도 4f를 참조하면, 캐비티(190g)는 도 4a에 도시된 캐비티의 제2 방향 제2 간격보다 더 작은 제2 방향 제2 간격(G22)을 가질 수 있다.Referring to FIG. 4F, the cavity 190g may have a second direction second interval G22 smaller than the second direction second interval of the cavity illustrated in FIG. 4A.

도 4g를 참조하면, 패치 안테나 패턴(110h)은 원형일 수 있으며, 복수의 고리형 메타 패턴(130h)과 복수의 결합형 메타 패턴(180h)은 각각 사다리꼴 형태를 가질 수 있으며, 캐비티(190h)는 삼각형 형태를 가질 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 각 구성요소의 형태는 사각형으로 한정되지 않는다.Referring to FIG. 4G, the patch antenna pattern 110h may be circular, and the plurality of annular meta patterns 130h and the plurality of combined meta patterns 180h may each have a trapezoidal shape, and the cavity 190h. May have a triangular form. That is, the shape of each component of the antenna device according to an embodiment of the present invention is not limited to the rectangle.

도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 패치 안테나 패턴의 배열을 예시한 사시도이다.5A is a perspective view illustrating an arrangement of a patch antenna pattern of the antenna device according to an exemplary embodiment.

도 5a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 복수의 패치 안테나 패턴(110i), 그라운드층(125i), 복수의 고리형 메타 패턴(130i), 복수의 결합형 메타 패턴(180i), 복수의 캐비티(190i), 복수의 엔드-파이어 안테나 패턴(210i) 및 복수의 피드라인(220i) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5A, an antenna device according to an exemplary embodiment may include a plurality of patch antenna patterns 110i, ground layers 125i, a plurality of annular meta patterns 130i, and a plurality of combined meta patterns ( 180i), a plurality of cavities 190i, a plurality of end-fire antenna patterns 210i, and a plurality of feed lines 220i.

복수의 패치 안테나 패턴(110i)은 m X n 구조로 배열될 수 있다. 여기서, m과 n은 2 이상의 자연수이다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 전자기기의 코너에 근접하여 배치될 수 있다.The plurality of patch antenna patterns 110i may be arranged in an m X n structure. Here, m and n are two or more natural numbers. Accordingly, the antenna device according to an embodiment of the present invention may be disposed close to the corner of the electronic device.

복수의 고리형 메타 패턴(130i)은 복수의 패치 안테나 패턴(110i)의 형태에 대응되는 링 형태를 가질 수 있으며, 복수의 결합형 메타 패턴(180i)은 격자 구조를 가질 수 있다.The plurality of annular meta patterns 130i may have a ring shape corresponding to the shape of the plurality of patch antenna patterns 110i, and the plurality of combined meta patterns 180i may have a lattice structure.

도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 메타 패턴의 배열을 예시한 평면도이다.5B is a plan view illustrating an arrangement of meta patterns of an antenna device according to an exemplary embodiment.

도 5b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 복수의 패치 안테나 패턴(110i), 그라운드층(125j), 복수의 고리형 메타 패턴(130j), 복수의 결합형 메타 패턴(180j), 복수의 캐비티(190j) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5B, an antenna device according to an embodiment of the present disclosure may include a plurality of patch antenna patterns 110i, ground layers 125j, a plurality of annular meta patterns 130j, and a plurality of combined meta patterns ( 180j) and at least some of the plurality of cavities 190j.

복수의 고리형 메타 패턴(130j)과 복수의 결합형 메타 패턴(180j)은 각각 복수의 패치 안테나 패턴(110i)를 완전히 둘러싸지 않고, 복수의 패치 안테나 패턴(110i)의 사이에만 배치될 수도 있다.The plurality of annular meta patterns 130j and the plurality of combined meta patterns 180j may not be completely surrounded by the plurality of patch antenna patterns 110i, respectively, and may be disposed only between the plurality of patch antenna patterns 110i. .

즉, 복수의 결합형 메타 패턴(180j)이 복수의 고리형 메타 패턴(130j)의 사이에서 배열된다면, 복수의 고리형 메타 패턴(130j)의 형태는 특별히 고리로 한정되지 않으며, 끈(string)의 형태일 수 있다.That is, if the plurality of combined meta patterns 180j are arranged between the plurality of annular meta patterns 130j, the shape of the plurality of annular meta patterns 130j is not particularly limited to rings, and the string It may be in the form of.

도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치에 포함된 연결 부재의 하측 구조를 예시한 측면도이다.6A to 6B are side views illustrating a lower structure of a connection member included in an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 6a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 연결 부재(200), IC(310), 접착 부재(320), 전기연결구조체(330), 봉합재(340), 수동부품(350) 및 서브기판(410) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6A, an antenna device according to an embodiment of the present disclosure includes a connection member 200, an IC 310, an adhesive member 320, an electrical connection structure 330, an encapsulant 340, and a passive component. At least some of the 350 and the sub-substrate 410 may be included.

연결 부재(200)는 도 1 내지 도 5b를 참조하여 전술한 연결 부재와 유사한 구조를 가질 수 있다.The connection member 200 may have a structure similar to the connection member described above with reference to FIGS. 1 to 5B.

