KR20200101814A - 연성인쇄회로기판을 포함하는 안테나 모듈 및 상기 안테나 모듈을 포함하는 전자 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다.
본 개시는 제1 방향으로 향하는 제1 면과 상기 제1 방향과 기설정된 제1 각도를 형성하는 제2 방향으로 향하는 제2 면을 포함하는 연성인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB), 상기 제1 면의 일면에 배치되는 제1 안테나 및 상기 제2 면의 일면에 배치되는 제2 안테나를 포함하는 안테나 모듈을 제공한다.
본 개시는 제1 방향으로 향하는 제1 면과 상기 제1 방향과 기설정된 제1 각도를 형성하는 제2 방향으로 향하는 제2 면을 포함하는 연성인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB), 상기 제1 면의 일면에 배치되는 제1 안테나 및 상기 제2 면의 일면에 배치되는 제2 안테나를 포함하는 안테나 모듈을 제공한다.
Description
본 개시는 연성인쇄회로기판을 포함하는 안테나 모듈 및 상기 안테나 모듈을 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
5G 이동 통신 시스템에서는 고주차수 대역에서 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해 빔포밍 기법인 운용될 수 있다. 한편, 여러 방향으로 빔을 형성하기 위해 전자 장치 내부에 배치되는 안테나의 개수가 증가할 수 밖에 없다. 따라서 전자 장치 내부의 제한된 공간에서 안테나를 효율적으로 배치하기 위한 구조가 요구된다.
또한, 전자 장치 내부에는 전파를 열화시키는 여러 구조물(예를 들어 금속)이 포함될 수 있다. 따라서 전자 장치 내부에서 여러 방향으로 빔을 형성 하기 위해서는 전자 장치 내부에서 복수개의 위치에 안테나를 배치할 필요가 있다.
본 개시는 제1 방향으로 향하는 제1 면과 상기 제1 방향과 기설정된 제1 각도를 형성하는 제2 방향으로 향하는 제2 면을 포함하는 연성인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB), 상기 제1 면의 일면에 배치되어 제3 방향으로 제1 방사영역을 형성하는 제1 안테나 및 상기 제2 면의 일면에 배치되어 제4 방향으로 제2 방사영역을 형성하는 제2 안테나를 포함하는 안테나 모듈을 제공한다.
본 개시는 제1방향으로 향하는 전면 부재, 상기 제1방향의 반대 방향인 제2방향으로 향하는 후면 부재, 상기 전면 부재와 상기 후면 부재 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재 및 상기 전면 부재, 상기 후면 부재 및 상기 측면 부재에 의해 형성되는 닫힌 공간에 배치되는 안테나 모듈을 포함하고, 상기 안테나 모듈은 상기 전면 부재와 마주하는 제1 면과 상기 측면 부재와 마주하는 제2 면을 포함하는 연성인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB), 상기 제1 면의 일면에 배치되어 제3 방향으로 제1 방사영역을 형성하는 제1 안테나 및 상기 제2 면의 일면에 배치되어 제4 방향으로 제2 방사영역을 형성하는 제2 안테나를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
본 개시는 제1 방향으로 향하는 제1 면과 상기 제1 방향과 기설정된 제1 각도를 형성하는 제2 방향으로 향하는 제2 면을 포함하는 연성인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB),상기 제1 면의 일면에 배치되어 제3 방향으로 제1 방사영역을 형성하는 제1 안테나, 상기 제2 면의 일면에 배치되어 제4 방향으로 제2 방사영역을 형성하는 제2 안테나, 상기 연성인쇄회로기판의 타면에 배치되고 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나로 무선 주파수(radio frequency) 신호를 공급하는 무선통신칩 및 상기 무선통신칩으로 베이스밴드 신호를 전송하는 모뎀을 포함하고, 상기 모뎀은 상기 무선통신칩으로 빔포밍을 위한 제어 신호를 전송하고, 상기 무선통신칩은 상기 제어 신호에 기반하여 무선 주파수 신호를 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나로 전송하는 안테나 모듈을 제공한다.
본 개시에서 개시하고 있는 일 실시예에 따르면, 전자 장치 내에서 다양한 위치에 효율적으로 안테나를 배치할 수 있어 전파의 게인값 및 전파의 커버리지를 향상시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 본 개시에서 개시하고 있는 일 실시예에 따르면, 인쇄회로기판의 급전 패드와 안테나가 직접적으로 연결되지 않음으로써 전자 장치 내에서 안테나 배치 설계의 자유도가 향상될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따라 전자 장치 내부에서 안테나 모듈이 배치된 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 개시에 따라 연성인쇄회로기판에 안테나가 배치된 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 4a는 본 개시에 따라 연성인쇄회로기판에 안테나와 급전 패드가 배치된 안테나 모듈의 측면도를 나타낸 도면이다.
도 4b는 본 개시에 따라 연성인쇄회로기판의 제1면과 제2 면에 안테나 배치된 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 5a는 본 개시의 제1 실시예에 따라 연성인쇄회로기판, 인쇄회로기판 및 무선통신칩을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 5b는 본 개시의 제2 실시예에 따라 연성인쇄회로기판, 인쇄회로기판 및 무선통신칩을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 5c는 본 개시의 제3 실시예에 따라 연성인쇄회로기판, 인쇄회로기판 및 무선통신칩을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 5d는 본 개시의 제4 실시예에 따라 연성인쇄회로기판 및 무선통신칩을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 6a는 본 개시의 제5 실시예에 따라 연성인쇄회로기판, 인쇄회로기판, 무선통신칩 및 필름층을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 6b는 본 개시의 제6 실시예에 따라 연성인쇄회로기판, 인쇄회로기판, 무선통신칩 및 필름층을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 6c는 본 개시의 제7 실시예에 따라 연성인쇄회로기판, 인쇄회로기판, 무선통신칩 및 필름층을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 6d는 본 개시의 제8 실시예에 따라 연성인쇄회로기판, 무선통신칩 및 필름층을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 7a는 본 개시에 따라 연성인쇄회로기판, 인쇄회로기판, 제1 안테나 및 제2 안테나를 포함하는 안테나 모듈을 측면도를 나타낸 도면이다.
도 7b는 본 개시에 따라 복수개의 안테나를 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 7c는 본 개시에 따라 복수개의 안테나를 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 개시에 따른 안테나 모듈의 s parameter 그래프이다.
도 9a는 본 개시의 일 실시예에 따른 안테나 모듈 구조에서 커플링 패드간의 간격에 따른 게인값 열화도를 나타낸 그래프이다.
도 9b는 본 개시의 일 실시예에 따른 접착층을 포함하는 안테나 모듈 구조에서 커플링 패드간의 간격에 따른 게인값 열화도를 나타낸 그래프이다.
도 9c는 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 유전층을 포함하는 안테나 모듈 구조에서 커플링 패드간의 간격에 따른 게인값 열화도를 나타낸 그래프이다.
도 9d는 본 개시의 일 실시예에 따른 제2 유전층을 포함하는 안테나 모듈 구조에서 커플링 패드간의 간격에 따른 게인값 열화도를 나타낸 그래프이다.
도 10a는 본 개시의 제1 실시예에 따른 커플링 방식이 적용된 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
도 10b는 본 개시의 제2 실시예에 따른 커플링 방식이 적용된 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
도 10c는 본 개시의 제3 실시예에 따른 커플링 방식이 적용된 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따라 안테나 모듈 구조에서 수행되는 빔포밍 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 12은 본 개시의 일 실시예에 따라 무선통신칩 및 모뎀을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따라 전자 장치 내부에서 안테나 모듈이 배치된 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 개시에 따라 연성인쇄회로기판에 안테나가 배치된 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 4a는 본 개시에 따라 연성인쇄회로기판에 안테나와 급전 패드가 배치된 안테나 모듈의 측면도를 나타낸 도면이다.
도 4b는 본 개시에 따라 연성인쇄회로기판의 제1면과 제2 면에 안테나 배치된 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 5a는 본 개시의 제1 실시예에 따라 연성인쇄회로기판, 인쇄회로기판 및 무선통신칩을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 5b는 본 개시의 제2 실시예에 따라 연성인쇄회로기판, 인쇄회로기판 및 무선통신칩을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 5c는 본 개시의 제3 실시예에 따라 연성인쇄회로기판, 인쇄회로기판 및 무선통신칩을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 5d는 본 개시의 제4 실시예에 따라 연성인쇄회로기판 및 무선통신칩을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 6a는 본 개시의 제5 실시예에 따라 연성인쇄회로기판, 인쇄회로기판, 무선통신칩 및 필름층을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 6b는 본 개시의 제6 실시예에 따라 연성인쇄회로기판, 인쇄회로기판, 무선통신칩 및 필름층을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 6c는 본 개시의 제7 실시예에 따라 연성인쇄회로기판, 인쇄회로기판, 무선통신칩 및 필름층을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 6d는 본 개시의 제8 실시예에 따라 연성인쇄회로기판, 무선통신칩 및 필름층을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 7a는 본 개시에 따라 연성인쇄회로기판, 인쇄회로기판, 제1 안테나 및 제2 안테나를 포함하는 안테나 모듈을 측면도를 나타낸 도면이다.
도 7b는 본 개시에 따라 복수개의 안테나를 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 7c는 본 개시에 따라 복수개의 안테나를 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 개시에 따른 안테나 모듈의 s parameter 그래프이다.
도 9a는 본 개시의 일 실시예에 따른 안테나 모듈 구조에서 커플링 패드간의 간격에 따른 게인값 열화도를 나타낸 그래프이다.
도 9b는 본 개시의 일 실시예에 따른 접착층을 포함하는 안테나 모듈 구조에서 커플링 패드간의 간격에 따른 게인값 열화도를 나타낸 그래프이다.
도 9c는 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 유전층을 포함하는 안테나 모듈 구조에서 커플링 패드간의 간격에 따른 게인값 열화도를 나타낸 그래프이다.
도 9d는 본 개시의 일 실시예에 따른 제2 유전층을 포함하는 안테나 모듈 구조에서 커플링 패드간의 간격에 따른 게인값 열화도를 나타낸 그래프이다.
도 10a는 본 개시의 제1 실시예에 따른 커플링 방식이 적용된 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
도 10b는 본 개시의 제2 실시예에 따른 커플링 방식이 적용된 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
도 10c는 본 개시의 제3 실시예에 따른 커플링 방식이 적용된 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따라 안테나 모듈 구조에서 수행되는 빔포밍 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 12은 본 개시의 일 실시예에 따라 무선통신칩 및 모뎀을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 실시 예에서 '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
종래 기술에 따르면, 안테나 모듈(100)은 적어도 하나의 레이어가 적층되어 있는 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB, 101), 상기 인쇄회로기판(101)의 상단면에 배치되는 제1 안테나(121), 상기 인쇄회로기판의 상단면(101)에서 상기 제1 안테나(121)와 기설정된 거리만큼 이격되어 배치되는 제2 안테나(123), 상기 인쇄회로기판(101)의 하단면에 배치되는 무선통신칩(111), 상기 인쇄회로기판(101) 내에서 상기 무선통신칩(111)과 상기 제1 안테나(121)를 전기적으로 연결시키는 제1 급전라인(131) 및 상기 인쇄회로기판(101) 내에서 상기 무선통신칩(111)과 상기 제2 안테나(123)를 전기적으로 연결시키는 제2 급전라인(123)을 포함할 수 있다.
종래 기술에 따르면, 상기 인쇄회로기판(101)은 측면으로는 안테나를 배치하기 어렵다. 보다 구체적으로, 인쇄회로기판(101)의 상단면이나 하단면의 경우에는 안테나를 배치할 충분한 공간이 확보되므로 도 1에서 도시한 바와 같이 제1 안테나(121) 및 제2 안테나(123)를 인쇄회로기판(101)의 상단면에 배치할 수 있다. 반면, 인쇄회로기판(101)의 측면은 복수개의 레이어가 적층되어 있는 형태이므로 상기 인쇄회로기판(101)의 측면으로 급전라인을 형성하기 어려울 뿐만 아니라, 안테나를 배치할 공간도 충분하지 않다.
종래 기술에 따를 경우, 인쇄회로기판(101)의 측면에 안테나를 배치하기 위해서는 인쇄회로기판(101)에 적층되는 레이어의 개수를 추가하여 인쇄회로기판(101)의 측면에 충분한 공간을 확보하여야 한다. 뿐만 아니라, 인쇄회로기판(101)의 측면으로 급전라인을 형성하기 위해서는 별도의 급전라인이 요구될 수 있다.
고주차수 대역이 이용되는 5G 이동 통신 시스템에서 인쇄회로기판(101)의 측면에 안테나가 배치되는 안테나 모듈 구조가 요구될 수 있다. 5G 이동 통신 시스템에서 요구되는 안테나 모듈 구조에 대해서는 도 2에 대한 설명으로 후술한다.
도 2는 종래 기술에 따라 전자 장치 내부에서 안테나 모듈이 배치된 모습을 나타낸 도면이다.
종래 기술에 따를 경우 전자 장치(200, 예를 들어 단말, 랩탑 등)에는 전자 장치의 전면 플레이트 또는 후면 플레이트로 전파를 방사할 수 있는 제1 안테나 그룹(210)과 전자 장치(200)의 측면으로 전파를 방사할 수 있는 제2 안테나 그룹(220)이 포함될 수 있다.
종래 기술에 따를 경우, 전자 장치(200) 내부에 배치되는 인쇄회로기판의 상단면은 전자 장치의 전면 플레이트 또는 후면 플레이트와 마주할 수 있다. 한편, 전자 장치(200)의 측면으로 전파를 방사하는 제2 안테나 그룹(220)의 경우 전자 장치(200) 내부에 배치되는 인쇄회로기판의 측면에 배치하는 것이 안테나의 성능 및 전자 장치 내부 공간활용 측면에서는 바람직하다.
