KR20220036179A

KR20220036179A - 안테나 장치

Info

Publication number: KR20220036179A
Application number: KR1020200118440A
Authority: KR
Inventors: 이창현
Original assignee: 타이코에이엠피 주식회사
Priority date: 2020-09-15
Filing date: 2020-09-15
Publication date: 2022-03-22
Also published as: CN114188704A; US20220085486A1

Abstract

안테나 장치가 개시된다. 안테나 장치는 제1 주파수 대역에서의 통신을 위한 복수의 제1 안테나들, 제1 안테나들을 위한 접지 전압을 제공하기 위한 제1 접지면, 제2 주파수 대역에서의 통신을 위한 복수의 제2 안테나들; 및 제2 안테나들을 위한 접지 전압을 제공하기 위한 제2 접지면을 포함하고, 제1 접지면과 상기 제2 접지면은, 서로 전기적으로 분리된 것일 수 있다.

Description

안테나 장치{ANTENNA DEVICE}

아래의 설명은 안테나 장치에 관한 것이다.

안테나는 무선통신에서 통신의 목적을 달성하기 위해 다른 곳에 전파를 내보내거나 다른 곳의 전파를 받아들이는 전도체로 이루어진 부품으로써, 무선 전신, 무선 전화, 라디오 및 텔레비전 등의 다양한 제품에서 사용될 수 있다. 안테나 모듈은 기판과, 기판 상에 설치되는 적어도 하나 이상의 안테나로 구성되며, 안테나는 제품의 용도 및 형상에 맞추어 특정한 형태로 제작되는 것이 일반적이다.

한국등록특허 제10-0794788호는 안테나 모듈의 일 예로 MIMO 안테나를 개시하고 있다. 상기 안테나 모듈은 MIMO 안테나에 관한 것으로, 다중 주파수 대역에서 동작 가능하면서, 그 크기를 소형화할 수 있도록 설계되어 있다.

최근 무선 이동통신 기술을 이용한 고품질의 멀티미디어 서비스의 요구에 따라, 더 많은 데이터를 더 빨리, 더 낮은 오류 확률로 전송하기 위한 차세대 무선 전송 기술이 요구되고 있다. 이에 따라, 제안된 것이 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 안테나이다. MIMO 안테나는, 복수개의 안테나 소자를 특수한 구조로 배열하여 다중 입출력 동작을 수행한다. MIMO 안테나는, 복수의 안테나소자의 방사패턴 및 복사전력이 합쳐지도록 함으로써, 전체 방사패턴의 형태를 샤프하게 형성하고, 전자기파가 더욱 멀리 전송되도록 한다.

이에 따라, 특정 범위에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나 특정 데이터 전송 속도에 대해 시스템 범위를 증가시킬 수 있다. 이러한 MIMO 안테나는, 이동통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있는 차세대 이동통신 기술로서, 데이터 통신 확대 등으로 인해 한계 상황에 다다른 이동통신의 전송량 한계를 극복할 수 있는 차세대 기술로 관심을 모으고 있다.

일 실시예에 따른 안테나 장치는, 제1 주파수 대역에서의 통신을 위한 복수의 제1 안테나들; 상기 제1 안테나들을 위한 접지 전압을 제공하기 위한 제1 접지면(ground plane); 제2 주파수 대역에서의 통신을 위한 복수의 제2 안테나들; 및 상기 제2 안테나들을 위한 접지 전압을 제공하기 위한 제2 접지면을 포함하고, 상기 제1 접지면과 상기 제2 접지면은, 서로 전기적으로 분리된 것일 수 있다.

일 실시예에 따른 안테나 장치는, 상기 제1 안테나들이 배치된 제1 기판; 및 상기 제2 안테나들이 배치된 제2 기판을 더 포함하고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판은 적층된 구조를 가질 수 있다.

상기 제1 기판의 어느 일 면에 상기 제1 접지면이 배치되고, 상기 제2 기판의 어느 일 면에 상기 제2 접지면이 배치된 것일 수 있다.

상기 제1 안테나들 중에서 어느 하나의 제1 안테나는 다른 제1 안테나와 교차되어 배치되고, 상기 제2 안테나들 중에서 어느 하나의 제2 안테나는 다른 제2 안테나와 교차되어 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 안테나들은, 상기 제1 안테나들이 서로 교차된 형태로 배치된 복수의 제1 안테나 구조체들을 형성하고, 상기 제2 안테나들은, 상기 제2 안테나들이 서로 교차된 형태로 배치된 복수의 제2 안테나 구조체들을 형성할 수 있다.

