KR20210001607A

KR20210001607A - 안테나 구조 및 이를 포함하는 전자 장치

Info

Publication number: KR20210001607A
Application number: KR1020190077930A
Authority: KR
Inventors: 신동식; 김영섭; 최승호; 박정민; 정종욱; 김종화; 이영주
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2019-06-28
Publication date: 2021-01-06
Also published as: EP3970234A4; WO2020263060A1; CN114041242A; EP3970234A1; US10965031B2; US11552400B2; US20200411992A1; US20210218141A1

Abstract

본 개시는 LTE(Long Term Evolution)와 같은 4G(4^th generation) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G(5^th generation) 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템의 이중 편파(dual polarization)를 위한 안테나 모듈은 안테나 기판(substrate); 상기 안테나 기판 상에서 배치되는 제1 편파를 위한 제1 안테나 엘리멘트; 상기 안테나 기판 상에서 배치되는 제2 편파를 위한 제2 안테나 엘리멘트; 상기 안테나 기판 상에 배치되고, 제1 안테나 엘리멘트 및 제2 안테나 엘리멘트와 전기적으로 연결되는 커플링 패치(coupling patch); 및 상기 커플링 패치로부터 전달되는 신호를 방사하기 위한 방사 패치(radiating patch)를 포함하고, 상기 안테나 모듈은, 상기 방사 패치의 일 면의 적어도 하나의 영역이 상기 방사 패치와 상기 커플링 패치 사이를 연결하도록 절곡되는 지지 구조(structure)를 포함할 수 있다.

Description

안테나 구조 및 이를 포함하는 전자 장치{ANTENNA STURCTURE AND ELECTRONIC DEVICE INCLUDING THE SAME}

후술되는 다양한 실시 예들은 안테나 구조(antenna structure) 및 이를 포함하는 전자 장치(electronic device)에 관한 것이다.

4G(4^th generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5^th generation) 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(Long Term Evolution) 시스템 이후(Post LTE) 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 Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude Modulation) 및 SWSC(Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(Non Orthogonal Multiple Access), 및 SCMA(Sparse Code Multiple Access) 등이 개발되고 있다.

편파 다이버시티를 위해 2개의 안테나 소자들로 구성되는 이중 편파 안테나가 이용된다. 통신 성능을 높이기 위해, 이중 편파 안테나에서 CPR(cross polarization ratio)의 성능 개선이 요구되고 있다.

상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 안테나(antenna)의 방사 패치(radiating patch)와 커플링 패치(coupling patch) 간 연결을 위한 구조 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공한다.

또한, 본 개시는 금속 방사 패치의 적어도 일 면의 절곡 구조(bending)를 통해, SMR가 가능한 금속과 금속 간 접촉 구조 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공한다.

또한, 본 개시는 금속 방사 패치의 적어도 일 면의 절곡 구조(bending)를 통해 두 안테나 포트들 간 대칭성을 충족시킴으로써, 개선된 CPR 성능을 갖는 안테나 구조 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공한다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템의 이중 편파(dual polarization)를 위한 안테나 모듈은 안테나 기판(substrate); 상기 안테나 기판 상에서 배치되는 제1 편파를 위한 제1 안테나 엘리멘트; 상기 안테나 기판 상에서 배치되는 제2 편파를 위한 제2 안테나 엘리멘트; 상기 안테나 기판 상에 배치되고, 제1 안테나 엘리멘트 및 제2 안테나 엘리멘트와 전기적으로 연결되는 커플링 패치(coupling patch); 및 상기 커플링 패치로부터 전달되는 신호를 방사하기 위한 방사 패치(radiating patch)를 포함하고, 상기 안테나 모듈은, 상기 방사 패치의 일 면의 적어도 하나의 영역이 상기 방사 패치와 상기 커플링 패치 사이를 연결하도록 절곡되는 지지 구조(structure)를 포함할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면,무선 통신 시스템의 이중 편파(dual polarization)를 위한 전자 장치는 적어도 하나의 프로세서와, 적어도 하나의 송수신부와, 복수의 안테나 모듈들을 포함하고, 상기 복수의 안테나 모듈들 각각은 안테나 기판(substrate); 제1 편파를 위한 제1 안테나 엘리멘트; 제2 편파를 위한 제2 안테나 엘리멘트; 커플링 패치(coupling patch); 및 방사 패치(radiating patch)를 포함하고, 상기 복수의 안테나 모듈들 중에서 안테나 모듈은, 방사 패치의 일 면의 적어도 하나의 영역이 상기 방사 패치와 상기 방사 패치에 대응하는 커플링 패치 사이를 연결하도록 절곡되는 지지 구조(structure)를 포함할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은, 방사 패치(radiating patch)의 절곡 구조를 통해 방사 패치 및 커플링 패치(coupling patch)가 연결되는 구조를 통해, CPR 성능을 확보함과 동시에 생산 비용의 감소를 제공할 수 있게 한다.

본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치의 예를 도시한다.
도 2a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 CPR(cross polarization ratio)을 설명하기 위한 안테나 방사 패턴(pattern)의 예를 도시한다.
도 2b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 교차 편파 분리도(cross polarization discrimination, XPD) 별 SNR(Signal-to-noise ratio)과 BER(bit-error rate) 간의 관계를 나타내는 그래프의 예를 도시한다.
도 3a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방사 패치의 절곡 구조(bending structure)를 포함하는 안테나 모듈의 예를 도시한다.
도 3b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방사 패치의 평면도의 예를 도시한다.
도 3c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방사 패치의 절곡 구조의 정면도의 예를 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방사 패치의 절곡 구조를 포함하는 안테나 모듈의 다른 예를 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 대칭성(symmetry)과 CPR 간의 관계의 예를 도시한다.
도 6는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방사 패치의 절곡 구조를 포함하는 안테나 모듈의 CPR 향상의 예를 도시한다
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방사 패치의 절곡 구조의 위치에 따른 CPR 성능 변화의 예를 도시한다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방사 패치의 절곡 구조의 위치에 따른 CPR 성능 변화의 다른 예를 도시한다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방사 패치의 절곡 구조를 포함하는 안테나 모듈의 CPR 성능 향상의 예를 도시한다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방사 패치의 절곡 구조를 포함하는 안테나 모듈의 CPR 성능 향상의 다른 예를 도시한다.

본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.

이하 본 개시는 무선 통신 시스템을 위한 안테나 구조 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 이중 편파 안테나(dual-polarized antenna)에서, 방사 패치의 적어도 하나의 면을 커팅 및 절곡시킴으로써(bending)(혹은 폴딩(fodling)), 이중 편파 안테나에 대한 CPR 성능을 개선시키고, 성능/공간적/비용적 측면에서 효율적인 안테나 구조를 형성하기 위한 기술을 설명한다. 특히, Massive MIMO 기술을 통해 점점 보다 훨씬 더 많은 수의 안테나를 갖는 장비가 사용될 것으로 예상되므로, 높은 CPR 성능과 함께 제조 시간, 생산 비용 측면에서 보다 효율적인 안테나 설계가 요구된다.

이하 설명에서 사용되는 전자 장치의 부품을 지칭하는 용어(예: 기판, PCB(print circuit board), FPCB(flexible PCB), 모듈, 안테나, 안테나 소자, 회로, 프로세서, 칩, 구성요소, 기기), 부품의 형상을 지칭하는 용어(예: 구조체, 구조물, 지지부, 접촉부, 돌출부, 개구부), 구조체들 간 연결부를 지칭하는 용어(예: 연결부, 접촉부, 지지부, 컨택 구조체, 도전성 부재, 조립체(assembly)), 회로를 지칭하는 용어(예: PCB, FPCB, 신호선, 급전선(feeding line), 데이터 라인(data line), RF 신호 선, 안테나 선, RF 경로, RF 모듈, RF 회로) 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다. 또한, 이하 사용되는 '...부', '...기', '...물', '...체' 등의 용어는 적어도 하나의 형상 구조를 의미하거나 또는 기능을 처리하는 단위를 의미할 수 있다.

도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치의 예를 도시한다. 도 1의 무선 통신 환경(100)은 무선 채널을 이용하는 노드(node)들의 일부로서, 통신 노드(110)와 단말(120)을 예시한다. 일 예로, 통신 노드(110)는 기지국과 전기적 연결되거나, 기지국 상에 구현될 수 있다.

기지국은 단말(120)에게 무선 접속을 제공하는 네트워크 인프라스트럭쳐(infrastructure)이다. 기지국은 신호를 송신할 수 있는 거리에 기초하여 일정한 지리적 영역으로 정의되는 커버리지(coverage)를 가진다. 기지국은 기지국(base station) 외에 '액세스 포인트(access point, AP)', '이노드비(eNodeB, eNB)', '5G 노드(5th generation node)', '5G 노드비(5G NodeB, NB)', '무선 포인트(wireless point)', '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)', '액세스 유닛(access unit)','분산 유닛(distributed unit, DU)', '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)','무선 유닛(radio unit, RU), 원격 무선 장비(remote radio head, RRH) 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다. 기지국은 하향링크 신호를 송신하거나 상향링크 신호를 수신할 수 있다.

단말(120)은 사용자에 의해 사용되는 장치로서, 기지국과 무선 채널을 통해 통신을 수행한다. 경우에 따라, 단말(120)은 사용자의 관여 없이 운영될 수 있다. 즉, 단말(120)은 기계 타입 통신(machine type communication, MTC)을 수행하는 장치로서, 사용자에 의해 휴대되지 아니할 수 있다. 단말(120)은 단말(terminal) 외 '사용자 장비(user equipment, UE)', '이동국(mobile station)', '가입자국(subscriber station)', '고객 댁내 장치'(customer premises equipment, CPE), '원격 단말(remote terminal)', '무선 단말(wireless terminal)', '전자 장치(electronic device)', 또는 '차량(vehicle)용 단말', '사용자 장치(user device)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.

통신 성능을 높이기 위해 무선 통신을 수행하는 장비의 안테나(또는 안테나 소자(antenna element))들의 개수는 증가하고 있다. 또한, 안테나 소자를 통해 수신되거나 송신되는 RF 신호를 처리하기 위한 RF 부품, 구성요소들(components)의 개수도 증가하게 되어 통신 장비를 구성함에 있어 통신 성능을 충족하면서 공간적 이득, 비용적 효율이 필수적으로 요구된다. 이러한 요구사항들을 충족시키기 위하여, 이중 편파 안테나(dual-polarized antenna)가 이용되고 있다. 서로 다른 편파의 신호들 간 채널 상 독립성이 충족될수록, 편파 다이버시티 및 이에 따른 신호 이득이 증가할 수 있다. 이에 따라, 이중 편파 안테나에서 CPR(cross polarization ratio)의 개선은 필수적으로 요구되고 있다.

이하, 본 개시의 연결 구조 및 이를 포함하는 전자 장치를 설명하기 위해, 기지국과 연결되는 무선 장비(예: MMU(massive MIMO unit))의 구성요소들을 예로 서술하나, 본 개시의 다양한 실시 예들은 이에 한정되지 않는다. 본 개시의 연결 구조 및 이를 포함하는 전자 장치는 도 1의 단말(120), 기타 신호 처리를 위한 통신 부품들의 안정적인 연결 구조를 요구하는 장비에 적용될 수 있음은 물론이다.