특히, 고주파수 대역이 이용되는 5G 이동 통신 시스템에서는 여러 방향으로 빔을 형성하기 위해 내부에 배치되는 안테나의 개수가 증가할 수 밖에 없다. 따라서 5G 이동 통신 시스템이 이용되는 전자 장치에서 인쇄회로기판의 측면에 안테나를 배치하지 못하게 되면 전자 장치 내부에서 안테나를 배치할 수 있는 공간이 매우 협소해질 수 밖에 없다.
도 2의 경우에는 제1 안테나 그룹(210)이 4개의 안테나를 포함하고 제2 안테나 그룹(220)이 4개의 안테나를 포함하는 경우만을 도시하였으나, 5G 이동 통신 시스템에서는 제1 안테나 그룹(210)과 제2 안테나 그룹(220)이 각각 16개 이상씩 배치될 수 있다. 즉, 5G 이동 통신 시스템이 적용되는 전자 장치에서 많은 개수의 안테나를 배치하기 위한 효율적인 안테나 모듈 구조가 요구된다. 따라서 이하에서는 안테나를 효율적으로 배치할 수 있는 안테나 모듈 구조를 개시하도록 하겠다.
도 3은 본 개시에 따라 연성인쇄회로기판에 안테나가 배치된 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(300)은 제1 방향으로 향하는 제1 면과 상기 제1 방향과 기설정된 제1 각도를 형성하는 제2 방향으로 향하는 제2 면을 포함하는 연성인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB, 301), 상기 제1 면의 일면에 배치되어 제3 방향으로 제1 방사영역을 형성하는 제1 안테나(311) 및 상기 제2 면의 일면에 배치되어 제4 방향으로 제2 방사영역을 형성하는 제2 안테나(313)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 상기 연성인쇄회로기판은 외력에 의해 구부러지거나 접힐 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈(300)은 전자 장치 내부에 포함될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치 내부에 상기 안테나 모듈(300)이 탑재되는 경우, 제1 방향은 전자 장치의 전면 플레이트 또는 후면 플레이트 방향일 수 있으며, 상기 제1 면에 배치된 제1 안테나(311)는 상기 전자 장치의 전면 또는 후면 방향으로 빔포밍을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치 내부에 상기 안테나 모듈(300)이 탑재되는 경우, 제2 방향은 전자 장치의 측면 방향일 수 있으며, 상기 제2 면에 배치된 제2 안테나(313)는 상기 전자 장치의 측면 방향으로 빔포밍을 수행할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 안테나(311)는 전자 장치의 broadside 안테나 일 수 있으며, 상기 제2 안테나(313)는 전자 장치의 endfire 안테나 일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 방사영역을 구성하는 영역 중 일부의 영역은 상기 제2 방사영역을 구성하는 영역 중 일부의 영역과 서로 중첩될 수 있으며, 상기 제1 방사영역을 구성하는 영역 중 일부의 영역은 상기 제2 방사영역을 구성하는 영역 중 일부의 영역과 서로 중첩되지 않을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(300)은 상기 제1 안테나(311) 및 상기 제2 안테나(313)와 전기적으로 연결되어 상기 제1 안테나(311) 및 상기 제2 안테나(313)를 통해 방사되는 전파의 방사 방향을 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제어부는 연성인쇄회로기판(301)의 하단면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부는 연성인쇄회로기판의 하단면에 배치되는 무선통신칩에 포함될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(300)에 포함된 제1 안테나(311)와 제2 안테나(313)는 동일한 연성인쇄회로기판(301)의 상단면에 배치될 수 있으며, 상기 연성인쇄회로기판(301)이 접히거나 구부러짐에 따라 제1 안테나(311)가 빔포밍을 수행하는 방향과 제2 안테나(313)가 빔포밍을 수행하는 방향이 서로 달라질 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 별도의 레이어를 추가하지 않고도 하나의 연성인쇄회로기판(301)에 두 개 이상의 서로 다른 방향으로 빔포밍을 수행하는 안테나를 배치할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 안테나(311) 및 상기 제2 안테나(313)는 패치 안테나, 모노폴 안테나, 스파이럴 안테나, 웨이브 안테나, 야기우다 안테나, 루프 안테나, 비발디 안테나, 홀로그래픽 안테나 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 패치 안테나는 작고 가벼우며 안테나 어레이 배열이 용이하며 인쇄회로기판 또는 연성인쇄회로기판에 집적이 쉽고 편파 조절이 용이할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 패치 안테나는 유전율이 낮고 두께가 높은 인쇄회로기판 또는 연성인쇄회로기판에 적합할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 다이폴 안테나는 두 개의 도체봉 가운데 급전선을 연결한 형태일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 다이폴 안테나는 단파 또는 초단파 대역에 이용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 모노폴 안테나는 상기 다이폴 안테나와 같이 직선 형태로 형성되고 일측에 도체가 아닌 접지가 배치된 구조일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 모노폴 안테나는 다이폴 안테나에 비해 안테나의 길이가 짧을 수 있으며, 무지향성 안테나일 수 있다. 예를 들어 모노폴 안테나는 이동통신용 단말기 또는 FM 라디오 수신기 장비 등에 이용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 루프 안테나는 지향성 안테나 일 수 있으며, 신호대 잡음비만큼 안테나 효율이 중요하지 않은 분야에서 이용될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 루프 안테나는 방향탐지 안테나, probe 안테나 등에 이용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 스파이럴 안테나는 초광대역 특성을 가지고 있으며, 원형편파를 발생시킬 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 스파이럴 안테나는 위성통신 또는 레이더 등에 이용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 야기우다 안테나는 지향성이 높을 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 야기우다 안테나는 무전기용 또는 텔레비전 수신용 안테나로 외부에 설치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 비빌디 안테나는 광대역 특성을 가지며 지향성이 높을 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 비발디 안테나는 측정용 기준 안테나 또는 레이더용 안테나로 이용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 홀로그래픽 안테나는 신호를 발생시키는 안테나에 평판형 반사판을 이용해 빔을 틸팅할 수 있도록 할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 홀로그래픽 안테나는 위성통신 또는 레이더 등에 이용될 수 있다.
한편, 도 3은 본 개시의 일 실시예를 개시하고 있는 것이므로 본 개시의 권리범위가 도 3에 국한되어서는 안 될 것이다. 연성인쇄회로기판(301)은 다양한 형상으로 구부러지거나 접힐 수 있으며 접힌 연성인쇄회로기판의 형상에 대응하여 안테나 모듈은 다양한 방향으로 빔포밍을 수행할 수 있다.
도 4a는 본 개시에 따라 연성인쇄회로기판에 안테나와 급전 패드가 배치된 안테나 모듈의 측면도를 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(400)은 제1 방향으로 향하는 제1 면과 상기 제1 방향과 기설정된 제1 각도를 형성하는 제2 방향으로 향하는 제2 면을 포함하는 연성인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB, 401), 상기 제1 면의 일면에 배치되어 제3 방향으로 제1 방사영역을 형성하는 제1 안테나(411), 상기 제1 면의 일면에 배치되고 상기 제1 안테나(411)와 이격되어 배치되고 상기 제3 방향으로 제2 방사영역을 형성하는 제2 안테나(413), 제2 면의 일면에 배치되어 제4 방향으로 제3 방사영역을 형성하는 제3 안테나(415), 상기 제1 면의 타면에 배치되는 제1 급전 패드(421), 상기 제1 면의 타면에 배치되는 제2 급전 패드(423) 및 상기 제1 면의 타면에 배치되는 제3 급전 패드(425)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 급전 패드(412), 상기 제2 급전 패드(423) 및 상기 제3 급전 패드(425)는 서로 이격되어 상기 연성인쇄회로기판(401)의 타면에 배치될 수 있다.일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(400)은 상기 연성인쇄회로기판(401) 내에서상기 제1 안테나(411)와 상기 제1 급전 패드(421)를 전기적으로 연결시키는 제1 급전 라인(431)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 급전 라인(431)은 상기 제1 급전 패드(421)를 통해 공급되는 RF(radio frequency) 신호를 상기 제1 안테나(411)로 전달할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(400)은 상기 연성인쇄회로기판(401) 내에서상기 제2 안테나(413)와 상기 제2 급전 패드(423)를 전기적으로 연결시키는 제2 급전 라인(433)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 급전 라인(433)은 상기 제2 급전 패드(423)를 통해 공급되는 RF(radio frequency) 신호를 상기 제2 안테나(413)로 전달할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(400)은 상기 연성인쇄회로기판(401) 내에서상기 제3 안테나(415)와 상기 제3 급전 패드(425)를 전기적으로 연결시키는 제3 급전 라인(435)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제3 급전 라인(435)은 상기 제3 급전 패드(425)를 통해 공급되는 RF(radio frequency) 신호를 상기 제3 안테나(415)로 전달할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈(400)은 전자 장치 내부에 포함될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치 내부에 상기 안테나 모듈(400)이 탑재되는 경우, 제1 방향은 전자 장치의 전면 플레이트 또는 후면 플레이트 방향일 수 있으며, 상기 제1 면에 배치된 제1 안테나(411) 및 제2 안테나(413)는 상기 전자 장치의 전면 또는 후면 방향으로 빔포밍을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치 내부에 상기 안테나 모듈(400)이 탑재되는 경우, 제2 방향은 전자 장치의 측면 방향일 수 있으며, 상기 제2 면에 배치된 제3 안테나(415)는 상기 전자 장치의 측면 방향으로 빔포밍을 수행할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 안테나(411) 및 제2 안테나(413)는 전자 장치의 broadside 안테나 일 수 있으며, 상기 제3 안테나(415)는 전자 장치의 endfire 안테나 일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 방사영역을 구성하는 영역과 상기 제2 방사영역을 구성하는 영역은 동일할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 방사영역 및 상기 제2 방사영역을 구성하는 영역 중 일부의 영역은 상기 제3 방사영역을 구성하는 영역 중 일부의 영역과 서로 중첩되지 않을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(400)은 상기 제1 안테나(411), 상기 제2 안테나(413) 및 상기 제3 안테나(415)와 전기적으로 연결되어 상기 제1 안테나(411), 상기 제2 안테나(413) 및 상기 제3 안테나(415)를 통해 방사되는 전파의 방사 방향을 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제어부는 연성인쇄회로기판(401)의 하단면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부는 연성인쇄회로기판의 하단면에 배치되는 무선통신칩에 포함될 수 있다.
도 4b는 본 개시에 따라 연성인쇄회로기판의 제1면과 제2 면에 안테나 배치된 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(400)은 연성인쇄회로기판(401)의 상단면에 배치되는 제1 안테나(411) 및 제2 안테나(413), 연성인쇄회로기판(401)의 측면에 배치되는 제3 안테나(415)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈(400)은 전자 장치 내부의 닫힌 공간에 배치될 수 있다. 예를 들어 연성인쇄회로기판(401)의 상단면에 배치된 제1 안테나(411) 및 제2 안테나(413)는 전자 장치의 전면 또는 후면 방향으로 전파를 방사할 수 있으며, 연성인쇄회로기판(401)의 측면에 배치된 제3 안테나(415)는 전자 장치의 측면으로 전파를 방사할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈(400)이 전자 장치 내부에 배치되는 경우 상기 제1 안테나(411) 및 상기 제2 안테나(413)는 전자 장치의 broadside 안테나 일 수 있으며, 상기 제3 안테나(415)는 전자 장치의 endfire 안테나 일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 하나의 연성인쇄회로기판(401)에 broadside 안테나와 endfire 안테나를 모두 배치함으로써 전자 장치 내부에 더 많은 안테나를 배치할 수 있을 뿐만 아니라, 전자 장치 내부에서 다양한 위치에 안테나를 배치할 수 있다.
한편, 도 4a 및 도 4b는 본 개시의 일 실시예를 개시하고 있는 것이므로 본 개시의 권리범위가 도 4a 및 도 4b에 국한되어서는 안 될 것이다. 예를 들어 연성인쇄회로기판의 제1 면에 배치되는 안테나의 개수와 연선인쇄회로기판의 제2 면에 배치되는 안테나의 개수는 변경될 수 있다.
도 5a는 본 개시의 제1 실시예에 따라 연성인쇄회로기판, 인쇄회로기판 및 무선통신칩을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(500)은 제1 방향으로 향하는 연성인쇄회로기판(501), 상기 연성인쇄회로기판(501)의 일면에 배치되는 제1 안테나(511), 상기 연성인쇄회로기판(501) 타면에 배치되는 제1 급전 패드(521) 및 상기 제1 안테나(511)와 상기 제1 급전 패드(521)를 전기적으로 연결시키는 제1 급전 라인(561)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(500)은 상기 연성인쇄회로기판(501)의 타면과 기설정된 제1 길이만큼 이격되어 배치되며 적어도 하나의 레이어가 적층되어 있는 인쇄회로기판(531), 상기 제1 급전 패드(521)와 대응되는 상기 인쇄회로기판(531)의 일면에 배치되는 제2 급전 패드(541), 상기 인쇄회로기판(531)의 타면에 배치되는 무선통신칩(551) 및 상기 인쇄회로기판(531) 내에서 상기 무선통신칩(551)과 상기 제2 급전 패드(541)를 전기적으로 연결시키는 제2 급전 라인(571)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 길이는 상기 제1 안테나(511)를 통해 방사되는 전파의 파장 또는 커플링 방식에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 길이를 5um 이상이며 500um 이하의 값으로 설정하는 것이 바람직할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 연성인쇄회로기판(501)과 상기 인쇄회로기판(531) 사이에 공간이 형성됨으로써 상기 연성인쇄회로기판(501)과 상기 인쇄회로기판(531)이 서로 분리될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 급전 패드(541)에서 상기 제1 급전 패드(521)로의 급전 방식은 capacitive coupling, inductive coupling, resonant coupling 방식이 이용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선통신칩(551)은 전파를 방사하기 위한 신호(예를 들어 기초 신호, 중간 주파수 신호, 로컬 주파수 신호 등)를 제2 급전 라인(571)을 통해 제2 급전 패드(541)로 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 급전 패드(541)로 전송된 신호는 커플링 패드 방식을 통해 제1 급전 패드(521)로 전송되며, 상기 제1 급전 라인(561)을 통해 제1 안테나(511)로 전송될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 급전 패드(521)와 상기 제2 급전 패드(541)가 커플링 방식을 통해 급전을 하기 위해서는 적어도 상기 제1 급전 패드(521)의 일부와 적어도 상기 제2 급전 패드(541)의 일부가 서로 마주하여야 한다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 급전 패드(521)와 상기 제2 급전 패드(541)가 서로 마주하도록 배치하는 것이 커플링 급전 방식에 가장 바람직할 수 있다.
