KR20210146239A

KR20210146239A - 안테나 장치

Info

Publication number: KR20210146239A
Application number: KR1020210066752A
Authority: KR
Inventors: 지교성; 정배묵; 김정회
Original assignee: 주식회사 케이엠더블유
Priority date: 2020-05-26
Filing date: 2021-05-25
Publication date: 2021-12-03
Also published as: KR102437332B1

Abstract

본 발명은 안테나 장치에 관한 것으로서, 특히, 일면에 다수의 안테나 관련 부품이 실장되고, 타면에 다수의 필터가 실장되는 프린트 보드 어셈블리(이하 "PBA"라 약칭함) 및 상기 PBA의 일면 측에 적층 배치되고, 일면에는 다수의 안테나 소자가 실장되되, 타면에 밀착된 상기 필터와 전기적인 신호 라인을 구축하도록 연결되는 안테나 보드를 포함하고, 상기 필터는, 상기 PBA의 타면으로부터 이격시키되, 상기 전기적인 신호 라인으로부터 신호의 누설을 방지하기 위한 크렘쉘부가 일체로 형성됨으로써, 필터의 전체적인 방열 성능 및 필터 성능을 향상시킬 수 있는 이점을 제공한다.

Description

안테나 장치{ANTENNA APPARATUS}

본 발명은 안테나 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 필터와 신호 차폐 기능을 수행하는 크렘쉘(Clamshell)을 일체로 구비함으로써, 방열 성능을 향상시킴은 물론 조립이 용이한 안테나 장치에 관한 것이다.

무선 통신 기술, 예를 들어 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 기술은, 다수의 안테나를 사용하여 데이터 전송용량을 획기적으로 늘리는 기술로서, 송신기에서는 각각의 송신 안테나를 통해 서로 다른 데이터를 전송하고, 수신기에서는 적절한 신호처리를 통해 송신 데이터들을 구분해내는 Spatial multiplexing 기법이다.

따라서, 송수신 안테나의 개수를 동시에 증가시킴에 따라 채널 용량이 증가하여 보다 많은 데이터를 전송할 수 있게 한다. 예를 들어 안테나 수를 10개로 증가시키려면 현재의 단일 안테나 시스템에 비해 같은 주파수 대역을 사용하여 약 10배의 채널 용량을 확보하게 된다. 이와 같은 MIMO 기술이 적용된 송수신 장치의 경우, 안테나의 개수가 늘어남에 따라 송신기(Transmitter)와 필터(Filter)의 개수도 함께 증가하게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 MIMO 안테나 장치의 다수의 레이어 층을 나타낸 분해 사시도 및 일부 확대도이고, 도 2는 도 1의 구성 중 관련 PCB 보드와 안테나 기판 사이의 필터의 조립 모습을 나타낸 사시도 및 일부 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 MIMO 안테나 장치의 일예는, 일측으로는 개구되어 소정의 설치 공간을 구비하고, 타측으로는 차폐되되 다수의 방열핀이 일체로 형성된 메인 하우징(10)을 포함한다.

아울러, 종래 기술에 따른 MIMO 안테나 장치의 일예는, 메인 하우징(10)의 설치 공간 저면에 일면(도면상 하면)이 밀착되도록 1차적으로 적층되되, 타면에는 미도시의 RF 급전 네트워크 관련 부품들이 실장되고, 일면에는 다수의 필터(40)가 크렘쉘(Clamshell)(50)을 사이에 두고 실장되는 프린트 보드 어셈블리(Print Board Assembly, 이하, "PBA"라 약칭함)(30) 및 메인 하우징(10)의 설치 공간 내부에 2차적으로 적층되되, 타면은 PBA(30)의 필터(40)의 RF 커넥터(43)를 매개로 소정의 전기적인 신호 라인을 구축하도록 연결되고, 일면에는 다수의 안테나 소자(65)가 실장된 안테나 보드(Antenna Board)(60)를 더 포함한다.

여기서, 필터(40)는, 캐비티 필터(Cavity Filter), 도파관 필터(Wave-Guide Filter) 및 유전체 필터(Dielectric Filter) 중 어느 하나로 채용될 수 있다. 아울러, 여기서의 필터(40)는, 다중 주파수 대역을 커버하는 멀티 밴드 필터(MBF, Multi Band Filter)를 제외하지 않는다.

또한, 크렘쉘(50)은, PBA(30)와 필터(40) 사이에 개재되어 PBA(30)에 실장된 전장 부품(예를 들면, RF 급전 네트워크 관련 부품들(미도시))로부터 발생되는 전자파를 차단하여 필터(40) 내에 구축된 전기적인 신호 라인에 영향을 주지 않도록 하는 신호 차폐 기능을 수행한다.