상기 제1 안테나 구조체들 사이에 상기 제2 안테나 구조체들이 배치된 것일 수 있다.

상기 제1 안테나들은 상기 제1 주파수 대역의 와이파이 통신을 위한 복수의 안테나 포트들로서 동작하고, 상기 제2 안테나들은 상기 제2 주파수 대역의 와이파이 통신을 위한 복수의 안테나 포트들로서 동작할 수 있다.

상기 제1 주파수 대역과 상기 제2 주파수 대역은 서로 다른 주파수 대역일 수 있다.

다른 실시예에 따른 안테나 장치는, 상기 제1 안테나들과 상기 제2 안테나들이 배치된 기판을 더 포함하고, 상기 제1 접지면은 상기 기판의 어느 일 면에 배치되고, 상기 제2 접지면은 상기 기판의 다른 일 면에 배치된 것일 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 제1 안테나 구조체와 상기 제2 안테나 구조체는 서로 이격되고, 중첩되어 배치된 것일 수 있다.

상기 제1 안테나 구조체의 가운데에 있는 공동(cavity)에 상기 제2 안테나 구조체가 배치된 것일 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 안테나 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 Z축 방향에서 바라본 안테나 장치의 평면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 X 축 방향에서 바라본 안테나 장치의 정면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 안테나 장치에 포함된 제1 안테나 구조체들을 나타내는 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 안테나 장치에 포함된 제2 안테나 구조체들을 나타내는 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 제1 안테나 구조체들의 전계면(E-plane) 방사 패턴을 나타내는 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 제2 안테나 구조체들의 전계면 방사 패턴을 나타내는 도면이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 안테나 장치를 나타내는 도면이다.
도9는 다른 실시예에 따른 Z축 방향에서 바라본 안테나 장치의 평면도이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 Z 축 방향에서 바라본 안테나 장치의 저면도이다.
도 11은 다른 실시예에 따른 안테나 장치에 포함된 제1 안테나 구조체들을 나타내는 도면이다.
도 12는 다른 실시예에 따른 안테나 장치에 포함된 제2 안테나 구조체들을 나타내는 도면이다.
도 13은 다른 실시예에 따른 제1 포트에 대응하는 제1 안테나의 전계면 방사 패턴을 나타내는 도면이다.
도 14는 다른 실시예에 따른 제1 포트에 대응하는 제1 안테나의 자계면(H-plane) 방사 패턴을 나타내는 도면이다.
도 15는 다른 실시예에 따른 제2 포트에 대응하는 제1 안테나의 전계면 방사 패턴을 나타내는 도면이다.
도 16은 다른 실시예에 따른 제2 포트에 대응하는 제1 안테나의 자계면 방사 패턴을 나타내는 도면이다.
도 17은 다른 실시예에 따른 제3 포트에 대응하는 제2 안테나의 전계면 방사 패턴을 나타내는 도면이다.
도 18은 다른 실시예에 따른 제3 포트에 대응하는 제2 안테나의 자계면 방사 패턴을 나타내는 도면이다.
도 19는 다른 실시예에 따른 제4 포트에 대응하는 제2 안테나의 전계면 방사 패턴을 나타내는 도면이다.
도 20은 다른 실시예에 따른 제4 포트에 대응하는 제2 안테나의 자계면 방사 패턴을 나타내는 도면이다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 일 실시예에 따른 안테나 장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 일 실시예에 따른 Z축 방향에서 바라본 안테나 장치의 평면도이며, 도 3은 일 실시예에 따른 X 축 방향에서 바라본 안테나 장치의 정면도이다. 도 4는 일 실시예에 따른 안테나 장치에 포함된 제1 안테나 구조체들을 나타내는 도면이고, 도 5는 일 실시예에 따른 안테나 장치에 포함된 제2 안테나 구조체들을 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)는 모바일 기기, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스 등 무선 통신을 수행할 수 있는 모든 종류의 전자기기와 차량에 적용될 수 있다. 안테나 장치(100)는 이중 편파(dual polarization)를 지원하는 적층 다이폴 안테나(stacked dipole antenna)의 기능을 제공할 수 있다. 안테나 장치(100)는 예를 들어 2G(generation) 대역과 5G 대역의 이중 편파를 지원할 수 있다. 다만, 이는 일례에 불과하며, 안테나 장치(100)는 다양한 주파수 대역의 이중 편파를 지원할 수 있다. 이러한 안테나 장치(110)는 MIMO(multiple input multiple output) 안테나로 이용될 수 있다