도 5b는 본 개시의 제2 실시예에 따라 연성인쇄회로기판, 인쇄회로기판 및 무선통신칩을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(500)은 제1 방향으로 향하는 제1 면과 상기 제1 방향과 기설정된 제1 각도를 형성하는 제2 방향으로 향하는 제2 면을 포함하는 연성인쇄회로기판(501), 상기 연성인쇄회로기판(501)의 일면에 배치되어 제3 방향으로 제1 방사영역을 형성하는 제1 안테나(511), 상기 제2 면의 일면에 배치되어 제4 방향으로 제2 방사영역을 형성하는 제2 안테나(513), 상기 제1 면의 타면에 배치되는 제1 급전 패드(521), 상기 제1 면의 타면에 배치되는 제2 급전 패드(523), 상기 제1 안테나(511)와 상기 제1 급전 패드(521)를 전기적으로 연결시키는 제1 급전 라인(561) 및 상기 제2 안테나(513)와 상기 제2 급전 패드(523)를 전기적으로 연결시키는 제2 급전 라인(563)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(500)은 상기 제1 면의 타면과 기설정된 제1 길이만큼 이격되어 배치되며 적어도 하나의 레이어가 적층되어 있는 인쇄회로기판(531), 상기 제1 급전 패드(521)와 대응되는 상기 인쇄회로기판(531)의 일면에 배치되는 제3 급전 패드(541), 상기 제2 급전 패드(523)와 대응되는 상기 인쇄회로기판(531)의 일면에 배치되는 제4 급전 패드(543), 상기 인쇄회로기판(531)의 타면에 배치되는 무선통신칩(551), 상기 인쇄회로기판(531) 내에서 상기 무선통신칩(551)과 상기 제3 급전 패드(541)를 전기적으로 연결시키는 제3 급전 라인(571) 및 상기 인쇄회로기판(531) 내에서 상기 무선통신칩(551)과 상기 제4 급전 패드(543)를 전기적으로 연결시키는 제4 급전 라인(573)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 길이는 상기 제1 안테나(511) 또는 상기 제2 안테나(513)를 통해 방사되는 전파의 파장 또는 커플링 방식에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 길이를 5um 이상이며 500um 이하의 값으로 설정하는 것이 바람직할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 연성인쇄회로기판(501)과 상기 인쇄회로기판(531) 사이에 공간이 형성됨으로써 상기 연성인쇄회로기판(501)과 상기 인쇄회로기판(531)이 서로 분리될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제3 급전 패드(541)에서 상기 제1 급전 패드(521)로의 급전 방식 및 상기 제4 급전 패드(543)에서 상기 제2 급전 패드(523)로의 급전 방식은 capacitive coupling, inductive coupling, resonant coupling 방식이 이용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선통신칩(551)은 전파를 방사하기 위한 신호(예를 들어 기초 신호, 중간 주파수 신호, 로컬 주파수 신호 등)를 제3 급전 라인(571) 및 제4 급전 라인(573)을 통해 제3 급전 패드(541)와 제4 급전 패드(543)로 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제3 급전 패드(541)로 전송된 신호는 커플링 패드 방식을 통해 제1 급전 패드(521)로 전송되며, 상기 제1 급전 라인(561)을 통해 제1 안테나(511)로 전송될 수 있다. (제4 급전 패드를 통한 신호의 전달도 제3 급전 패드를 통한 신호의 전달 과정과 동일할 수 있다.)
도 5c는 본 개시의 제3 실시예에 따라 연성인쇄회로기판, 인쇄회로기판 및 무선통신칩을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(500)은 제1 방향으로 향하는 연성인쇄회로기판(501), 상기 연성인쇄회로기판(501)의 일면에 배치되는 제1 안테나(511) 및 상기 연성인쇄회로기판(501) 일면에 배치되는 제1 급전 패드(521)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 상기 제1 안테나(511)와 상기 제1 급전 패드(521)는 직접적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(500)은 상기 연성인쇄회로기판(501)의 타면과 기설정된 제1 길이만큼 이격되어 배치되며 적어도 하나의 레이어가 적층되어 있는 인쇄회로기판(531), 상기 제1 급전 패드(521)와 대응되는 상기 인쇄회로기판(531)의 일면에 배치되는 제2 급전 패드(541), 상기 인쇄회로기판(531)의 일면에서 상기 제2 급전 패드(541)와 이격되어 배치되는 무선통신칩(551) 및 상기 인쇄회로기판(531) 내에서 상기 무선통신칩(551)과 상기 제2 급전 패드(541)를 전기적으로 연결시키는 제1 급전 라인(571)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 길이는 상기 제1 안테나(511)를 통해 방사되는 전파의 파장 또는 커플링 방식에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 길이를 5um 이상이며 500um 이하의 값으로 설정하는 것이 바람직할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 연성인쇄회로기판(501)과 상기 인쇄회로기판(531) 사이에 공간이 형성됨으로써 상기 연성인쇄회로기판(501)과 상기 인쇄회로기판(531)이 서로 분리될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 급전 패드(541)에서 상기 제1 급전 패드(521)로의 급전 방식은 capacitive coupling, inductive coupling, resonant coupling 방식이 이용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선통신칩(551)은 전파를 방사하기 위한 신호(예를 들어 기초 신호, 중간 주파수 신호, 로컬 주파수 신호 등)를 제2 급전 라인(571)을 통해 제2 급전 패드(541)로 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 급전 패드(541)로 전송된 신호는 커플링 패드 방식을 통해 제1 급전 패드(521)로 전송되며, 상기 제1 급전 패드(521)로 전송된 신호는 직접적으로 상기 제1 안테나(511)로 전송될 수 있다.
도 5d는 본 개시의 제4 실시예에 따라 연성인쇄회로기판 및 무선통신칩을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(500)은 제1 방향으로 향하는 연성인쇄회로기판(501), 상기 연성인쇄회로기판(501)의 일면에 배치되는 제1 안테나(511), 상기 연성인쇄회로기판(501) 타면에 배치되는 제1 급전 패드(521) 및 상기 제1 안테나(511)와 상기 제1 급전 패드(521)를 전기적으로 연결시키는 제1 급전 라인(561)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 연성인쇄회로기판은 복수개의 레이어를 포함할 수 있으며, 상기 연성인쇄회로기판을 구성하는 복수개의 레이어를 통해 고주파수 대역의 무선 주파수 신호를 방사하기 위한 제1 안테나(511)와 무선통신칩(551)간의 거리를 확보할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(500)은 상기 연성인쇄회로기판(501)의 타면과 기설정된 제1 길이만큼 이격되어 배치되는 무선통신칩(551) 및 상기 제1 급전 패드(521)와 대응되는 상기 무선통신칩(551)의 일면에 배치되는 제2 급전 패드(541)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 길이는 상기 제1 안테나(511)를 통해 방사되는 전파의 파장 또는 커플링 방식에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 길이를 5um 이상이며 500um 이하의 값으로 설정하는 것이 바람직할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 연성인쇄회로기판(501)과 상기 무선통신칩(551) 사이에 공간이 형성됨으로써 상기 연성인쇄회로기판(501)과 상기 무선통신칩(551)이 서로 분리될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 급전 패드(541)에서 상기 제1 급전 패드(521)로의 급전 방식은 capacitive coupling, inductive coupling, resonant coupling 방식이 이용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선통신칩(551)은 전파를 방사하기 위한 신호(예를 들어 기초 신호, 중간 주파수 신호, 로컬 주파수 신호 등)를 제2 급전 패드(541)로 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 급전 패드(541)로 전송된 신호는 커플링 패드 방식을 통해 제1 급전 패드(521)로 전송되며, 상기 제1 급전 라인(561)을 통해 제1 안테나(511)로 전송될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 급전 패드(521)와 상기 제2 급전 패드(541)가 커플링 방식을 통해 급전을 하기 위해서는 적어도 상기 제1 급전 패드(521)의 일부와 적어도 상기 제2 급전 패드(541)의 일부가 서로 마주하여야 한다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 급전 패드(521)와 상기 제2 급전 패드(541)가 서로 마주하도록 배치하는 것이 커플링 급전 방식에 가장 바람직할 수 있다.
한편, 도 5a 내지 도 5d는 본 개시의 일 실시예를 개시하고 있는 것이므로 본 개의 권리범위가 도 5a 내지 도 5d에 국한되어서는 안 될 것이다. 설계자의 필요에 따라 통상의 기술수준이 허용하는 범위 내에서 안테나 모듈 구조는 변경될 수 있다.
도 6a는 본 개시의 제5 실시예에 따라 연성인쇄회로기판, 인쇄회로기판, 무선통신칩 및 필름층을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(600)은 제1 방향으로 향하는 연성인쇄회로기판(601), 상기 연성인쇄회로기판(601)의 일면에 배치되는 제1 안테나(611), 상기 연성인쇄회로기판(601) 타면에 배치되는 제1 급전 패드(621) 및 상기 제1 안테나(611)와 상기 제1 급전 패드(621)를 전기적으로 연결시키는 제1 급전 라인(671)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(600)은 상기 연성인쇄회로기판(601)의 제1 면의 타면과 상기 인쇄회로기판(641)의 일면 사이의 간격이 균일하게 유지되도록 하는 필름층(631), 적어도 하나의 레이어가 적층되어 있는 인쇄회로기판(641), 상기 제1 급전 패드(621)와 대응되는 상기 인쇄회로기판(641)의 일면에 배치되는 제2 급전 패드(651), 상기 인쇄회로기판(641)의 타면에 배치되는 무선통신칩(661) 및 상기 인쇄회로기판(641) 내에서 상기 무선통신칩(661)과 상기 제2 급전 패드(651)를 전기적으로 연결시키는 제2 급전 라인(681)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 필름층(631)에 의해 상기 연성인쇄회로기판(601)과 상기 인쇄회로기판(631)이 균일하게 기설정된 제1 길이만큼 이격될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 길이는 상기 제1 안테나(611)를 통해 방사되는 전파의 파장 또는 커플링 방식에 기반하여 결정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 연성인쇄회로기판(601)과 상기 인쇄회로기판(641) 사이에 상기 필름층(631)에 의해 공간이 형성됨으로써 상기 연성인쇄회로기판(601)과 상기 인쇄회로기판(641)이 서로 분리될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 급전 패드(651)에서 상기 제1 급전 패드(621)로의 급전 방식은 capacitive coupling, inductive coupling, resonant coupling 방식이 이용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 필름층(631)은 상기 연성인쇄회로기판(601)의 제1 면의 타면과 상기 인쇄회로기판(641)의 일면이 서로 접착할 수 있도록 하는 접착층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 접착층은 접착제로 구성될 수 있으며, 상기 접착제를 상기 연성인쇄회로기판(601)과 상기 인쇄회로기판(641) 사이에 배치 후 가열 또는 노광과 같은 추가 공정을 수행할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 접착층은 상온에서도 점착이 가능한 물질로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 급전 패드(621)와 제2 급전 패드(651)간의 커플링 효과를 증가시키기 위해서는 필름층(631)을 구성하는 물질을 유전율이 기설정된 기준값 이상인 물질로 구성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선통신칩(661)은 전파를 방사하기 위한 신호(예를 들어 기초 신호, 중간 주파수 신호, 로컬 주파수 신호 등)를 제2 급전 라인(681)을 통해 제2 급전 패드(651)로 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 급전 패드(651)로 전송된 신호는 커플링 패드 방식을 통해 제1 급전 패드(621)로 전송되며, 상기 제1 급전 라인(671)을 통해 제1 안테나(611)로 전송될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 급전 패드(621)와 상기 제2 급전 패드(651)가 커플링 방식을 통해 급전을 하기 위해서는 적어도 상기 제1 급전 패드(621)의 일부와 적어도 상기 제2 급전 패드(651)의 일부가 서로 마주하여야 한다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 급전 패드(621)와 상기 제2 급전 패드(651)가 서로 마주하도록 배치하는 것이 커플링 급전 방식에 가장 바람직할 수 있다.