다만, 다수의 RF 급전 네트워크 부품이 실장된 PBA(30)의 일면과 필터(40)는 상호 통전되도록 구비되어야 하는 점에서, 도 1에 참조된 바와 같이, 필터(40)에는 내부에 RF 커넥터(43)가 삽입되는 적어도 하나의 케이스 연장부(45)가 구비되고, 크렘쉘(50)에는 케이스 연장부(45)가 관통하는 적어도 하나의 관통홀(55)이 형성될 수 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 MIMO 안테나 장치는, 제품의 슬림화 경향으로 인하여 메인 하우징(10)의 두께가 최소화되도록 제조하는 실정이며, 이에 따라 필터(40)의 내부 부품(예를 들면, 공진 부품(미도시) 등)을 수평 방향으로 1열 배열시킴에 따라 캐비티 내의 내부 공간이 협소해져 스커트 특성(즉, Q값)이 감소하는 문제점이 있다.

또한, 필터(40)는 주파수 필터링 과정에서 다량의 발열이 생기는 대표적인 발열소자인 바, 필터(40)로부터 발생된 열은 크렘쉘(50)을 매개로 또는 크렘쉘(50)을 관통하여 PBA(30)의 일면 측으로 전달된 후 메인 하우징(10)의 다수의 방열핀(15)을 통한 방열이 원활하여야 필터(40)의 필터 성능을 향상시킬 수 있다.

그러나, 필터(40)와 PBA(30) 사이에 별도로 구비된 크렘쉘(50)과의 열 접촉 저항에 의해 열전도율이 감소하고, 방열 성능의 저하로 인해 필터(40)의 필터 성능이 저하되는 문제점도 지적된다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 필터와 크렘쉘을 일체로 형성함으로써 열 접촉 저항을 최소화하여 방열 성능을 극대화할 수 있는 안테나 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 필터 내부의 내장 부품들의 이격 거리를 최대로 확보함으로써 스커트 특성(즉, Q값)을 상승시킴은 물론 발열을 최소화할 수 있는 안테나 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 안테나 장치의 일 실시예는, 일면에 다수의 안테나 관련 부품이 실장되고, 타면에 다수의 필터가 실장되는 프린트 보드 어셈블리(이하 "PBA"라 약칭함) 및 상기 PBA의 일면 측에 적층 배치되고, 일면에는 다수의 안테나 소자가 실장되되, 타면에 밀착된 상기 필터와 전기적인 신호 라인을 구축하도록 연결되는 안테나 보드를 포함하고, 상기 필터는, 상기 PBA의 타면으로부터 이격시키되, 상기 전기적인 신호 라인으로부터 신호의 누설을 방지하기 위한 크렘쉘부가 일체로 형성된다.

여기서, 상기 PBA의 타면에는, 상기 크렘쉘부의 단부가 삽입되는 크렘쉘 안착 그루브가 홈 형태로 가공 형성될 수 있다.

또한, 상기 PBA에는, 상기 크렘쉘부로부터 전달되는 열을 일면 측으로 전달하는 열전달 브릿지 홀(via hole)이 가공 형성될 수 있다.

또한, 상기 크렘쉘 안착 그루브 및 상기 열전달 브릿지 홀과 상기 PBA의 일면에는 열전도성 재질이 도금 형성될 수 있다.

또한, 상기 열전달 브릿지 홀은 상기 크렘쉘 안착 그루브의 다수 개소에 형성된될 수 있다.

또한, 상기 크렘쉘 안착 그루브는, 상기 크렘쉘부의 단부가 전부 접촉되도록 상기 크렘쉘부의 단부 형상과 대응되는 형상으로 가공 형성될 수 있다.

또한, 상기 필터는, 적어도 하나의 캐비티가 격벽에 의하여 구분되게 구비되고, 상기 격벽으로부터 상기 캐비티 내로 돌출 구비된 적어도 둘 이상의 공진 부품이 상기 PBA 측 및 상기 안테나 보드 측으로 상이한 레이어 층을 형성하도록 적층 배치될 수 있다.

또한, 상기 필터는, 상기 캐비티가 상기 격벽을 중심으로 좌우에 2개 형성된 필터 본체부 및 상기 캐비티의 개구된 좌측을 차폐하는 좌측 차폐 패널 및 상기 캐비티의 개구된 우측을 차폐하는 우측 차폐 패널을 포함하고, 상기 크렘쉘부는, 상기 필터 본체부의 일단으로부터 연장되어 상기 PBA의 타면에 실장될 수 있다.

또한, 상기 필터는, 상기 안테나 보드의 일면에 접점되는 적어도 하나의 RF 커넥터를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 PBA에는, 상기 크렘쉘부로부터 전달되는 열을 일면 측으로 전달하는 열전달 브릿지 홀(via hole)이 가공 형성되고, 상기 필터 본체부의 길이방향 일단부 및 타단부에 형성되되 상기 필터 본체부를 관통되게 열유동 홀이 더 형성되되, 상기 열유동 홀은, 상기 열전달 브릿지 홀과 매칭되게 형성될 수 있다.

또한, 상기 크렘쉘부에는 구획된 적어도 2개의 중공부가 형성되고, 상기 중공부 중 어느 하나에는 상기 필터의 캐비티 측으로 신호를 입력하는 신호 입력 라인이 구비되고, 상기 중공부 중 다른 하나에는 상기 필터의 캐비티 측으로부터 신호를 출력하는 신호 출력 라인이 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 안테나 장치의 일 실시예에 따르면 다음과 같은 다양한 효과를 달성할 수 있다.

