KR20220014846A - 안테나 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안테나 장치에 관한 것으로서, 특히, 방열 커버, 상기 방열 커버의 전면에 배치되어 외기로 노출되고, 빔 포밍을 구현하는 다수의 방사소자 및 상기 방열 커버가 설치되는 안테나 하우징 본체를 포함하고, 상기 방사 소자 및 상기 방열 커버 후방에 배치된 발열 소자에서 발생한 열은 외기에 노출된 상기 방사 소자 및 상기 방열 커버의 전면을 통해 상기 안테나 하우징 본체의 전방으로 방출하도록 구비됨으로써, 제품의 방열 성능을 크게 향상시킴은 물론, 제품의 제조 단가를 절감하는 이점을 제공한다.

Description

안테나 장치{ANTENNA APPARATUS}

본 발명은 안테나 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이돔 및 방사소자가 실장되는 기판 등을 제거하고 방사소자가 직접 외기에 노출되도록 함으로써 슬림화 제작이 가능하고 제품의 제조 비용을 절감함과 동시에 방열 성능을 향상시킨 안테나 장치에 관한 것이다.

이동통신 시스템에 사용되는 중계기를 비롯한 기지국 안테나는 다양한 형태와 구조를 가지며, 통상 길이방향으로 직립하는 적어도 하나의 반사판 상에 다수의 방사소자가 적절히 배치되는 구조를 가진다.

최근에는 다중입출력(MIMO) 기반 안테나에 대한 고성능 요구를 만족함과 동시에, 소형화, 경량화 및 저비용 구조를 달성하려는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 특히, 선형편파 또는 원형편파를 구현하기 위한 패치 타입 방사소자가 적용된 안테나 장치의 경우 통상적으로 플라스틱이나 세라믹 소재의 유전체 기판으로 이루어진 방사소자에 도금을 하고 PCB(인쇄회로기판) 등에 솔더링을 통해 결합하는 방식이 널리 사용되고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 안테나 장치의 일 예를 나타낸 분해 사시도이다.

종래 기술에 따른 안테나 장치(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 방사소자(35)가 원하는 방향으로 출력되어 빔 포밍이 용이하도록 빔 출력 방향인 안테나 하우징 본체(10)의 전면 측으로 노출되도록 배열되고, 외부 환경으로부터의 보호를 위하여 레이돔(radome,50)이 안테나 하우징 본체(10)의 전단부에 다수의 방사소자(35)를 사이에 두고 장착된다.

보다 상세하게는, 전면이 개구된 얇은 직육면체 함체 형상으로 구비되고, 후면에는 다수의 방열핀(11)이 일체로 형성된 안테나 하우징 본체(10)와, 안테나 하우징 본체(10)의 내부 중 후면에 적층 배치된 메인 보드(20) 및 안테나 하우징 본체(10)의 내부 중 전면에 적층 배치된 안테나 보드(30)를 포함한다.

메인 보드(20)에는, 캘리브레이션 급전 제어를 위한 다수의 급전 관련 부품 소자들이 실장되고, 급전 과정에서 발생하는 소자들의 열은 안테나 하우징 본체(10)의 후방의 다수의 방열핀(11)을 통해 후방 방열된다.

그리고, 메인 보드(20)의 하측 또는 안테나 하우징 본체(10)의 하측에는 PSU(Power Supply Unit) 소자들이 실장된 PSU 보드(40)가 적층 또는 동일한 높이로 배치되고, PSU 소자들로부터 발생된 열 또한 안테나 하우징 본체(10)의 후방에 일체로 구비된 상기 다수의 방열핀(11) 또는 안테나 하우징 본체(10)와는 별개로 형성되어 안테나 하우징 본체(10)의 배면에 부착된 PSU 하우징(15)의 PSU 방열핀(16)을 통해 후방 방열된다.

메인 보드(10)의 전면에는 캐비티 필터 타입으로 구비된 다수의 RF 필터(25)가 배치되고, 안테나 보드(30)의 후면이 다수의 RF 필터(25)의 전면에 적층되도록 배치된다.

안테나 보드(30)의 전면에는, 패치 타입 방사소자 또는 다이폴 타입의 방사소자들(35)이 실장되고, 안테나 하우징 본체(10)의 전면에는 내부의 각 부품들을 외부로부터 보호하면서 방사소자들(35)로부터의 방사가 원활하게 이루어지도록 하는 레이돔(50)이 설치될 수 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 안테나 장치의 일 예(1)는, 안테나 하우징 본체(10)의 전방부가 레이돔(50)에 의해 차폐되어 레이돔(50)이 가지는 면적만큼 방열 면적이 제한적일 수 밖에 없고, 방사소자들(35) 또한 RF 신호의 송수신만을 수행하도록 설계되어 방사소자들(35)에서 발생한 열이 전방으로 방출되지 못함에 따라, 안테나 하우징 본체(10)의 내부에서 발생된 열을 일률적으로 안테나 하우징 본체(10)의 후방으로 배출할 수 밖에 없어 방열 효율이 크게 저하되는 문제가 있으며, 이러한 문제를 해결하기 위한 새로운 방열 구조 설계에 대한 요구가 높아지고 있다.

또한, 종래 기술에 따른 안테나 장치의 일 예(1)에 따르면, 레이돔(50)의 부피 및 안테나 보드(30) 전면으로부터 방사소자(35)가 이격된 배치구조가 차지하는 부피로 인해, 인빌딩(in-building) 또는 5G 음영지역에 요구되는 슬림한 사이즈의 기지국의 구현이 매우 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 레이돔 및 방사소자가 실장되는 기판(PCB) 등 불필요한 구성을 삭제하여 제품의 제조 비용을 절감할 수 있는 안테나 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

아울러, 본 발명은, 안테나 하우징 본체의 전방위로 균형 있게 방열시킬 수 있는 안테나 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 방사소자들을 금속재질의 방열 커버에 밀착 조립시킴으로써 방열소자들이 RF 신호의 송수신 기능 뿐 아니라 열전달 기능을 수행할 수 있는 안테나 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 제품의 전 제조 과정에서 완전 자동화 생산 라인의 구축이 가능하도록 하여 제조 시간 및 인건비 등을 절감할 수 있는 안테나 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 안테나 장치의 일 실시예는, 방열 커버, 상기 방열 커버의 전면에 배치되어 외기로 노출되고, 빔 포밍을 구현하는 다수의 방사소자 및 상기 방열 커버가 설치되는 안테나 하우징 본체를 포함하고, 상기 방사 소자 및 상기 방열 커버 후방에 배치된 발열 소자에서 발생한 열은 외기에 노출된 상기 방사 소자 및 상기 방열 커버의 전면 중 적어도 어느 하나를 통해 상기 안테나 하우징 본체의 전방으로 방출한다.