도 6b는 본 개시의 제6 실시예에 따라 연성인쇄회로기판, 인쇄회로기판, 무선통신칩 및 필름층을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(600)은 제1 방향으로 향하는 제1 면과 상기 제1 방향과 기설정된 제1 각도를 형성하는 제2 방향으로 향하는 제2 면을 포함하는 연성인쇄회로기판(601), 상기 연성인쇄회로기판(601)의 일면에 배치되는 제1 안테나(611), 상기 제2 면의 일면에 배치되는 제2 안테나(613), 상기 제1 면의 타면에 배치되는 제1 급전 패드(621), 상기 제1 면의 타면에 배치되는 제2 급전 패드(623), 상기 제1 안테나(611)와 상기 제1 급전 패드(621)를 전기적으로 연결시키는 제1 급전 라인(671) 및 상기 제2 안테나(613)와 상기 제2 급전 패드(623)를 전기적으로 연결시키는 제2 급전 라인(673)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(600)은 상기 연성인쇄회로기판(601)의 제1 면의 타면과 상기 인쇄회로기판(641)의 일면 사이에 배치되어 상기 연성인쇄회로기판(601)의 제1 면의 타면과 상기 인쇄회로기판(641)의 일면 사이의 간격이 균일하게 유지되도록 하는 필름층(631), 적어도 하나의 레이어가 적층되어 있는 인쇄회로기판(641), 상기 제1 급전 패드(621)와 대응되는 상기 인쇄회로기판(631)의 일면에 배치되는 제3 급전 패드(651), 상기 제2 급전 패드(623)와 대응되는 상기 인쇄회로기판(641)의 일면에 배치되는 제4 급전 패드(653), 상기 인쇄회로기판(641)의 타면에 배치되는 무선통신칩(661), 상기 인쇄회로기판(641) 내에서 상기 무선통신칩(661)과 상기 제3 급전 패드(651)를 전기적으로 연결시키는 제3 급전 라인(681) 및 상기 인쇄회로기판(641) 내에서 상기 무선통신칩(661)과 상기 제4 급전 패드(653)를 전기적으로 연결시키는 제4 급전 라인(683)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 필름층(631)에 의해 상기 연성인쇄회로기판(601)과 상기 인쇄회로기판(641)이 균일하게 기설정된 제1 길이만큼 이격될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 길이는 상기 제1 안테나(611) 또는 제2 안테나(613)를 통해 방사되는 전파의 파장 또는 커플링 방식에 기반하여 결정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 연성인쇄회로기판(601)과 상기 인쇄회로기판(641) 사이에 공간이 형성됨으로써 상기 연성인쇄회로기판(601)과 상기 인쇄회로기판(641)이 서로 분리될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제3 급전 패드(651)에서 상기 제1 급전 패드(621)로의 급전 방식 및 상기 제4 급전 패드(653)에서 상기 제2 급전 패드(623)로의 급전 방식은 capacitive coupling, inductive coupling, resonant coupling 방식이 이용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선통신칩(661)은 전파를 방사하기 위한 신호(예를 들어 기초 신호, 중간 주파수 신호, 로컬 주파수 신호 등)를 제3 급전 라인(681) 및 제4 급전 라인(683)을 통해 제3 급전 패드(651)와 제4 급전 패드(653)로 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제3 급전 패드(651)로 전송된 신호는 커플링 패드 방식을 통해 제1 급전 패드(621)로 전송되며, 상기 제1 급전 라인(671)을 통해 제1 안테나(611)로 전송될 수 있다. (제4 급전 패드를 통한 신호의 전달도 제3 급전 패드를 통한 신호의 전달 과정과 동일할 수 있다.)
도 6c는 본 개시의 제7 실시예에 따라 연성인쇄회로기판, 인쇄회로기판, 무선통신칩 및 필름층을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(600)은 제1 방향으로 향하는 연성인쇄회로기판(601), 상기 연성인쇄회로기판(601)의 일면에 배치되는 제1 안테나(611) 및 상기 연성인쇄회로기판(601) 일면에 배치되는 제1 급전 패드(621)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 상기 제1 안테나(511)와 상기 제1 급전 패드(621)는 직접적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(600)은 상기 연성인쇄회로기판(601)의 제1 면의 타면과 상기 인쇄회로기판(641)의 일면 사이에 배치되어 상기 연성인쇄회로기판(601)의 제1 면의 타면과 상기 인쇄회로기판(641)의 일면 사이의 간격이 균일하게 유지되도록 하는 필름층(631), 적어도 하나의 레이어가 적층되어 있는 인쇄회로기판(641), 상기 제1 급전 패드(621)와 대응되는 상기 인쇄회로기판(641)의 일면에 배치되는 제2 급전 패드(651), 상기 인쇄회로기판(641)의 일면에서 상기 제2 급전 패드(651)와 이격되어 배치되는 무선통신칩(661) 및 상기 인쇄회로기판(641) 내에서 상기 무선통신칩(661)과 상기 제2 급전 패드(651)를 전기적으로 연결시키는 제1 급전 라인(681)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 필름층(631)에 의해 상기 연성인쇄회로기판(601)과 상기 인쇄회로기판(631)이 균일하게 기설정된 제1 길이만큼 이격될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 길이는 상기 제1 안테나(611)를 통해 방사되는 전파의 파장 또는 커플링 방식에 기반하여 결정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 연성인쇄회로기판(601)과 상기 인쇄회로기판(641) 사이에 공간이 형성됨으로써 상기 연성인쇄회로기판(601)과 상기 인쇄회로기판(641)이 서로 분리될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 급전 패드(651)에서 상기 제1 급전 패드(621)로의 급전 방식은 capacitive coupling, inductive coupling, resonant coupling 방식이 이용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선통신칩(661)은 전파를 방사하기 위한 신호(예를 들어 기초 신호, 중간 주파수 신호, 로컬 주파수 신호 등)를 제2 급전 라인(681)을 통해 제2 급전 패드(651)로 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 급전 패드(651)로 전송된 신호는 커플링 패드 방식을 통해 제1 급전 패드(621)로 전송되며, 상기 제1 급전 패드(621)로 전송된 신호는 직접적으로 상기 제1 안테나(611)로 전송될 수 있다.
도 6d는 본 개시의 제8 실시예에 따라 연성인쇄회로기판, 무선통신칩 및 필름층을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(600)은 제1 방향으로 향하는 연성인쇄회로기판(601), 상기 연성인쇄회로기판(601)의 일면에 배치되는 제1 안테나(611), 상기 연성인쇄회로기판(601) 타면에 배치되는 제1 급전 패드(621) 및 상기 제1 안테나(611)와 상기 제1 급전 패드(621)를 전기적으로 연결시키는 제1 급전 라인(671)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 연성인쇄회로기판(601)은 복수개의 레이어를 포함할 수 있으며, 상기 연성인쇄회로기판을 구성하는 복수개의 레이어를 통해 고주파수 대역의 무선 주파수 신호를 방사하기 위한 제1 안테나(611)와 무선통신칩(661)간의 거리를 확보할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(600)은 상기 연성인쇄회로기판(601)의 제1 면의 타면과 무선통신칩(661)의 일면 사이의 간격이 균일하게 유지되도록 하는 필릉층(631), 일면이 상기 필름층(631)의 타면과 마주하는 무선통신칩(661) 및 상기 제1 급전 패드(621)와 대응되는 상기 무선통신칩(661)의 일면에 배치되는 제2 급전 패드(651)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 필름층(631)에 의해 상기 연성인쇄회로기판(601)과 상기 무선통신칩(661)이 균일하게 기설정된 제1 길이만큼 이격될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 길이는 상기 제1 안테나(611)를 통해 방사되는 전파의 파장 또는 커플링 방식에 기반하여 결정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 연성인쇄회로기판(601)과 상기 무선통신칩(661) 사이에 공간이 형성됨으로써 상기 연성인쇄회로기판(601)과 상기 무선통신칩(661)이 서로 분리될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 급전 패드(651)에서 상기 제1 급전 패드(621)로의 급전 방식은 capacitive coupling, inductive coupling, resonant coupling 방식이 이용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선통신칩(661)은 전파를 방사하기 위한 신호(예를 들어 기초 신호, 중간 주파수 신호, 로컬 주파수 신호 등)를 제2 급전 패드(651)로 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 급전 패드(651)로 전송된 신호는 커플링 패드 방식을 통해 제1 급전 패드(621)로 전송되며, 상기 제1 급전 라인(671)을 통해 제1 안테나(611)로 전송될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 급전 패드(621)와 상기 제2 급전 패드(651)가 커플링 방식을 통해 급전을 하기 위해서는 적어도 상기 제1 급전 패드(621)의 일부와 적어도 상기 제2 급전 패드(651)의 일부가 서로 마주하여야 한다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 급전 패드(621)와 상기 제2 급전 패드(651)가 서로 마주하도록 배치하는 것이 커플링 급전 방식에 가장 바람직할 수 있다.
한편, 도 6a 내지 도 6d는 본 개시의 일 실시예를 개시하고 있는 것이므로 본 개의 권리범위가 도 6a 내지 도 6d에 국한되어서는 안 될 것이다. 설계자의 필요에 따라 통상의 기술수준이 허용하는 범위 내에서 안테나 모듈 구조는 변경될 수 있다.
도 7a는 본 개시에 따라 연성인쇄회로기판, 인쇄회로기판, 제1 안테나 및 제2 안테나를 포함하는 안테나 모듈을 측면도를 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따르면 안테나 모듈은 복수개의 레이어가 적층된 인쇄회로기판(701)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 인쇄회로기판(701)은 18개의 레이어가 적층되어 형성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 인쇄회로기판(701)의 각 레이어는 비아홀(via hole)이 형성될 수 있다. 예를 들어 상기 인쇄회로기판(701)은 레이저 공정에 의한 비아홀 및 PTH 공정에 의한 비아홀을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 인쇄회로기판(701)의 일면에는 전파를 방사하기 위한 전기적 신호가 공급되는 급전부(711)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 인쇄회로기판(701)의 상단면에 적층되어 있는 제1 레이어에 상기 급전부(711)가 배치될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 레이어에는 레이저 공정에 의한 비아홀이 형성될 수 있으며, 상기 비아홀을 통해 상기 급전부(711)는 전파를 방사하기 위한 전기적 신호를 공급받을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 인쇄회로기판(701)의 상단면에 배치되는 제1 레이어의 아래(적층방향에서)에 배치되는 제2 레이어 및 제3 레이어에도 레이저 공정에 의한 비아홀이 형성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 제3 레이어의 일면에는 그라운드가 배치될 수 있다
일 실시예에 따르면, 상기 인쇄회로기판(701)의 타면에는 무선 주파수를 생성하기 위한 전기적 신호가 공급될 수 있다. 예를 들어 무선 주파수를 생성하기 위해서는 무선 주파수를 생성하기 위한 기초 신호, 기초 신호의 주파수를 변경하기 위한 중간 주파수 신호 및 로컬 주파수 신호가 필요할 수 있으며, 상기 기초 신호, 중간 주파수 신호 및 로컬 주파수 신호는 상기 인쇄회로기판(701)의 타면으로 공급될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 인쇄회로기판(701)의 타면에 배치되는 A를 통해서는 상기 기초 신호가 공급될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 A를 통해 공급되는 기초 신호는 상기 인쇄회로기판(701)에 형성된 비아홀을 통해 상기 인쇄회로기판(701)의 일면에 배치된 급전부(711)로 전송될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 인쇄회로기판(701)의 타면에 배치되는 B를 통해서는 상기 중간 주파수 신호가 공급될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 B를 통해 공급되는 중간 주파수 신호는 상기 인쇄회로기판(301)에 형성된 비아홀을 통해 상기 인쇄회로기판(701)으로 전송될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 인쇄회로기판(701)의 타면에 배치되는 C를 통해서는 상기 로컬 주파수 신호가 공급될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 C를 통해 공급되는 로컬 주파수 신호는 상기 인쇄회로기판(701)에 형성된 비아홀을 통해 상기 인쇄회로기판(701)으로 전송될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 인쇄회로기판(701)의 일면에는 안테나가 배치되는 연성인쇄회로기판(721)이 결합될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 연성인쇄회로기판(721)에서 상기 급전부(711)와 마주하는 일면에는 상기 급전부(711)로부터 전기적 신호를 공급받아 전파를 방사하기 위한 제1 안테나(731)가 배치될 수 있다. 즉, 본 개시에서 개시하고 있는 안테나 모듈 구조에 따를 경우, 제1 안테나(731)와 급전부(711)는 직접적으로 연결되지 않는 커플링 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 급전부(711)와 상기 제1 안테나(741)가 직접적으로 연결되지 않음으로써 안테나 모듈 내에서 안테나 배치를 자유롭게 할 수 있다. 즉, 본 개시에서 개시하고 있는 안테나 모듈 구조에 따를 경우, 안테나 모듈의 설계 자유도가 향상될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 연성인쇄회로기판(721)의 타면에는 제2 안테나(741)가 배치될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 안테나(731)와 제2 안테나(741)의 이격거리에 기반하여 상기 안테나 모듈의 성능이 결정될 수 있다.
도 7b는 본 개시에 따라 복수개의 안테나를 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈은 연성인쇄회로기판(721)의 상단면에 배치되는 제1 안테나(741), 제2 안테나(742), 제3 안테나(743) 및 제4 안테나(744)와 연성인쇄회로기판(721)의 측면에 배치되는 제5 안테나(761), 제6 안테나(762), 제7 안테나(763) 및 제8 안테나(764)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈은 전자 장치 내부의 닫힌 공간에 배치될 수 있다. 예를 들어 연성인쇄회로기판(721)의 상단면에 배치된 제1 안테나(741), 제2 안테나(742), 제3 안테나(743) 및 제4 안테나(744)는 전자 장치의 전면 또는 후면 방향으로 전파를 방사할 수 있으며, 연성인쇄회로기판(721)의 측면에 배치된 제5 안테나(761), 제6 안테나(762), 제7 안테나(763) 및 제8 안테나(764)는 전자 장치의 측면으로 전파를 방사할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈이 전자 장치 내부에 배치되는 경우 상기 제 제1 안테나(741), 제2 안테나(742), 제3 안테나(743) 및 제4 안테나(744)는 전자 장치의 broadside 안테나 일 수 있으며, 상기 제5 안테나(761), 제6 안테나(762), 제7 안테나(763) 및 제8 안테나(764)는 전자 장치의 endfire 안테나 일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 하나의 연성인쇄회로기판(721)에 broadside 안테나와 endfire 안테나를 모두 배치함으로써 전자 장치 내부에 더 많은 안테나를 배치할 수 있을 뿐만 아니라, 전자 장치 내부에서 다양한 위치에 안테나를 배치할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 연성인쇄회로기판(721)의 하단면에는 복수개의 레이어가 적층되어 있는 인쇄회로기판(701)이 배치될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 연성인쇄회로기판(721)의 하단면과 상기 인쇄회로기판(701)의 상단면은 기설정된 제1 길이만큼 이격될 수 있다. 예를 들어 상기 제1 길이는 상기 안테나 모듈을 통해 방사하고자 하는 전파의 파장에 기반하여 결정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 인쇄회로기판(701)의 상단면에는 제1 안테나(741)에 급전하기 위한 제1 급전 패드(711), 제2 안테나(742)에 급전하기 위한 제2 급전 패드(712), 제3 안테나(743)에 급전하기 위한 제3 급전 패드(713), 제4 안테나(744)에 급전하기 위한 제4 급전 패드(714)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 각 급전 패드는 각 broadside 안테나와 상기 제1 길이만큼 이격될 수 있다. 즉, 제1 안테나(741), 제2 안테나(742), 제3 안테나(743) 및 제4 안테나(744)는 커플링 방식을 통해 급전이 이뤄질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 인쇄회로기판(701)의 측면에는 제5 안테나(761)에 급전하기 위한 제5 급전 패드(751), 제6 안테나(762)에 급전하기 위한 제6 급전 패드(752), 제7 안테나(763)에 급전하기 위한 제7 급전 패드(753), 제8 안테나(764)에 급전하기 위한 제8 급전 패드(754)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 각 급전 패드는 각 endfire 안테나와 상기 제1 길이만큼 이격될 수 있다. 즉, 제5 안테나(761), 제6 안테나(762), 제7 안테나(763) 및 제8 안테나(764)는 커플링 방식을 통해 급전이 이뤄질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 인쇄회로기판(701)의 상단면에 배치되는 상기 제5 급전 패드(751)를 통해 공급되는 전기적 신호는 제1 급전 라인(771)을 통해 인쇄회로기판(701)의 측면에 배치되는 상기 제5 안테나(761)로 전송될 수 있다. 동일한 방식으로 상기 제6 급전 패드(752)를 통해 공급되는 전기적 신호는 제2 급전 라인(772)을 통해 상기 제6 안테나(762)로 전송될 수 있고, 상기 제7 급전 패드(753)를 통해 공급되는 전기적 신호는 제3 급전 라인(773)을 통해 상기 제7 안테나(763)로 전송될 수 있으며, 상기 제8 급전 패드(754)를 통해 공급되는 전기적 신호는 제4 급전 라인(774)을 통해 상기 제8 안테나(764)로 전송될 수 있다.