도 1을 참고하면, 통신 노드 (110)의 예시적인 기능적 구성이 도시된다. 통신 노드(110)은 안테나부(111), 필터부(112), RF(radio frequency) 처리부(113), 제어부(114)를 포함할 수 있다.

안테나부(111)는 다수의 안테나들을 포함할 수 있다. 안테나는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 안테나는 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함할 수 있다. 안테나는 상향 변환된 신호를 무선 채널 상에서 방사하거나 다른 장치가 방사한 신호를 획득할 수 있다. 각 안테나는 안테나 엘리멘트 또는 안테나 소자로 지칭될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 안테나부(111)는 복수의 안테나 엘리멘트들이 열(array)을 이루는 안테나 어레이(antenna array)를 포함할 수 있다. 안테나부(111)는 RF 신호선들을 통해 필터부(112)와 전기적으로 연결될 수 있다. 안테나부(111)는 다수의 안테나 엘리멘트들을 포함하는 PCB에 실장될 수 있다. PCB는 각 안테나 엘리멘트와 필터부(112)의 필터를 연결하는 복수의 RF 신호선들을 포함할 수 있다. 이러한 RF 신호선들은 급전 네트워크(feeding network)로 지칭될 수 있다. 안테나부(111)는 수신된 신호를 필터부(112)에 제공하거나 필터부(112)로부터 제공된 신호를 공기중으로 방사할 수 있다.

다양한 실시 예들에 따른 안테나부(111)는 이중 편파 안테나를 갖는 적어도 하나의 안테나 모듈을 포함할 수 있다. 이중 편파 안테나는 일 예로, 크로스-폴(x-pol) 안테나일 수 있다. 이중 편파 안테나는 서로 다른 편파에 대응하는 2개의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이중 편파 안테나는 +45°의 편파를 갖는 제1 안테나 엘리멘트와 -45°의 편파를 갖는 제2 안테나 엘리멘트를 포함할 수 있다. 각 안테나 엘리멘트는 급전선(feeding line)과 연결되고, 후술되는 필터부(112), RF 처리부(113), 제어부(114)와 전기적으로 연결될 수 있다.

다양한 실시 예들에 따를 때, 이중 편파 안테나는 패치 안테나(혹은 마이크로스트립 안테나(microstrip antenna))일 수 있다. 이중 편파 안테나는 패치 안테나의 형태를 가짐으로써, 배열 안테나로의 구현 및 집적이 용이할 수 있다. 서로 다른 편파를 갖는 두 개의 신호들이 각 안테나 포트에 입력될 수 있다. 각 안테나 포트는 안테나 엘리멘트에 대응한다. 높은 효율을 위하여, 서로 다른 편파를 갖는 두 개의 신호들 간 코-폴(co-pol) 특성과 크로스-폴(cross-pol) 특성과의 관계를 최적화 시킬 것이 요구된다. 이중 편파 안테나에서, 코-폴 특성은 특정 편파 성분에 대한 특성 및 크로스-폴 특성은 상기 특정 편파 성분과 다른 편파 성분에 대한 특성을 나타낸다.

필터부(112)는 원하는 주파수의 신호를 전달하기 위해, 필터링을 수행할 수 있다. 필터부(112)는 공진(resonance)를 형성함으로써 주파수를 선택적으로 식별하기 위한 기능을 수행할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 필터부(112)는 구조적으로 유전체를 포함하는 공동(cavity)을 통해 공진을 형성할 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에서 필터부(112)는 인덕턴스 또는 캐패시턴스를 형성하는 소자들을 통해 공진을 형성할 수 있다. 필터부(112)는 대역 통과 필터(band pass filter), 저역 통과 필터(low pass filter), 고역 통과 필터(high pass filter), 또는 대역 제거 필터(band reject filter) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 즉, 필터부(112)는 송신을 위한 주파수 대역 또는 수신을 위한 주파수 대역의 신호를 얻기 위한 RF 회로들을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른 필터부(112)는 안테나부(111)와 RF 처리부(113)를 전기적으로 연결할 수 있다.

RF 처리부(113)는 복수의 RF 경로들을 포함할 수 있다. RF 경로는 안테나를 통해 수신되는 신호 혹은 안테나를 통해 방사되는 신호가 통과하는 경로의 단위일 수 있다. 적어도 하나의 RF 경로는 RF 체인으로 지칭될 수 있다. RF 체인은 복수의 RF 소자들을 포함할 수 있다. RF 소자들은 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, RF 처리부(113)는 기저대역(base band)의 디지털 송신신호를 송신 주파수로 상향 변환하는 상향 컨버터(up converter)와, 상향 변환된 디지털 송신신호를 아날로그 RF 송신신호로 변환하는 DAC(digital-to-analog converter)를 포함할 수 있다. 상향 컨버터와 DAC는 송신경로의 일부를 형성한다. 송신 경로는 전력 증폭기(power amplifier, PA) 또는 커플러(coupler)(또는 결합기(combiner))를 더 포함할 수 있다. 또한 예를 들어, RF 처리부(113)는 아날로그RF 수신신호를 디지털 수신신호로 변환하는 ADC(analog-to-digital converter)와 디지털 수신신호를 기저대역의 디지털 수신신호로 변환하는 하향 컨버터(down converter)를 포함할 수 있다. ADC와 하향 컨버터는 수신경로의 일부를 형성한다. 수신 경로는 저전력 증폭기(low-noise amplifier, LNA) 또는 커플러(coupler)(또는 분배기(divider))를 더 포함할 수 있다. RF 처리부의 RF 부품들은 PCB에 구현될 수 있다. 기지국(110)은 안테나 부(111)-필터부(112)-RF 처리부(113) 순으로 적층된 구조를 포함할 수 있다. 안테나들과 RF 처리부의 RF 부품들은 PCB 상에서 구현될 수 있고, PCB와 PCB 사이에 필터들이 반복적으로 체결되어 복수의 층들(layers)을 형성할 수 있다.

제어부(114)는 통신 노드(110)의 전반적인 동작들을 제어할 수 있다. 제어부 (114)은 통신을 수행하기 위한 다양한 모듈들을 포함할 수 있다. 제어부(114)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 제어부(114)는 디지털 신호 처리(digital signal processing)을 위한 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 제어부(114)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 예를 들어, 데이터 수신 시, 제어부(114)은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 제어부(114)는 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택(protocol stack)의 기능들을 수행할 수 있다.

도 1에서는 본 개시의 안테나 구조가 활용될 수 있는 장비로서, 통신 노드(110)의 기능적 구성을 서술하였다. 그러나, 도 1에 도시된 예는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 안테나 구조의 활용을 위한 예시적인 구성일 뿐, 본 개시의 실시 예들이 도 1에 도시된 장비의 구성 요소들에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 후술되는 안테나 구조를 포함하는 안테나 모듈, 다른 구성의 통신 장비, 안테나 구조물 자체 또한 본 개시의 실시 예로써 이해될 수 있다.

도 2a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 CPR(cross polarization ratio)을 설명하기 위한 안테나 방사 패턴(pattern)의 예(200)를 도시한다. 방사 패턴은, 전계(electronic field) 혹은 자계(magnetic field)의 세기와 물리적인 공간 간의 관계를 나타낸다. 본 개시에서는 전계, 즉 E-plane을 예시하였다.

편파 특성이 다르면 페이딩(fading)의 상태가 달라질 수 있다. 서로 다른 편파 특성은, 서로 다른 편파를 갖는 신호들 간 채널 상관(channel correlation)이 낮음을 나타낸다. 서로 다른 편파를 갖는 신호들이 독립적인 채널을 겪을수록, 편파 다이버시티(polarization diversity)는 높아질 수 있다. 편파 다이버시티를 위하여 이중 편파 안테나가 활용된다. 편파 다이버시티가 높아질수록 신호 이득이 증가할 수 있고, 이는 곧 채널 용량(channel capacity)의 증가를 야기하기 때문에, 이중 편파 안테나에서 편파 성분들 간 독립성은 이중 편파 안테나의 성능을 나타내는 지표로 활용된다.

도 2a를 참고하면, 안테나 방사 패턴(200)은, 이중 편파 안테나에서 E-plane에서 각 편파 성분의 공간 좌표(극좌표)와 전계 세기 간의 관계를 나타낸다. 이중 편파 안테나는 서로 다른 2개의 편파 특성을 제공하기 위하여, 2개의 안테나 엘리멘트들을 포함하고, 각 안테나 엘리멘트는 독립적으로 급전선과 연결될 수 있다. 이중 편파 안테나는 제1 편파를 위한 제1 안테나 엘리멘트와 제2 편파를 위한 제2 안테나 엘리멘트를 포함할 수 있다.

안테나 방사 패턴(200)은 2가지 신호 성분들(components)이 포함될 수 있다. 2가지 성분들은 제1 성분(210)과 제2 성분(220)을 포함할 수 있다. 제1 성분(210)은 제1 편파에 대한 코-폴 성분이고, 제2 성분(220)은 제1 편파에 대한 크로스-폴 성분일 수 있다. 즉, 코-폴 성분은 제1 안테나 엘리멘트를 통해 전송된 신호의 제1 편파 성분이고, 크로스-폴 성분은, 제1 안테나 엘리멘트를 통해 전송된 신호의 제2 편파 성분일 수 있다. 코-폴 성분은 제1 편파를 갖는 안테나 엘리멘트를 통해 측정될 수 있다. 크로스-폴 성분은 제2 편파를 갖는 안테나 엘리멘트를 통해 측정될 수 있다.

CPR은 특정 편파에서 신호 송신 시, 두 편파 성분들에 대한 비율을 나타낸다. 예를 들어, CPR은 제2 성분(220)에 대한 제1 성분(210)의 비율을 나타낸다. 각 신호의 크기 단위는 dBi이고, CPR은 E-plane의 0°에서 제1 성분(210)과 제2 성분(220)의 차이(230)(예, 약 10dB)일 수 있다. 제2 성분(220)의 크기가 작아질수록 두 성분들 간 차이가 커지므로, CPR은 증가할 수 있다. 이상적인 통신 시스템에서는 이중 편파 안테나의 두 편파 성분들이 완전히 직교할 수 있기 때문에, 서로 다른 편파의 신호 성분, 즉 크로스-폴 성분은 완전히 차단될 수 있다, 그러나, 실제 통신 시스템에서, 두 편파 성분들이 완전히 직교하기 어려우므로, CPR 개선은 필수적이다.

도 2b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 교차 편파 분리도(cross polarization discrimination, XPD) 별 SNR(Signal-to-noise ratio)과 BER(bit-error rate) 간의 관계를 나타내는 그래프의 예(250)를 도시한다. 교차 편파 분리도는 특정 편파의 신호가 방사될 때, 두 편파들간 편파 성분의 비를 의미한다. 즉, 도 2a의 상술한 CPR과 동일한 의미를 나타낸다. 예를 들어, XPD는 하기의 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.

여기서, y_co는 신호가 방사된 특정 편파(polarization)에서 수신된 신호 성분, y_cross는 다른 편파에서 수신된 신호 성분을 나타낸다.

도 2b를 참고하면, 그래프 (250)은 SNR과 BER 간의 관계를 나타낸다. 그래프 (250)의 가로축(251)은 SNR을 나타내고, 단위는 dB(decibel)이다. 그래프(250)의 세로축(252)는 BER을 나타내고, 단위는 bit/second이다.