첫째, 필터와 크렘쉘부를 일체로 구비함으로써 열 접촉 저항을 최소화하여 방열 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

둘째, 프린트 보드 어셈블리의 타면에 필터와 일체로 형성된 크렘쉘부의 설치 위치를 용이하게 파악할 수 있으므로 조립 시간을 단축할 수 있는 효과를 가진다.

셋째, 필터 내부의 노치 바를 적층 구비함으로써 Q값을 향상시킴과 아울러, 발열량을 최소화하여 필터의 필터 성능을 향상시키는 효과를 가진다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 MIMO 안테나 장치의 다수의 레이어 층을 나타낸 분해 사시도 및 일부 확대도이고,
도 2는 도 1의 구성 중 관련 PCB 보드와 안테나 기판 사이의 필터의 조립 모습을 나타낸 사시도 및 일부 단면도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 PBA와 안테나 보드의 적층 모습을 나타낸 사시도 및 그 일부 확대도이고,
도 4는 필터의 내부 모습을 나타낸 단면도이며,
도 5는 PBA의 일면에 적층된 필터 및 PSU 어셈블리를 나타낸 사시도이고,
도 6a 및 도 6b는 도 3의 일부 분해 사시도로써 하향 및 상향 분해 사시도이며,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 구성 중 PBA의 일면을 나타낸 사시도 및 일부 확대도이고,
도 8은 도 7의 PBA의 일면에 설치된 필터의 일부 절개 사시도이며,
도 9는 도 7의 PBA 일면에 형성된 위치 설정 그루브에 대한 필터 및 사이드 서포트의 설치 모습을 나타낸 사시도 및 일부 확대도이고,
도 10a 및 도 10b는 도 9의 필터의 일측면 및 타측면을 보다 상세하게 나타낸 사시도이며,
도 11a 내지 도 11c는 PBA의 일면에 대한 필터의 설치 과정을 나타낸 조립도 및 그 확대도이다.

이하, 본 발명에 따른 안테나 장치의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 PBA와 안테나 보드의 적층 모습을 나타낸 사시도 및 그 일부 확대도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(1)는, 전방(도면상 상측)으로 개구된 수용 공간을 형성하고, 대략 상하 방향으로 길게 얇은 전후 수용폭을 가지는 직육면체 형상으로 형성된 메인 하우징(도 1의 도면부호 10 참조)의 수용 공간 내측에 1차적으로 적층된 프린트 보드 어셈블리(Print Board Assembly, 이하 'PBA'라 약칭함)(130)와, PBA(130)의 전방(도면상 상측)으로 소정거리 이격되게 2차적으로 적층 배치된 적어도 하나 이상의 안테나 보드(Antenna Board)(160)를 포함한다.

여기서, 안테나 보드(160)는, 도 3에 참조된 바와 같이, 상대적으로 하측(도면상 좌측)에 구비된 하부 안테나 기판(160A) 및 상대적으로 상측(도면상 우측)에 구비된 상부 안테나 기판(160B)으로 구분되어 구비될 수 있다. 그러나, 반드시 안테나 보드(160)가 하부 안테나 기판(160A) 및 상부 안테나 기판(160B)로 구분되어 설치될 필요는 없고, 단일의 안테나 보드(160)로 구비되는 것도 가능함은 당연하다고 할 것이다.

도 3을 참조하면, PBA(130)의 일면(도면상 하면)에는 다수의 RF 급전 네트워크 관련 부품들(도 6b의 도면부호 140 참조)이 실장되고, 타면(도면상 상면)에는 다수의 필터(200)가 실장될 수 있다.

여기서, 다수의 필터(200)는, 캐비티 필터(Cavity Filter), 도파관 필터(Wave-Guide Filter) 및 유전체 필터(Dielectric Filter) 중 어느 하나로 채용될 수 있다. 아울러, 여기서의 필터(40)는, 다중 주파수 대역을 커버하는 멀티 밴드 필터(MBF, Multi Band Filter)를 제외하지 않는다.

보다 상세하게는, 다수의 필터(200)는, 도 3에 참조된 바와 같이, PBA(130)의 타면에 좌우 방향으로 길게 열을 지어 배치될 수 있다. 여기서, 다수의 필터(200)의 열은 4개 열로 배치될 수 있다. 필터(200)의 각 열은 상하 방향으로 각각 소정거리 이격되게 배치될 수 있다.

여기서, 도 3에 참조된 바와 같이, 안테나 보드(160)가 하부 안테나 기판(160A) 및 상부 안테나 기판(160B)으로 구분되어 구비될 경우, 하부 안테나 기판(160A)의 배면 측에는 2열의 필터(200)가 상하 방향으로 이격되게 구비되고, 상부 안테나 기판(160B)의 배면 측에는 2열의 필터(200)가 상하 방향으로 이격되게 구비되며, 각 열의 필터(200) 간 상하 방향 이격거리는 모두 동일하게 설정될 수 있다.