안테나 장치(100)는 제1 주파수 대역에서의 통신을 위한 복수의 제1 안테나들(112, 114, 132, 134)과 제2 주파수 대역에서의 통신을 위한 복수의 제2 안테나들(142, 144, 162, 164)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 안테나들(112, 114, 132, 134)은 서로 동일한 형상을 가질 수 있고, 제2 안테나들(142, 144, 162, 164)도 서로 동일한 형상을 가질 수 있다. 제1 안테나들(112, 114, 132, 134)과 제2 안테나들(142, 144, 162, 164)은 예를 들어 면상 방사체의 형태를 가질 수 있다.

제1 안테나들(112, 114, 132, 134)은 제1 주파수 대역의 와이파이 통신을 위한 복수의 안테나 포트들로서 동작하고, 제2 안테나들(142, 144, 162, 164)은 제2 주파수 대역의 와이파이 통신을 위한 복수의 안테나 포트들로서 동작할 수 있다. 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역은 서로 다른 주파수 대역으로서, 예를 들어 제1 주파수 대역은 2G 대역이고, 제2 주파수 대역은 5G 대역일 수 있다. 다만, 실시예의 범위가 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역은 각각 2G 대역 및 5G 대역 이외의 다른 주파수 대역에 대응할 수도 있다. 예를 들어 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역은 밀리미터파(millimeter wave; mm-wave) 대역, 6GHz 이하(예, 3GHz와 4GHz) 및 와이파이 6E 대역과 같은 7GHz 대역 중 어느 하나에 해당할 수도 있다. 아래에서는 설명의 편의를 위해 제1 주파수 대역이 2G 대역이고, 제2 주파수 대역이 5G 대역인 실시예를 중심으로 설명하나, 실시예의 범위가 2G 대역과 5G 대역에 한정되는 것은 아니다.

제1 안테나들(112, 114, 132, 134) 중에서 어느 하나의 제1 안테나는 다른 제1 안테나와 교차되어 배치될 수 있다. 도면에 도시된 것과 같이, 제1 안테나(112)는 제1 안테나(114)와 교차되어 배치되고, 제1 안테나(132)와 제1 안테나(134)와 교차되어 배치될 수 있다. 이와 같은 배치를 기초로, 제1 안테나들(112, 114, 132, 134)은 제1 안테나들이 서로 교차된 형태로 배치된 복수의 제1 안테나 구조체들(110, 130)을 형성할 수 있다. 제1 안테나 구조체(110)는 제1 안테나(112)와 제1 안테나(114)가 서로 교차되어 배치된 것이고, 제1 안테나 구조체(130)는 제1 안테나(132)와 제1 안테나(134)가 서로 교차되어 배치된 것이다.

제2 안테나들(142, 144, 162, 164) 중에서 어느 하나의 제2 안테나는 다른 제2 안테나와 교차되어 배치될 수 있다. 도면에 도시된 것과 같이, 제2 안테나(142)는 제2 안테나(144)와 교차되어 배치되고, 제2 안테나(162)와 제2 안테나(164)와 교차되어 배치될 수 있다. 이와 같은 배치를 기초로, 제2 안테나들(142, 144, 162, 164)은 제2 안테나들이 서로 교차된 형태로 배치된 복수의 제2 안테나 구조체들(140, 160)을 형성할 수 있다. 제2 안테나 구조체(140)는 제2 안테나(142)와 제2 안테나(144)가 서로 교차되어 배치된 것이고, 제2 안테나 구조체(160)는 제2 안테나(162)와 제2 안테나(164)가 서로 교차되어 배치된 것이다. 도면에 도시된 바와 같이, 제1 안테나 구조체들(110, 130) 사이에 제2 안테나 구조체들(140, 160)이 배치될 수 있다.