IC(310)는 전술한 IC와 동일하며, 연결 부재(200)의 하측에 배치될 수 있다. 상기 IC(310)는 연결 부재(200)의 배선에 전기적으로 연결되어 RF 신호를 전달하거나 전달받을 수 있으며, 연결 부재(200)의 그라운드층에 전기적으로 연결되어 그라운드를 제공받을 수 있다. 예를 들어, IC(310)는 주파수 변환, 증폭, 필터링, 위상제어 및 전원생성 중 적어도 일부를 수행하여 변환된 신호를 생성할 수 있다.The IC 310 is the same as the above-described IC, and may be disposed below the connection member 200. The IC 310 may be electrically connected to a wire of the connection member 200 to transmit or receive an RF signal, and may be electrically connected to a ground layer of the connection member 200 to receive ground. For example, the IC 310 may generate a converted signal by performing at least some of frequency conversion, amplification, filtering, phase control, and power generation.

접착 부재(320)는 IC(310)와 연결 부재(200)를 서로 접착시킬 수 있다.The adhesive member 320 may bond the IC 310 and the connection member 200 to each other.

전기연결구조체(330)는 IC(310)와 연결 부재(200)를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 예를 들어, 전기연결구조체(330)는 솔더볼(solder ball), 핀(pin), 랜드(land), 패드(pad)과 같은 구조를 가질 수 있다. 전기연결구조체(330)는 연결 부재(200)의 배선과 그라운드층보다 낮은 용융점을 가져서 상기 낮은 용융점을 이용한 소정의 공정을 통해 IC(310)와 연결 부재(200)를 전기적으로 연결시킬 수 있다.The electrical connection structure 330 may electrically connect the IC 310 and the connection member 200. For example, the electrical connection structure 330 may have a structure such as solder balls, pins, lands, and pads. The electrical connection structure 330 may have a lower melting point than the wiring of the connection member 200 and the ground layer to electrically connect the IC 310 and the connection member 200 through a predetermined process using the low melting point.

봉합재(340)는 IC(310)의 적어도 일부를 봉합할 수 있으며, IC(310)의 방열성능과 충격 보호성능을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 봉합재(340)는 PIE(Photo Imageable Encapsulant), ABF (Ajinomoto Build-up Film), 에폭시몰딩컴파운드(epoxy molding compound, EMC) 등으로 구현될 수 있다.The encapsulant 340 may seal at least a portion of the IC 310, and may improve heat dissipation performance and impact protection performance of the IC 310. For example, the encapsulant 340 may be implemented with a photo imageable encapsulant (PIE), an Ajinomoto build-up film (ABF), an epoxy molding compound (EMC), or the like.

수동부품(350)은 연결 부재(200)의 하면 상에 배치될 수 있으며, 전기연결구조체(330)를 통해 연결 부재(200)의 배선 및/또는 그라운드층에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 수동부품(350)은 캐패시터(예: Multi Layer Ceramic Capacitor(MLCC))나 인덕터, 칩저항기 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.The passive component 350 may be disposed on the bottom surface of the connection member 200, and may be electrically connected to the wiring and / or the ground layer of the connection member 200 through the electrical connection structure 330. For example, the passive component 350 may include at least some of a capacitor (eg, a multi-layer ceramic capacitor (MLCC)), an inductor, and a chip resistor.

서브기판(410)은 연결 부재(200)의 하측에 배치될 수 있으며, 외부로부터 IF(intermediate frequency) 신호 또는 기저대역(base band) 신호를 전달받아 IC(310)로 전달하거나 IC(310)로부터 IF 신호 또는 기저대역 신호를 전달받아 외부로 전달하도록 연결 부재(200)에 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, RF 신호의 주파수(예: 24GHz, 28GHz, 36GHz, 39GHz, 60GHz)는 IF 신호(예: 2GHz, 5GHz, 10GHz 등)의 주파수보다 크다.The sub-substrate 410 may be disposed under the connection member 200, and may receive an intermediate frequency (IF) signal or a base band signal from the outside and transmit the received signal to the IC 310 or from the IC 310. It may be electrically connected to the connection member 200 to receive the IF signal or the baseband signal to transmit to the outside. Here, the frequency (eg, 24 GHz, 28 GHz, 36 GHz, 39 GHz, 60 GHz) of the RF signal is greater than the frequency of the IF signal (eg, 2 GHz, 5 GHz, 10 GHz, etc.).

예를 들어, 서브기판(410)은 연결 부재(200)의 IC 그라운드층에 포함될 수 있는 배선을 통해 IF 신호 또는 기저대역 신호를 IC(310)로 전달하거나 IC(310)로부터 전달받을 수 있다. 연결 부재(200)의 제1 그라운드층이 IC 그라운드층과 배선의 사이에 배치되므로, 안테나 장치 내에서 IF 신호 또는 기저대역 신호와 RF 신호는 전기적으로 격리될 수 있다.For example, the sub-substrate 410 may transfer the IF signal or the baseband signal to or from the IC 310 through a wire that may be included in the IC ground layer of the connection member 200. Since the first ground layer of the connection member 200 is disposed between the IC ground layer and the wiring, the IF signal or the baseband signal and the RF signal can be electrically isolated in the antenna device.