다수의 필터(200) 중 각 열의 가장 우측과 가장 좌측에 구비된 필터(200)는, 도 3에 참조된 바와 같이, 후술하는 클렘쉘부(240)와 동일한 재질로 구비된 사이드 서포터(250)에 의하여 설치 지지될 수 있다.

사이드 서포터(250)는, 도 3에 참조된 바와 같이, 각 열의 가장 우측과 가장 좌측에 구비된 필터(200)의 설치를 지지하는 역할을 함과 동시에, 해당 필터(200)에 일체로 형성된 크렘쉘부(240)의 개구된 측면을 차폐하여, 크렘쉘부(240)의 기능과 일부 동일한 기능을 수행할 수 있다.

PBA(130)는, 일측에 마련된 파워 서플라이 유닛 어셈블리(Power Supply Assembly, 이하 'PSU 어셈블리'로 약칭함)(170)로부터 전원이 인가되면 다수의 RF 급전 네트워크 관련 부품들(140)의 캘리브레이션 급전 제어 및 주파수 필터링의 수행을 위해 전원을 필터(200) 측으로 입력하거나 필터(200) 측으로부터 출력받도록 제어하는 역할을 수행할 수 있다.

이와 같은 다수의 RF 급전 네트워크 관련 부품들(140)은, 전원 구동 시 상당한 발열이 예상되므로, 도면에 도시되지 않았으나, 메인 하우징(10)의 수용 공간 저면(타면)에 직접 열 접촉되도록 구비될 수 있다. 메인 하우징(10)으로 전달된 열은, 메인 하우징(10)의 외측면(일면)에 일체로 형성된 다수의 방열핀(도 1의 도면부호 15 참조)을 통해 외부 공간(바람직하게는 후방 공간)으로 용이하게 방열될 수 있다.

한편, 필터(200)는, 도 3에 참조된 바와 같이, PBA(130)와 안테나 보드(160A,160B) 사이에 배치되어 주파수 필터링을 수행하는 필터 장치로써, PBA(130)와 안테나 보드(160A,160B) 사이에 구축된 소정의 전기적인 신호 라인을 통해 주파수 필터링을 수행할 수 있다.

도 4는 필터의 내부 모습을 나타낸 단면도이고, 도 5는 PBA의 일면에 적층된 필터 및 PSU 어셈블리를 나타낸 사시도이다.

먼저, 필터(200) 내부의 구체적인 구성을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 즉, 필터(200)는, 도 4에 참조된 바와 같이, 적어도 하나의 캐비티(233)가 가운데를 가로지르는 격벽(239)에 의하여 좌측 캐비티(233A) 또는 우측 캐비티(233B)로 구분되게 구비된 필터 본체부(210)와, 격벽(239)으로부터 각각 좌측 캐비티(233A) 및 우측 캐비티(233B) 내로 돌출 구비된 적어도 둘 이상의 공진 부품(232)을 포함할 수 있다. 공진 부품(232)은 미도시의 주파수 튜닝 나사와의 간극 조절을 통해 설계자가 원하는 대역의 주파수로 튜닝되도록 하는 역할을 수행한다. 참고로, 주파수 튜닝 나사는, 좌측 캐비티(233A)를 덮도록 구비되되 후술하는 좌측 차폐 패널(220A)과의 사이에 구비된 좌측 필터 튜닝 커버(미도시) 및 후술하는 우측 차폐 패널(220B)과의 사이에 구비된 우측 필터 튜닝 커버(미도시)에 다수 개가 구비될 수 있다.

여기서, 필터(200)는, 필터 본체부(210)의 캐비티(233) 중 좌측에 형성된 캐비티(좌측 캐비티(233A))로서 개구된 좌측을 차폐하는 좌측 차폐 패널(220A)과 필터 본체부(210)의 캐비티(2300) 중 우측에 형성된 캐비티(우측 캐비티(233B))로서 개구된 우측을 차폐하는 우측 차폐 패널(220B)을 더 포함할 수 있다.

필터(200)가 형성하는 캐비티(233)와 외부의 잡음(전자파 등에 의한 신호 등)이 차폐되도록, 필터 본체부(210)는 내측(가령, 좌측 캐비티(233A)와 우측 캐비티(233B)를 형성하는 내측면)이 금속 박막 형태로 도금되게 구비될 수 있고, 좌측 차폐 패널(220A) 및 우측 차폐 패널(220B)의 내측면도 마찬가지로 금속 박막 형태로 도금되게 구비될 수 있다.

필터 본체부(210)의 내부에 구비된 공진 부품(232)은, 비도전성 물질로 구비된 공진부 지지부(231)를 매개로 도전성 재질로 이루어진 필터 본체부(210)와는 공진 부품(232)이 직접 접촉되지 않도록 구비됨이 바람직하다.