또한, 본 발명에 따른 안테나 장치의 다른 실시예는, 방열 커버, 상기 방열 커버의 전면에 배치되어 외기로 노출되고, 빔 포밍을 구현하는 다수의 방사소자, 상기 방열 커버가 설치되고, 배면에 다수의 방열핀이 일체로 형성된 안테나 하우징 본체 및 상기 안테나 하우징 본체와 상기 방열 커버 사이의 내부 공간에 적층 배치된 메인 보드를 포함하고, 상기 메인 보드와 상기 방열 커버 사이에서 발생한 열은, 상기 방열 커버가 배치된 전방 측 및 상기 다수의 방열핀이 배치된 후방 측으로 분기되어 방출한다.

또한, 본 발명에 따른 안테나 장치의 또 다른 실시예는, 방열 커버, 상기 방열 커버의 전면에 배치되어 외기로 노출되고, 빔 포밍을 구현하는 다수의 방사소자 및 상기 방열 커버가 설치되고, 배면에 다수의 방열핀이 일체로 형성된 안테나 하우징 본체를 포함하고, 상기 방사소자 및 상기 방열 커버 후방에 배치된 발열 소자에서 발생한 열 중 적어도 일부는 외기에 노출된 상기 방사소자 및 상기 방열 커버의 전면 중 적어도 어느 하나를 통해 상기 안테나 하우징 본체의 전방으로 방출하고, 상기 안테나 하우징 본체의 내부에 배치된 발열 소자에서 발생한 열 중 적어도 일부는 상기 안테나 하우징 본체의 배면에 형성된 상기 다수의 방열핀을 매개로 상기 안테나 하우징 본체의 후방으로 방출한다.

여기서, 상기 다수의 방사소자는, 다이폴 타입의 다이폴 안테나 및 패치 타입의 패치 안테나 중 어느 하나로 채용될 수 있다.

또한, 상기 다수의 방사소자는, 도전성 재질의 패치판 및 상기 패치판에 연결되는 도전성 재질의 한 쌍의 피드 단자를 포함하고, 상기 패치판 및 상기 한 쌍의 피드 단자는 소정의 열전도성 및 소정의 유전율을 가진 유전체 몰딩재에 의하여 인서트 사출 성형될 수 있다.

또한, 유전체 몰딩재는, 상기 안테나 하우징 본체 및 상기 방열 커버 사이로 생성된 열을 열전도 방식으로 상기 안테나 하우징 본체의 전방으로 전달할 수 있도록 소정의 열전도성 재질로 채용될 수 있다.

또한, 상기 소정의 열전도성 재질은, 울템 소재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 다수의 방사소자는, 상기 방열 커버의 전면에 소정의 접착 재질을 매개로 접착될 수 있다.

또한, 상기 방열 커버의 전면에는 다수의 위치 설정 돌기가 전방으로 돌출되게 형성되고, 상기 다수의 방사소자는 상기 다수의 위치 설정 돌기에 각각 압입 결합될 수 있다.

또한, 상기 다수의 방사소자는, 상기 방열 커버의 전면에 소정의 접착 재질을 매개로 접착되되, 상기 방열 커버의 전면에 전방으로 돌출 형성된 다수의 위치 설정 돌기에 각각 압입 결합될 수 있다.

또한, 상기 방열 커버는 전후방으로 관통된 피드단자 관통홀이 형성되고, 상기 다수의 방사소자는, 상기 한 쌍의 피드 단자가 각각 상기 피드단자 관통홀을 관통한 후 상기 방열 커버의 배면에 밀착 배치된 안테나 서브 보드에 접속될 수 있다.

또한, 상기 유전체 몰딩재의 배면은, 열전도 저항이 최소화되도록 상기 방열 커버의 전면과 밀착되게 고정될 수 있다.

또한, 상기 방열 커버에는, 상기 방열 커버의 전면 중 상기 다수의 방사소자가 접하는 부위를 제외한 나머지 부위의 방열 표면적을 증가시키는 미세 방열 요철부가 일체로 형성될 수 있다.

또한, 상기 미세 방열 요철부는, 상기 방열 커버의 전면으로 소정길이 돌출되는 다수의 리브 형태로 구비되되, 상하 방향으로 길게 형성될 수 있다.

또한, 상기 방열 커버의 전면에는 상기 다수의 방열소자 각각이 표면 고정되는 다수의 평탄 설치부가 형성되고, 상기 미세 방열 요철부는, 상기 다수의 평탄 설치부 사이에 형성된 제1미세 요철부 및 상기 다수의 평탄 설치부 외측에 형성된 제2미세 요철부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2미세 요철부가 형성된 상기 방열 커버의 배면부에는 다수의 PSU 소자가 전면에 실장된 PSU 보드가 대응되게 배치될 수 있다.

또한, 상기 방열 커버의 배면에는, 다수의 RF 필터의 전면 및 다수의 PSU 소자의 전면이 밀착되게 배치될 수 있다.

또한, 상기 다수의 RF 필터는, 캐비티 필터 및 세라믹 도파관 필터 중 어느 하나로 채용될 수 있다.

또한, 상기 방열 커버의 배면부에는 상기 다수의 PSU 소자의 전면이 밀착 수용되도록 전방으로 함몰되게 방열커버 열 수용부가 더 형성되고, 상기 다수의 PSU 소자는 전면이 상기 방열커버 열 수용부에 표면 열접촉되도록 수용될 수 있다.

또한, 상기 방열 커버는, 알루미늄(Al) 재질 또는 마그네슘(Mg) 재질 중 어느 하나의 금속 몰딩재로 다이캐스팅 공법으로 금형 제조될 수 있다.

또한, 상기 방열 커버는, 상기 안테나 하우징 본체와 동일한 재질로 금형 제조될 수 있다.

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

첫째, 종래 안테나 장치의 필수 구성이었던 레이돔 및 반사판 역할을 수행하는 안테나 보드(PCB) 등의 부품 삭제가 가능하므로, 제품의 제조 단가를 크게 절감하는 효과를 가진다.

둘째, 레이돔의 삭제로 인하여 증가되는 방열 커버의 면적만큼 안테나 하우징 본체 내부의 시스템 열을 전방으로 방열시킬 수 있으므로, 방열 성능이 크게 향상되는 효과를 가진다.