그래프(250)은 총 4개의 라인들을 포함할 수 있다. 4개의 라인들은 제1 라인(261), 제2 라인(262), 제3 라인(263), 제4 라인(264)을 포함한다. 제1 라인(261)은 0dB의 교차 편파 분리도를 갖는 이중 편파 안테나에 대한 BER-SNR 관계를 나타낸다. 제2 라인(262)은 5dB의 교차 편파 분리도를 갖는 이중 편파 안테나에 대한 BER-SNR 관계를 나타낸다. 제3 라인(263)은 10dB의 교차 편파 분리도를 갖는 이중 편파 안테나에 대한 BER-SNR 관계를 나타낸다. 제4 라인(264)은 15dB의 교차 편파 분리도를 갖는 이중 편파 안테나에 대한 BER-SNR 관계를 나타낸다.

그래프(250)을 참고하면, 동일한 BER(예: 10^-5 bit/s)을 기준으로, 교차 편파 분리도가 높을수록(제1 라인(261)→제2라인(262)→제3 라인(263)→제4 라인(264)) SNR이 증가함이 확인될 수 있다. 도 2a에서 언급한 바와 같이, 두 편파들 간 독립성이 충족될수록, 편파 다이버시티는 증가하게 된다. 교차 편파 분리도는 동일 편파의 신호가 방사될 때, 두 편파들간 편파 진폭의 비를 의미한다. 교차 편파 분리도가 높을수록, 두 편파들 간 독립성이 높음을 나타낸다. 따라서, 그래프(250)과 같이 교차 편파 분리도의 증가는 동일 요구 사항에서 신호 이득의 향상을 제공한다.

도 2a 및 도 2b에서는 이중 편파 안테나에서 서로 다른 편파들 간 독립성을 나타내기 위한 파라미터로써, 각각 CPR 및 XPD가 예시로 서술되었다. 이하, 본 개시는 CPR을 예시로 다양한 실시 예들에 따른 안테나 구조의 성능, 효과, 성능/효과와 구조물에 대한 인과 관계, 성능/효과와 구조물의 배치 형태와 간의 상관 관계를 서술하나, 편파와 편파 간의 독립성을 나타내는 다른 메트릭(metric)이 사용될 수 있음은 물론이다. 편파와 편파 간의 독립성은 편파 다이버시티 이득의 향상을 통해 채널 품질의 향상을 야기하기 때문이다.

이하, 도 3a 내지 도 10을 통해 편파와 편파 간 독립성, 즉 CPR을 향상시키기 위한 안테나 모듈의 연결구조의 다양한 실시 예들이 서술된다.

도 3a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방사 패치(330)의 절곡 구조(bending structure)를 포함하는 안테나 모듈의 예를 도시한다.

도 3a를 참고하면, 분해도(300)는 안테나 모듈의 조립 전 개별 구성요소들을 나타내고, 조립도(350)는 안테나 구성요소들의 조립 후 안테나 모듈을 나타낸다. 안테나 모듈은, 안테나 PCB(310), 제1 안테나 포트(311), 제2 안테나 포트(312), 커플링 패치(320), 방사 패치(330), 그리고 각 안테나 포트와 연결되는 급전선(미도시)(들)을 포함할 수 있다.

안테나 모듈은 안테나 PCB(310), 커플링 패치(320), 방사 패치(330)가 z축 방향으로 적층되는 구조를 포함할 수 있다. 안테나 모듈의 안테나 PCB(310) 상에 커플링 패치(320)가 배치되고, 방사 패치(330)는 커플링 패치(320)의 (+)z축 방향 위에 배치될 수 있다. 방사 패치(330)는 제1 안테나 포트(311), 제2 안테나 포트(312)와 급전되는 커플링 패치(320)와 이격되어, 안테나 PCB(310)과 실질적으로(substantially) 평행하게 위치할 수 있다.

안테나 PCB(310)는 안테나 기판(substrate)로서 RF 신호들을 공급하는 다수의 급전선들이 부착될 수 있다. 즉, 다수의 급전선들은 안테나 PCB(310)에 프린트될(printed) 수 있다. 안테나 PCB(310)는 유전체로 구성될 수 있다. 다수의 급전선들은 이중 편파 안테나에서 제1 편파를 위한 안테나 엘리멘트를 연결하기 위한 급전선 및 제2 편파를 위한 안테나 엘리멘트를 각각 연결하기 위한 급전선을 포함할 수 있다. 각 안테나 엘리멘트를 연결하는 입력 포트는 안테나 포트(antenna port)로 지칭될 수 있다.

커플링 패치(320)는 제1 안테나 포트(311)의 급전선과 제2 안테나 포트(312)의 급전선과 연결될 수 있다. 커플링 패치(320)는 급전선을 통해 입력되는 두 안테나 포트들의 신호를 방사 패치(330)에게 전달할 수 있다. 제1 안테나 포트(311)는 제1 편파를 위한 안테나 포트이고, 제2 안테나 포트(312)는 제2 편파를 위한 안테나 포트일 수 있다. 커플링 패치(320)는 금속판일 수 있다.

다양한 실시 예들에 따를 때, 방사 패치(330)는 커플링 패치(320)과 일정 간격을 두고 배치될 수 있다. 예를 들어, 방사 패치(330)는 커플링 패치와 평행하게 배치되어 공진을 형성할 수 있다. 방사 패치(330)는 커플링 패치로부터 제공되는 제1 안테나 포트(311)의 신호 및 제2 안테나 포트(312)의 신호를 공기 중으로 방사할 수 있다. 방사 패치(330)는 금속판(metal board)일 수 있다. 두 패치들 간 일정 간격에 기반하여 방사 신호의 대역폭이 제공된다. 두 패치들 간 일정 간격은 방사 패치(330)의 적어도 일 부분을 통해 구현될 수 있다.

다양한 실시 예들에 따를 때, 방사 패치(330)는 적어도 하나의 절곡 구조(bending structure)를 가질 수 있다. 본 개시에서 절곡 구조란, 방사 패치(330)의 판재(예: 금속판)의 특정 부분이 접힘으로써, 상기 판재의 일 면(예: 방사면(xy면))과 다른 위치에 배치되는 면이 형성되는 구조를 의미한다. 방사 패치(330)의 판재의 적어도 일 부분이 커팅(cutting) 및 절곡됨(bending)으로써, 절곡 구조가 형성될 수 있다. 구체적으로, 판재의 적어도 일 부분의 특정 변을 제외한 변이 커팅되고(즉, 금속판의 변과 공간적으로 분리됨), 적어도 일 부분의 특정 변은 판재와 연결 및 접힘으로써, 판재의 커팅된 부분은 판재의 방사면 상에 더 이상 배치되지 않을 수 있다. 커팅된 부분은, 커팅 부분 혹은 커팅영역으로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 방사 패치(330)의 z축에 수직인 면에서 4개의 특정 부분들이 커팅 및 접힘에 따라, 방사 패치(330)의 제1 절곡 구조(331), 제2 절곡 구조(332), 제3 절곡 구조(333), 제4 절곡 구조(334)가 형성될 수 있다. 커팅된 부분은, 판재의 부분 중 방사면 상에 위치하지 않는 부분으로 절곡면으로 지칭될 수 있다. 판재와 연결되는 특정 변은, 접히는 부분이고 절곡선으로 지칭될 수 있다. 구체적인 절곡면, 절곡선에 대한 설명은 도 3b를 통해 서술된다.

다양한 실시 예들에 따를 때, 절곡 구조는 커플링 패치(320)과 방사 패치(330) 간의 접촉을 위한 지지 부재로 사용될 수 있다. 절곡 구조(예: 제1 절곡 구조(331), 제2 절곡 구조(332), 제3 절곡 구조(333), 제4 절곡 구조(334))는 커플링 패치(320) 상에서 방사 패치(330)를 지지하기 위해 이용될 수 있다. 절곡 구조의 절곡면은 판재의 면과 실질적으로 수직을 형성함으로써, 안테나 PCB(310) 및 커플링 패치(320) 상에서 방사 패치(330)을 지지하는 형태로 배치될 수 있다. 이 때, 방사 패치(330)는 금속판이고 절곡 구조는 방사 패치(330)로부터 형성되므로, 커플링 패치(320)과 방사 패치(330)간 메탈 기둥이 형성될 수 있다. 판재가 메탈 부분이므로, 커팅 부분에 대응하는 영역 또한 금속물로 구성되기 때문이다.

다양한 실시 예들에 따를 때, 방사 패치(330)는 커플링 패치(320)에 바로 SMT(surface mounted technology) 방식으로 부착될 수 있다. 두 층들 간 지지 구조를 별도의 지지 부재를 통해 구현하는 경우, 지지 부재의 생산 및 지지 부재의 재질에 따른 납땜 방식 등 추가적인 공정 절차들이 고려될 수 있다. 그러나, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 절곡 구조는 별도의 지지 부재를 활용하지 않고 메탈로 구성된 방사 패치(330)의 판재의 일부를 절곡시킴으로써 형성되는 메탈 구조물이므로, 절곡 구조는 바로 SMT 방식으로 커플링 패치(320)에 부착될 수 있다. 즉, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따를 때, 지지 부재의 생산 및 지지 부재의 재질에 따른 추가적인 절차가 생략되므로, 안테나 모듈을 위한 생산 비용이 절감될 수 있다. 특히, MMU와 같은 다수의 안테나 모듈들을 포함하는 통신 장비에서는, 누적되는 공정 오차가 성능에 지대한 영향을 미칠 수 있으므로, 별도의 지지 부재 없이 메탈-메탈 간 용이한 SMT 방식으로 인한 효과가 극대화될 수 있다.

일 실시 예에 따라, 안정적인 지지를 위하여, 판재와 연결되어 접히는 부분 외에 커팅된 부분이 추가적으로 절곡될 수 있다. 커팅된 부분의 일 면을 더 절곡시킴으로써, 커플링 패치(320)와 평행한 절곡면이 추가적으로 형성될 수 있다. 즉, 절곡 구조는 'ㄴ'자 형태를 가질 수 있다. 'ㄴ'자 형태의 구체적인 설명은 도 3c를 통해 서술된다.

다양한 실시 예들에 따를 때, 방사 패치(330)의 절곡 구조들의 배치(deployment) 및 형태(shape)는 지지 부재의 역할 외에 전기장 분포와 관련될 수 있다. 절곡 구조는 신호가 방사되는 방사 패치(330)의 금속판의 일부로부터 형성되므로, 이러한 형성 방식은 안테나 방사 성능에 영향을 미친다. 절곡 구조들의 배치는 절곡되는 위치, 커팅되는 위치, 절곡 구조의 개수, 방사면 상에서 절곡 위치의 대칭 여부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 절곡 구조들의 형태는 각 절곡 구조에서의 절곡 횟수, 절곡면의 모양, 절곡 방향 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 절곡 구조들의 배치 및 형태에 기반하여, 이중 편파 안테나의 안테나 공진 모드에서 전기장 분포가 달라질 수 있다. 따라서, 절곡 구조가 공간 상의 어느 위치에서 배치되고 어떤 크기로 형성되는지에 기초하여, 이중 편파 안테나의 CPR 성능이 달라질 수 있다. 절곡 구조의 배치 및 형태에 관한 구체적인 설명은 도 7 내지 도 8을 통해 서술된다.