한편, 공진 부품(232)은, 다수 개(참고로 본 실시예에서는 도 8에 참조된 바와 같이 7개로 구성됨)가 필터 본체부(210)의 길이 방향(도면상 수평 방향)으로 나란히 배치될 수 있다. 여기서, 다수의 공진 부품(232) 중 제1공진 부품군(232A)은 PBA(130) 측으로 인접되는 1개의 레이어 층을 형성하도록 각각 이격되게 배치됨과 아울러, 다수의 공진 부품(232) 중 제2공진 부품군(232B)은 상기 제1공진 부품군(232A)과는 상이한 레이어 층을 형성하도록 안테나 보드(160B) 측으로 인접되게 이격되게 적층 배치될 수 있다.

이와 같은 필터 본체부(210)의 캐비티(233) 내에서의 공진 부품(232)의 배치 설계는 종래와는 다른 것으로서, 각 공진 부품(232) 끼리의 이격 거리를 최대로 확보함과 아울러, 필터 본체부(210)의 내부면 또는 좌측 차폐 패널(220A) 및 우측 차폐 패널(220B)과의 이격 거리를 최대로 확보하도록 필터 본체부(210) 내에서 2개의 레이어 층을 형성하면서 적층 배치된 차이점을 가진다.

따라서, 필터 본체부(210)의 캐비티(233) 내에서 스커트 특성(즉, Q값)은 증가함과 아울러 삽입 손실이 줄어들게 됨으로써, 캐비티(233) 내에서의 발열량을 상당량 감소시킬 수 있는 이점을 가진다. 필터(200)의 발열량 감소는 필터 성능의 향상이라는 효과로 이어질 수 있다.

아울러, 필터(200)는, 도 4 및 도 5에 참조된 바와 같이, PBA(130)의 타면으로부터 필터 본체부(210)를 이격시키되, 전기적인 신호 라인으로부터 신호의 누설을 방지하기 위한 크렘쉘부(240)가 필터 본체부(210)와 일체로 형성될 수 있다.

크렘쉘부(240)는, 필터(200)의 필터 본체부(210)와 PBA(130)의 타면 사이에 위치된 일체형 구성으로써, 필터 본체부(210) 내에서 이루어지는 주파수 필터링 과정 동안 PBA(130)에 실장된 전장 부품(예를 들면, RF 급전 네트워크 부품(140) 포함)들로부터 미치는 전자파 영향을 차단하여 필터링 성능의 신뢰성을 보장하는 역할을 수행한다. 여기서, 크렘쉘부(240)는 신호를 차폐하는 쉴드 커버(Shield Cover)일 수 있다.

이 또한, 도 1 및 도 2로 도시된 종래의 안테나 장치와 구별되는 것으로서, 크렘쉘부(240)는 필터 본체부(240)와 일체로 사출 성형될 수 있다. 여기서, 크렘쉘부(240)의 외면 또는 내면에는, 앞서 설명한 필터(200)와 마찬가지로, 전자파 등의 차단이 용이한 재질이 피막되거나 도금 형성될 수 있음은 당연하다.

또한, 도 4에 참조된 바와 같이, 크렘쉘부(240)에는, 구획된 적어도 2개의 중공부(236,237)가 형성되고, 중공부(236,237) 중 어느 하나(236)에는 필터(200)의 필터 본체부(210)의 캐비티(233) 측으로 신호를 입력하는 신호 입력 라인(234)이 구비되고, 중공부(236,237) 중 다른 하나(237)에는 필터(200)의 필터 본체부(210)의 캐비티(233) 측으로부터 신호를 출력하는 신호 출력 라인(235)이 구비될 수 있다.

신호 입력 라인(234) 및 신호 출력 라인(235)은, 도전성 재질의 판상으로 구비되되, 일단부는 절곡되어 PBA(130)의 타면에 실장되거나 접점되도록 구비되고, 타단부는 필터 본체부(210)의 캐비티(233) 측과 통전되도록 구비될 수 있다.

PSU 어셈블리(170)로부터 공급되는 전원은, 도 5에 참조된 바와 같이, 다수의 필터(200)의 사이를 가로지르도록 배열되고, PBA(130)의 타면에 핀 결합되는 적어도 하나의 파워 라인(80)을 통해 분전될 수 있다. 파워 라인(80)은, PBA(130)의 일면의 다수 개소에 핀 결합될 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 도 3의 일부 분해 사시도로써 하향 및 상향 분해 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 구성 중 PBA의 일면을 나타낸 사시도 및 일부 확대도이며, 도 8은 도 7의 PBA의 일면에 설치된 필터의 일부 절개 사시도이고, 도 9는 도 7의 PBA 일면에 형성된 위치 설정 그루브에 대한 필터 및 사이드 서포트의 설치 모습을 나타낸 사시도 및 일부 확대도이며, 도 10a 및 도 10b는 도 9의 필터의 일측면 및 타측면을 보다 상세하게 나타낸 사시도이다.

도 6a 내지 도 7에 참조된 바와 같이, PBA(130)의 타면에는, 크렘쉘부(240)의 단부(241)가 삽입되는 크렘쉘 안착 그루브(131)가 홈 형태로 음각 가공 형성될 수 있다.

여기서, 크렘쉘 안착 그루브(131)는, 크렘쉘부(240)의 선단이 삽입되어 접촉되도록 크렘쉘부(240)의 단부(241) 형상과 대응되는 형상으로 PBA(130)의 타면이 음각 가공 형성됨이 바람직하다.