셋째, 제품의 전 제조 과정에서 완전 자동화 생산 라인의 구축이 가능하도록 하여 제조 시간 및 인건비 등을 절감할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 종래 기술에 따른 안테나 장치의 일 예를 나타낸 분해 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 설치 례를 나타낸 외관 사시도이며,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치를 나타낸 정면 및 배면부 사시도이고,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 구성 중 안테나 하우징 본체의 내부 공간을 나타낸 분해 사시도이며,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 정면부 및 배면부 분해 사시도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 정면도이며,
도 7a 및 도 7b는 도 6의 A-A선을 따라 취한 단면도 및 그 절개 사시도이고,
도 8a 및 도 8b는 도 6의 B-B선을 따라 취한 단면도 및 그 절개 사시도이며,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 구성 중 방사소자의 방열 커버 측 전면에 대한 결합 부위를 나타낸 분해 사시도이고,
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 구성 중 방사소자를 나타낸 사시도 및 분해 사시도이며,
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 구성 중 방열 커버 측 및 안테나 하우징 본체 측 분해 사시도이고,
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 조립 순서를 나타낸 분해 사시도이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치를 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 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 설치 례를 나타낸 외관 사시도이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치를 나타낸 정면 및 배면부 사시도이며, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 구성 중 안테나 하우징 본체의 내부 공간을 나타낸 분해 사시도이고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 정면부 및 배면부 분해 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)는, 도 2에 참조된 바와 같이, 지주 폴(P)에 대하여 직교되는 수평방향으로 이격되게 배치된 클램핑부(C)의 선단부에 결합될 수 있다. 클램핑부(C)는, 지주 폴(P)에 대하여 좌우방향 로테이팅 회동 및 상하방향 틸팅 회동 가능하게 구비되어, 그 선단부에 결합된 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)의 빔 출력 방향을 조정할 수 있다.

그러나, 클램핑부(C)는 넓은 범위에서의 전파의 송수신 방향을 조정하는 것일 뿐, 빔 포밍(Beamforming)을 구현하기 위한 실질적인 구성은 아니다. 빔 포밍의 구현을 위해서는, 도 2 내지 도 4b에 참조된 바와 같이, 배열 안테나(Array antenna)로써 다수의 방사소자(130)가 필요하다. 다수의 방사소자(130)는 좁은 방향성 빔(narrow directional beam)을 생성하여 지정된 방향으로의 전파 집중을 증가시킬 수 있다.

최근 다수의 방사소자(130)는, 다이폴 타입의 다이폴 안테나(Dipole antenna) 또는 패치 타입의 패치 안테나(Patch antenna)가 가장 높은 빈도로 활용되고 있으며, 상호간의 신호 간섭이 최소화되도록 이격되게 설계 배치된다. 여기서, 방사소자(130)는, 상술한 다이폴 타입의 다이폴 안테나 및 패치 타입의 패치 안테나 중 어느 하나로 채용될 수 있으나, 이하, 본 발명의 일 실시예에서는 패치 타입의 패치 안테나를 채용하여 설명하기로 한다.

종래에는, 일반적으로 이와 같은 다수의 방사소자들(130)의 배열 설계가 외부 환경 요인에 의하여 변경되지 않도록 하기 위하여 다수의 방사소자들(130)을 외부로부터 보호하는 레이돔(radome)을 필수 구성으로 하였다. 따라서, 레이돔이 덮고 있는 면적 부분에 한해서는 다수의 방사소자(130) 및 다수의 방사소자들(130)이 설치되는 안테나 보드(PCB)가 외기에 노출되지 않는 관계로 안테나 장치(100)의 동작으로 인하여 발생하는 시스템 열을 외부로 방열함에 있어서 전방 외기 측으로의 방열이 불가능한 점 등 매우 제한적이었다.

본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)는, 다수의 방사소자(130) 및 다수의 방사소자들(130)이 설치되는 구성(후술하는 방열 커버(120)의 전면) 전부가 외기에 직접 노출되도록 구성하도록 레이돔을 삭제함과 동시에, 다수의 방사소자(130) 또한 신호의 송수신 기능 뿐만 아니라 열전달 매개체로서의 역할을 동시에 수행하도록 설계된다.

보다 상세하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)는, 도 3a 내지 도 4b에 참조된 바와 같이, 방열 커버(120)와, 방열 커버(120)의 전면에 배치되어 외기로 노출되고, 빔포밍을 구현하는 다수의 방사소자(130)와, 방열 커버(120)가 설치되는 안테나 하우징 본체(110)를 포함한다.

안테나 하우징 본체(110)는, 도 4a에 참조된 바와 같이, 열전도성이 우수한 금속재질로 구비되되, 대략 전후 방향의 두께가 얇은 직육면체 함체 형상으로 형성되고, 전면이 개구되게 형성되어 내부에 후술하는 메인 보드(140), 다수의 RF 필터(160) 및 PSU 보드(170)가 설치되는 내부 공간(113)을 형성할 수 있다.

안테나 하우징 본체(110)의 배면에는 다수의 방열핀(111)이 소정 패턴 형상을 가지도록 안테나 하우징 본체(110)와 일체로 형성되고, 안테나 하우징 본체(110)의 내부 공간(113) 중 후방부 측에서 생성된 열은 다수의 방열핀(111)을 통해 신속하게 후방으로 방열될 수 있다.

다수의 방열핀(111)은, 좌우 폭 가운데 부분을 기준으로 좌측단 및 우측단으로 갈수록 상향 경사지게 배치되어, 안테나 하우징 본체(110)의 후방으로 방열되는 열이 각각 안테나 하우징 본체(110)의 좌측 및 우측 방향으로 분산된 상승기류를 형성하도록 설계될 수 있다.

다수의 방열핀(111) 일부에는, 클램핑부의 선단부에 대한 결합을 매개하는 미도시의 클램핑 브라켓부가 설치되는 브라켓 설치보스(119)가 일체로 형성될 수 있다.

한편, 안테나 하우징 본체(110)의 전단 테두리 부위에는 방열 커버(120)와의 나사 결합을 위한 다수의 스크류 체결홀이 각각 형성된 다수의 스크류 체결단(115)이 가장자리를 따라 소정간격 이격되게 형성될 수 있다.

안테나 하우징 본체(110)의 내부 공간(113)에는 메인 보드(140)가 안테나 하우징 본체(110)와 평행되게 적층 고정될 수 있다. 메인 보드(140)의 배면에는, PSU 보드(170)에 의하여 공급되는 전원을 이용하여 급전 신호를 캘리브레이션 제어하기 위한 급전 네트워크를 구성하는 급전 관련 제어 부품이 실장될 수 있고, 메인 보드(140)의 전면에는 급전 네트워크와 연결된 다수의 대역통과필터인 RF 필터(160)가 실장 배치될 수 있다.

급전 관련 제어 부품들은, 대부분이 발열소자들(예를 들면, TA, DA, RA, LNA, FPGA 등)로써, 안테나 하우징 본체(110)의 내부면에 직접 표면 열접촉되어 안테나 하우징 본체(110)의 후방으로 열을 방출할 수 있도록 메인 보드(140)의 배면에 실장됨이 바람직하다.