도 6b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 차폐 부재(360), 커넥터(420) 및 칩 안테나(430) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6B, the antenna device according to an embodiment of the present disclosure may include at least some of the shielding member 360, the connector 420, and the chip antenna 430.

차폐 부재(360)는 연결 부재(200)의 하측에 배치되어 연결 부재(200)와 함께 IC(310)를 가두도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐 부재(360)는 IC(310)와 수동부품(350)을 함께 커버(예: conformal shield)하거나 각각 커버(예: compartment shield)하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐 부재(360)는 일면이 개방된 육면체의 형태를 가지고, 연결 부재(200)와의 결합을 통해 육면체의 수용공간을 가질 수 있다. 차폐 부재(360)는 구리와 같이 높은 전도도의 물질로 구현되어 짧은 스킨뎁스(skin depth)를 가질 수 있으며, 연결 부재(200)의 그라운드층에 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 차폐 부재(360)는 IC(310)와 수동부품(350)이 받을 수 있는 전자기적 노이즈를 줄일 수 있다.The shielding member 360 may be disposed under the connection member 200 to confine the IC 310 together with the connection member 200. For example, the shield member 360 may be arranged to cover (eg, conformal shield) the IC 310 and the passive component 350 together or to cover each other (eg, the compartment shield). For example, the shielding member 360 may have a shape of a hexahedron having one surface open, and may have a hexahedral receiving space through coupling with the connection member 200. The shielding member 360 may be made of a material having high conductivity, such as copper, to have a short skin depth, and may be electrically connected to the ground layer of the connection member 200. Accordingly, the shielding member 360 may reduce electromagnetic noise that may be received by the IC 310 and the passive component 350.

커넥터(420)는 케이블(예: 동축케이블, 연성PCB)의 접속구조를 가질 수 있으며, 연결 부재(200)의 IC 그라운드층에 전기적으로 연결될 수 있으며, 전술한 서브기판과 유사한 역할을 수행할 수 있다. 즉, 상기 커넥터(420)는 케이블로부터 IF 신호, 기저대역 신호 및/또는 전원을 제공받거나 IF 신호 및/또는 기저대역 신호를 케이블로 제공할 수 있다.The connector 420 may have a connection structure of a cable (eg, coaxial cable, flexible PCB), may be electrically connected to the IC ground layer of the connection member 200, and may play a role similar to that of the above-described sub substrate. have. That is, the connector 420 may receive an IF signal, a baseband signal and / or a power from a cable, or provide an IF signal and / or a baseband signal to a cable.

칩 안테나(430)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치에 보조하여 RF 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 예를 들어, 칩 안테나(430)는 절연층보다 큰 유전율을 가지는 유전체 블록과, 상기 유전체 블록의 양면에 배치되는 복수의 전극을 포함할 수 있다. 상기 복수의 전극 중 하나는 연결 부재(200)의 배선에 전기적으로 연결될 수 있으며, 다른 하나는 연결 부재(200)의 그라운드층에 전기적으로 연결될 수 있다.The chip antenna 430 may transmit or receive an RF signal in support of an antenna device according to an exemplary embodiment. For example, the chip antenna 430 may include a dielectric block having a larger dielectric constant than the insulating layer, and a plurality of electrodes disposed on both surfaces of the dielectric block. One of the plurality of electrodes may be electrically connected to the wiring of the connection member 200, and the other may be electrically connected to the ground layer of the connection member 200.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 구조를 예시한 측면도이다.7 is a side view illustrating the structure of an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 엔드-파이어 안테나(100f)와 패치 안테나 패턴(1110f)과 IC(310f)와 수동부품(350f)이 연결 부재(500f)에 통합된 구조를 가질 수 있다.Referring to FIG. 7, in the antenna device according to the exemplary embodiment, the end-fire antenna 100f, the patch antenna pattern 1110f, the IC 310f, and the passive component 350f are integrated into the connection member 500f. It can have a structure.

엔드-파이어 안테나(100f) 및 패치 안테나 패턴(1110f)은 각각 전술한 안테나 장치 및 전술한 패치 안테나 패턴과 동일하게 설계될 수 있으며, IC(310f)로부터 RF 신호를 전달받아 송신하거나, 수신된 RF 신호를 IC(310f)로 전달할 수 있다.The end-fire antenna 100f and the patch antenna pattern 1110f may be designed in the same manner as the antenna device and the patch antenna pattern described above, respectively, and receive or transmit an RF signal from the IC 310f or receive the received RF signal. The signal can be passed to the IC 310f.

연결 부재(500f)는 적어도 하나의 도전층(510f)과 적어도 하나의 절연층(520f)이 적층된 구조(예: 인쇄회로기판의 구조)를 가질 수 있다. 상기 도전층(510f)은 전술한 그라운드층과 피드라인을 가질 수 있다.The connection member 500f may have a structure in which at least one conductive layer 510f and at least one insulating layer 520f are stacked (eg, a structure of a printed circuit board). The conductive layer 510f may have the above-described ground layer and a feed line.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 연성 연결 부재(550f)를 더 포함할 수 있다. 연성 연결 부재(550f)는 상하방향으로 볼 때 연결 부재(500f)에 오버랩되는 제1 연성 영역(570f)과 연결 부재(500f)에 오버랩되지 않는 제2 연성 영역(580f)을 포함할 수 있다.In addition, the antenna device according to an exemplary embodiment may further include a flexible connection member 550f. The flexible connecting member 550f may include a first flexible region 570f overlapping the connecting member 500f and a second flexible region 580f not overlapping the connecting member 500f when viewed in the vertical direction.