이와 같이 PBA(130)의 타면을 음각 가공 형성하는 이유는, 후술하는 바와 같이, 열전도성 재질로 구비된 크렘쉘부(240)를 매개로 필터(200)의 구동에 의하여 발생되는 캐비티(233)의 발열을 PBA(130) 측으로 열전도함에 있어서 핵심 역할을 수행하는 열전달 브릿지 홀(133)의 두께 방향 길이를 최소화하기 위함이다. 즉, PBA(130)의 타면에 크렘쉘 안착 그루브(131)가 음각 가공 형성됨으로써, PBA(130)의 전체 두께를 크렘쉘 안착 그루브(131)의 깊이만큼 줄여주어 열전도 길이를 축소시킬 수 있다.

여기서, 크렘쉘 안착 그루브(131)는, 필터(200)의 필터 본체부(210)와 일체로 형성된 크렘쉘부(240)의 단부(241)가 삽입되도록 구비되는 바, 개별 필터(200)의 설치 위치를 설정하는 역할도 동시에 수행할 수 있다. 따라서, 필터(200)의 PBA(130)의 타면에 대한 실장 조립 시, 조립 시간을 크게 단축할 수 있는 이점을 제공할 수 있다.

보다 상세하게는, 크렘쉘 안착 그루브(131)는, 크렘쉘부(240)의 선단면이 안착됨과 아울러, 크렘쉘부(240)의 선단면에 인접하는 측면부 일부와 접촉되도록 'ㄷ'자 형상의 단면을 가지도록 형성될 수 있다.

크렘쉘 안착 그루브(131)의 폭은, 적어도 크렘쉘부(240)의 일단부 일부가 삽입되도록 크렘쉘부(240)의 일단부의 두께보다 크게 형성되고, 크렘쉘 안착 그루브(131)의 깊이는, PBA(130)를 완전 관통하지 않는 크기로 형성됨이 바람직하다.

한편, PBA(130)에는, 크렘쉘부(240)로부터 전달되는 열을 PBA(130)의 타면 측에서 일면 측(즉, 도면상 상면에서 하면 측)으로 전달하는 열전달 브릿지 홀(Heat transfer bridge hole)(133)이 가공 형성될 수 있다. 열전달 브릿지 홀(133)은, PBA(130)의 일면과 타면을 완전 관통하도록 형성될 수 있다.

여기서, 열전달 브릿지 홀(133)은, 크렘쉘 안착 그루브(131)의 저면 중 다수 개소에 PBA(130)를 관통하도록 형성됨이 바람직하다. 즉, 열전달 브릿지 홀(133)은, 상술한 바와 같이, 필터(200)의 필터 본체부(210)의 캐비티(233)로부터 발생한 열을 크렘쉘부(240)를 매개로 PBA(130)의 일면 측으로 전달하는 역할을 수행하는 바, PBA(130)의 두께를 최소화하는 위치에 형성되는 것이 열전도에 유리하다. 따라서, 열전달 브릿지 홀(133)은, PBA(130)에 두께가 감소되는 방향으로 미리 음각 형성된 크렘쉘 안착 그루브(131)의 저면 내에 형성됨이 바람직하다.

아울러, 크렘쉘 안착 그루브(131) 및 열전달 브릿지 홀(133)과 PBA(130)의 일면에는 열전도성 재질이 도금 형성될 수 있다.

일반적으로, PBA(130)를 포함하는 PCB의 재질은 FR4로써, 열전도성이 작거나 비도전성 물질로 이루어진다. 따라서, PBA(130) 자체는 열전도에 적합하지 않으므로, 크렘쉘부(240)의 단부(241)가 접하는 부위인 크렘쉘 안착 그루브(131)가 형성하는 면에 전부 열전도성 재질이 피막되도록 도금 형성함이 바람직하다.

또한, 크렘쉘 안착 그루브(131)로 전달된 열이 단절없이 열전달 브릿지 홀(133)을 통해 PBA(130)의 일면 측으로 열전도되도록 열전달 브릿지 홀(133)의 내측면에도 전부 열전도성 재질이 피막될 수 있다.

PBA(130)의 타면에 해당되는 부위인 크렘쉘 안착 그루브(131)에 삽입된 크렘쉘부(240)의 단부(241)로부터 열을 용이하게 전달받은 후, PBA(130)의 일면과 타면을 관통하도록 형성된 열전달 브릿지 홀(133)의 내주면 전부 및 PBA(130)의 일면의 적어도 일부가 열전도성 재질로 도금 형성되어 열전달 경로를 형성하도록 함으로써 보다 향상된 방열 효과를 달성하기 위함이다.

이와 같이, PBA(130)의 타면에 형성된 크렘쉘 안착 그루브(131)에 삽입되는 크렘쉘부(240)는, 필터 본체부(210)의 일단으로부터 연장되어 PBA(130)의 타면에 고정될 수 있다.