아울러, 메인 보드(140)의 배면에는, 도 5a 및 도 5b에 참조된 바와 같이, 급전 관련 제어 부품들을 전기적으로 소통시키기 위한 소정 패턴들이 인쇄될 수 있고, 각 급전 관련 제어 부품들과 소정 패턴들의 후방으로의 돌출 높이는 상이할 수 있다. 여기서, 안테나 하우징 본체(110)의 내부면에는, 상술한 바와 같이, 각각 상이한 높이로 돌출된 급전 관련 제어 부품들 및 소정 패턴들이 가능한 한 넓은 면적에서 직접 표면 열접촉되도록, 각 급전 관련 제어 부품들 및 소정 패턴들의 돌출 부위를 수용하는 형상의 열 수용패턴(117)들이 음각 형태로 가공 형성될 수 있다.

안테나 하우징 본체(110)의 전면에는 다수의 RF 필터(160)가 크램쉘 보드(150)(Clamshell board)를 매개로 좌우 방향으로 나란히 실장 배열될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)에 있어서, 다수의 RF 필터(160)는 상단부에 좌우 방향으로 1열 배치되고, 중간 부분에 좌우 방향으로 1열 배치된 것을 채택하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 그 배열 위치 및 RF 필터(160)의 개수는 다양하게 설계 변형될 수 있음은 당연하다고 할 것이다.

다수의 RF 필터(160)는, 각각 내부에 다수의 캐비티(cavity)가 구비되고 각 캐비티의 공진기를 이용한 주파수 조절을 통해 입력 신호 대비 출력 신호의 주파수 대역을 필터링하는 캐비티 필터로 채용되어 배치될 수 있다. 그러나, 반드시 다수의 RF 필터(160)가 캐비티 필터로 한정되는 것은 아니고, 세라믹 도파관 필터(Ceramic Waveguide Filter)를 배제하는 것은 아니다.

RF 필터(160)는, 전후 방향의 두께가 작은 것이 제품 전체의 슬림화 구현 설계에 있어서 유리하다. 이와 같은 설계 측면에서, RF 필터(160)는 전후 방향 두께의 축소 설계가 제한적인 캐비티 필터보다는 소형화 설계가 유리한 세라믹 도파관 필터의 채용이 선호될 수 있다.

이와 같은 RF 필터(160)는, 크램쉘 보드(150)에 형성되되, 각각 한 쌍씩 이격되게 마련된 다수의 피딩연결 홀(155)(후술하는 도 12b 참조) 각각에 입력포트(미도시) 및 출력포트(미도시)와의 연결을 위하여 마련된 입출력 단자부(165)가 삽입되는 형태로 크램쉘 보드(150)를 관통하여 메인 보드(140)에 실장 고정될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)는, 도 4a 및 도 4b에 참조된 바와 같이, 안테나 하우징 본체(110)의 내부 공간(113)에 적층된 메인 보드(140)의 전면에는 차폐판(175)을 매개로 적층된 PSU 보드(170)(Power Supply Unit Board)를 더 포함할 수 있다. PSU 보드(170)의 전면부에는 대표적인 발열소자들 중 하나인 다수의 PSU 소자들이 실장되고, PSU 소자들은 방열 커버(120)의 배면에 직접 표면 열접촉될 수 있다.

여기서, 다수의 PSU 소자들은, 도 4a에 참조된 바와 같이, PSU 보드(170)의 전면을 실장면으로 하여 전단의 높이가 각기 상이한 두께를 가지도록 형성되고, 방열 커버(120)의 배면에는, 도 4b에 참조된 바와 같이, 다수의 PSU 소자들의 전단이 수용되어 가능한 한 넓은 면적으로 직접 표면 열접촉이 이루어지도록 방열커버 열 수용부(122)가 패턴 형성될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 정면도이고, 도 7a 및 도 7b는 도 6의 A-A선을 따라 취한 단면도 및 그 절개 사시도이며, 도 8a 및 도 8b는 도 6의 B-B선을 따라 취한 단면도 및 그 절개 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)는, 도 6 내지 도 8b에 참조된 바와 같이, 방열 커버(120)가 안테나 하우징 본체(110)의 전단부에 결합되어 안테나 하우징 본체(110)의 내부 공간(113)을 외부와 완전 차폐할 수 있다.

방열 커버(120)는, 열전도성이 우수한 금속재질로 구비된 것으로써, 바람직하게는, 알루미늄(Al) 재질 또는 마그네슘(Mg) 재질일 수 있다. 이와 같은 방열 커버(120)는, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)의 전면 외관을 형성하는 것으로써, 안테나 하우징 본체(110)와 함께 안테나 하우징 본체(110)의 내부 공간(113)에서 생성된 시스템 열(각종 전장부품의 작동 열)이 최종적으로 방출되는 외기에 직접 노출된 구성으로 정의될 수 있다. 즉, 종래에는 다수의 방사소자(130)를 외부 환경 요인으로부터 보호하기 위한 레이돔이 필수적으로 구비되어 있는 관계로, 외기에 노출되는 구성은 레이돔이 되었으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)는 안테나 하우징 본체(110)가 후방 측의 외기에 노출된 것과 마찬가지로, 전방 측의 외기에 방열 커버(120)가 직접 노출되도록 구성되어 시스템 열의 방출을 매개하는 역할을 동시에 수행할 수 있다.

방열 커버(120)는, 열전달을 매개하는 기능을 수행하는 바, 열전달율이 우수한 금속재질로써, 알루미늄(Al) 재질 또는 마그네슘(Mg)로 이루어진 금속 몰딩재를 이용하여 다이캐스팅 공법으로 금형 제조될 수 있다. 바람직하게는, 방열 커버(120)는, 안테나 하우징 본체(110)와 동일한 재질로 금형 제조될 수 있다.

여기서, 방열 커버(120)의 전면에는, 패치 타입으로 이루어진 다수의 방사소자(130) 각각이 표면 고정되는 다수의 평탄 설치부(123)가 평평한 형상으로 형성될 수 있다. 다수의 평탄 설치부(123) 각각의 중앙에는 위치 설정 돌기(129)가 방열 커버(120)의 전방으로 소정길이 돌출되게 형성되고, 다수의 위치 설정 돌기(129) 각각에는 다수의 방사소자들(130) 각각이 압입되어 결합될 수 있다. 이에 대해서는 뒤에 보다 상세하게 설명하기로 한다.

한편, 방열 커버(120)의 전면 중 다수의 평탄 설치부(123)가 점유하지 않는 나머지 부위에는 다수의 미세 방열 요철부(121)가 세레이션 형태 또는 리브 형태로 일체로 형성될 수 있다. 여기서, 다수의 미세 방열 요철부(121)는, 상하 방향으로 길게 형성될 수 있다.