한편, 도 7a 및 도 7b는 본 개시의 일 실시예를 개시하고 있는 것이므로 본 개시의 권리범위가 도 7a 및 도 7b에 국한되어서는 안 될 것이다. 예를 들어 연성인쇄회로기판의 측면에 배치되는 endfire 안테나의 개수는 설계자의 필요에 따라 변경될 수 있다.
도 7c는 본 개시에 따라 복수개의 안테나를 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈은 연성인쇄회로기판(721)의 상단면에 배치되는 제1 안테나(741), 제2 안테나(742), 제3 안테나(743) 및 제4 안테나(744)와 연성인쇄회로기판(721)의 측면에 배치되는 제5 안테나(761), 제6 안테나(762), 제7 안테나(763), 제8 안테나(764), 제9 안테나(765), 제10 안테나(766), 제11 안테나(767) 및 제12 안테나(768)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈은 전자 장치 내부의 닫힌 공간에 배치될 수 있다. 예를 들어 연성인쇄회로기판(721)의 상단면에 배치된 제1 안테나(741), 제2 안테나(742), 제3 안테나(743) 및 제4 안테나(744)는 전자 장치의 전면 또는 후면 방향으로 전파를 방사할 수 있으며, 연성인쇄회로기판(721)의 측면에 배치된 제5 안테나(761), 제6 안테나(762), 제7 안테나(763), 제8 안테나(764), 제9 안테나(765), 제10 안테나(766), 제11 안테나(767) 및 제12 안테나(768)는 전자 장치의 측면으로 전파를 방사할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈이 전자 장치 내부에 배치되는 경우 상기 제 제1 안테나(741), 제2 안테나(742), 제3 안테나(743) 및 제4 안테나(744)는 전자 장치의 broadside 안테나 일 수 있으며, 상기 제5 안테나(761), 제6 안테나(762), 제7 안테나(763), 제8 안테나(764), 제9 안테나(765), 제10 안테나(766), 제11 안테나(767) 및 제12 안테나(768)는 전자 장치의 endfire 안테나 일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 하나의 연성인쇄회로기판(721)에 broadside 안테나와 endfire 안테나를 모두 배치함으로써 전자 장치 내부에 더 많은 안테나를 배치할 수 있을 뿐만 아니라, 전자 장치 내부에서 다양한 위치에 안테나를 배치할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 연성인쇄회로기판(721)의 하단면에는 복수개의 레이어가 적층되어 있는 인쇄회로기판(701)이 배치될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 연성인쇄회로기판(721)의 하단면과 상기 인쇄회로기판(701)의 상단면은 기설정된 제1 길이만큼 이격될 수 있다. 예를 들어 상기 제1 길이는 상기 안테나 모듈을 통해 방사하고자 하는 전파의 파장 또는 커플링 방식에 기반하여 결정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 인쇄회로기판(701)의 상단면에 배치되는 복수개의 급전 패드를 통해 공급되는 전기적 신호는 제1 급전 라인(771)을 통해 인쇄회로기판(701)의 측면에 배치되는 상기 제5 안테나(761)로 전송될 수 있다. 동일한 방식으로 제6 안테나(762) 내지 제12 안테나(768)도 각 안테나에 대응하는 제2 급전 라인(772) 내지 제 8 급전 라인(778)을 통해 전파를 방사하기 위한 전기적 신호를 공급받을 수 있다.
도 8은 본 개시에 따른 안테나 모듈의 s parameter 그래프이다.
도 8의 그래프는 방사하고자 하는 주파수 대역이 39GHz임을 가정하여 본 개시에 따른 안테나 모듈 구조를 이용한 경우, s parameter 그래프이다. 도 8에서 도시하고 있는 바와 같이 본 개시에 따른 안테나 모듈 구조를 따를 경우, 39GHz의 주파수 대역에서 수직 편파와 수평 편파가 모두 높은 게인값(수평 편파의 경우 약 15 dB, 수직 편파의 경우 약 20dB)을 가지는 것을 확인할 수 있다. 즉, 도 8의 그래프를 통해 본 개시에서 개시하고 있는 안테나 모듈 구조가 고주파수 대역에 적용될 수 있음을 확인할 수 있다.
도 9a는 본 개시의 일 실시예에 따른 안테나 모듈 구조에서 커플링 패드간의 간격에 따른 게인값 열화도를 나타낸 그래프이다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈을 구성하는 하나의 연성인쇄회로기판에는 복수개의 안테나 어레이가 배치될 수 있다. 예를 들어, 6GHz 이상의 주파수 대역이 이용되는 5G 이동 통신 시스템에는 하나의 연성인쇄회로기판이 256개의 안테나 어레이가 배치될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 하나의 연성인쇄회로기판이 복수개의 안테나 어레이가 배치되는 경우, 각 안테나 어레이와 대응되는 연성인쇄회로기판의 일면과 상기 연성인쇄회로기판의 일면과 마주하는 인쇄회로기판의 일면에 급전 패드가 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 연성인쇄회로기판에 형성된 급전 패드와 상기 인쇄회로기판에 형성된 급전 패드는 기설정된 간격만큼 이격될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 연성인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드와 상기 인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드간의 간격은 균일하지 않을 수 있다. 예를 들어, 연성인쇄회로기판의 유연성(flexibility)으로 인해 연성인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드와 상기 인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드간의 간격에 약 100um의 오차가 발생할 수 있다.
도 9a에서 도시하고 있는 그래프는 연성인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드와 인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드간의 간격 오차에 따른 s parameter를 도시한 그래프이다. 보다 구체적으로 도 9a의 그래프는 연성인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드와 인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드간의 간격 오차가 0um부터 100um까지 10um 간격으로 형성되는 경우 주파수에 따른 게인값 열화도를 나타낸 그래프이다.
도 9a 그래프에 따르면, 특정 주파수(예를 들어 32.5GHz)에서 연성인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드와 인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드간의 간격 오차가 100um인 경우, 간격 오차가 없는 경우에 비해 약 13dB 정도의 게인값 열화가 발생하는 것을 확인할 수 있다.
도 9b는 본 개시의 일 실시예에 따른 접착층을 포함하는 안테나 모듈 구조에서 커플링 패드간의 간격에 따른 게인값 열화도를 나타낸 그래프이다.
도 9b에서 도시하고 있는 그래프는 연성인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드와 인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드 사이에 접착층을 포함하는 필름층(예를 들어 양면 테이프)이 배치되는 경우, 복수개의 급전 패드와 인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드간의 간격 오차에 따른 s parameter를 도시한 그래프이다. 보다 구체적으로 도 9b의 그래프는 도 9a 그래프와 동일하게 연성인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드와 인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드간의 간격 오차가 0um부터 100um까지 10um 간격으로 형성되는 경우 주파수에 따른 게인값 열화도를 나타낸 그래프이다.
일 실시예에 따르면, 도 9b 그래프에서 도시한 시뮬레이션에 적용된 필름층의 유전율은 약 2.7일 수 있다. 도 9b 그래프에 따르면, 특정 주파수(예를 들어 32.5GHz)에서 연성인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드와 인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드간의 간격 오차가 100um인 경우, 간격 오차가 없는 경우에 비해 약 5dB 정도의 게인값 열화가 발생하는 것을 확인할 수 있다.
즉, 도 9a에서 도시하고 있는 그래프와 도 9b에서 도시하고 있는 그래프의 비교를 통해 연성인쇄회로기판과 인쇄회로기판 사이에 특정 유전율을 가지는 필름층을 배치함으로써 안테나 모듈의 게인값 열화가 감소됨을 확인할 수 있다. 뿐만 아니라, 양면 테이프를 통해 연성인쇄회로기판의 일면과 인쇄회로기판의 일면을 서로 결합시키는 경우, 연성인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드와 인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드 간의 간격을 최소화할 수 있다.
도 9c는 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 유전층을 포함하는 안테나 모듈 구조에서 커플링 패드간의 간격에 따른 게인값 열화도를 나타낸 그래프이다.
도 9c에서 도시하고 있는 그래프는 연성인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드와 인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드 사이에 제1 유전층이 배치되는 경우, 복수개의 급전 패드와 인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드간의 간격 오차에 따른 s parameter를 도시한 그래프이다. 보다 구체적으로 도 9c의 그래프는 도 9a 그래프와 동일하게 연성인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드와 인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드간의 간격 오차가 0um부터 100um까지 10um 간격으로 형성되는 경우 주파수에 따른 게인값 열화도를 나타낸 그래프이다.
일 실시예에 따르면, 도 9c 그래프에서 도시한 시뮬레이션에 적용된 제1 유전층의 유전율은 약 5.5일 수 있다. 도 9c 그래프에 따르면, 특정 주파수(예를 들어 32.5GHz)에서 연성인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드와 인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드간의 간격 오차가 100um인 경우, 간격 오차가 없는 경우에 비해 약 1.8dB 정도의 게인값 열화가 발생하는 것을 확인할 수 있다.
즉, 도 9a에서 도시하고 있는 그래프와 도 9c에서 도시하고 있는 그래프의 비교를 통해 연성인쇄회로기판과 인쇄회로기판 사이에 특정 유전율을 가지는 유전층을 배치함으로써 안테나 모듈의 게인값 열화가 감소됨을 확인할 수 있다.
도 9d는 본 개시의 일 실시예에 따른 제2 유전층을 포함하는 안테나 모듈 구조에서 커플링 패드간의 간격에 따른 게인값 열화도를 나타낸 그래프이다.
도 9d에서 도시하고 있는 그래프는 연성인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드와 인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드 사이에 제2 유전층이 배치되는 경우, 복수개의 급전 패드와 인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드간의 간격 오차에 따른 s parameter를 도시한 그래프이다. 보다 구체적으로 도 9d의 그래프는 도 9a 그래프와 동일하게 연성인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드와 인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드간의 간격 오차가 0um부터 100um까지 10um 간격으로 형성되는 경우 주파수에 따른 게인값 열화도를 나타낸 그래프이다.
일 실시예에 따르면, 도 9d 그래프에서 도시한 시뮬레이션에 적용된 제2 유전층의 유전율은 약 10일 수 있다. 도 9d 그래프에 따르면, 특정 주파수(예를 들어 32.5GHz)에서 연성인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드와 인쇄회로기판에 형성된 복수개의 급전 패드간의 간격 오차가 100um인 경우, 간격 오차가 없는 경우에 비해 약 0.5dB 정도의 게인값 열화가 발생하는 것을 확인할 수 있다.
즉, 도 9a에서 도시하고 있는 그래프와 도 9d에서 도시하고 있는 그래프의 비교를 통해 연성인쇄회로기판과 인쇄회로기판 사이에 특정 유전율을 가지는 유전층을 배치함으로써 안테나 모듈의 게인값 열화가 감소됨을 확인할 수 있다. 또한 도 9b 내지 도 9d에서 개시하고 있는 그래프의 비교를 통해 연성인쇄회로기판과 인쇄회로기판 사이에 유전율이 높은 유전체가 배치될수록 안테나 모듈의 게인값 열화가 감소됨을 확인할 수 있다.
도 10a는 본 개시의 제1 실시예에 따른 커플링 방식이 적용된 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈은 capacitive coupling 방식을 이용할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 인쇄회로기판(1001)의 일면에는 인쇄회로기판(1001)의 타면에 배치된 무선통신칩(미도시)으로부터 전송되는 전기적 신호를 공급하기 위한 제1 급전 패드(1011) 및 제2 급전 패드(1013)가 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 인쇄회로기판(1001)의 일면과 기설정된 길이만큼 이격되어 안테나가 배치된 연성인쇄회로기판이 배치될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈이 capacitive coupling 방식을 이용하는 경우, 인쇄회로기판(1001)과 연성인쇄회로기판 사이의 이격거리를 50um로 설정하는 것이 가장 바람직할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 인쇄회로기판(1001)과 연성인쇄회로기판 사이의 이격거리가 50um인 경우, 인쇄회로기판(1001)과 연성인쇄회로기판 사이 이격거리의 오차 허용범위는 20um일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 오차 허용범위는 안테나 모듈의 게인값 열화도가 6dB 이하가 되는 범위내에서 결정될 수 있다.