아울러, 도 8에 참조된 바와 같이, 다수의 필터(200) 각각에는 필터 본체부(210)의 길이방향 일단부와 타단부에 각각 하나씩 형성되되, 필터 본체부(210)를 관통되게 열유동 홀(217)이 형성될 수 있다.

열유동 홀(217)은, 열전달 브릿지 홀(133)과 매칭되게 형성되어, PBA(130)의 타면 측 공기가 PBA(130)의 일면 측으로 빠져 나갈 수 있게 되는 바, 필터(200) 자체에 의하여 생성된 열 뿐만 아니라, PBA(130)의 타면 측 고온 공기를 PBA(130)의 일면 측으로 배출시킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 필터(200)의 필터 본체부(210)의 타면에는, 도 10a에 참조된 바와 같이, 안테나 보드(160A,160B)의 일면(도면상 하면)에 연결되는 적어도 하나의 RF 커넥터(238)를 더 포함할 수 있다.

RF 커넥터(238)는, 2차적으로 적층 결합되는 안테나 보드(160)가 밀착될 때, 안테나 보드(160)와 PBA(130) 사이의 조립 공차를 흡수함과 동시에 소정의 전기적인 신호 라인을 구축하는 역할을 수행한다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 필터(200)는, 도 9에 참조된 바와 같이, PBA(130)의 타면에 미리 가공 형성된 다수의 크렘쉘 안착 그루브(131)에 순차적으로 안착된 후 솔더링 방식을 포함하는 다양한 방법으로 고정될 수 있다.

이때, 다수의 크렘쉘 안착 그루브(131)는, 개별 필터(200)의 일단부에 일체로 형성된 크렘쉘부(240)의 일단부(241)의 형상과 대응되게 형성되는 바, 조립 시 위치 설정의 기능을 수행하므로 조립 시간을 단축할 수 있는 이점을 가진다.

또한, 도 10a 및 도 10b에 참조된 바와 같이, 격벽(239)에 의하여 구획된 캐비티(233)들로부터 발생한 열이 크렘쉘부(240)를 매개로 크렘쉘 안착 그루브(131)로 전달된 후, 열전달 브릿지 홀(133)을 통해 PBA(130)의 일면 측으로 용이하게 배출됨으로써 방열 성능이 크게 향상될 수 있다.

특히, 본 발명의 출원인은, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치에 있어서, 열전달 브릿지 홀(133)에 따른 방열 성능의 확인을 위하여, 도 1 및 도 2를 참조하여 이미 설명한 "발명의 배경이 되는 기술" 항목의 분리형 구조를 비교례로 선정하여 동일한 열전도도 조건(k=10W/mk)의 열전달 브릿지 홀(133)을 적용하여 구동시킨 결과, 비교례에 의할 경우 특정 발열 부품(Main TR 모듈)의 온도가 최저 4.0 ℃ 내지 최대 5.8 ℃ 더 개선되었으나, 본 발명의 일 실시예에 의할 경우, 특정 발열 부품(Main TR 모듈)의 온도가 최저 4.5 ℃ 내지 최대 6.9 ℃ 더 개선된 특성을 나타내었다.

이는, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치가 비교례인 분리형 구조에 비하여 접촉 열저항이 줄어든 한편, 열전달 브릿지 홀(133)을 통해 크렘쉘부(240) 측에 해당하는 PBA(130)의 타면 측에 응집된 열이 효과적으로 열전달 브릿지 홀(133)을 매개로 PBA(130)의 일면 측으로 열전도되어 방열되기 때문인 것으로 해석된다.

도 11a 내지 도 11c는 PBA의 일면에 대한 필터의 설치 과정을 나타낸 조립도 및 그 확대도이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 조립 과정을 첨부된 도면(특히, 도 11a 내지 도 11c)을 참조하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 11a에 참조된 바와 같이, PBA(130)의 타면 측에 형성된 크렘쉘 안착 그루브(131)의 내측 평면(132)에 기타 전장부품(137,138,139)을 실장한 다음, 도 11b에 참조된 바와 같이, PBA(130)의 좌측 단부 또는 우측 단부에 고정되어 크렘쉘부(240)를 지지하는 사이드 서포터(250)를 미리 가공 형성된 크렘쉘 안착 그루브(131)의 내측에 형합되도록 고정시킨다. 다만, 사이드 서포터(250)는 반드시 필터 본체부(210)의 고정 전에 PBA(130)의 타면에 설치되어야 하는 것은 아니고, 필터 본체부(210)의 고정 후에 설치되는 것도 가능하다.

다음으로, 도 11c에 참조된 바와 같이, 필터 본체부(210)와 일체로 형성된 크렘쉘부(240)의 단부(241)를 PBA(130)의 타면에 형성된 크렘쉘 안착 그루브(131)에 형합되도록 삽입하는 동작으로 필터(200)를 고정시킨다.