또한, 다수의 미세 방열 요철부(121)가 리브 형태로 구비된 경우에는, 방열 커버(120)의 전면으로 소정길이 돌출되게 형성될 수 있다. 이때, 다수의 미세 방열 요철부(121)는 적어도 방열 커버(120)의 테두리단과 같은 길이 또는 방열 커버(120)의 테두리단보다 적은 길이로 돌출 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)에 있어서, 다수의 미세 방열 요철부(121)는, 도 3a에 참조된 바와 같이, 다수의 방사소자(130)가 배치된 방열 커버(120) 부위(본 실시예의 경우, 방열 커버(120) 중 하단 부위를 제외한 상부 측)에 형성된 제1미세 요철부(121a)와, 다수의 방사소자(130)와는 무관한 부위로써 방열 커버(120) 중 하단 부위에 형성된 제2미세 요철부(121b)를 포함할 수 있다.

보다 상세하게는, 제1미세 요철부(121a)는, 다수의 방사소자(130) 각각이 표면 고정되도록 방열 커버(120)의 전면에 형성된 다수의 평탄 설치부(123) 사이에 형성되고, 제2미세 요철부(121b)는, 다수의 평탄 설치부(123)의 외측에 형성될 수 있다.

또한, 제2미세 요철부(121b)가 형성된 방열 커버(120)의 뱀면부에는 후술하는 바와 같이 다수의 PSU 소자가 전면에 실장된 PSU 보드(170)가 대응되게 배치될 수 있다.

제1미세 요철부(121a)는, 방열 커버(120)를 통하여 시스템 열을 외부로 방출시킴에 있어서, 외기와의 열 교환 면적을 증가시키는 역할을 한다. 여기서, 제1미세 요철부(121a)의 전단은, 다수의 방사소자들(130)의 전면부보다 더 전방으로 돌출되지 않는 길이로 돌출되도록 설계됨이 바람직하다. 제1미세 요철부(121a)의 전단이 방열 커버(120)의 전면을 기준으로 더 많이 돌출 될수록, 다수의 방사소자들(130) 각각에 대한 신호 간섭 우려가 커짐은 물론, 제품 전체의 슬림화 설계를 저해할 수 있다.

다만, 제2미세 요철부(121b)는, PSU 보드(170)의 PSU 소자들로부터 발생된 열을 담당하는 부위의 요철부로써 다수의 방사소자들(130)의 신호 간섭과는 무관한 부위에 형성되므로, 그 전단의 높이는 다수의 방사소자들(130)의 전면부보다 더 전방으로 돌출되는 길이로 설계되어도 무방하다.

방열 커버(120)의 테두리 부위에는 그 테두리 단부를 따라 소정거리 이격되게 형성되고, 안테나 하우징 본체(110)에 형성된 스크류 체결단(115)과 대응되도록 스크류 관통홀이 형성된 다수의 스크류 관통단(125)이 형성될 수 있다. 다수의 스크류 관통단(125)에는 체결 나사(105)가 관통하는 스크류 관통홀(도면부호 미표기)이 각각 형성될 수 있다.

방열 커버(120)는, 다수의 체결 나사(105)가 전방측에서 각각 스크류 관통단(125)의 스크류 관통홀을 관통한 후 안테나 하우징 본체(110)의 스크류 체결단(115)에 형성된 스크류 체결홀(도면부호 미표기)에 체결됨으로써 안테나 하우징 본체(110)의 전단부에 강한 결합력으로 고정될 수 있다.

한편, 방열 커버(120)의 전면에 형성된 다수의 평탄 설치부(123)에는, 다수의 방사소자(130) 각각이 배열될 수 있다. 다수의 평탄 설치부(123) 상에는, 방열 커버(120)를 전후 방향으로 관통하는 피드단자 관통홀(127)이 형성될 수 있다.

방열 커버(120)의 배면에는, 다수의 방사소자들(130) 중 인접하는 일부의 방사소자들(130)에 급전 피딩하는 피딩 패턴(185)이 형성된 급전 피딩 패널(180)이 다수개 배치될 수 있다. 급전 피딩 패널(180)에는, 상술한 피딩 패턴(185)에 후술하는 방사소자들(130)의 피드 단자(132a,132b)가 삽입 접속되는 피드 접속홀(187)이 더 형성될 수 있다.

메인 보드(140)에 실장된 다수의 급전 제어 관련 부품들을 통하여 피딩된 급전 신호는 메인 보드(140)의 전면에 배치된 RF 필터(160)의 입출력 단자부(165) 중 입력 단자를 통하여 RF 필터(160)로 입력된 후 원하는 대역으로 주파수 필터링 된 다음 급전 피딩 패널(180)의 피딩 패턴(185)의 회로를 통해 피드 접속홀(187)을 관통한 한 쌍의 피드 단자(132a,132b) 중 하나(132a)를 경유하여 방사소자들(130)에 입력된 후 송신 데이터가 전자기파 형태로 출력될 수 있다.

반대로, 방사소자들(130)로 전자기파 형태의 수신된 수신 데이터는, 한 쌍의 피드 단자(132a,132b) 중 나머지 하나(132b)를 통하여 피드 접속홀(187)을 경유한 후 RF 필터(160)로 입력된 다음 다시 RF 필터(160)의 입출력 단자부(165) 중 출력 단자를 통하여 메인 보드(140) 측으로 전달될 수 있다.

다수의 방사소자들(130)은, 상술한 바와 같이, 패치 타입의 방사소자(130) 및 다이폴 타입의 방사소자(130)를 모두 포함하는 개념이나, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)에서는, 설명의 편의 상 패치 타입의 방사소자(130)인 것을 전제로 설명한다.

다수의 방사소자들(130)은, 후술하는 바와 같이, 각각 도전성 재질의 패치판(131) 및 패치판(131)에 연결되는 도전성 재질의 한 쌍의 피드 단자(132a,132b)를 포함하고, 한 쌍의 피드 단자(132a,132b)가 방열 커버(120)의 평탄 설치부(123)에 각각 형성된 피드단자 관통홀(127)을 관통하도록 설치될 수 있다.

여기서, 다수의 방사소자들(130)은, 방열 커버(120)의 전면에 설치되되, 외기에 직접 표면이 노출되도록 설치됨으로써, 단순히 신호의 송수신 기능을 수행하는 종래와는 달리, 하나의 열전달 매개체로써 기능하여 안테나 하우징 본체(110)의 내부 공간(113)으로부터 발생된 열을 외기로 방출하거나, 다수의 방사소자들(130) 자체에서 발생된 열을 직접 외기로 방출하는 역할을 수행할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 구성 중 방사소자의 방열 커버 측 전면에 대한 결합 부위를 나타낸 분해 사시도이고, 도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 구성 중 방사소자를 나타낸 사시도 및 분해 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)에 있어서, 방사소자(130)는, 도 9 내지 도 11에 참조된 바와 같이, 도전성 재질의 패치판(131)과, 패치판(131)에 연결되는 도전성 재질의 한 쌍의 피드 단자(132a,132b)를 포함할 수 있다.