제2 연성 영역(580f)은 상하방향으로 유연하게 휘어질 수 있다. 이에 따라, 제2 연성 영역(580f)은 세트 기판의 커넥터 및/또는 인접 안테나 장치에 유연하게 연결될 수 있다.The second flexible region 580f may be flexibly curved in the vertical direction. Accordingly, the second flexible region 580f may be flexibly connected to the connector of the set board and / or the adjacent antenna device.

연성 연결 부재(550f)는 신호선(560f)을 포함할 수 있다. IF(Intermediate frequency) 신호 및/또는 기저대역 신호는 신호선(560f)을 통해 IC(310f)로 전달되거나 세트 기판의 커넥터 및/또는 인접 안테나 장치에 전달될 수 있다.The flexible connection member 550f may include a signal line 560f. The intermediate frequency (IF) signal and / or the baseband signal may be transmitted to the IC 310f through the signal line 560f or to the connector of the set board and / or the adjacent antenna device.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 전자기기에서의 배치를 예시한 평면도이다.8A and 8B are plan views illustrating an arrangement in an electronic device of an antenna device according to an embodiment of the present disclosure.

도 8a를 참조하면, 엔드-파이어 안테나(100g), 패치 안테나 패턴(1110g) 및 절연층(1140g)을 포함하는 안테나 장치는 전자기기(700g)의 세트 기판(600g) 상에서 전자기기(700g)의 측면 경계에 인접하여 배치될 수 있다.Referring to FIG. 8A, an antenna device including an end-fire antenna 100g, a patch antenna pattern 1110g, and an insulating layer 1140g may be applied to an electronic device 700g on a set substrate 600g of the electronic device 700g. May be disposed adjacent to the lateral boundary.

전자기기(700g)는 스마트 폰(smart phone), 개인용 정보 단말기(personal digital assistant), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 네트워크 시스템(network system), 컴퓨터(computer), 모니터(monitor), 태블릿(tablet), 랩탑(laptop), 넷북(netbook), 텔레비전(television), 비디오 게임(video game), 스마트 워치(smart watch), 오토모티브(Automotive) 등일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The electronic device 700g includes a smart phone, a personal digital assistant, a digital video camera, a digital still camera, a network system, a computer. ), Monitor, tablet, laptop, netbook, television, video game, smart watch, automotive, etc. It is not limited.

상기 세트 기판(600g) 상에는 통신모듈(610g) 및 기저대역 회로(620g)가 더 배치될 수 있다. 상기 안테나 장치는 동축케이블(630g)을 통해 통신모듈(610g) 및/또는 기저대역 회로(620g)에 전기적으로 연결될 수 있다.The communication module 610g and the baseband circuit 620g may be further disposed on the set substrate 600g. The antenna device may be electrically connected to the communication module 610g and / or the baseband circuit 620g through the coaxial cable 630g.

통신모듈(610g)은 디지털 신호처리를 수행하도록 휘발성 메모리(예컨대, DRAM), 비-휘발성 메모리(예컨대, ROM), 플래시 메모리 등의 메모리 칩; 센트랄 프로세서(예컨대, CPU), 그래픽 프로세서(예컨대, GPU), 디지털 신호 프로세서, 암호화 프로세서, 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러 등의 어플리케이션 프로세서 칩; 아날로그-디지털 컨버터, ASIC(application-specific IC) 등의 로직 칩 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.The communication module 610g may include a memory chip such as volatile memory (eg, DRAM), non-volatile memory (eg, ROM), and flash memory to perform digital signal processing; Application processor chips such as central processors (eg, CPUs), graphics processors (eg, GPUs), digital signal processors, cryptographic processors, microprocessors, microcontrollers; It may include at least a portion of a logic chip such as an analog-digital converter, an application-specific IC (ASIC).

기저대역 회로(620g)는 아날로그-디지털 변환, 아날로그 신호에 대한 증폭, 필터링 및 주파수 변환을 수행하여 베이스 신호를 생성할 수 있다. 상기 기저대역 회로(620g)로부터 입출력되는 베이스 신호는 케이블을 통해 안테나 장치로 전달될 수 있다.The baseband circuit 620g may generate a base signal by performing analog-to-digital conversion, amplification, filtering, and frequency conversion on the analog signal. The base signal input and output from the baseband circuit 620g may be transmitted to the antenna device through a cable.

예를 들어, 상기 베이스 신호는 전기연결구조체와 코어 비아와 배선을 통해 IC로 전달될 수 있다. 상기 IC는 상기 베이스 신호를 밀리미터웨이브(mmWave) 대역의 RF 신호로 변환할 수 있다.For example, the base signal may be transmitted to the IC through the electrical connection structure, the core via, and the wiring. The IC may convert the base signal into an RF signal of millimeter wave (mmWave) band.