도 3a에서는 방사 패치(330)가 4개의 절곡 구조들을 갖는 것을 예로 서술하였으나, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 일 실시 예에 따라, 방사 패치(330)는 하나의 절곡 구조를 가질 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따라, 방사 패치(33)는 2개의 절곡 구조들을 가질 수 있다.

도 3b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방사 패치(330)의 평면도의 예를 도시한다. 도 3b는 도 3a의 방사 패치(330)를 (+)z축에서 (-)z축 방향으로 보았을 때의 도면이다. 도 3a의 xyz 좌표계에 따른 설명은 도 3b에서 공유될 수 있다.

도 3b를 참고하면, 방사 패치(330)를 위한 금속판은 제1 절곡 구조(331), 제2 절곡 구조(332), 제3 절곡 구조(333), 제4 절곡 구조(334)를 포함할 수 있다. 안정적인 지지를 위하여, 도 3b의 각 절곡 구조에서, 방사 패치(330)의 금속판에서 특정 부분은 커팅 및 절곡(이하, 1차 절곡)되고, 커팅된 부분은 추가적으로 절곡(이하, 2차 절곡)될 수 있다. 즉, 방사 패치(330)의 절곡 구조는 'ㄴ'자 형태로 커플링 패치(320)에 부착될 수 있다.

방사 패치(330)의 금속판에서 커팅되는 부분 중 1차 절곡에 따른 절곡면은 방사 패치(330)의 지지 부재(예: short pin)로 사용될 수 있다. 따라서, 1차 절곡에 따른 절곡면은 지지 절곡면으로 지칭될 수 있다. 지지 절곡면과 방사 패치(330)의 금속 판 간의 연결된 절곡선은 지지 절곡선으로 지칭될 수 있다. 지지 절곡면에서 2차 절곡에 따라 커플링 패치(320)에 부착되는 면과 마주보는 면은 부착 절곡면으로 지칭될 수 있다. 부착 절곡면의 마주보는 면, 즉 반대면은 커플링 패치(320)에 부착될 수 있다.

또한, 2차 절곡을 위한 절곡선은 부착 절곡선으로 지칭될 수 있다. 제1 절곡 구조(331)는 부착 절곡면(331a), 부착 절곡선(331b), 지지 절곡면(331c), 지지 절곡선(331d)를 포함할 수 있다. 제2 절곡 구조(331)는 부착 절곡면(332a), 부착 절곡선(332b), 지지 절곡면(332c), 지지 절곡선(332d)를 포함할 수 있다. 제3 절곡 구조(331)는 부착 절곡면(333a), 부착 절곡선(333b), 지지 절곡면(333c), 지지 절곡선(333d)를 포함할 수 있다. 제4 절곡 구조(331)는 부착 절곡면(334a), 부착 절곡선(334b), 지지 절곡면(334c), 지지 절곡선(334d)를 포함할 수 있다.

도 3c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방사 패치(330)의 절곡 구조의 정면도의 예를 도시한다. 도 3c는 도 3a의 안테나 모듈(300)을 (+)x축에서 (-)x축 방향으로 보았을 때의 도면이다. 도 3a의 xyz 좌표계에 따른 설명 및 도 3b의 xy 좌표계에 따른 설명은 도 3c에서 공유될 수 있다. 절곡 구조는 제1 절곡 구조(331)를 예시한다.

도 3c를 참고하면, 제1 절곡 구조(331)는, 방사 패치(330)의 금속판의 일 영역(331z)이 커팅됨으로써 형성될 수 있다. 일 영역(331z)는 커팅 영역으로 지칭될 수 있다. 방사 패치(330)이 금속판이므로 커팅 영역은 금속물, 즉 도체일 수 있다. 방사 패치(330) 및 커플링 패치(320)의 적층 구조를 형성하기 위하여, 방사 패치(330)의 일 영역(331z)은 커플링 패치(320)에 부착되고, 방사 패치(330)의 지지 부재로 활용될 수 있다. 일 영역(331z)은 금속판 상에서 1차 절곡에 의해 형성되는 지지 절곡면(331c)과 추가적인 2차 절곡에 의해 형성되는 부착 절곡면(333c)으로 구성될 수 있다.

한편, 도 3b 및 도 3c에서는 부착 절곡면과 마주보는 면이 커플링 패치(320)에 배치되는 것을 서술하였으나, 본 개시의 실시 예들은 이에 한정되지 않는다. 일 실시 예에 따라, 2차 절곡의 경우, 접히는 방향은 반대로 접힐 수 있다. 예를 들어, 도 3c의 (-)y축 방향으로 절곡면(331a)이 형성되는 대신, (+)y축 방향으로 금속판이 구부러져, 절곡면을 형성할 수도 있다. 도 3b의 부착 절곡면(331a)가 직접 커플링 패치(320)에 배치될 수 있다.

도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방사 패치(430)의 절곡 구조를 포함하는 안테나 모듈의 다른 예를 도시한다. 도 4에서는 도 3a와 달리 방사 패치(300)가 2개의 절곡 구조들을 포함하는 예가 서술된다.

도 4를 참고하면, 분해도(400)는 안테나 모듈의 조립 전 개별 구성요소들을 나타내고, 조립도(450)는 안테나 구성요소들의 조립 후 안테나 모듈을 나타낸다. 안테나 모듈은, 안테나 PCB(410), 제1 안테나 포트(411), 제2 안테나 포트(412), 커플링 패치(420), 방사 패치(430), 그리고 각 안테나 포트와 연결되는 급전선(미도시)(들)을 포함할 수 있다. 안테나 PCB(410), 제1 안테나 포트(411), 제2 안테나 포트(412), 커플링 패치(420), 방사 패치(430)는 각각 도 3a의 안테나 PCB(310), 제1 안테나 포트(311), 제2 안테나 포트(312), 커플링 패치(320), 방사 패치(330)에 대응하므로, 동일 또는 유사한 설명은 생략될 수 있다.

다양한 실시 예들에 따를 때, 방사 패치(430)는 커플링 패치(320)과 일정 간격을 두고 배치될 수 있다. 방사 패치(430)는 커플링 패치로부터 제공되는 제1 안테나 포트(411)의 신호 및 제2 안테나 포트(412)의 신호를 공기 중으로 방사할 수 있다. 방사 패치(330)는 금속판(metal board)일 수 있다. 다양한 실시 예들에 따를 때, 방사 패치(430)는 적어도 하나의 절곡 구조(bending structure)를 가질 수 있다. 예를 들어, 방사 패치(330)의 z축에 수직인 면에서 2개의 특정 부분들이 커팅 및 접힘에 따라, 방사 패치(330)의 제1 절곡 구조(431), 제2 절곡 구조(433)가 형성될 수 있다.

다양한 실시 예들에 따를 때, 절곡 구조는 커플링 패치(420)과 방사 패치(430) 간의 접촉을 위한 지지 부재로 사용될 수 있다. 절곡 구조(예: 제1 절곡 구조(431), 제2 절곡 구조(433))는 커플링 패치(420) 상에서 방사 패치(430)를 지지하기 위해 이용될 수 있다. 방사 패치(430)는 금속판이고 절곡 구조는 방사 패치(430)로부터 커팅되어 형성되기 때문에, 커플링 패치(420)과 방사 패치(430)간 메탈 기둥이 형성될 수 있다. 방사 패치(430)는 커플링 패치(420)에 바로 SMT 방식으로 부착될 수 있다. 안정적인 지지를 위하여, 판재와 연결되어 접히는 부분 외에 커팅된 부분이 추가적으로 절곡될 수 있다. 추가 절곡으로부터 형성되는 절곡면의 반대면은 커플링 패치(420)에 부착될 수 있다.

도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 대칭성(symmetry)과 CPR 간의 관계의 예를 도시한다. 대칭성을 설명하기 위해 서로 직교일 것을 요구하는 서로 다른 두 편파들로서, +45°편파와 -45°편파가 예시된다.

안테나의 편파 특성은 안테나의 전기장(electric field)의 벡터-합(vector sum)에 의해 결정된다. 안테나에서 방사되는 신호는, 다수의 벡터들을 포함할 수 있다. 다수의 벡터들은 전기장에서 세기의 변화로부터 검출될 수 있다. 이 때, 전기장에서 검출되는 벡터들의 분포가 편파 방향에 대하여 대칭일수록, 특정 편파를 위한 신호에서 다른 편파 성분의 신호의 성분이 적을 수 있다. 이상적으로는(ideally), +45°편파를 위한 신호를 방사하면, +45°편파 성분만 검출되어야 한다. 그러나, 실제로 방사되는 신호는 원치 않는 성분을 포함할 수 있고, 전기장에서 원치 않는 성분에 대한 벡터는 비대칭을 야기할 수 있다. 따라서, 전기장 분포의 대칭성은 곧 안테나의 CPR 성능을 나타낼 수 있다. 이하, +45°편파를 위한 신호를 방사한 상황이 서술된다.

도 5를 참고하면, 제1 벡터도(511)는 기존 안테나 모듈에서 +45°편파를 위한 벡터들을 나타내고, 제1 전기장 패턴(512)는 기존 안테나 모듈의 +45°편파의 신호에 대한 전기장을 나타낸다. 이하, 본 개시에서 전기장 패턴은 하기의 표가 참조될 수 있다. 가장 높은 등고선은 Level 16에 대응한다.

LEVEL	세기
Level 16	1.2021 E4
Level 15	6.5942 E3
Level 14	3.5681 E3
Level 13	1.9440 E3
Level 12	1.0591 E3
Level 11	5.7702 E2
Level 10	3.1437 E2
Level 9	1.7127 E2
Level 8	9.3312 E1
Level 7	5.0838 E1
Level 6	2.7697 E1
Level 5	1.5090 E1
Level 4	8.2213 E0
Level 3	4.4791 E0
Level 2	2.4403 E0
Level 1	1.3295 E0

제1 벡터도(511)의 벡터-합은 45+α°(α>0)를 가리킨다. 즉, +45°편파를 위한 신호는, +45°방향으로부터 반시계방향, 즉 45+α°(α>0)만큼 출력된다. 제1 전기장 패턴(512)에서 각 등고선의 끝점들을 잇게 되면, +45°에 대한 비대칭이 확인될 수 있다. 제1 끝점(513) 및 제2 끝점(514)가 다른 끝점보다 길게 형성됨은 해당 방향에서 추가적인 벡터 성분이 존재함을 의미한다. 제1 전기장 패턴(512)는 45+α°(α>0)로 대칭 기준선이 형성될 수 있는 바, +45°에 대한 대칭성은 충족하지 못할 수 있다.

제2 벡터도(511)는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 절곡 구조를 포함하는 안테나 모듈에서 +45°편파를 위한 벡터들을 나타내고, 제2 전기장 패턴(522)는 개시의 다양한 실시 예들에 따른 절곡 구조를 포함하는 안테나 모듈의 +45°편파의 신호에 대한 전기장을 나타낸다. 제 2 벡터도(521)의 벡터-합은 45를 가리킨다. 즉, +45°편파를 위한 신호는, 실질적으로 45°만큼 출력된다. 제2 전기장 패턴(522)에서 각 등고선의 끝점들을 잇게 되면, +45°에 대한 대칭이 확인될 수 있다. 제3 끝점(523) 및 제4 끝점(524)가, 제1 전기장 패턴(512)과 달리 다른 끝점과 대칭적으로 형성됨으로써, 제2 전기장 패턴(522)의 대칭 기준선은 +45°로 형성될 수 있다. 대칭성이 충족됨에 따라 +45°편파를 갖는 신호의 크로스-폴 성분은 감소하여 CPR 성능이 개선될 수 있다.