도 10b는 본 개시의 제2 실시예에 따른 커플링 방식이 적용된 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈은 proximity coupling 방식을 이용할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 인쇄회로기판(1001)의 일면에는 인쇄회로기판(1001)의 타면에 배치된 무선통신칩(미도시)으로부터 전송되는 전기적 신호를 공급하기 위한 급전 패드(1011) 및 급전 라인(1021)이 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 인쇄회로기판(1001)의 일면과 기설정된 길이만큼 이격되어 안테나가 배치된 연성인쇄회로기판이 배치될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈이 proximity coupling 방식을 이용하는 경우, 인쇄회로기판(1001)과 연성인쇄회로기판 사이의 이격거리를 50um로 설정하는 것이 가장 바람직할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 인쇄회로기판(1001)과 연성인쇄회로기판 사이의 이격거리가 50um인 경우, 인쇄회로기판(1001)과 연성인쇄회로기판 사이 이격거리의 오차 허용범위는 10um일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 오차 허용범위는 안테나 모듈의 게인값 열화도가 6dB 이하가 되는 범위내에서 결정될 수 있다.
도 10c는 본 개시의 제3 실시예에 따른 커플링 방식이 적용된 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈은 aperture coupling 방식(예를 들어 resonance coupling 방식)을 이용할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 인쇄회로기판(1001)의 내부에는 인쇄회로기판(1001)의 타면에 배치된 무선통신칩(미도시)으로부터 전송되는 전기적 신호를 공급하기 위한 급전 패드(1011) 및 급전 라인(1021)이 배치될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 인쇄회로기판(1001)의 일면에는 상기 급전 라인(1021)으로부터 공급되는 전기적 신호를 통과시키기 위한 개구부(1031)가 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 인쇄회로기판(1001)의 일면과 기설정된 길이만큼 이격되어 안테나가 배치된 연성인쇄회로기판이 배치될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈이 aperture coupling 방식을 이용하는 경우, 인쇄회로기판(1001)과 연성인쇄회로기판 사이의 이격거리를 130um로 설정하는 것이 가장 바람직할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 인쇄회로기판(1001)과 연성인쇄회로기판 사이의 이격거리가 130um인 경우, 인쇄회로기판(1001)과 연성인쇄회로기판 사이 이격거리의 오차 허용범위는 60um일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 오차 허용범위는 안테나 모듈의 게인값 열화도가 6dB 이하가 되는 범위내에서 결정될 수 있다.
도 10a 내지 도 10c를 참고하면, 본 발명에 따른 안테나 모듈 구조에서 커플링을 위한 패드간의 거리(즉, 안테나가 배치된 연성인쇄회로기판에 형성된 패드와 무선통신칩이 배치된 인쇄회로기판에 형성된 패드 사이의 거리)는 커플링 방식 또는 안테나를 통해 방사하고자 하는 전파의 주파수(또는 파장)에 기반하여 결정됨을 확인할 수 있다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따라 안테나 모듈 구조에서 수행되는 빔포밍 동작을 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈은 제1 방향으로 제1 방사영역을 형성하는 제1 안테나(1101), 제2 방향으로 제2 방사영역을 형성하는 제2 안테나(1103), 상기 제1 안테나(1101) 및 상기 제2 안테나(1103)로 무선 주파수(radio frequency) 신호를 공급하는 무선통신칩(1111) 및 상기 무선통신칩(1111)으로 무선 주파수를 생성하기 위한 베이스밴드 신호를 전송하는 모뎀(1121)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 모뎀(1121)은 상기 무선통신칩(1111)으로 빔포밍을 위한 제어 신호를 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 무선통신칩(1111)은 상기 제어 신호에 기반하여 특정 위상을 가지는 무선 주파수 신호를 상기 제1 안테나(1101) 및 상기 제2 안테나(1103)로 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선통신칩(1111)은 상기 제1 안테나(1101)에 대응되는 제1 위상 변위기(1113)와 상기 제2 안테나(1103)에 대응되는 제2 위상 변위기(1115)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 무선통신칩(1111)은 상기 제어 신호에 기반하여 상기 제1 위상 변위기(1113)를 제어하여 상기 제1 안테나(1101)가 상기 제1 방향으로 빔포밍을 수행하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 모뎀(1121)이 특정 비트의 제1 디지털 신호를 상기 무선통신칩(1111)으로 전송하면, 상기 제1 디지털 신호를 수신한 상기 무선통신칩(1111)은 상기 제1 안테나(1101)가 특정한 각도(예를 들어 50°)로 빔을 형성하도록 제1 위상 변위기(1113)의 위상을 조절할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선통신칩(1111)은 상기 제어 신호에 기반하여 상기 제2 위상 변위기(1115)를 제어하여 상기 제2 안테나(1103)가 상기 제2 방향으로 빔포밍을 수행하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 모뎀(1121)이 특정 비트의 제2 디지털 신호를 상기 무선통신칩(1111)으로 전송하면, 상기 제2 디지털 신호를 수신한 상기 무선통신칩(1111)은 상기 제2 안테나(1103)가 특정한 각도(예를 들어 70°)로 빔을 형성하도록 제2 위상 변위기(1115)의 위상을 조절할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선통신칩(1111)은 로컬 주파수(local frequency) 신호와 중간 주파수(intermediate frequency) 신호에 기반하여 무선 주파수 성분을 생성하는 믹서(1117)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 무선통신칩(1111)은 제1 안테나(1101) 또는 제2 안테나(1103)로부터 수신되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 ADC(analog to digital converter) 또는 모뎀(1121)으로부터 수신되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 DAC(digital to analog converter)를 포함할 수 있다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따라 무선통신칩 및 모뎀을 포함하는 안테나 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈은 제1 방향으로 향하는 제1 면과 상기 제1 방향과 기설정된 제1 각도를 형성하는 제2 방향으로 향하는 제2 면을 포함하는 연성인쇄회로기판(1201), 상기 제1 면의 일면에 배치되어 제3 방향으로 제1 방사영역을 형성하는 제1 안테나(1211), 상기 제2 면의 일면에 배치되어 제4 방향으로 제2 방사영역을 형성하는 제2 안테나(1221), 상기 연성인쇄회로기판(1201)의 타면에 배치되고 상기 제1 안테나(1211) 및 상기 제2 안테나(1221)로 무선 주파수(radio frequency) 신호를 공급하는 무선통신칩(1231) 및 상기 무선통신칩(1231)으로 무선 주파수를 생성하기 위한 베이스밴드 신호를 전송하는 모뎀(1241)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 모뎀(1241)은 상기 무선통신칩(1231)으로 빔포밍을 위한 제어 신호를 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 무선통신칩(1231)은 상기 제어 신호에 기반하여 특정 위상을 가지는 무선 주파수 신호를 상기 제1 안테나(1211) 및 상기 제2 안테나(1221)로 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선통신칩(1231)은 상기 제1 안테나(1211)에 대응되는 제1 위상 변위기와 상기 제2 안테나(1221)에 대응되는 제2 위상 변위기를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 무선통신칩(1231)은 상기 제어 신호에 기반하여 상기 제1 위상 변위기를 제어하여 상기 제1 안테나(1211)가 상기 제3 방향으로 빔포밍을 수행하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 모뎀(1241)이 특정 비트의 제1 디지털 신호를 상기 무선통신칩(1231)으로 전송하면, 상기 제1 디지털 신호를 수신한 상기 무선통신칩(1231)은 상기 제1 안테나(1211)가 특정한 각도(예를 들어 50°)로 빔을 형성하도록 제1 위상 변위기의 위상을 조절할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선통신칩(1231)은 상기 제어 신호에 기반하여 상기 제2 위상 변위기를 제어하여 상기 제2 안테나(1221)가 상기 제4 방향으로 빔포밍을 수행하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 모뎀(1241)이 특정 비트의 제2 디지털 신호를 상기 무선통신칩(1231)으로 전송하면, 상기 제2 디지털 신호를 수신한 상기 무선통신칩(1231)은 상기 제2 안테나(1121)가 특정한 각도(예를 들어 70°)로 빔을 형성하도록 제2 위상 변위기의 위상을 조절할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선통신칩(1231)은 로컬 주파수(local frequency) 신호와 중간 주파수(intermediate frequency) 신호에 기반하여 무선 주파수 성분을 생성하는 믹서를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 무선통신칩(1231)은 제1 안테나(1211) 또는 제2 안테나(1221)로부터 수신되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 ADC(analog to digital converter) 또는 모뎀(1241)으로부터 수신되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 DAC(digital to analog converter)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈은 제1 방향으로 향하는 제1 면과 상기 제1 방향과 기설정된 제1 각도를 형성하는 제2 방향으로 향하는 제2 면을 포함하는 연성인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB), 상기 제1 면의 일면에 배치되어 제3 방향으로 제1 방사영역을 형성하는 제1 안테나 및 상기 제2 면의 일면에 배치되어 제4 방향으로 제2 방사영역을 형성하는 제2 안테나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 방사영역의 적어도 일부 영역과 상기 제2 방사영역의 적어도 일부 영역은 서로 중첩되지 않을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈은 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나와 전기적으로 연결되어 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나를 통해 방사되는 전파의 방사 방향을 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 안테나가 상기 제1 방사영역으로 빔포밍을 수행하도록 제어하며, 상기 제어부는 상기 제2 안테나가 상기 제2 방사영역으로 빔포밍을 수행하도록 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈은 상기 제1 면의 타면에 배치되는 제1 급전 패드, 상기 연성인쇄회로기판 내에서 상기 제1 급전 패드와 상기 제1 안테나를 전기적으로 연결시키는 제1 급전 라인, 상기 제1 면의 타면에 배치되는 제2 급전 패드 및 상기 연성인쇄회로기판 내에서 상기 제2 급전 패드와 상기 제2 안테나를 전기적으로 연결시키는 제2 급전 라인을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈은 일면이 상기 제1 면의 타면과 기설정된 제1 길이만큼 이격되어 배치되며, 적어도 하나의 레이어가 적층되어 있는 인쇄회로기판, 상기 제1 급전 패드와 대응되는 상기 인쇄회로기판의 일면에 배치되는 제3 급전 패드 및 상기 제2 급전 패드와 대응되는 상기 인쇄회로기판의 일면에 배치되는 제2 급전 패드를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 길이는 상기 제1 안테나 또는 상기 제2 안테나를 통해 방사되는 전파의 파장에 기반하여 결정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 길이는 5um 이상이며 500um 이하일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈은 상기 인쇄회로기판의 타면에 배치되는 무선통신칩, 상기 인쇄회로기판 내에서 상기 무선통신칩과 상기 제3 급전 패드를 전기적으로 연결시키는 제3 급전 라인 및 상기 인쇄회로기판 내에서 상기 무선통신칩과 상기 제4 급전 패드를 전기적으로 연결시키는 제4 급전 라인을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈은 상기 연성인쇄회로기판의 제1면의 타면과 상기 인쇄회로기판의 일면 사이에 배치되어 상기 연성인쇄회로기판의 제1 면의 타면과 상기 인쇄회로기판의 일면 사이의 간격이 균일하게 유지되도록 