도 8b를 참조하면, 엔드-파이어 안테나(100h), 패치 안테나 패턴(1110h) 및 절연층(1140h)를 각각 포함하는 복수의 안테나 장치는 전자기기(700h)의 세트 기판(600h) 상에서 전자기기(700h)의 일측면 경계와 타측면 경계에 각각 인접하여 배치될 수 있으며, 상기 세트 기판(600h) 상에는 통신모듈(610h) 및 기저대역 회로(620h)가 더 배치될 수 있다. 상기 복수의 안테나 장치는 동축케이블(630h)을 통해 통신모듈(610h) 및/또는 기저대역 회로(620h)에 전기적으로 연결될 수 있다.Referring to FIG. 8B, a plurality of antenna devices each including an end-fire antenna 100h, a patch antenna pattern 1110h, and an insulating layer 1140h may be provided on the set substrate 600h of the electronic device 700h. 700h may be disposed adjacent to one side boundary and the other side boundary, and a communication module 610h and a baseband circuit 620h may be further disposed on the set substrate 600h. The plurality of antenna devices may be electrically connected to the communication module 610h and / or the baseband circuit 620h through the coaxial cable 630h.

한편, 본 명세서에 개진된 패치 안테나 패턴, 커플링 패치 패턴, 고리형 메타 패턴, 결합형 메타 패턴, 피드비아, 배열 비아, 그라운딩비아, 차폐비아, 배선비아, 피드라인, 그라운드층, 엔드-파이어 안테나 패턴, 디렉터 패턴, 커플링 그라운드 패턴, 전기연결구조체는, 금속 재료(예: 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질)를 포함할 수 있으며, CVD(chemical vapor deposition), PVD(Physical Vapor Deposition), 스퍼터링(sputtering), 서브트랙티브(Subtractive), 애디티브(Additive), SAP(Semi-Additive Process), MSAP(Modified Semi-Additive Process) 등의 도금 방법에 따라 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Meanwhile, the patch antenna pattern, the coupling patch pattern, the annular meta pattern, the combined meta pattern, the feed via, the array via, the grounding via, the shield via, the wiring via, the feed line, the ground layer, and the end-fire described in the present specification. The antenna pattern, the director pattern, the coupling ground pattern, and the electrical connection structure may be formed of a metal material such as copper (Cu), aluminum (Al), silver (Ag), tin (Sn), gold (Au), or nickel (Ni). , Conductive materials such as lead (Pb), titanium (Ti), or alloys thereof), and may include chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), sputtering, and subtractive. ), But may be formed according to a plating method such as Additive, Semi-Additive Process (SAP), Modified Semi-Additive Process (MSAP), etc., but is not limited thereto.

한편, 본 명세서에 개진된 절연층은 FR4, LCP(Liquid Crystal Polymer), LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic), 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들 수지가 무기필러와 함께 유리섬유(Glass Fiber, Glass Cloth, Glass Fabric) 등의 심재에 함침된 수지, 프리프레그(prepreg), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine), 감광성 절연(Photo Imagable Dielectric: PID) 수지, 일반 동박 적층판(Copper Clad Laminate, CCL) 또는 글래스나 세라믹 (ceramic) 계열의 절연재 등으로 구현될 수도 있다. 상기 절연층은 본 명세서에 개진된 안테나 장치에서 패치 안테나 패턴, 커플링 패치 패턴, 고리형 메타 패턴, 결합형 메타 패턴, 피드비아, 배열 비아, 그라운딩비아, 차폐비아, 배선비아, 피드라인, 그라운드층, 엔드-파이어 안테나 패턴, 디렉터 패턴, 커플링 그라운드 패턴, 전기연결구조체가 배치되지 않은 위치의 적어도 일부분에 채워질 수 있다.On the other hand, the insulating layer disclosed herein is FR4, Liquid Crystal Polymer (LCP), Low Temperature Co-fired Ceramic (LTCC), thermosetting resin such as epoxy resin, thermoplastic resin such as polyimide, or these resins and inorganic filler Resin, prepreg, Ajinomoto build-up film (ABF), FR-4, Bisaleimide Triazine (BT), photosensitive insulation (Photo) impregnated with core materials such as glass fiber, glass cloth, and glass fabric. Imagable Dielectric (PID) resins, copper clad laminates (Copper Clad Laminate, CCL) or glass or ceramic (ceramic) insulating material may be implemented. The insulating layer is a patch antenna pattern, coupling patch pattern, annular meta pattern, combined meta pattern, feed via, array via, grounding via, shield via, wiring via, feed line, ground in the antenna device disclosed herein. The layer, the end-fire antenna pattern, the director pattern, the coupling ground pattern, and the electrical connection structure may be filled in at least a portion of the unpositioned position.