도 6는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방사 패치의 절곡 구조를 포함하는 안테나 모듈(650)의 CPR 향상의 예를 도시한다. 다양한 실시 예들에 따른 안테나 모듈(650)의 절곡 구조 및 성능을 설명하기 위하여, 절곡 구조가 없는 안테나 모듈(600)의 예가 서술된다.

도 6을 참고하면, 안테나 모듈(600)은, 안테나 PCB(610), 제1 안테나 포트(611), 제2 안테나 포트(612), 커플링 패치(620), 방사 패치(630), 그리고 각 안테나 포트와 연결되는 급전선(미도시)(들)을 포함할 수 있다. 방사 패치(630)는 하나의 금속판을 그대로 방사를 위해 사용할 뿐, 별도의 절곡 구조를 갖지 않는다. 안테나 모듈(600)은 절곡 구조가 없기 때문에, 서로 다른 편파 성분들에 대한 분리도가 상대적으로 낮을 수 있다. 전기장 패턴(640)은 안테나 모듈(600)의 제1 안테나 포트(611), 즉 +45° 편파에 대한 전기장을 나타낸다. 전기장 패턴(640)은 +45° 방향을 기준으로 비대칭이므로, 안테나 모듈(600)은 후술하는 절곡 구조를 포함하는 안테나 모듈(650) 대비 상대적으로 CPR이 낮을 수 있다.

안테나 모듈(650)은, 안테나 PCB(660), 제1 안테나 포트(661), 제2 안테나 포트(662), 커플링 패치(670), 방사 패치(680), 그리고 각 안테나 포트와 연결되는 급전선(미도시)(들)을 포함할 수 있다. 도 6의 안테나 모듈(650)의 구성 요소에 대한 설명은, 도 3a 혹은 도 4의 안테나 모듈의 구성요소와 적어도 일부 대응하므로, 동일 또는 유사한 설명은 생략될 수 있다.

방사 패치(680)는 하나의 금속판에서 2개의 커팅 부분들(혹은 커팅 영역들로 지칭될 수 있음)을 포함하는, 2개의 절곡 구조들을 가질 수 있다. 2개의 커팅 부분들은 제1 커팅 부분(681a) 및 제2 커팅 부분(682a)을 포함할 수 있다. 제1 커팅 부분(681a)은 제1 절곡 구조(681b)에 대응할 수 있다. 제2 커팅 부분(682a) 은 제2절곡 구조(682b)에 대응할 수 있다. 제1 절곡 구조(681b) 및 제2 절곡 구조(682b)는 커플링 패치(670)과 방사 패치(680) 사이를 연결하는 메탈 기둥의 역할을 수행할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들은, 제1 커팅 부분(681a) 및 제2 커팅 부분(681a)의 배치를 통해, 도 5에서 언급한 편파 성분의 비대칭 문제를 제어할 수 있다. 즉, 방사 패치에서 형성되는 전기장의 벡터 성분들 중에서 비대칭을 야기하는 부분을 억제하거나 반대 방향의 성분의 신호를 공급하도록 안테나 모듈(650)를 설계함으로써, 제1 커팅 부분(681a) 및 제2 커팅 부분(681a)은 특정 편파를 위한 안테나의 신호의 전기장이 대칭이 되도록 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 이러한 커팅 부분은 실험값들에 기반하여 배치될 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따라, 커팅 부분은 획득되는 전기장 패턴에 따라 유동적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 커팅 부분은, 마치 커팅되지 않은 것처럼 방사 패치의 방사면 상에 그대로 배치되거나, CPR 제어를 위해 아예 제거될 수 있다. 또한, 예를 들어, 커팅 부분은 아예 제거되는 대신 이미 커팅된 부분을 이용한 지지 부재를 추가적으로 지지하기 위하여 이용될 수도 있다. 전기장 패턴(690)은 안테나 모듈(650)의 제1 안테나 포트(661), 즉 +45° 편파에 대한 전기장을 나타낸다. 전기장 패턴(690)은 +45° 방향을 기준으로 대칭이므로, 안테나 모듈(650)은 전술된 절곡 구조를 포함하지 않는 안테나 모듈(650) 대비 상대적으로 CPR이 높을 수 있다.

도 3a 내지 도 6을 통해, 방사 패치의 적어도 하나의 영역을 커팅함으로써 형성되는 절곡 구조를 이용하여, 방사 패치와 커플링 패치 간 용이한 지지 구조 및 이중 편파 안테나의 CPR 개선을 위한 방안에 대해 서술하였다. 이하, 도 7 내지 도 8을 통해, 절곡 구조의 배치, 형태와 CPR 개선 간의 관계에 대한 실시 예들이 서술된다.

도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방사 패치의 절곡 구조의 위치에 따른 CPR 성능 변화의 예를 도시한다. 도 7의 안테나 모듈은 도 3a 내지 도 6에서 서술된 바와 같이, 안테나 PCB, 커플링 패치, 방사 패치, 제1 편파를 위한 제1 안테나 포트, 및 제2 편파를 위한 제2 안테나 포트를 포함할 수 있다. 한편, 절곡 구조의 배치에 따른 성능 개선을 판단하기 위하여, 방사 패치는 하나의 절곡 구조를 갖는 안테나 모듈에 대한 측정이 수행되었다. 다양한 실시 예들에 따른 안테나 모듈의 절곡 구조 및 성능 개선을 설명하기 위하여, 비교 기준으로 절곡 구조가 없는 안테나 모듈(600)의 예가 서술된다. 전기장 패턴(640)을 고려할 때, 안테나 모듈(600)에서 +45°편파를 위한 신호의 출력은 약 +45+α°방향(α>0)일 수 있다. 안테나 모듈(600)에서 -45°편파를 위한 신호의 출력은 약 -45+β°방향(β>0)일 수 있다.

도 7을 참고하면, 제1 CASE(710)에서, 안테나 모듈은 방사 패치의 중심 위치(711)에 형성되는 절곡 구조를 포함한다. 제1 안테나 포트에 대한 전기장 패턴(710a)의 등고선의 끝점들은, +45° 방향을 기준으로 비대칭을 형성한다. 제1 안테나 포트에 대한 방사 패턴(715a)의 코-폴 특성과 크로스-폴 특성 간 차이 증가는 없음이 확인된다. 방사 패치의 중심 위치는 물리적으로 대칭적인 위치이기 때문에, 실제로 중심 위치에 절곡 구조를 배치하는 것은 CPR 개선 성능의 실익이 없을 수 있다. 제2 안테나 포트에 대한 전기장 패턴(710b)의 등고선의 끝점들은, -45° 방향을 기준으로 비대칭을 형성한다. 제2 안테나 포트에 대한 방사 패턴(715b)의 코-폴 특성과 크로스-폴 특성 간 차이 증가는 없음이 확인된다. 방사 패치의 중심 위치는 물리적으로 대칭적인 위치이기 때문에, 실제로 중심 위치에 절곡 구조를 배치하는 것은 CPR 개선 성능의 실익이 없을 수 있다.

제2 CASE(740)에서, 안테나 모듈은 방사 패치의 중심 위치로부터 오른쪽(741)에 형성되는 절곡 구조를 포함한다. 제1 안테나 포트에 대한 전기장 패턴(740a)의 등고선의 끝점들은, +45° 방향을 기준으로 대칭을 형성한다. 제1 안테나 포트에 대한 방사 패턴(745a)의 코-폴 특성과 크로스-폴 특성 간 차이 증가(747)가 약 15dB임이 확인된다. 도 6에서 절곡 구조가 없는 안테나 모듈은 +45+α°방향으로 벡터-합을 제공하였다. 그러나, 방사 패치 상에서 +45° 방향을 기준으로 아래 및 오른쪽에 위치하는 커팅 영역에 따라 +45+α°방향(즉, 반시계 방향)으로의 성분이 줄기 때문에, 대칭성은 높아질 수 있다. 높은 대칭성으로 인해, CPR 성능이 증가할 수 있다.

제2 안테나 포트에 대한 전기장 패턴(740b)의 등고선의 끝점들은, -45° 방향을 기준으로 비대칭을 형성한다. 제2 안테나 포트에 대한 방사 패턴(745b)의 코-폴 특성과 크로스-폴 특성 간 차이 증가는 없음이 확인된다. 도 6에서 절곡 구조가 없는 안테나 모듈은 -45+β°방향으로 벡터-합을 제공하였다. 그러나, 방사 패치 상에서 -45° 방향을 기준으로 위 및 오른쪽 방향(즉, 시계 방향)에 위치하는 커팅 영역에 따라 -45+β°방향으로의 성분이 오히려 증가하기 때문에 비대칭성이 높아질 수 있다.

제3 CASE(770)에서, 안테나 모듈은 방사 패치의 중심 위치로부터 왼쪽(771)에 형성되는 절곡 구조를 포함한다. 제1 안테나 포트에 대한 전기장 패턴(770a)의 등고선의 끝점들은, +45° 방향을 기준으로 대칭을 형성한다. 제1 안테나 포트에 대한 방사 패턴(775a)의 코-폴 특성과 크로스-폴 특성 간 차이 증가는 없음이 확인된다. 도 6에서 절곡 구조가 없는 안테나 모듈은 +45+α°방향으로 벡터-합을 제공하였다. 그러나, 방사 패치 상에서 +45° 방향을 기준으로 위 및 왼쪽 방향에 위치하는 커팅 영역에 따라 +45+α°방향으로의 성분이 오히려 증가하기 때문에 비대칭성이 높아질 수 있다.

제2 안테나 포트에 대한 전기장 패턴(770b)의 등고선의 끝점들은, -45° 방향을 기준으로 대칭을 형성한다. 제2 안테나 포트에 대한 방사 패턴(745b)의 코-폴 특성과 크로스-폴 특성 간 차이 증가(777)가 약 15dB임이 확인된다. 도 6에서 절곡 구조가 없는 안테나 모듈은 -45+β°방향으로 벡터-합을 제공하였다. 그러나, 방사 패치 상에서 +45° 방향을 기준으로 아래 및 왼쪽에 위치하는 커팅 영역에 따라 -45+β°방향(즉, 반시계 방향)으로의 성분이 줄기 때문에, 대칭성은 높아질 수 있다. 높은 대칭성으로 인해, CPR 성능이 증가할 수 있다.

도 7을 통해 살펴본 바와 같이, 초기 안테나 엘리멘트들의 벡터 특성에 따라 적절한 절곡 구조의 위치가 설계될(designed) 수 있다. 예를 들어, +45°편파를 위한 안테나 엘리멘트의 기본 값(default value)이 +45+α°의 벡터-합을 나타내는 경우, 제2 CASE(740)과 같이 중심으로부터 오른쪽에 방사 패치의 커팅 영역이 형성되고, 절곡 구조가 배치될 수 있다. 또한, 하나의 편파만의 CPR 개선을 하는 것은 안정적인 신호 전달 측면에서 바람직하지 못할 수 있다. 제3 CASE(770)과 같이, -45°편파를 위한 안테나 엘리멘트의 CPR 개선을 위해, 추가적으로 중심 위치로부터 왼쪽에 방사 패치의 커팅 영역이 형성되고, 해당 커팅 영역에 대한 절곡 구조가 배치될 수도 있다. 중심으로부터 양쪽에 배치되는 두 절곡 구조들은 도 4와 같이 구현될 수 있다.