패치판(131) 및 한 쌍의 피드 단자(132a,132b)는 일반적인 패치 타입의 방사소자(130)와 동일한 기능을 수행하는 바, 그 구체적인 동작 설명은 생략하기로 한다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)에서 방사소자(130)는 단순히 신호의 송수신 기능을 수행하는 것에서 나아가 안테나 하우징 본체(110)의 내부 공간(113) 상에 존재하는 시스템 열을 외부로 방출할 때 열전달 매개체로써 기능하는 바, 열전달 측면에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.

한편, 방사소자(130)는, 패치판(131) 및 한 쌍의 피드 단자(132a,132b)가 소정의 열전도성 및 소정의 유전율을 가진 유전체 몰딩재(135)에 의하여 인서트 사출 성형될 수 있다. 유전체 몰딩재(135)는, 울템(ULTEM) 소재를 포함할 수 있다. 울템(ULTEM) 소재는 폴리에테르이미드(PolyEtherImide; PEI) 수지를 압출 성형한 소재로, 뛰어난 내열성과 강도를 부여하는 이미드 결합과, 양호한 가공성을 나타내는 에테르 결합의 수지이며, 광범위한 주파수대에서 일정한 절연 특성을 갖는다.

여기서, 유전체 몰딩재(135)는, 몰딩 후 경화되어 내부의 패치판(131) 및 한 쌍의 피드 단자(132a,132b)를 외부로부터 보호하는 바디 역할을 함과 동시에, 소정의 유전율을 가지는 유전체 재질로 이루어진 바, 급전 신호의 입출력 경로를 안정화시킴은 물론, 소정의 열전도성을 가짐으로써 방열 커버(120)를 통하여 전달되는 안테나 하우징 본체(110)의 시스템 열 또는 패치판(131) 자체의 동작 열을 외부로 방열할 때 이를 매개하는 열전달 매개체 기능을 수행할 수 있다.

패치판(131)은 대략 4각형의 얇은 도전성 판체 형상으로 형성되고, 패치판(131)의 배면에는 한 쌍의 피드 단자(132a,132b)가 기설정된 피딩 포인트에 접속되도록 평행되게 연결되며, 한 쌍의 피드 단자(132a,132b)의 일부는 각각 방열 커버(120)의 전면 측으로 직교되게 절곡되어 연장될 수 있다.

여기서, 유전체 몰딩재(135)가 인서트 사출 성형으로 몰딩 형성될 때, 한 쌍의 피드 단자(132a,132b)의 절곡된 선단부 일부는 유전체 몰딩재(135)의 외부로 노출되도록 구비되고, 한 쌍의 피드 단자(132a,132b) 각각의 노출된 선단부가 방열 커버(120)의 평탄 설치부(123)에 형성된 피드단자 관통홀(127)을 통해 방열 커버(120)를 관통하여 방열 커버(120)의 배면 측으로 돌출될 수 있다.

한편, 패치판(131)의 중심에는 방열 커버(120)의 평탄 설치부(123) 중심에 형성된 다수의 위치 설정 돌기(129)에 압입되는 돌기 압입홀(133)이 형성될 수 있다. 마찬가지로, 유전체 몰딩재(135)에도 다수의 위치 설정 돌기(129)가 삽입되기 위한 돌기 삽입홀(139)이 몰딩재의 경화를 통해 형성될 수 있다. 패치판(131)이 유전체 몰딩재(135)의 내부에 외부로 노출되지 않도록 인서트 사출 성형되는 바, 종래 방사소자를 외부 환경으로부터 보호하기 위한 레이돔의 설치를 생략할 수 있는 이점을 창출할 수 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 방사소자(130)는, 방열 커버(120)의 위치 설정 돌기(129)에 각각 압입 결합되는 방식으로 결합될 수 있다. 이 경우 유전체 몰딩재(135)의 배면은 방열 커버(120)의 전면(즉, 평탄 설치부(123)의 전면)에 밀착되도록 평평하게 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 열전달 매개체로서의 기능을 수행하는 방사소자(130)의 배면에 해당하는 유전체 몰딩재(135)의 배면이 평탄 설치부(123)에 가능한 한 넓은 면적 부위에서 표면 열접촉됨으로써 상호 이격에 따른 열전도 저항을 최소화하기 위함이다.

또한, 방사소자(130)의 결합 방식은, 상술한 위치 설정 돌기(129)에 압입 결합되는 방식에 한하지 않으며, 소정의 접착 재질을 매개로 방열 커버(120)의 평탄 설치부(123)에 고정되는 것도 가능하다. 이 경우, 방사소자(130) 중 유전체 몰딩재(135)의 배면에 상기 접착 재질 중 하나인 강력 본드재를 도포한 후 결합시키는 것도 가능하다.

아울러, 방사소자(130)의 결합 방식은, 상술한 위치 설정 돌기(129)에 압입 결합되는 방식 및 소정의 접착 재질을 매개로 한 결합 방식을 혼용한 방식의 결합도 가능하다. 즉, 방사소자(130)의 유전체 몰딩재(135)에 형성된 돌기 삽입홀(139) 및 패치판(131)의 돌기 압입홀(133)에 위치 설정 돌기(129)가 삽입되어 고정될 때, 유전체 몰딩재(135)의 배면에 소정의 접착 재질을 도포한 후 보다 견고한 방식으로 결합시키는 것도 가능하다.

방사소자(130) 각각이 방열 커버(120)의 평탄 설치부(123)에 밀착 설치될 때, 한 쌍의 피드 단자(132a,132b)는 각각 방열 커버(120)의 평탄 설치부(123)에 형성된 피드단자 관통홀(127)을 통해 방열 커버(120)를 관통하여 방열 커버(120)의 배면 측으로 돌출된 다음, 급전 피딩 패널(180)의 피딩 접속홀(187)에 접속될 수 있다.

도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 구성 중 방열 커버 측 및 안테나 하우징 본체 측 분해 사시도이고, 도 13a 및 도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 조립 순서를 나타낸 분해 사시도이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)의 조립 과정을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 12a에 참조된 바와 같이, 방열 커버(120)를 중심으로 전면에는 다수의 방사소자들(130)을 각각 방열 커버(120)의 전면에 형성된 평탄 설치부(123)에 밀착 결합시킨다. 이때, 상술한 바와 같이, 방사소자(130) 각각의 한 쌍의 피드 단자(132a,132b)가 피드단자 관통홀(127)을 통해 방열 커버(120)의 배면으로 돌출되고, 방열 커버(120)의 배면에 밀착 배치된 급전 피딩 패널(180)의 피딩 접속홀(187)에 각각 접속되는 방식으로 급전 연결될 수 있다.