하는 필름층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 필름층은 상기 연성인쇄회로기판의 제1 면의 타면과 상기 인쇄회로기판의일면이 서로 접착할 수 있도록 하는 접착층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈은 일면이 상기 제1 면의 타면과 기설정된 제2 길이만큼 이격되어 배치되는 무선통신칩, 상기 제1 급전 패드와 대응되는 상기 무선통신칩의 일면에 배치되는 제3 급전 패드 및 상기 제2 급전 패드와 대응되는 상기 무선통신칩의 일면에 배치되는 제4 급전 패드를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈은 상기 연성인쇄회로기판은 상단면에 배치되는 제1 레이어와 상기 제1 레이어의 아래에 배치되는 제2 레이어를 포함하고, 상기 제1 레이어에서 상기 제1 방향으로 향하는 상기 제1 면의 일면에 상기 제1 안테나가 배치되고, 상기 제2 방향으로 향하는 상기 제2 면의 일면에 상기 제2 안테나가 배치되며, 상기 제2 레이어에서 상기 제1 방향으로 향하는 제1 면의 일면에는 제3 안테나가 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈은 제3 방향으로 향하는 상기 연성인쇄회로기판의 제3 면의 일면에 배치되는 제3 안테나를 더 포함하고, 상기 제3 방향과 상기 제1 방향은 기설정된 제2 각도를 형성하고, 상기 제3 방향과 상기 제2 방향은 기설정된 제3 각도를 형성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 안테나 또는 상기 제2 안테나는 패치 안테나, 모노폴 안테나, 스파이럴(spiral) 안테나, 웨이브(wave) 안테나, 야기우다(yagiuda) 안테나, 루프(loop) 안테나, 비발디(vivaldi) 안테나, 홀로그래픽 안테나 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치는 제1방향으로 향하는 전면 부재, 상기 제1방향의 반대 방향인 제2방향으로 향하는 후면 부재, 상기 전면 부재와 상기 후면 부재 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재 및 상기 전면 부재, 상기 후면 부재 및 상기 측면 부재에 의해 형성되는 닫힌 공간에 배치되는 안테나 모듈을 포함하고, 상기 안테나 모듈은 상기 전면 부재와 마주하는 제1 면과 상기 측면 부재와 마주하는 제2 면을 포함하는 연성인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB), 상기 제1 면의 일면에 배치되어 제3 방향으로 제1 방사영역을 형성하는 제1 안테나 및 상기 제2 면의 일면에 배치되어 제4 방향으로 제2 방사영역을 형성하는 제2 안테나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 방사영역의 적어도 일부 영역과 상기 제2 방사영역의 적어도 일부 영역은 서로 중첩되지 않을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈은 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나와 전기적으로 연결되어 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나를 통해 방사되는 전파의 방사 방향을 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 안테나가 상기 제1 방사영역으로 빔포밍을 수행하도록 제어하며, 상기 제어부는 상기 제2 안테나가 상기 제2 방사영역으로 빔포밍을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 방사영역은 상기 전면 부재 또는 상기 후면 부재를 통해 전파가 방사되는 경우 형성되는 방사영역이고, 상기 제2 방사영역은 상기 측면 부재를 통해 전파가 방사되는 경우 형성되는 방사영역일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈은 상기 제1 면의 타면에 배치되는 제1 급전 패드, 상기 연성인쇄회로기판 내에서 상기 제1 급전 패드와 상기 제1 안테나를 전기적으로 연결시키는 제1 급전 라인, 상기 제1 면의 타면에 배치되는 제2 급전 패드 및 상기 연성인쇄회로기판 내에서 상기 제2 급전 패드와 상기 제2 안테나를 전기적으로 연결시키는 제2 급전 라인을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈은 일면이 상기 제1 면의 타면과 기설정된 제1 길이만큼 이격되어 배치되며, 적어도 하나의 레이어가 적층되어 있는 인쇄회로기판, 상기 제1 급전 패드와 대응되는 상기 인쇄회로기판의 일면에 배치되는 제3 급전 패드 및 상기 제2 급전 패드와 대응되는 상기 인쇄회로기판의 일면에 배치되는 제2 급전 패드를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 길이는 상기 제1 안테나 또는 상기 제2 안테나를 통해 방사되는 전파의 파장에 기반하여 결정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 길이는 5um 이상이며 500um 이하일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈은 상기 인쇄회로기판의 타면에 배치되는 무선통신칩, 상기 인쇄회로기판 내에서 상기 무선통신칩과 상기 제3 급전 패드를 전기적으로 연결시키는 제3 급전 라인 및 상기 인쇄회로기판 내에서 상기 무선통신칩과 상기 제4 급전 패드를 전기적으로 연결시키는 제4 급전 라인을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈은 상기 연성인쇄회로기판의 제1면의 타면과 상기 인쇄회로기판의 일면 사이에 배치되어 상기 연성인쇄회로기판의 제1 면의 타면과 상기 인쇄회로기판의 일면 사이의 간격이 균일하게 유지되도록 하는 필름층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 필름층은 상기 연성인쇄회로기판의 제1 면의 타면과 상기 인쇄회로기판의일면이 서로 접착할 수 있도록 하는 접착층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈은 일면이 상기 제1 면의 타면과 기설정된 제2 길이만큼 이격되어 배치되는 무선통신칩, 상기 제1 급전 패드와 대응되는 상기 무선통신칩의 일면에 배치되는 제3 급전 패드 및 상기 제2 급전 패드와 대응되는 상기 무선통신칩의 일면에 배치되는 제4 급전 패드를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 연성인쇄회로기판은 상단면에 배치되는 제1 레이어와 상기 제1 레이어의아래에 배치되는 제2 레이어를 포함하고 상기 제1 레이어에서 상기 제1 방향으로 형성되는 상기 제1 면의 일면에 상기 제1 안테나가 배치되고, 상기 제2 방향으로 형성되는 상기 제2 면의 일면에 상기 제2 안테나가 배치되며, 상기 제2 레이어에서 상기 제1 방향으로 형성되는 제1 면의 일면에는 제3 안테나가 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈은 제3 방향으로 형성되는 상기 연성인쇄회로기판의 제3 면의 일면에 배치되는 제3 안테나를 더 포함하고, 상기 제3 방향과 상기 제1 방향은 기설정된 제2 각도를 형성하고, 상기 제3 방향과 상기 제2 방향은 기설정된 제3 각도를 형성할 수 있ㄷ.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 안테나는 브로드사이드 안테나 어레이(broadside antenna array)를 포함하며, 상기 제2 안테나는 엔드파이어 안테나 어레이(endfire antenna array)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 안테나 또는 상기 제2 안테나는 패치 안테나, 모노폴 안테나, 스파이럴(spiral) 안테나, 웨이브(wave) 안테나, 야기우다(yagiuda) 안테나, 루프(loop) 안테나, 비발디(vivaldi) 안테나, 홀로그래픽 안테나 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈은 제1 방향으로 향하는 제1 면과 상기 제1 방향과 기설정된 제1 각도를 형성하는 제2 방향으로 향하는 제2 면을 포함하는 연성인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB), 상기 제1 면의 일면에 배치되어 제3 방향으로 제1 방사영역을 형성하는 제1 안테나, 상기 제2 면의 일면에 배치되어 제4 방향으로 제2 방사영역을 형성하는 제2 안테나, 상기 연성인쇄회로기판의 타면에 배치되고 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나로 무선 주파수(radio frequency) 신호를 공급하는 무선통신칩 및 상기 무선통신칩으로 베이스밴드 신호를 전송하는 모뎀을 포함하고, 상기 모뎀은 상기 무선통신칩으로 빔포밍을 위한 제어 신호를 전송하고, 상기 무선통신칩은 상기 제어 신호에 기반하여 무선 주파수 신호를 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나로 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선통신칩은 상기 제1 안테나에 대응되는 제1 위상 변위기 및 상기 제2 안테나에 대응되는 제2 위상 변위기를 포함하고 상기 무선통신칩은 상기 제어 신호에 기반하여 상기 제1 위상 변위기를 제어하여 상기 제1 안테나가 상기 제3 방향으로 빔포밍을 수행하도록 제어하며 상기 무선통신칩은 상기 제어 신호에 기반하여 상기 제2 위상 변위기를 제어하여 상기 제2 안테나가 상기 제4 방향으로 빔포밍을 수행하도록 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 모뎀은 상기 제1 위상 변위기로 상기 제1 안테나가 상기 제3 방향으로 빔포밍을 수행하도록 하는 제1 제어 신호를 전송하고, 상기 모뎀은 상기 제2 위상 변위기로 상기 제2 안테나가 상기 제4 방향으로 빔포밍을 수행하도록 하는 제2 제어 신호를 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선통신칩은 로컬 주파수(local frequency) 신호와 중간 주파수(intermediate frequency) 신호에 기반하여 무선 주파수 성분을 생성하는 믹서를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 방사영역의 적어도 일부 영역과 상기 제2 방사영역의 적어도 일부 영역은 서로 중첩되지 않을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈은 상기 제1 면의 타면에 배치되는 제1 급전 패드, 상기 연성인쇄회로기판 내에서 상기 제1 급전 패드와 상기 제1 안테나를 전기적으로 연결시키는 제1 급전 라인, 상기 제1 면의 타면에 배치되는 제2 급전 패드 및 상기 연성인쇄회로기판 내에서 상기 제2 급전 패드와 상기 제2 안테나를 전기적으로 연결시키는 제2 급전 라인을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈은 일면이 상기 제1 면의 타면과 기설정된 제1 길이만큼 이격되어 배치되며, 적어도 하나의 레이어가 적층되어 있는 인쇄회로기판, 상기 제1 급전 패드와 대응되는 상기 인쇄회로기판의 일면에 배치되는 제3 급전 패드 및 상기 제2 급전 패드와 대응되는 상기 인쇄회로기판의 일면에 배치되는 제2 급전 패드를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 길이는 상기 제1 안테나 또는 상기 제2 안테나를 통해 방사되는 전파의 파장에 기반하여 결정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 길이는 5um 이상이며 500um 이하일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선통신칩은 상기 인쇄회로기판의 타면에 배치되고, 상기 안테나 모듈은 상기 인쇄회로기판 내에서 상기 무선통신칩과 상기 제3 급전 패드를 전기적으로 연결시키는 제3 급전 라인 및 상기 인쇄회로기판 내에서 상기 무선통신칩과 상기 제4 급전 패드를 전기적으로 연결시키는 제4 급전 라인을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈은 상기 연성인쇄회로기판의 제1면의 타면과 상기 인쇄회로기판의 일면 사이에 배치되어 상기 연성인쇄회로기판의 제1 면의 타면과 상기 인쇄회로기판의 일면 사이의 간격이 균일하게 유지되도록 하는 필름층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 필름층은 상기 연성인쇄회로기판의 제1 면의 타면과 상기 인쇄회로기판의일면이 서로 접착할 수 있도록 하는 접착층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 무선통신칩은 일면이 상기 제1 면의 타면과 기설정된 제2 길이만큼 이격되도록 배치되고 상기 안테나 모듈은 상기 제1 급전 패드와 대응되는 상기 무선통신칩의 일면에 배치되는 제3 급전 패드 및 상기 제2 급전 패드와 대응되는 상기 무선통신칩의 일면에 배치되는 제4 급전 패드를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 연성인쇄회로기판은 상단면에 배치되는 제1 레이어와 상기 제1 레이어의아래에 배치되는 제2 레이어를 포함하고, 상기 제1 레이어에서 상기 제1 방향으로 향하는 상기 제1 면의 일면에 상기 제1 안테나가 배치되고, 상기 제2 방향으로 향하는 상기 제2 면의 일면에 상기 제2 안테나가 배치되며, 상기 제2 레이어에서 상기 제1 방향으로 향하는 제1 면의 일면에는 제3 안테나가 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈은 제3 방향으로 향하는 상기 연성인쇄회로기판의 제3 면의 일면에 배치되는 제3 안테나를 더 포함하고, 상기 제3 방향과 상기 제1 방향은 기설정된 제2 각도를 형성하고, 상기 제3 방향과 상기 제2 방향은 기설정된 제3 각도를 형성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 안테나 또는 상기 제2 안테나는 패치 안테나, 모노폴 안테나, 스파이럴(spiral) 안테나, 웨이브(wave) 안테나, 야기우다(yagiuda) 안테나, 루프(loop) 안테나, 비발디(vivaldi) 안테나, 홀로그래픽 안테나 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예컨대, 본 발명에서 제안하는 방법들의 일부분들이 서로 조합되어 기지국과 단말이 운용될 수 있다.