지나치게 넓은 커팅 영역은, 본래의 방사 패치 영역을 축소시키므로, 방사 기능을 열화시킨다. 따라서, 커팅 영역으로부터 절곡 구조(지지 구조)를 형성하는 것은 최소의 면적이 요구될 수 있다. 방사 패치가 형성하는 벡터-합의 중심에서 수평방향으로 벗어날수록 벡터-합에 많은 영향을 미칠 수 있기 때문에, 중심부에서 멀어질수록 적은 커팅 영역으로 안테나 요구사항을 충족하는 패치 설계가 가능할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른, 방사 패치의 커팅 영역(혹은 절곡 구조)은, 안테나 엘리멘트의 벡터 특성에 기반하여 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 커팅 영역의 크기는, 커팅 영역이 방사 패치의 중심으로부터 떨어진 거리, 이격된 위치에 기초하여 결정될 수 있다. 마찬가지로, 방사 패치와 커플링 패치를 연결하는 절곡 구조의 지지부의 길이는 커팅 영역이 방사 패치의 중심으로부터 떨어진 거리, 이격된 위치에 기초하여 결정될 수 있다.

도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방사 패치의 절곡 구조의 위치에 따른 CPR 성능 변화의 다른 예를 도시한다. 도 8의 안테나 모듈은 도 3a 내지 도 6에서 서술된 바와 같이, 안테나 PCB, 커플링 패치, 방사 패치, 제1 편파를 위한 제1 안테나 포트, 및 제2 편파를 위한 제2 안테나 포트를 포함할 수 있다. 한편, 절곡 구조의 배치에 따른 성능 개선을 판단하기 위하여, 방사 패치는 하나의 절곡 구조를 갖는 안테나 모듈에 대한 측정이 수행되었다. 다양한 실시 예들에 따른 안테나 모듈의 절곡 구조 및 성능 개선을 설명하기 위하여, 비교 기준으로 절곡 구조가 없는 안테나 모듈(600)의 예가 서술된다. 전기장 패턴(640)을 고려할 때, 안테나 모듈(600)에서 +45°편파를 위한 신호의 출력은 약 +45+α°방향(α>0)일 수 있다. 안테나 모듈(600)에서 -45°편파를 위한 신호의 출력은 약 -45+β°방향(β>0)일 수 있다.

도 8을 참고하면, 제1 CASE(810)에서, 안테나 모듈은 방사 패치의 중심 위치(811)에 형성되는 절곡 구조를 포함한다. 제1 안테나 포트에 대한 전기장 패턴(810a)의 등고선의 끝점들은, +45° 방향을 기준으로 비대칭을 형성한다. 제1 안테나 포트에 대한 방사 패턴(815a)의 코-폴 특성과 크로스-폴 특성 간 차이 증가는 없음이 확인된다. 방사 패치의 중심 위치는 물리적으로 대칭적인 위치이기 때문에, 실제로 중심 위치에 절곡 구조를 배치하는 것은 CPR 개선 성능의 실익이 없을 수 있다. 제2 안테나 포트에 대한 전기장 패턴(810b)의 등고선의 끝점들은, -45° 방향을 기준으로 비대칭을 형성한다. 제2 안테나 포트에 대한 방사 패턴(815b)의 코-폴 특성과 크로스-폴 특성 간 차이 증가는 없음이 확인된다. 방사 패치의 중심 위치는 물리적으로 대칭적인 위치이기 때문에, 실제로 중심 위치에 절곡 구조를 배치하는 것은 CPR 개선 성능의 실익이 없을 수 있다.

제2 CASE(840)에서, 안테나 모듈은 방사 패치의 중심 위치로부터 위쪽(841)에 형성되는 절곡 구조를 포함한다. 제1 안테나 포트에 대한 전기장 패턴(840a)의 등고선의 끝점들은, +45° 방향을 기준으로 대칭을 형성한다. 제1 안테나 포트에 대한 방사 패턴(845a)의 코-폴 특성과 크로스-폴 특성 간 차이 증가는 없음이 확인된다. 도 6에서 절곡 구조가 없는 안테나 모듈은 +45+α°방향으로 벡터-합을 제공하였다. 커팅 영역은 방사 패치 상에서 +45° 방향을 기준으로 위에 위치한다. 그러나, 해당 커팅 영역의 벡터 성분이 소거되더라도 벡터 합의 방향(시계 혹은 반시계)에 실질적인 영향을 미치기 어려우므로, 위에 배치되는 절곡 구조는 CPR 개선 성능의 실익이 없을 수 있다.

제2 안테나 포트에 대한 전기장 패턴(840b)의 등고선의 끝점들은, -45° 방향을 기준으로 비대칭을 형성한다. 제2 안테나 포트에 대한 방사 패턴(845b)의 코-폴 특성과 크로스-폴 특성 간 차이 증가는 없음이 확인된다. 도 6에서 절곡 구조가 없는 안테나 모듈은 -45+β°방향으로 벡터-합을 제공하였다. 커팅 영역은 방사 패치 상에서 -45° 방향을 기준으로 위에 위치한다. 그러나, 해당 커팅 영역의 벡터 성분이 소거되더라도 벡터 합의 방향(시계 혹은 반시계)에 실질적인 영향을 미치기 어려우므로, 위에 배치되는 절곡 구조는 CPR 개선 성능의 실익이 없을 수 있다.

제3 CASE(870)에서, 안테나 모듈은 방사 패치의 중심 위치로부터 아래(871)에 형성되는 절곡 구조를 포함한다. 제1 안테나 포트에 대한 전기장 패턴(870a)의 등고선의 끝점들은, +45° 방향을 기준으로 비대칭을 형성한다. 제1 안테나 포트에 대한 방사 패턴(875a)의 코-폴 특성과 크로스-폴 특성 간 차이 증가는 없음이 확인된다. 도 6에서 절곡 구조가 없는 안테나 모듈은 +45+α°방향으로 벡터-합을 제공하였다. 커팅 영역은 방사 패치 상에서 +45° 방향을 기준으로 아래에 위치한다. 그러나, 해당 커팅 영역의 벡터 성분이 소거되더라도 벡터 합의 방향(시계 혹은 반시계)에 실질적인 영향을 미치기 어려우므로, 아래에 배치되는 절곡 구조는 CPR 개선 성능의 실익이 없을 수 있다.

제2 안테나 포트에 대한 전기장 패턴(870b)의 등고선의 끝점들은, -45° 방향을 기준으로 비대칭을 형성한다. 제2 안테나 포트에 대한 방사 패턴(845b)의 코-폴 특성과 크로스-폴 특성 간 차이 증가는 없음이 확인된다. 도 6에서 절곡 구조가 없는 안테나 모듈은 -45+β°방향으로 벡터-합을 제공하였다. 커팅 영역은 방사 패치 상에서 -45° 방향을 기준으로 아래에 위치한다. 그러나, 해당 커팅 영역의 벡터 성분이 소거되더라도 벡터 합의 방향(시계 혹은 반시계)에 실질적인 영향을 미치기 어려우므로, 아래에 배치되는 절곡 구조는 CPR 개선 성능의 실익이 없을 수 있다.

방사 패치가 형성하는 벡터-합의 중심에서 수직방향으로 벗어나더라도 벡터-합에 큰 영향을 미칠 수 없기 때문에, 안테나 모듈 설계자는 커팅 영역(혹은 절곡 구조)의 크기, 방사 패치의 중심으로부터의 거리 외에 방사 패치의 중심으로부터의 방향을 함께 고려할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른, 방사 패치의 커팅 영역(혹은 절곡 구조)은, 안테나 엘리멘트의 벡터 특성에 기반하여 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 커팅 영역의 크기는, 커팅 영역이 방사 패치의 중심으로부터 떨어진 거리, 떨어진 위치, 떨어진 방향 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다. 마찬가지로, 방사 패치와 커플링 패치를 연결하는 절곡 구조의 지지부의 길이는 커팅 영역이 방사 패치의 중심으로부터 떨어진 거리, 떨어진 위치, 떨어진 방향 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.

도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방사 패치의 절곡 구조를 포함하는 안테나 모듈의 CPR 성능 향상의 예를 도시한다.

도 9를 참고하면, 안테나 모듈(900)은, 안테나 PCB(910), 제1 안테나 포트(911), 제2 안테나 포트(912), 커플링 패치(920), 방사 패치(930), 그리고 각 안테나 포트와 연결되는 급전선(미도시)(들)을 포함할 수 있다. 도 9의 안테나 모듈의 구성 요소에 대한 설명은, 도 4의 안테나 모듈의 구성요소와 적어도 일부 대응하므로, 동일 또는 유사한 설명은 생략될 수 있다. 방사 패치(930)는 하나의 금속판에서 2개의 커팅 부분들(혹은 커팅 영역들로 지칭될 수 있음)과 2개의 절곡 구조들을 가질 수 있다. 2개의 커팅 부분들은 제1 커팅 부분(931) 및 제2 커팅 부분(932)을 포함할 수 있다. 제1 커팅 부분(931)은 제1 절곡 구조(933)에 대응할 수 있다. 제2 커팅 부분(932)은 제2절곡 구조(934)에 대응할 수 있다. 제1 절곡 구조(933) 및 제2 절곡 구조(934)는 커플링 패치(920)과 방사 패치(930) 사이를 연결하는 메탈 기둥의 역할을 수행할 수 있다.

전기장 패턴(940)을 참고하면, 도 6의 전기장 패턴(640)과 달리 대칭성이 충족됨을 확인할 수 있다. 제1 방사 패턴(951)은 제1 편파를 위한 제1 안테나 포트(즉, 제1 안테나 엘리멘트)의 CPR 성능 개선을 나타낸다. 제1 안테나 엘리멘트를 통해 방사되는 신호의 코-폴 성분과 크로스-폴 성분 간 차이(961)는, 절곡 구조가 존재하지 않을 때보다 약 12dB 증가함이 확인된다. 제2 방사 패턴(952)은 제2 편파를 위한 제2 안테나 포트(즉, 제2 안테나 엘리멘트) 의 CPR 성능 개선을 나타낸다. 제2 안테나 엘리멘트를 통해 방사되는 신호의 코-폴 성분과 크로스-폴 성분 간 차이(962)는, 절곡 구조가 존재하지 않을 때보다 약 12dB 증가함이 확인된다.

도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방사 패치의 절곡 구조를 포함하는 안테나 모듈의 CPR 성능 향상의 다른 예를 도시한다.