그리고, 도 12a에 참조된 바와 같이, 방열 커버(120)의 배면 중 하단부에는 PSU 보드(170)를 밀착 결합시키되, PSU 보드(170)의 전면에 실장 배치된 다수의 PSU 소자들의 전면이 방열 커버(120)의 배면에 형성된 방열커버 열 수용부(122)내에 수용되도록 밀착 결합시킨다.

이와 같이, 방열 커버(120)를 중심으로 전면에는 다수의 방사소자들(130)을 밀착 결합시킴과 아울러, 방열 커버(120)를 중심으로 배면에는 다수의 급전 피딩 패널(180)과 PSU 보드(170)를 밀착 결합시키면 방열 커버(120) 측의 조립이 완료된다.

다음으로, 도 12b에 참조된 바와 같이, 안테나 하우징 본체(110)의 내부 공간(113)에 메인 보드(140)의 배면에 실장된 각 급전 관련 제어 부품들 및 소정 패턴들의 돌출 부위가 안테나 하우징 본체(110)의 내부면에 형성된 열 수용패턴(117)들에 밀착 수용되도록 적층 결합시킨다.

그리고, 크램쉘 보드(150)를 메인 보드(140)의 전면에 적층 결합시킨 후, 크램쉘 보드(150)에 형성된 피딩연결 홀에 RF 필터(160)의 입출력 단자부(165)가 삽입되어 메인 보드(140)의 배면에 실장된 급전 제어 관련 부품들과 통전되게 다수의 RF 필터(160)를 적층 결합시킨다. 이때, 메인 보드(140)의 전면 중 일부에는 PSU 보드(170)를 메인 보드(140)의 전면으로부터 이격시켜 방열 커버(120) 측으로 결합시키기 위한 차폐판(175)이 적층 배치될 수 있다.

이와 같이, 안테나 하우징 본체(110)의 내부 공간(113)에 각각 메인 보드(140)와, 크램쉘 보드(150) 및 차폐판(175)을 순차적으로 적층 배치한 후 다수의 RF 필터(160)를 고정시키면 안테나 하우징 본체(110) 측의 조립이 완료된다.

그 후, 도 13a에 참조된 바와 같이, 별도의 레이돔의 구비 없이, 다수의 방사소자들(130)이 결합된 상태의 방열 커버(120)를 안테나 하우징 본체(110)의 전단부 측으로 이동시키고, 도 13b에 참조된 바와 같이, 다수의 체결 나사(105)를 방열 커버(120)의 테두리 단부에 형성된 스크류 관통단(125)의 스크류 관통홀을 통해 관통시킨 다음, 안테나 하우징 본체(110)의 테두리 단부에 형성된 스크류 체결단(115)의 스크류 체결홀에 체결시키는 동작으로 방열 커버(120)를 안테나 하우징 본체(110)의 전단에 견고하게 결합시키면 그 전체적인 조립이 완료되는 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)의 방열 과정을 간략하게 설명하면 다음과 같다.

안테나 하우징 본체(110)의 내부 공간(113)에서 발생된 시스템 열 중 메인 보드(140)의 배면에 실장된 급전 제어 관련 부품들(즉, 발열소자들)로부터 발생된 열은 안테나 하우징 본체(110)의 내부면에 형성된 열 수용패턴(117)들과의 표면 열접촉을 통해 직접 안테나 하우징 본체(110)의 배면 방향으로 열전달된 후 안테나 하우징 본체(110)의 배면에 일체로 형성된 다수의 방열핀(111)을 통해 후방 방열될 수 있다.

그리고, 안테나 하우징 본체(110)의 내부 공간(113)에서 발생된 시스템 열 중 메인 보드(140)의 전면과 방열 커버(120) 사이에 존재하는 열은 금속재질로 구비된 방열 커버(120) 중 적어도 어느 하나를 통해 전방으로 열전달되어 외기에 직접 노출된 미세 방열 요철부(121) 중 제1미세 요철부(121a)를 통하거나 방사소자(130)의 유전체 몰딩재(135)를 열전달 매개체로 하여 전방으로 방출될 수 있다.

또한, 안테나 하우징 본체(110)의 내부 공간(113)에서 발생된 시스템 열 중 PSU 보드(170)의 PSU 소자들로부터 발생된 열은 방열 커버(120)의 배면에 형성된 방열커버 열 수용부(122)와의 표면 열접촉을 통해 직접 방열 커버(120)의 전면 방향으로 열전달된 후 외기에 직접 노출된 미세 방열 요철부(121) 중 제2미세 요철부(121b)를 통하여 전방으로 방출될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)는, 메인 보드(140)와 방열 커버(120) 사이에서 발생한 열은, 방열 커버(120)가 배치된 전방 측 및 다수의 방열핀(111)이 배치된 후방 측으로 분기되어 방출함으로써, 종래 후방 측으로만 집중 방열시켰던 방열 구조를 개선할 수 있는 이점을 가진다.

보다 상세하게는, 방사소자(130) 및 방열 커버(120) 후방에 배치된 발열 소자(예를 들면, PSU 보드(170)의 PSU 소자들)에서 발생한 열 중 적어도 일부는 외기에 노출된 방사소자(130) 및 방열 커버(120)의 전면 중 적어도 어느 하나를 통해 안테나 하우징 본체(110)의 전방으로 방출함과 아울러, 안테나 하우징 본체(110)의 내부에 배치된 발열 소자(예를 들면, 급전 제어 관련 부품들)에서 발생한 열 중 적어도 일부는 안테나 하우징 본체(110)의 배면에 형성된 다수의 방열핀(111)을 매개로 안테나 하우징 본체(110)의 후방으로 방출할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)는, 종래 방사소자들(130)을 외부 환경으로부터 보호하기 위하여 필수 구성으로 존재하였던 레이돔을 삭제함은 물론, 방사소자들(130)로부터 조사된 전자기파의 반사판 역할을 방열 커버(120)가 대신할 수 있으므로, 부품의 축소에 따른 제품의 제조 비용을 절감할 수 있고, 각 부품이 차지하는 전후 방향의 체적을 줄일 수 있으므로, 제품의 슬림화 설계가 용이한 이점을 가진다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치를 첨부된 도면을 참조하여 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.