Claims (46)
- 무선 통신 시스템의 안테나 모듈에 있어서,
제1 방향으로 향하는 제1 면과 상기 제1 방향과 기설정된 제1 각도를 형성하는 제2 방향으로 향하는 제2 면을 포함하는 연성인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB);
상기 제1 면의 일면에 배치되어 제3 방향으로 제1 방사영역을 형성하는 제1 안테나; 및
상기 제2 면의 일면에 배치되어 제4 방향으로 제2 방사영역을 형성하는 제2 안테나를 포함하는,
안테나 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 제1 방사영역의 적어도 일부 영역과 상기 제2 방사영역의 적어도 일부 영역은 서로 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는,
안테나 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나와 전기적으로 연결되어 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나를 통해 방사되는 전파의 방사 방향을 제어하는 제어부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제1 안테나가 상기 제1 방사영역으로 빔포밍을 수행하도록 제어하며, 상기 제어부는 상기 제2 안테나가 상기 제2 방사영역으로 빔포밍을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는,
안테나 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 제1 면의 타면에 배치되는 제1 급전 패드;
상기 연성인쇄회로기판 내에서 상기 제1 급전 패드와 상기 제1 안테나를 전기적으로 연결시키는 제1 급전 라인;
상기 제1 면의 타면에 배치되는 제2 급전 패드; 및
상기 연성인쇄회로기판 내에서 상기 제2 급전 패드와 상기 제2 안테나를 전기적으로 연결시키는 제2 급전 라인을 더 포함하는,
안테나 모듈. - 제4항에 있어서,
일면이 상기 제1 면의 타면과 기설정된 제1 길이만큼 이격되어 배치되며, 적어도 하나의 레이어가 적층되어 있는 인쇄회로기판;
상기 제1 급전 패드와 대응되는 상기 인쇄회로기판의 일면에 배치되는 제3 급전 패드; 및
상기 제2 급전 패드와 대응되는 상기 인쇄회로기판의 일면에 배치되는 제2 급전 패드를 더 포함하는,
안테나 모듈. - 제5항에 있어서,
상기 제1 길이는 상기 제1 안테나 또는 상기 제2 안테나를 통해 방사되는 전파의 파장에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는,
안테나 모듈. - 제5항에 있어서,
상기 제1 길이는 5um 이상이며 500um 이하인 것을 특징으로 하는,
안테나 모듈. - 제5항에 있어서,
상기 인쇄회로기판의 타면에 배치되는 무선통신칩;
상기 인쇄회로기판 내에서 상기 무선통신칩과 상기 제3 급전 패드를 전기적으로 연결시키는 제3 급전 라인; 및
상기 인쇄회로기판 내에서 상기 무선통신칩과 상기 제4 급전 패드를 전기적으로 연결시키는 제4 급전 라인을 더 포함하는,
안테나 모듈. - 제5항에 있어서,
상기 연성인쇄회로기판의 제1면의 타면과 상기 인쇄회로기판의 일면 사이에 배치되어 상기 연성인쇄회로기판의 제1 면의 타면과 상기 인쇄회로기판의 일면 사이의 간격이 균일하게 유지되도록 하는 필름층을 더 포함하는,
안테나 모듈. - 제9항에 있어서,
상기 필름층은 상기 연성인쇄회로기판의 제1 면의 타면과 상기 인쇄회로기판의일면이 서로 접착할 수 있도록 하는 접착층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
안테나 모듈. - 제4항에 있어서,
일면이 상기 제1 면의 타면과 기설정된 제2 길이만큼 이격되어 배치되는 무선통신칩;
상기 제1 급전 패드와 대응되는 상기 무선통신칩의 일면에 배치되는 제3 급전 패드; 및
상기 제2 급전 패드와 대응되는 상기 무선통신칩의 일면에 배치되는 제4 급전 패드를 더 포함하는,
안테나 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 연성인쇄회로기판은 상단면에 배치되는 제1 레이어와 상기 제1 레이어의아래에 배치되는 제2 레이어를 포함하고,
상기 제1 레이어에서 상기 제1 방향으로 향하는 상기 제1 면의 일면에 상기 제1 안테나가 배치되고, 상기 제2 방향으로 향하는 상기 제2 면의 일면에 상기 제2 안테나가 배치되며, 상기 제2 레이어에서 상기 제1 방향으로 향하는 제1 면의 일면에는 제3 안테나가 배치되는 것을 특징으로 하는,
안테나 모듈. - 제1항에 있어서,
제3 방향으로 향하는 상기 연성인쇄회로기판의 제3 면의 일면에 배치되는 제3 안테나를 더 포함하고,
상기 제3 방향과 상기 제1 방향은 기설정된 제2 각도를 형성하고, 상기 제3 방향과 상기 제2 방향은 기설정된 제3 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는,
안테나 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 제1 안테나 또는 상기 제2 안테나는 패치 안테나, 모노폴 안테나, 스파이럴(spiral) 안테나, 웨이브(wave) 안테나, 야기우다(yagiuda) 안테나, 루프(loop) 안테나, 비발디(vivaldi) 안테나, 홀로그래픽 안테나 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는,
안테나 모듈. - 안테나 모듈을 포함하는 전자 장치에 있어서,
제1방향으로 향하는 전면 부재;
상기 제1방향의 반대 방향인 제2방향으로 향하는 후면 부재;
상기 전면 부재와 상기 후면 부재 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재; 및
상기 전면 부재, 상기 후면 부재 및 상기 측면 부재에 의해 형성되는 닫힌 공간에 배치되는 안테나 모듈을 포함하고,
상기 안테나 모듈은,
상기 전면 부재와 마주하는 제1 면과 상기 측면 부재와 마주하는 제2 면을 포함하는 연성인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB);
상기 제1 면의 일면에 배치되어 제3 방향으로 제1 방사영역을 형성하는 제1 안테나; 및
상기 제2 면의 일면에 배치되어 제4 방향으로 제2 방사영역을 형성하는 제2 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는,
전자 장치. - 제15항에 있어서,
상기 제1 방사영역의 적어도 일부 영역과 상기 제2 방사영역의 적어도 일부 영역은 서로 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는,
전자 장치. - 제15항에 있어서,
상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나와 전기적으로 연결되어 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나를 통해 방사되는 전파의 방사 방향을 제어하는 제어부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제1 안테나가 상기 제1 방사영역으로 빔포밍을 수행하도록 제어하며, 상기 제어부는 상기 제2 안테나가 상기 제2 방사영역으로 빔포밍을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는,
전자 장치. - 제15항에 있어서,
상기 제1 방사영역은 상기 전면 부재 또는 상기 후면 부재를 통해 전파가 방사되는 경우 형성되는 방사영역이고, 상기 제2 방사영역은 상기 측면 부재를 통해 전파가 방사되는 경우 형성되는 방사영역인 것을 특징으로 하는,
전자 장치. - 제15항에 있어서,
상기 안테나 모듈은,
상기 제1 면의 타면에 배치되는 제1 급전 패드;
상기 연성인쇄회로기판 내에서 상기 제1 급전 패드와 상기 제1 안테나를 전기적으로 연결시키는 제1 급전 라인;
상기 제1 면의 타면에 배치되는 제2 급전 패드; 및
상기 연성인쇄회로기판 내에서 상기 제2 급전 패드와 상기 제2 안테나를 전기적으로 연결시키는 제2 급전 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
전자 장치. - 제19항에 있어서,
상기 안테나 모듈은,
일면이 상기 제1 면의 타면과 기설정된 제1 길이만큼 이격되어 배치되며, 적어도 하나의 레이어가 적층되어 있는 인쇄회로기판;
상기 제1 급전 패드와 대응되는 상기 인쇄회로기판의 일면에 배치되는 제3 급전 패드; 및
상기 제2 급전 패드와 대응되는 상기 인쇄회로기판의 일면에 배치되는 제2 급전 패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
전자 장치. - 제20항에 있어서,
상기 제1 길이는 상기 제1 안테나 또는 상기 제2 안테나를 통해 방사되는 전파의 파장에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는,
전자 장치. - 제20항에 있어서,
상기 제1 길이는 5um 이상이며 500um 이하인 것을 특징으로 하는,
전자 장치. - 제20항에 있어서,
상기 안테나 모듈은,
상기 인쇄회로기판의 타면에 배치되는 무선통신칩;
상기 인쇄회로기판 내에서 상기 무선통신칩과 상기 제3 급전 패드를 전기적으로 연결시키는 제3 급전 라인; 및
상기 인쇄회로기판 내에서 상기 무선통신칩과 상기 제4 급전 패드를 전기적으로 연결시키는 제4 급전 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
전자 장치. - 제20항에 있어서,
상기 안테나 모듈은,
상기 연성인쇄회로기판의 제1면의 타면과 상기 인쇄회로기판의 일면 사이에 배치되어 상기 연성인쇄회로기판의 제1 면의 타면과 상기 인쇄회로기판의 일면 사이의 간격이 균일하게 유지되도록 하는 필름층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
전자 장치. - 제24항에 있어서,
상기 필름층은 상기 연성인쇄회로기판의 제1 면의 타면과 상기 인쇄회로기판의일면이 서로 접착할 수 있도록 하는 접착층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
전자 장치. - 제19항에 있어서,
상기 안테나 모듈은,
일면이 상기 제1 면의 타면과 기설정된 제2 길이만큼 이격되어 배치되는 무선통신칩;
상기 제1 급전 패드와 대응되는 상기 무선통신칩의 일면에 배치되는 제3 급전 패드; 및
상기 제2 급전 패드와 대응되는 상기 무선통신칩의 일면에 배치되는 제4 급전 패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
전자 장치. - 제15항에 있어서,
상기 연성인쇄회로기판은 상단면에 배치되는 제1 레이어와 상기 제1 레이어의아래에 배치되는 제2 레이어를 포함하고,
상기 제1 레이어에서 상기 제1 방향으로 형성되는 상기 제1 면의 일면에 상기 제1 안테나가 배치되고, 상기 제2 방향으로 형성되는 상기 제2 면의 일면에 상기 제2 안테나가 배치되며, 상기 제2 레이어에서 상기 제1 방향으로 형성되는 제1 면의 일면에는 제3 안테나가 배치되는 것을 특징으로 하는,
전자 장치. - 제15항에 있어서,
상기 안테나 모듈은 제3 방향으로 형성되는 상기 연성인쇄회로기판의 제3 면의 일면에 배치되는 제3 안테나를 더 포함하고,
상기 제3 방향과 상기 제1 방향은 기설정된 제2 각도를 형성하고, 상기 제3 방향과 상기 제2 방향은 기설정된 제3 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는,
전자 장치. - 제15항에 있어서,
상기 제1 안테나는 브로드사이드 안테나 어레이(broadside antenna array)를 포함하며, 상기 제2 안테나는 엔드파이어 안테나 어레이(endfire antenna array)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
전자 장치. - 제15항에 있어서,
상기 제1 안테나 또는 상기 제2 안테나는 패치 안테나, 모노폴 안테나, 스파이럴(spiral) 안테나, 웨이브(wave) 안테나, 야기우다(yagiuda) 안테나, 루프(loop) 안테나, 비발디(vivaldi) 안테나, 홀로그래픽 안테나 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는,
전자 장치. - 무선 통신 시스템의 안테나 모듈에 있어서,
제1 방향으로 향하는 제1 면과 상기 제1 방향과 기설정된 제1 각도를 형성하는 제2 방향으로 향하는 제2 면을 포함하는 연성인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB);
상기 제1 면의 일면에 배치되어 제3 방향으로 제1 방사영역을 형성하는 제1 안테나;
상기 제2 면의 일면에 배치되어 제4 방향으로 제2 방사영역을 형성하는 제2 안테나;
상기 연성인쇄회로기판의 타면에 배치되고 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나로 무선 주파수(radio frequency) 신호를 공급하는 무선통신칩; 및
상기 무선통신칩으로 베이스밴드 신호를 전송하는 모뎀을 포함하고,
상기 모뎀은 상기 무선통신칩으로 빔포밍을 위한 제어 신호를 전송하고, 상기 무선통신칩은 상기 제어 신호에 기반하여 무선 주파수 신호를 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나로 전송하는 것을 특징으로 하는,
안테나 모듈. - 제31항에 있어서,
상기 무선통신칩은 상기 제1 안테나에 대응되는 제1 위상 변위기 및 상기 제2 안테나에 대응되는 제2 위상 변위기를 포함하고,
상기 무선통신칩은 상기 제어 신호에 기반하여 상기 제1 위상 변위기를 제어하여 상기 제1 안테나가 상기 제3 방향으로 빔포밍을 수행하도록 제어하며,
상기 무선통신칩은 상기 제어 신호에 기반하여 상기 제2 위상 변위기를 제어하여 상기 제2 안테나가 상기 제4 방향으로 빔포밍을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는,
안테나 모듈. - 제32항에 있어서,
상기 모뎀은 상기 제1 위상 변위기로 상기 제1 안테나가 상기 제3 방향으로 빔포밍을 수행하도록 하는 제1 제어 신호를 전송하고,
상기 모뎀은 상기 제2 위상 변위기로 상기 제2 안테나가 상기 제4 방향으로 빔포밍을 수행하도록 하는 제2 제어 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는,
안테나 모듈. - 제31항에 있어서,
상기 무선통신칩은 로컬 주파수(local frequency) 신호와 중간 주파수(intermediate frequency) 신호에 기반하여 무선 주파수 성분을 생성하는 믹서를 포함하는 것을 특징으로 하는,
안테나 모듈. - 제31항에 있어서,
상기 제1 방사영역의 적어도 일부 영역과 상기 제2 방사영역의 적어도 일부 영역은 서로 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는,
안테나 모듈. - 제31항에 있어서,
상기 제1 면의 타면에 배치되는 제1 급전 패드;
상기 연성인쇄회로기판 내에서 상기 제1 급전 패드와 상기 제1 안테나를 전기적으로 연결시키는 제1 급전 라인;
상기 제1 면의 타면에 배치되는 제2 급전 패드; 및
상기 연성인쇄회로기판 내에서 상기 제2 급전 패드와 상기 제2 안테나를 전기적으로 연결시키는 제2 급전 라인을 더 포함하는,
안테나 모듈. - 제36항에 있어서,
일면이 상기 제1 면의 타면과 기설정된 제1 길이만큼 이격되어 배치되며, 적어도 하나의 레이어가 적층되어 있는 인쇄회로기판;
상기 제1 급전 패드와 대응되는 상기 인쇄회로기판의 일면에 배치되는 제3 급전 패드; 및
상기 제2 급전 패드와 대응되는 상기 인쇄회로기판의 일면에 배치되는 제2 급전 패드를 더 포함하는,
안테나 모듈. - 제37항에 있어서,
상기 제1 길이는 상기 제1 안테나 또는 상기 제2 안테나를 통해 방사되는 전파의 파장에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는,
안테나 모듈. - 제37항에 있어서,
상기 제1 길이는 5um 이상이며 500um 이하인 것을 특징으로 하는,
안테나 모듈. - 제37항에 있어서,
상기 무선통신칩은 상기 인쇄회로기판의 타면에 배치되고,
상기 안테나 모듈은,
상기 인쇄회로기판 내에서 상기 무선통신칩과 상기 제3 급전 패드를 전기적으로 연결시키는 제3 급전 라인; 및
상기 인쇄회로기판 내에서 상기 무선통신칩과 상기 제4 급전 패드를 전기적으로 연결시키는 제4 급전 라인을 더 포함하는,
안테나 모듈. - 제37항에 있어서,
상기 연성인쇄회로기판의 제1면의 타면과 상기 인쇄회로기판의 일면 사이에 배치되어 상기 연성인쇄회로기판의 제1 면의 타면과 상기 인쇄회로기판의 일면 사이의 간격이 균일하게 유지되도록 하는 필름층을 더 포함하는,
안테나 모듈. - 제41항에 있어서,
상기 필름층은 상기 연성인쇄회로기판의 제1 면의 타면과 상기 인쇄회로기판의일면이 서로 접착할 수 있도록 하는 접착층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
안테나 모듈. - 제36항에 있어서,
상기 무선통신칩은 일면이 상기 제1 면의 타면과 기설정된 제2 길이만큼 이격되도록 배치되고,
상기 안테나 모듈은,
상기 제1 급전 패드와 대응되는 상기 무선통신칩의 일면에 배치되는 제3 급전 패드; 및
상기 제2 급전 패드와 대응되는 상기 무선통신칩의 일면에 배치되는 제4 급전 패드를 더 포함하는,
안테나 모듈. - 제31항에 있어서,
상기 연성인쇄회로기판은 상단면에 배치되는 제1 레이어와 상기 제1 레이어의아래에 배치되는 제2 레이어를 포함하고,
상기 제1 레이어에서 상기 제1 방향으로 향하는 상기 제1 면의 일면에 상기 제1 안테나가 배치되고, 상기 제2 방향으로 향하는 상기 제2 면의 일면에 상기 제2 안테나가 배치되며, 상기 제2 레이어에서 상기 제1 방향으로 향하는 제1 면의 일면에는 제3 안테나가 배치되는 것을 특징으로 하는,
안테나 모듈. - 제31항에 있어서,
제3 방향으로 향하는 상기 연성인쇄회로기판의 제3 면의 일면에 배치되는 제3 안테나를 더 포함하고,
상기 제3 방향과 상기 제1 방향은 기설정된 제2 각도를 형성하고, 상기 제3 방향과 상기 제2 방향은 기설정된 제3 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는,
안테나 모듈. - 제31항에 있어서,
상기 제1 안테나 또는 상기 제2 안테나는 패치 안테나, 모노폴 안테나, 스파이럴(spiral) 안테나, 웨이브(wave) 안테나, 야기우다(yagiuda) 안테나, 루프(loop) 안테나, 비발디(vivaldi) 안테나, 홀로그래픽 안테나 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는,
안테나 모듈.
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