도 10을 참고하면, 안테나 모듈(1000)은, 안테나 PCB(1010), 제1 안테나 포트(1011), 제2 안테나 포트(1012), 커플링 패치(1020), 방사 패치(1030), 그리고 각 안테나 포트와 연결되는 급전선(미도시)(들)을 포함할 수 있다. 도 10의 안테나 모듈의 구성 요소에 대한 설명은, 도 3a의 안테나 모듈의 구성요소와 적어도 일부 대응하므로, 동일 또는 유사한 설명은 생략될 수 있다. 방사 패치(1030)는 하나의 금속판에서 4개의 커팅 부분들(혹은 커팅 영역들로 지칭될 수 있음)과 4개의 절곡 구조들을 가질 수 있다. 4개의 커팅 부분들은 제1 커팅 부분(1031), 제2 커팅 부분(1032), 제3 커팅 부분(1033), 및 제4 커팅 부분(1034)을 포함할 수 있다. 제1 커팅 부분(1031)은 제1 절곡 구조에 대응할 수 있다. 제2 커팅 부분(1032)은 제2절곡 구조에 대응할 수 있다. 제3 커팅 부분(1033)은 제3절곡 구조에 대응할 수 있다. 제4 커팅 부분(1034)은 제3절곡 구조에 대응할 수 있다. 제1 절곡 구조, 제2 절곡 구조, 제3 절곡 구조, 및 제4 절곡 구조는 커플링 패치(1020)과 방사 패치(1030) 사이를 연결하는 메탈 기둥의 역할을 수행할 수 있다. 전기장 패턴(1040)을 참고하면, 도 6의 전기장 패턴(640)과 달리 대칭성이 충족됨을 확인할 수 있다.

방사 패턴을 통해, 제1 안테나 엘리멘트를 통해 방사되는 신호의 코-폴 성분과 크로스-폴 성분 간 차이(1061)가 절곡 구조가 존재하지 않을 때보다 약 15dB 증가함이 확인된다. 도 9의 측정 결과와 비교할 때, 2개의 절곡 구조/커팅 영역들이 형성된 경우보다 4개의 절곡 구조/커팅 영역들이 형성된 경우, 3dB의 CPR 성능이 증가하였다.

도 9 내지 도 10의 실험 결과들을 검토하면, 다양한 실시 예들에 따를 때, 방사 패치(330)의 절곡 구조들의 배치(deployment) 및 형태(shape)는 요구되는 CPR 성능 및 절곡 구조들의 개수에 기초하여 결정될 수 있다. 많은 절곡 구조들은 방사 패치 상에서 많은 커팅 영역들을 요구하기 때문에 방사 면적의 감소를 야기한다. 방사 면적의 감소는 성능의 저하를 야기하기 때문에, 방사 패치(330)의 절곡 구조들의 배치및 형태 설계에 있어서, 통신 성능, CPR 성능 간의 트레이드 오프(trade-off)를 고려할 필요가 있다.

본 개시에서 언급된 설계와 관련된 사항들은 하기와 같이 관련될 수 있다.

1. 설계 시 요구 사항

1) 방사 요구 사항: 기본 신호 이득(목표 이득)

2) CPR 요구 사항: 교차 편파 성분의 비율(사업자의 목표 사항)

- 목표 CPR을 달성할 때 까지, 하기의 변경 사항들(예: 절곡 구조의 개수, 커팅 영역의 넓이 등)을 변경하여 설계 가능하다.

3) 지지 부재 요구사항(무게, 크기, 위치, 굵기(=방사 패치의 판 굵기))

- 본 개시의 다양한 실시 예들에 따를 때, 별도의 지지 부재 없이 방사 패치의 구성물을 지지 부재로 사용하는 바, 생산 비용 및 무게 절감의 효과가 있다.

- 사업자 요구 사항 및 통신 장비 내 규격/위치를 고려하여 지지 부재의 크기/굵기가 정해질 수 있다.

4) 안테나 엘리멘트들 간의 기본 설정(즉, 절곡 구조가 없을 때)에 따른 벡터-합

도 7 내지 도 8에서 언급한 바와 같이, 벡터-합이 +45°혹은 -45°의 대칭성을 만족하지 않는 경우, 대칭 기준으로부터 벗어난 정도를 고려하여 절곡 구조 및 커팅 영역을 배치 및 형성할 수 있다. 일 실시 예에 따를 때, 방사 패치에 연결되는 안테나 모듈의 절곡 구조는, 안테나 엘리멘트의 기본 설정에 따른 벡터=합이 대칭 기준선과과 벗어난 정도에 기반하여, 방사 패치 상에 배치될 수 있다.

2. 변경 사항

1) 커팅 영역/절곡 구조들의 위치

- 도 7 내지 도 8에서 서술한 바와 같이, 방사 패치 상에서 커팅되고, 절곡되는 위치/영역의 크기에 따라 방사 성능, CPR 성능이 달라질 수 있다. 일 실시 예에 따를 때, 이중 편파 안테나의 기본 설정에 따른 벡터-합에 기반하여 커팅 영역/절곡 구조들의 위치가 결정될 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따를 때, 이중 편파 안테나의 기본 설정에 따른 벡터-합과 해당 편파의 방향 간의 차이에 기반하여 커팅 영역/절곡 구조들의 위치가 결정될 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따를 때, 벡터-합의 방향에 기반하여(예: 방향이 수직 방향으로 치우쳤는지 아니면 수평 방향으로 치우쳤는지 여부) 방사 패치의 xy 좌표계 상에서 벡터-합을 편파 방향과 일치시킬 수 있는 커팅 영역/절곡 구조들의 위치가 식별될 수 있다. 해당 실험값들의 입력을 통해 최적의 위치(x,y)에서 절곡 구조가 설계될 수 있다.

2) 커팅 영역/절곡 구조들의 개수

- 도 9 내지 도 10에서 서술한 바와 같이, 단순히 절곡 위치 뿐만 아니라 어떤 위치에서 몇 개의 절곡 구조들이 대칭을 이루는지에 따라 성능이 달라지는 바, 사업자의 CPR 요구 사항에 따라 안테나 모듈에 포함되는 절곡 구조들의 개수가 조절될 수 있다. 하나의 MMU에 포함되는 두 개의 안테나 모듈에 포함되는 절곡 구조들의 개수가 다른 것 또한, 본 개시의 일 실시 예로써 이해될 수 있다.

3) 절곡 구조에서 추가 절곡 여부(예: 도 3c)

- 안정적인 지지 구조를 위하여, 추가 절곡(즉, 2차 절곡)이 수행될 수 있다. 쌓이는 적층 구조의 무게/배치에 따라 안정적인 지지 구조의 필요 여부가 달라질 수 있다. 보다 안정적인 구조를 위하여, 추가 절곡 시 부착 절곡면의 영역을 넓히는 한편, 지지 부재의 높이가 감소할 수 있다. 대역폭 제어를 위해, 지지 부재의 높이를 제어하는 한편, 동일한 방사 성능을 충족하기 위해 부착 절곡면의 높이 또한 제어할 수 있다.

4) 방사 패치의 판 굵기

5) 방사 패치의 재질에 따른 SMT 가부

- 방사 패치의 절곡 구조물이 금속이고, 커플링 패치의 재질도 금속이므로, 금속-금속의 접촉으로 인해, 바로 SMT 방식의 부착이 가능할 수 있다. 추가 지지 부재, 다른 재질 등이 필요하지 않으므로, 대량 생산 공정에서 공정 오차 및 조립시 누적 오차를 줄일 수 있다.

일부 실시 예들에서, 상기 적어도 하나의 영역은 제1 커팅 영역(cutting region) 및 제2 커팅 영역을 포함하고, 상기 제1 커팅 영역에 대응하는 상기 방사 패치의 제1 금속물은 상기 방사 패치로부터 절곡되어, 상기 커플링 패치에 부착되고, 상기 제2 커팅 영역에 대응하는 상기 방사 패치의 제2 금속물은 상기 방사 패치로부터 절곡되어, 상기 커플링 패치에 부착될 수 있다.

일부 실시 예들에서, 상기 제1 금속물은, 상기 제1 금속물의 절곡선에 따라 제1 지지부와 제1 부착부를 포함하고, 상기 제2 금속물은, 상기 제2 금속물의 절곡선에 따라 제2 지지부와 제2 부착부를 포함하고, 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부는 상기 커플링 패치 상에서 상기 방사 패치를 지지하도록 배치되고, 상기 제1 부착부는 상기 제1 금속물을 상기 커플링 패치에 부착하도록 배치되고, 상기 제2 부착부는 상기 제2 금속물을 상기 커플링 패치에 부착하도록 배치될 수 있다.

일부 실시 예들에서, 상기 제3 커팅 영역에 대응하는 상기 방사 패치의 제3 금속물은 상기 방사 패치로부터 절곡되어, 상기 커플링 패치에 부착되고, 상기 제4 커팅 영역에 대응하는 상기 방사 패치의 제4 금속물은 상기 방사 패치로부터 절곡되어, 상기 커플링 패치에 부착될 수 있다.

일부 실시 예들에서, 상기 제1 안테나 엘리멘트와 상기 제2 안테나 엘리멘트는 기준선에 관하여(in respect with) 선대칭으로 배치되고, 상기 제1 커팅 영역 및 상기 제2 커팅 영역은 상기 기준선을 중심으로 서로 구별되는 위치에 배치될 수 있다. 일 예로, 상기 커팅 영역 및 상기 제2 커팅 영역은 실질적으로(substantially) 선대칭일 수 있다.

일부 실시 예들에서, 상기 제1 커팅 영역은, 상기 제1 안테나 엘리멘트에서 방사되는 신호의 상기 제2 편파의 제2 성분에 대한 제1 편파의 제1 성분의 비(ratio)가 일정값 이상을 갖도록 배치될 수 있다.

일부 실시 예들에서, 상기 제2 커팅 영역은, 상기 제2 안테나 엘리멘트에서 방사되는 신호의 상기 제1 편파의 제1 성분에 대한 제2 편파의 제2 성분의 비(ratio)가 일정값 이상을 갖도록 배치될 수 있다.

일부 실시 예들에서, 상기 제1 커팅 영역 및 상기 제2 커팅 영역은, 상기 제1 안테나 엘리멘트의 방사 신호의 벡터-합과 상기 제2 안테나 엘리멘트의 방사 신호의 벡터-합에 기초하여 배치될 수 있다.

일부 실시 예들에서, 상기 방사 패치 및 상기 커플링 패치 사이는, 상기 적어도 하나의 영역에 대응하는 적어도 하나의 금속물이 배치되고, 상기 적어도 하나의 금속물 외에 다른 지지부재는 포함하지 않을 수 있다.

일부 실시 예들에서, 상기 방사 패치는 금속판으로부터 형성되고, 상기 커플링 패치는 금속 재질이고, 상기 방사 패치의 절곡된 적어도 하나의 영역은 상기 커플링 패치와 SMT(surface mounted technology) 방식에 의해 부착될 수 있다.

일부 실시 예들에서, 상기 적어도 하나의 영역은 제3 커팅 영역 및 제4 커팅 영역을 포함하고, 상기 제3 커팅 영역에 대응하는 상기 방사 패치의 제3 금속물은 상기 방사 패치로부터 절곡되어, 상기 커플링 패치에 부착되고, 상기 제4 커팅 영역에 대응하는 상기 방사 패치의 제4 금속물은 상기 방사 패치로부터 절곡되어, 상기 커플링 패치에 부착될 수 있다.

일부 실시 예들에서, 상기 커플링 패치에 배치되는 상기 제1 안테나 엘리멘트와 상기 제2 안테나 엘리멘트는 기준선에 관하여(in respect with) 선대칭으로 배치되고, 상기 제1 커팅 영역 및 상기 제2 커팅 영역은 상기 기준선을 중심으로 서로 구별되는 위치에 배치될 수 있다. 일 예로, 상기 커팅 영역 및 상기 제2 커팅 영역은 실질적으로(substantially) 선대칭일 수 있다.