한편, 본 명세서에 개진된 RF 신호는 Wi-Fi(IEEE 802.11 패밀리 등), WiMAX(IEEE 802.16 패밀리 등), IEEE 802.20, LTE(long term evolution), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPS, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, 3G, 4G, 5G 및 그 이후의 것으로 지정된 임의의 다른 무선 및 유선 프로토콜들에 따른 형식을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.On the other hand, RF signals disclosed herein are Wi-Fi (IEEE 802.11 family, etc.), WiMAX (IEEE 802.16 family, etc.), IEEE 802.20, LTE (long term evolution), Ev-DO, HSPA +, HSDPA +, HSUPA +, EDGE, It may have a format in accordance with, but not limited to, GSM, GPS, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, 3G, 4G, 5G, and any other wireless and wired protocols designated.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.Although the present invention has been described by specific embodiments such as specific components and limited embodiments and drawings, it is provided to help a more general understanding of the present invention, but the present invention is not limited to the above embodiments. For those skilled in the art, various modifications and variations can be made from such a description.

110: 패치 안테나 패턴(patch antenna pattern)
115: 커플링 패치 패턴(coupling patch pattern)
120: 피드비아(feed via)
125: 그라운드층(ground layer)
130: 고리형 메타 패턴(meta pattern)
131a: 배열 비아
132a: 제2 고리형 메타 패턴
133a: 제3 고리형 메타 패턴
134a: 제4 고리형 메타 패턴
135a: 제5 고리형 메타 패턴
136a: 제6 고리형 메타 패턴
137a: 제1 고리형 메타 패턴
131b: 다각형의 변에 대응되는 고리형 메타 패턴
132b: 다각형의 코너에 대응되는 고리형 메타 패턴
180: 결합형 메타 패턴
182a: 제2 결합형 메타 패턴
183a: 제3 결합형 메타 패턴
184a: 제4 결합형 메타 패턴
185a: 제5 결합형 메타 패턴
186a: 제6 결합형 메타 패턴
187a: 제1 결합형 메타 패턴
181b: 다각형의 변에 대응되는 결합형 메타 패턴
182b: 다각형의 코너에 대응되는 결합형 메타 패턴
190: 캐비티(cavity)
200: 연결 부재
202: 배선 그라운드층
203: 제2 그라운드층
204: IC 그라운드층
210: 엔드-파이어 안테나 패턴(end-fire antenna pattern)
215: 디렉터 패턴(director patter)
220: 피드라인(feed line)
235: 커플링 그라운드 패턴(coupling ground pattern)
245: 차폐비아(shielding via)
110: patch antenna pattern
115: coupling patch pattern
120: feed via
125: ground layer
130: cyclic meta pattern
131a: array via
132a: second annular meta pattern
133a: third annular metapattern
134a: fourth annular metapattern
135a: fifth cyclic meta-pattern
136a: sixth annular metapattern
137a: first annular meta pattern
131b: annular meta pattern corresponding to sides of polygon
132b: annular meta pattern corresponding to corner of polygon
180: combined meta-pattern
182a: second combined meta-pattern
183a: third metabolic pattern
184a: fourth combined meta-pattern
185a: fifth coupled meta-pattern
186a: sixth combined meta-pattern
187a: first combined meta-pattern
181b: Associative meta pattern corresponding to sides of polygon
182b: Associative meta pattern corresponding to corner of polygon
190: cavity
200: connecting member
202: wiring ground layer
203: second ground layer
204: IC ground layer
210: end-fire antenna pattern
215: director pattern
220: feed line
235: coupling ground pattern
245: shielding via

Claims (14)