P: 지주 폴 C: 클램핑부
100: 안테나 장치 110: 안테나 하우징 본체
111: 다수의 방열핀 113: 내부 공간
115: 스크류 체결단 117: 열 수용패턴
119: 브라켓 설치보스 120: 방열 커버
121: 미세 방열 요철부 121a: 제1미세 요철부
121b: 제2미세 요철부 123: 평탄 설치부
125: 스크류 관통단 127: 피드단자 관통홀
129: 위치 설정 돌기 130: 방사소자
131: 패치판 132a,132b: 피드 단자
133: 돌기 압입홀 135: 유전체 몰딩재
139: 돌기 관통홀 139: 돌기 삽입홀
140: 메인 보드 150: 크램쉘 보드
160: RF 필터 165: 입출력 단자부
170: PSU 보드 175: 차폐판
180: 급전 피딩 패널 187: 피드 접속홀

Claims (21)

1. 방열 커버;
   상기 방열 커버의 전면에 배치되어 외기로 노출되고, 빔 포밍을 구현하는 다수의 방사소자; 및
   상기 방열 커버가 설치되는 안테나 하우징 본체; 를 포함하고,
   상기 방사소자 및 상기 방열 커버 후방에 배치된 발열 소자에서 발생한 열은 외기에 노출된 상기 방사소자 및 상기 방열 커버의 전면 중 적어도 어느 하나를 통해 상기 안테나 하우징 본체의 전방으로 방출하는, 안테나 장치.
2. 방열 커버;
   상기 방열 커버의 전면에 배치되어 외기로 노출되고, 빔 포밍을 구현하는 다수의 방사소자;
   상기 방열 커버가 설치되고, 배면에 다수의 방열핀이 일체로 형성된 안테나 하우징 본체; 및
   상기 안테나 하우징 본체와 상기 방열 커버 사이의 내부 공간에 적층 배치된 메인 보드; 를 포함하고,
   상기 메인 보드와 상기 방열 커버 사이에서 발생한 열은, 상기 방열 커버가 배치된 전방 측 및 상기 다수의 방열핀이 배치된 후방 측으로 분기되어 방출하는, 안테나 장치.
3. 방열 커버;
   상기 방열 커버의 전면에 배치되어 외기로 노출되고, 빔 포밍을 구현하는 다수의 방사소자; 및
   상기 방열 커버가 설치되고, 배면에 다수의 방열핀이 일체로 형성된 안테나 하우징 본체; 를 포함하고,
   상기 방사소자 및 상기 방열 커버 후방에 배치된 발열 소자에서 발생한 열 중 적어도 일부는 외기에 노출된 상기 방사소자 및 상기 방열 커버의 전면 중 적어도 어느 하나를 통해 상기 안테나 하우징 본체의 전방으로 방출하고,
   상기 안테나 하우징 본체의 내부에 배치된 발열 소자에서 발생한 열 중 적어도 일부는 상기 안테나 하우징 본체의 배면에 형성된 상기 다수의 방열핀을 매개로 상기 안테나 하우징 본체의 후방으로 방출하는, 안테나 장치.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 다수의 방사소자는, 다이폴 타입의 다이폴 안테나 및 패치 타입의 패치 안테나 중 어느 하나로 채용된, 안테나 장치.
5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 다수의 방사소자는, 도전성 재질의 패치판 및 상기 패치판에 연결되는 도전성 재질의 한 쌍의 피드 단자를 포함하고,
   상기 패치판 및 상기 한 쌍의 피드 단자는 소정의 열전도성 및 소정의 유전율을 가진 유전체 몰딩재에 의하여 인서트 사출 성형된, 안테나 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 유전체 몰딩재는, 상기 안테나 하우징 본체 및 상기 방열 커버 사이로 생성된 열을 열전도 방식으로 상기 안테나 하우징 본체의 전방으로 전달할 수 있도록 소정의 열전도성 재질로 채용된, 안테나 장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 소정의 열전도성 재질은, 울템 소재를 포함하는, 안테나 장치.
8. 청구항 5에 있어서,
   상기 다수의 방사소자는, 상기 방열 커버의 전면에 소정의 접착 재질을 매개로 접착되는, 안테나 장치.
9. 청구항 5에 있어서,
   상기 방열 커버의 전면에는 다수의 위치 설정 돌기가 전방으로 돌출되게 형성되고,
   상기 다수의 방사소자는 상기 다수의 위치 설정 돌기에 각각 압입 결합되는, 안테나 장치.
10. 청구항 5에 있어서,
    상기 다수의 방사소자는, 상기 방열 커버의 전면에 소정의 접착 재질을 매개로 접착되되, 상기 방열 커버의 전면에 전방으로 돌출 형성된 다수의 위치 설정 돌기에 각각 압입 결합되는, 안테나 장치.
11. 청구항 5에 있어서,
    상기 방열 커버는 전후방으로 관통된 피드단자 관통홀이 형성되고,
    상기 다수의 방사소자는, 상기 한 쌍의 피드 단자가 각각 상기 피드단자 관통홀을 관통한 후 상기 방열 커버의 배면에 밀착 배치된 안테나 서브 보드에 접속되는, 안테나 장치.
12. 청구항 5에 있어서,
    상기 유전체 몰딩재의 배면은, 열전도 저항이 최소화되도록 상기 방열 커버의 전면과 밀착되게 고정된, 안테나 장치.
13. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방열 커버에는, 상기 방열 커버의 전면 중 상기 다수의 방사소자가 접하는 부위를 제외한 나머지 부위의 방열 표면적을 증가시키는 미세 방열 요철부가 일체로 형성된, 안테나 장치.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 미세 방열 요철부는, 상기 방열 커버의 전면으로 소정길이 돌출되는 다수의 리브 형태로 구비되되, 상하 방향으로 길게 형성된, 안테나 장치.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 방열 커버의 전면에는 상기 다수의 방열소자 각각이 표면 고정되는 다수의 평탄 설치부가 형성되고,
    상기 미세 방열 요철부는,
    상기 다수의 평탄 설치부 사이에 형성된 제1미세 요철부; 및
    상기 다수의 평탄 설치부 외측에 형성된 제2미세 요철부; 를 포함하는, 안테나 장치.
16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제2미세 요철부가 형성된 상기 방열 커버의 배면부에는 다수의 PSU 소자가 전면에 실장된 PSU 보드가 대응되게 배치되는, 안테나 장치.
17. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방열 커버의 배면에는, 다수의 RF 필터의 전면 및 다수의 PSU 소자의 전면이 밀착되게 배치된, 안테나 장치.
18. 청구항 17에 있어서,
    상기 다수의 RF 필터는, 캐비티 필터 및 세라믹 도파관 필터 중 어느 하나로 채용된, 안테나 장치.
19. 청구항 17에 있어서,
    상기 방열 커버의 배면부에는 상기 다수의 PSU 소자의 전면이 밀착 수용되도록 전방으로 함몰되게 방열커버 열 수용부가 더 형성되고,
    상기 다수의 PSU 소자는 전면이 상기 방열커버 열 수용부에 표면 열접촉되도록 수용되는, 안테나 장치.
20. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방열 커버는, 알루미늄(Al) 재질 또는 마그네슘(Mg) 재질 중 어느 하나의 금속 몰딩재로 다이캐스팅 공법으로 금형 제조된, 안테나 장치.
21. 청구항 20에 있어서,
    상기 방열 커버는, 상기 안테나 하우징 본체와 동일한 재질로 금형 제조된, 안테나 장치.

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