일부 실시 예들에서, 상기 제1 커팅 영역 및 상기 제2 커팅 영역은, 제1 안테나 엘리멘트의 방사 신호의 벡터-합과 제2 안테나 엘리멘트의 방사 신호의 벡터-합에 기초하여 배치될 수 있다.

일부 실시 예들에서, 상기 복수의 안테나 모듈들 각각의 방사 패치는 금속 재질이고, 상기 복수의 안테나 모듈들 각각의 커플링 패치는 금속 재질이고, 상기 복수의 안테나 모듈들 각각의 방사 패치는, 일부 면의 절곡을 통해 대응하는 커플링 패치와 SMT(surface mounted technology) 방식에 의해 부착될 수 있다.

본 개시에서는, 기존 패치 안테나 모듈에 포함되는 방사 패치(radiating patch)의 일 영역을 커팅하고 절곡시킴으로써 형성되는 절곡 구조가 서술되었다. 안테나 PCB 상에 이중 편파 안테나의 안테나 엘리멘트들, 급전선, 커플링 패치가 배치되고, 커플링 패치 위에 방사 패치가 배치되는 구조에서 상기 절곡 구조가 커플링 패치와 방사 패치 간 지지 구조로서 기능함과 동시에 CPR 성능 제어의 방안이 서술되었다.

방사 패치의 일 부분을 지지 구조로 활용함으로써, 별도의 지지 부재없이 적층 구조를 구현할 수 있어, 비용적인 측면에서 유리할 수 있다. 뿐만 아니라 메탈인 방사 배치의 일 부분 또한 메탈 재질이므로 커플링 패치와 용이하게 SMT 방식의 부착이 가능하다. 이러한 SMT는 조립을 위한 추가 부품 생산 없이 두 구조물을 연결할 뿐만 아니라, 별도의 부품이 필요하지 않아 제조 공차가 현저하게 줄어들 수 있다. 뿐만 아니라, 대칭 구조를 유지함으로써 구조를 보다 단순화하였다. 이러한 단순화된 구조 및 적은 제조 공차는, 5G 시스템의 도입으로 인해 기하급수적으로 증가하는 안테나들을 포함하는 장비의 수요에도 적합할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 안테나 구조는, 단순 절곡 구조를 통해, 전기장에서 대칭성을 충족시킴으로써 포트 간 패턴 차이를 최소화하고, CPR을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라 추가 구조물 없이 단순 공정이 가능하도록 구현됨으로써, 안테나 모듈의 대량 생산이 가능할 수 있다.

본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.

소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.

이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.

또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.

상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.

한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

무선 통신 시스템의 이중 편파(dual polarization)를 위한 안테나 모듈에 있어서,
안테나 기판(substrate);
상기 안테나 기판 상에서 배치되는 제1 편파를 위한 제1 안테나 엘리멘트;
상기 안테나 기판 상에서 배치되는 제2 편파를 위한 제2 안테나 엘리멘트;
상기 안테나 기판 상에 배치되고, 제1 안테나 엘리멘트 및 제2 안테나 엘리멘트와 전기적으로 연결되는 커플링 패치(coupling patch); 및
상기 커플링 패치로부터 전달되는 신호를 방사하기 위한 방사 패치(radiating patch)를 포함하고,
상기 안테나 모듈은, 상기 방사 패치의 일 면의 적어도 하나의 영역이 상기 방사 패치와 상기 커플링 패치 사이를 연결하도록 절곡되는 지지 구조(structure)를 포함하는 안테나 모듈.
청구항 1에 있어서, 상기 적어도 하나의 영역은 제1 커팅 영역(cutting region) 및 제2 커팅 영역을 포함하고,
상기 제1 커팅 영역에 대응하는 상기 방사 패치의 제1 금속물은 상기 방사 패치로부터 절곡되어, 상기 커플링 패치에 부착되고,
상기 제2 커팅 영역에 대응하는 상기 방사 패치의 제2 금속물은 상기 방사 패치로부터 절곡되어, 상기 커플링 패치에 부착되는 안테나 모듈.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 금속물은, 상기 제1 금속물의 절곡선에 따라 제1 지지부와 제1 부착부를 포함하고,
상기 제2 금속물은, 상기 제2 금속물의 절곡선에 따라 제2 지지부와 제2 부착부를 포함하고,
상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부는 상기 커플링 패치 상에서 상기 방사 패치를 지지하도록 배치되고,
상기 제1 부착부는 상기 제1 금속물을 상기 커플링 패치에 부착하도록 배치되고,
상기 제2 부착부는 상기 제2 금속물을 상기 커플링 패치에 부착하도록 배치되는 안테나 모듈.
청구항 2에 있어서, 상기 적어도 하나의 영역은 제3 커팅 영역 및 제4 커팅 영역을 포함하고,
상기 제3 커팅 영역에 대응하는 상기 방사 패치의 제3 금속물은 상기 방사 패치로부터 절곡되어, 상기 커플링 패치에 부착되고,
상기 제4 커팅 영역에 대응하는 상기 방사 패치의 제4 금속물은 상기 방사 패치로부터 절곡되어, 상기 커플링 패치에 부착되는 안테나 모듈.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 안테나 엘리멘트와 상기 제2 안테나 엘리멘트는 기준선에 관하여(in respect with) 선대칭으로 배치되고,
상기 제1 커팅 영역 및 상기 제2 커팅 영역은 상기 기준선을 중심으로 서로 구별되는 위치에 배치되는 안테나 모듈.
청구항 2에 있어서, 상기 제1 커팅 영역은, 상기 제1 안테나 엘리멘트에서 방사되는 신호의 상기 제2 편파의 제2 성분에 대한 제1 편파의 제1 성분의 비(ratio)가 일정값 이상을 갖도록 배치되는 방법.
청구항 2에 있어서, 상기 제2 커팅 영역은, 상기 제2 안테나 엘리멘트에서 방사되는 신호의 상기 제1 편파의 제1 성분에 대한 제2 편파의 제2 성분의 비(ratio)가 일정값 이상을 갖도록 배치되는 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 커팅 영역 및 상기 제2 커팅 영역은, 상기 제1 안테나 엘리멘트의 방사 신호의 벡터-합과 상기 제2 안테나 엘리멘트의 방사 신호의 벡터-합에 기초하여 배치되는 안테나 모듈.
청구항 1에 있어서,
상기 방사 패치 및 상기 커플링 패치 사이는, 상기 적어도 하나의 영역에 대응하는 적어도 하나의 금속물이 배치되고,
상기 적어도 하나의 금속물 외에 다른 지지부재는 포함하지 않는 안테나 모듈.
청구항 1에 있어서,
상기 방사 패치는 금속판으로부터 형성되고,
상기 커플링 패치는 금속 재질이고,
상기 방사 패치의 절곡된 적어도 하나의 영역은 상기 커플링 패치와 SMT(surface mounted technology) 방식에 의해 부착되는 안테나 모듈.
무선 통신 시스템의 이중 편파(dual polarization)를 위한 전자 장치에 있어서,
적어도 하나의 프로세서와,
적어도 하나의 송수신부와,
복수의 안테나 모듈들을 포함하고,
상기 복수의 안테나 모듈들 각각은
안테나 기판(substrate);
제1 편파를 위한 제1 안테나 엘리멘트;
제2 편파를 위한 제2 안테나 엘리멘트;
커플링 패치(coupling patch); 및
방사 패치(radiating patch)를 포함하고,
상기 복수의 안테나 모듈들 중에서 안테나 모듈은, 방사 패치의 일 면의 적어도 하나의 영역이 상기 방사 패치와 상기 방사 패치에 대응하는 커플링 패치 사이를 연결하도록 절곡되는 지지 구조(structure)를 포함하는 전자 장치.
청구항 11에 있어서, 상기 적어도 하나의 영역은 제1 커팅 영역(cutting region) 및 제2 커팅 영역을 포함하고,
상기 제1 커팅 영역에 대응하는 상기 방사 패치의 제1 금속물은 상기 방사 패치로부터 절곡되어, 상기 커플링 패치에 부착되고,
상기 제2 커팅 영역에 대응하는 상기 방사 패치의 제2 금속물은 상기 방사 패치로부터 절곡되어, 상기 커플링 패치에 부착되는 전자 장치.
청구항 12에 있어서,
상기 제1 금속물은, 상기 제1 금속물의 절곡선에 따라 제1 지지부와 제1 부착부를 포함하고,
상기 제2 금속물은, 상기 제2 금속물의 절곡선에 따라 제2 지지부와 제2 부착부를 포함하고,
상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부는 상기 커플링 패치 상에서 상기 방사 패치를 지지하도록 배치되고,
상기 제1 부착부는 상기 제1 금속물을 상기 커플링 패치에 부착하도록 배치되고,
상기 제2 부착부는 상기 제2 금속물을 상기 커플링 패치에 부착하도록 배치되는 전자 장치.
청구항 12에 있어서, 상기 적어도 하나의 영역은 제3 커팅 영역 및 제4 커팅 영역을 포함하고,
상기 제3 커팅 영역에 대응하는 상기 방사 패치의 제3 금속물은 상기 방사 패치로부터 절곡되어, 상기 커플링 패치에 부착되고,
상기 제4 커팅 영역에 대응하는 상기 방사 패치의 제4 금속물은 상기 방사 패치로부터 절곡되어, 상기 커플링 패치에 부착되는 전자 장치.
청구항 12에 있어서,
상기 커플링 패치에 배치되는 상기 제1 안테나 엘리멘트와 상기 제2 안테나 엘리멘트는 기준선에 관하여(in respect with) 선대칭으로 배치되고,
상기 제1 커팅 영역 및 상기 제2 커팅 영역은 상기 기준선을 중심으로 서로 구별되는 위치에 배치되는 전자 장치.
청구항 12에 있어서, 상기 제1 커팅 영역은, 상기 제1 안테나 엘리멘트에서 방사되는 신호의 상기 제2 편파의 제2 성분에 대한 제1 편파의 제1 성분의 비(ratio)가 일정값 이상을 갖도록 배치되는 전자 장치.
청구항 12에 있어서, 상기 제2 커팅 영역은, 상기 제2 안테나 엘리멘트에서 방사되는 신호의 상기 제1 편파의 제1 성분에 대한 제2 편파의 제2 성분의 비(ratio)가 일정값 이상을 갖도록 배치되는 전자 장치.
청구항 12에 있어서,
상기 제1 커팅 영역 및 상기 제2 커팅 영역은, 제1 안테나 엘리멘트의 방사 신호의 벡터-합과 제2 안테나 엘리멘트의 방사 신호의 벡터-합에 기초하여 배치되는 전자 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 방사 패치 및 상기 커플링 패치 사이는, 상기 적어도 하나의 영역에 대응하는 적어도 하나의 금속물이 배치되고,
상기 적어도 하나의 금속물 외에 다른 지지부재는 포함하지 않는 전자 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 복수의 안테나 모듈들 각각의 방사 패치는 금속 재질이고,
상기 복수의 안테나 모듈들 각각의 커플링 패치는 금속 재질이고,
상기 복수의 안테나 모듈들 각각의 방사 패치는, 일부 면의 절곡을 통해 대응하는 커플링 패치와 SMT(surface mounted technology) 방식에 의해 부착되는 전자 장치.