그라운드층;
상기 그라운드층의 상측으로 이격 배치되고 상면이 다각형인 패치 안테나 패턴;
상기 패치 안테나 패턴보다 하위에서 상기 패치 안테나 패턴으로 급전 경로를 제공하는 피드비아; 및
각각 상기 그라운드층의 상측으로 이격 배치되고 상기 패치 안테나 패턴으로부터 이격되고 서로 이격된 복수의 메타 패턴; 을 포함하고,
상기 복수의 메타 패턴은,
상기 패치 안테나 패턴을 둘러싸도록 배열되되 상기 패치 안테나 패턴의 다각형의 각 변마다 상기 패치 안테나 패턴을 향하여 2개 이상이 커버하도록 배열된 복수의 제1 메타 패턴; 및
상기 패치 안테나 패턴으로부터 상기 복수의 제1 메타 패턴보다 멀리서 상기 복수의 제1 메타 패턴보다 드문드문하게(sparsely) 배열된 복수의 제2 메타 패턴; 을 포함하는 안테나 장치.
Ground layer;
A patch antenna pattern disposed above the ground layer and spaced apart from each other and having a polygonal top surface;
A feed via providing a feed path to the patch antenna pattern below the patch antenna pattern; And
A plurality of meta patterns spaced apart from each other above the ground layer, spaced apart from the patch antenna patterns, and spaced apart from each other; Including,
The plurality of meta patterns,
A plurality of first meta patterns arranged to surround the patch antenna pattern and arranged to cover two or more toward each of the polygons of the patch antenna pattern toward the patch antenna pattern; And
A plurality of second meta patterns sparsely arranged from the patch antenna pattern more sparse than the plurality of first meta patterns than the plurality of first meta patterns; Antenna device comprising a.
제1항에 있어서,
상기 복수의 제1 메타 패턴은 제1 간격을 가지는 사이 공간을 두도록 배열되고,
상기 복수의 제2 메타 패턴은 상기 복수의 제1 메타 패턴의 사이 공간보다 큰 적어도 하나의 캐비티(cavity)가 형성되도록 배열된 안테나 장치.
The method of claim 1,
The plurality of first meta-patterns are arranged to leave an interspace having a first spacing,
And the plurality of second meta patterns are arranged such that at least one cavity larger than a space between the plurality of first meta patterns is formed.
제2항에 있어서,
상기 적어도 하나의 캐비티는 상기 패치 안테나 패턴의 다각형의 각 변마다 상기 패치 안테나 패턴을 향하여 1개 이상이 커버하도록 배열된 복수의 캐비티로 구성된 안테나 장치.
The method of claim 2,
And the at least one cavity comprises a plurality of cavities arranged to cover one or more cavities toward the patch antenna pattern for each side of the polygon of the patch antenna pattern.
제2항에 있어서,
상기 적어도 하나의 캐비티에서 상기 복수의 제1 및 제2 메타 패턴 중 대응되는 제1 및 제2 메타 패턴 사이의 이격 거리는 상기 복수의 제1 메타 패턴 사이의 이격 거리보다 길고 상기 복수의 제1 메타 패턴 각각의 길이보다 짧은 안테나 장치.
The method of claim 2,
The separation distance between the corresponding first and second meta patterns of the plurality of first and second meta patterns in the at least one cavity is longer than the separation distance between the plurality of first meta patterns and the plurality of first meta patterns Antenna device shorter than each length.
제1항에 있어서,
상기 패치 안테나 패턴을 둘러싸도록 배열되되 상기 패치 안테나 패턴의 다각형의 각 변마다 상기 패치 안테나 패턴을 향하여 2개 이상이 커버하도록 배열된 복수의 배열 비아를 더 포함하고,
상기 복수의 제1 메타 패턴은 상기 복수의 배열 비아에 전기적으로 연결되고 입체적으로 배열된 안테나 장치.
The method of claim 1,
A plurality of array vias arranged to surround the patch antenna pattern, the plurality of array vias arranged to cover two or more toward the patch antenna pattern for each side of the polygon of the patch antenna pattern,
And the plurality of first meta-patterns are electrically connected to the plurality of array vias and three-dimensionally arranged.
제5항에 있어서,
상기 복수의 제2 메타 패턴은 입체적으로 배열되고,
상기 복수의 제2 메타 패턴의 사이에는 금속 구성요소가 배치되지 않고 절연층 및 공기 중 적어도 하나로 채워진 안테나 장치.
The method of claim 5,
The plurality of second meta patterns are arranged three-dimensionally,
An antenna device filled with at least one of an insulating layer and air without a metal component disposed between the plurality of second meta patterns.
그라운드층;
상기 그라운드층의 상측으로 이격 배치되고 상면이 다각형인 패치 안테나 패턴;
상기 패치 안테나 패턴보다 하위에서 상기 패치 안테나 패턴으로 급전 경로를 제공하는 피드비아;
각각 상기 그라운드층의 상측으로 이격 배치되고 상기 패치 안테나 패턴으로부터 이격되고 서로 이격되고, 상기 패치 안테나 패턴의 적어도 하나의 변을 따라 배열된 복수의 메타 패턴; 및
각각 상기 복수의 메타 패턴 중 일부를 전기적으로 연결시키는 복수의 배열 비아; 를 포함하고,
상기 복수의 메타 패턴은,
상기 복수의 배열 비아에 전기적으로 연결되어 입체적으로 배열된 복수의 제1 메타 패턴; 및
사이에 금속 구성요소가 배치되지 않고 절연층 및 공기 중 적어도 하나로 채워져 입체적으로 배열된 복수의 제2 메타 패턴; 을 포함하는 안테나 장치.
Ground layer;
A patch antenna pattern disposed above the ground layer and spaced apart from each other and having a polygonal top surface;
A feed via providing a feed path to the patch antenna pattern below the patch antenna pattern;
A plurality of meta-patterns, each spaced above the ground layer, spaced from the patch antenna pattern, spaced apart from each other, and arranged along at least one side of the patch antenna pattern; And
A plurality of array vias each electrically connecting some of the plurality of meta patterns; Including,
The plurality of meta patterns,
A plurality of first meta patterns electrically connected to the plurality of array vias and three-dimensionally arranged; And
A plurality of second meta-patterns three-dimensionally filled with at least one of an insulating layer and air without a metal component disposed therebetween; Antenna device comprising a.