필터(200)가 전기적으로 구동되어 필터 본체부(210) 내의 캐비티(233)에서 발생된 열은, 열전도성 재질로 구비된 크렘쉘부(240)를 매개로 크렘쉘 안착 그루브(131) 및 열전달 브릿지 홀(133)을 경유하여 PBA(130)의 일면 측으로 전도되고, PBA(130)의 일면과 직접 열접촉되도록 구비된 메인 하우징(10)의 일면에 일체로 형성된 다수의 방열핀(15)을 통해 외부로 용이하게 방열될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는, 필터 본체부(210)의 캐비티(233) 내에 구비된 다수의 공진 부품(232)를 PBA(130)와 안테나 보드(160A,160B) 사이의 두께 방향으로 적층 배치하여 열 발생을 최소화함과 아울러, 필터 본체부(210)와 일체로 형성된 크렘쉘부(240)를 통해 PBA(130)의 일면 측으로 용이하게 열전도함으로써 방열 성능을 크게 향상시킬 수 있는 이점을 제공한다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치를 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 상술한 일 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 청구범위에 의하여 정해진다고 할 것이다.

10: 메인 하우징 15: 다수의 방열핀
130: PBA(프린트 보드 어셈블리) 131: 크렘쉘 안착 그루브
133: 열전달 브릿지 홀 160A,160B: 안테나 보드
200: 필터 210: 필터 본체부
220A: 우측 차폐 패널 220B: 좌측 차폐 패널
233: 캐비티 240: 크렘쉘부

Claims

일면에 다수의 안테나 관련 부품이 실장되고, 타면에 다수의 필터가 실장되는 프린트 보드 어셈블리(이하 "PBA"라 약칭함); 및
상기 PBA의 일면 측에 적층 배치되고, 일면에는 다수의 안테나 소자가 실장되되, 타면에 밀착된 상기 필터와 전기적인 신호 라인을 구축하도록 연결되는 안테나 보드; 를 포함하고,
상기 필터는, 상기 PBA의 타면으로부터 이격시키되, 상기 전기적인 신호 라인으로부터 신호의 누설을 방지하기 위한 크렘쉘부가 일체로 형성된, 안테나 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 PBA의 타면에는, 상기 크렘쉘부의 단부가 삽입되는 크렘쉘 안착 그루브가 홈 형태로 음각 가공 형성된, 안테나 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 PBA에는, 상기 크렘쉘부로부터 전달되는 열을 일면 측으로 전달하는 열전달 브릿지 홀(via hole)이 가공 형성된, 안테나 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 크렘쉘 안착 그루브 및 상기 열전달 브릿지 홀과 상기 PBA의 일면에는 열전도성 재질이 도금 형성된, 안테나 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 열전달 브릿지 홀은, 상기 크렘쉘 안착 그루브의 다수 개소에 형성된, 안테나 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 열전달 브릿지 홀은, 상기 PBA를 관통하도록 형성된, 안테나 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 크렘쉘 안착 그루브는, 상기 크렘쉘부의 단부가 전부 접촉되도록 상기 크렘쉘부의 단부 형상과 대응되는 형상으로 가공 형성된, 안테나 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 크렘쉘 안착 그루브는, 상기 크렘쉘부의 선단면이 안착됨과 아울러, 상기 크렘쉘부의 선단면에 인접하는 측면부 일부와 접촉되도록 'ㄷ'자 형상의 단면을 가지도록 형성된, 안테나 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 필터는, 적어도 하나의 캐비티가 격벽에 의하여 구분되게 구비되고,
상기 격벽으로부터 상기 캐비티 내로 돌출 구비된 적어도 둘 이상의 공진 부품이 상기 PBA 측 및 상기 안테나 보드 측으로 상이한 레이어 층을 형성하도록 적층 배치된, 안테나 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 필터는,
상기 캐비티가 상기 격벽을 중심으로 좌우에 2개 형성된 필터 본체부; 및
상기 캐비티의 개구된 좌측을 차폐하는 좌측 차폐 패널 및 상기 캐비티의 개구된 우측을 차폐하는 우측 차폐 패널; 을 포함하고,
상기 크렘쉘부는, 상기 필터 본체부의 일단으로부터 연장되어 상기 PBA의 타면에 고정되는, 안테나 장치.
청구항 10에 있어서,
상기 필터는,
상기 안테나 보드의 일면에 연결되는 적어도 하나의 RF 커넥터; 를 더 포함하는, 안테나 장치.
청구항 10에 있어서,
상기 PBA에는, 상기 크렘쉘부로부터 전달되는 열을 일면 측으로 전달하는 열전달 브릿지 홀(via hole)이 가공 형성되고,
상기 필터 본체부의 길이방향 일단부 및 타단부에 형성되되 상기 필터 본체부를 관통되게 열유동 홀; 이 더 형성되되,
상기 열유동 홀은, 상기 열전달 브릿지 홀과 매칭되게 형성된, 안테나 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 크렘쉘부에는 구획된 적어도 2개의 중공부가 형성되고,
상기 중공부 중 어느 하나에는 상기 필터의 캐비티 측으로 신호를 입력하는 신호 입력 라인이 구비되고,
상기 중공부 중 다른 하나에는 상기 필터의 캐비티 측으로부터 신호를 출력하는 신호 출력 라인이 구비되는, 안테나 장치.