제7항에 있어서,
상기 복수의 메타 패턴은 내부의 적어도 하나의 캐비티를 둘러싸도록 배열되고,
상기 복수의 메타 패턴의 상기 적어도 하나의 캐비티를 사이에 두는 이격 거리는 상기 적어도 하나의 캐비티를 사이에 두지 않는 이격 거리보다 긴 안테나 장치.
The method of claim 7, wherein
The plurality of meta patterns are arranged to surround at least one cavity therein,
And the separation distance between the at least one cavity of the plurality of meta patterns is longer than the separation distance not between the at least one cavity.
제8항에 있어서,
상기 복수의 메타 패턴의 상기 적어도 하나의 캐비티를 사이에 두는 제1 방향 이격거리와 상기 제1 방향에 대해 수직인 제2 방향 이격거리 간의 차이는, 상기 복수의 메타 패턴 각각의 제1 방향 길이와 제2 방향 길이 간의 차이보다 큰 안테나 장치.
The method of claim 8,
The difference between the first direction separation distance between the at least one cavity of the plurality of meta patterns and the second direction separation distance perpendicular to the first direction is equal to the first direction length of each of the plurality of meta patterns Antenna device greater than the difference between the second direction length.
제1항 또는 제7항에 있어서,
상기 복수의 메타 패턴과 상기 그라운드층의 사이에는 금속 구성요소가 배치되지 않고 절연층 및 공기 중 적어도 하나로 채워진 안테나 장치.
The method according to claim 1 or 7,
An antenna device filled with at least one of an insulating layer and air without a metal component disposed between the plurality of meta patterns and the ground layer.
제1항 또는 제7항에 있어서,
상기 피드비아는 상기 복수의 메타 패턴의 중심에서 다각형의 서로 다른 변을 향하여 치우쳐져 배치된 제1 및 제2 피드비아로 구성되고,
상기 복수의 제2 메타 패턴은 상기 패치 안테나 패턴을 둘러싸도록 배열된 안테나 장치.
The method according to claim 1 or 7,
The feed via is composed of first and second feed vias arranged to be biased toward different sides of the polygon at the center of the plurality of meta patterns,
And the plurality of second meta patterns are arranged to surround the patch antenna pattern.
적어도 하나의 관통홀을 가지는 그라운드층;
상기 그라운드층의 상측으로 이격 배치된 패치 안테나 패턴;
상기 패치 안테나 패턴보다 하위에서 상기 패치 안테나 패턴으로 급전 경로를 제공하고 상기 그라운드층의 적어도 하나의 관통홀을 관통하도록 배치된 피드비아;
상기 그라운드층의 하측으로 이격 배치되고 상기 피드비아로부터 이격 배치된 피드라인;
상기 피드라인에 전기적으로 연결된 엔드-파이어 안테나 패턴; 및
각각 상기 그라운드층의 상측으로 이격 배치되고 상기 패치 안테나 패턴으로부터 이격되고 서로 이격되고, 적어도 일부가 상하방향으로 볼 때 상기 패치 안테나 패턴과 상기 엔드-파이어 안테나 패턴의 사이에 위치하도록 배열된 복수의 메타 패턴; 을 포함하고,
상기 복수의 메타 패턴은 상기 엔드-파이어 안테나 패턴을 향하는 수평방향으로 적어도 하나의 캐비티를 제공하도록 배열되고,
상기 복수의 메타 패턴의 상기 적어도 하나의 캐비티를 사이에 두는 이격 거리는 상기 적어도 하나의 캐비티를 사이에 두지 않는 이격 거리보다 긴 안테나 장치.
A ground layer having at least one through hole;
A patch antenna pattern spaced apart above the ground layer;
A feed via disposed below the patch antenna pattern to provide a feed path to the patch antenna pattern and penetrate at least one through hole of the ground layer;
A feed line spaced apart from the ground layer and spaced apart from the feed via;
An end-fire antenna pattern electrically connected to the feedline; And
A plurality of meta, each spaced above the ground layer, spaced apart from the patch antenna pattern, spaced apart from each other, and arranged to be positioned between the patch antenna pattern and the end-fire antenna pattern when at least a portion thereof is viewed in a vertical direction; pattern; Including,
The plurality of meta-patterns are arranged to provide at least one cavity in a horizontal direction towards the end-fire antenna pattern,
And the separation distance between the at least one cavity of the plurality of meta patterns is longer than the separation distance not between the at least one cavity.
제12항에 있어서,
각각 상기 복수의 메타 패턴 중 일부를 전기적으로 연결시키는 복수의 배열 비아를 더 포함하고
상기 복수의 메타 패턴은,
상기 복수의 배열 비아에 전기적으로 연결되어 입체적으로 배열된 복수의 제1 메타 패턴; 및
상기 패치 안테나 패턴으로부터 상기 복수의 제1 메타 패턴보다 멀리서 입체적으로 배열되고, 사이에 금속 구성요소가 배치되지 않고 절연층 및 공기 중 적어도 하나로 채워져 입체적으로 배열된 복수의 제2 메타 패턴; 을 포함하는 안테나 장치.
The method of claim 12,
Each further includes a plurality of array vias electrically connecting some of the plurality of meta patterns;
The plurality of meta patterns,
A plurality of first meta patterns electrically connected to the plurality of array vias and three-dimensionally arranged; And
A plurality of second meta-patterns three-dimensionally arranged farther from the patch antenna pattern than the plurality of first meta-patterns, and three-dimensionally arranged by filling at least one of an insulating layer and air without a metal component disposed therebetween; Antenna device comprising a.
제12항에 있어서,
상기 그라운드층의 하측으로 이격 배치되고 상기 피드라인으로부터 이격 배치된 제2 그라운드층을 더 포함하고,
상기 제2 그라운드층은 상기 엔드-파이어 안테나 패턴을 향하는 수평방향으로 제2 캐비티(cavity)를 제공하는 안테나 장치.
The method of claim 12,
And a second ground layer spaced below the ground layer and spaced apart from the feed line,
And the second ground layer provides a second cavity in a horizontal direction toward the end-fire antenna pattern.
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