안테나 장치(100)는 제1 기판(120)과 제2 기판(150)을 포함한다. 제1 안테나들(112, 114, 132, 134)은 제1 기판(120)에 배치되고, 제2 안테나들(142, 144, 162, 164)은 제2 기판(150)에 배치될 수 있다. 제1 기판(120)과 제2 기판(150)은 적층된 구조를 가질 수 있고, 예를 들어 제2 기판(150)은 제1 기판(120)의 상부에 적층될 수 있다. 제1 기판(120)과 제2 기판(150)은 예를 들어 인쇄 회로 기판(PCB)의 형태를 가질 수 있다. 제1 기판(120)의 어느 일 면에는 제1 안테나들(112, 114, 132, 134)에 접지 전압을 제공하기 위한 제1 접지면(ground plane)이 배치되고, 제2 기판(150)의 어느 일 면에는 제2 안테나들(142, 144, 162, 164)에 접지 전압을 제공하기 위한 제2 접지면이 배치될 수 있다. 제1 접지면과 제2 접지면은 전기적으로 서로 분리된 것일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 접지면은 제1 주파수 대역(예, 2G 대역)을 위한 제1 기판(120)의 밑면(bottom surface)에 형성되고, 제2 접지면은 제2 주파수 대역(예, 5G 대역)을 위한 제2 기판(150)의 상면(top surface)에 형성될 수 있다. 이와 같은 구조를 통해, 제1 주파수 대역의 통신을 위한 제1 안테나들(112, 114, 132, 134)과 제2 주파수 대역의 통신을 위한 제2 안테나들(142, 144, 162, 164)이 동일한 접지(ground)을 공유하지 않고 각각 별개의 접지면이 제공됨으로써, 각각의 제1 안테나들(112, 114, 132, 134) 및 제2 안테나들(142, 144, 162, 164)의 고유의 방사(radiation) 특성이 유지되고 서로 다른 주파수 대역 간의 상호 간섭이 최소화되어 격리도(isolation performance)가 개선될 수 있다.

안테나 장치(100)는 위와 같은 안테나 배치 구조를 통해, 공간적인 제한(spatial restriction)을 최소화할 수 있으며, 안테나의 성능과 격리도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 이중 편파 적층 쌍극자 안테나를 구현하는데 있어, 위와 같은 안테나 배치 구조를 통해 그라운드 공간(ground space)을 최소화할 수 있고, 이에 따라 안테나 설계를 위한 공간 제약(space limitation)이 줄어들 수 있다.

각 주파수 대역별로 적합한 접지면의 사이즈가 존재하고, 안테나 장치(100)는 도면들에 도시된 안테나 구조를 통해 제1 주파수 대역의 통신을 위한 접지면과 제2 주파수 대역의 통신을 위한 접지면을 구별하여 서로 다른 사이즈로 구현이 가능하다. 또한, 제1 주파수 대역의 통신을 위한 제1 안테나 구조체들(110, 130) 사이에 제2 주파수 대역의 통신을 위한 제2 안테나 구조체들(140, 160)을 배열함으로써 이중 편파의 통신을 구현하기 위해 필요한 안테나 공간을 줄일 수 있어 안테나 장치의 소형화가 가능해 진다.

도 6은 일 실시예에 따른 제1 안테나 구조체들의 전계면 방사 패턴을 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 안테나 장치(100)에서 제1 주파수 대역(예, 2G 대역)의 와이파이 통신을 수행하는 MIMO 형태의 제1 안테나 구조체들(110, 130)의 전계면 방사 패턴을 합성한 일례가 도시되어 있다. 방사 패턴(610)은 주파수 2.45 GHz일 때, ZX 평면(phi=0도(degree))에서 측정한 방사 패턴을 나타내고, 방사 패턴(620)은 주파수 2.45 GHZ일 때 ZY 평면(phi=90도)에서 측정한 방사 패턴을 나타낸다.

도 7은 일 실시예에 따른 제2 안테나 구조체들의 전계면 방사 패턴을 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하면, 안테나 장치(100)에서 제2 주파수 대역(예, 5G 대역)의 와이파이 통신을 수행하는 MIMO 형태의 제2 안테나 구조체들(140, 160)의 전계면 방사 패턴을 합성한 일례가 도시되어 있다. 방사 패턴(710)은 주파수 5.45 GHz일 때, ZX 평면(phi=0도)에서 측정한 방사 패턴을 나타내고, 방사 패턴(720)은 주파수 5.45 GHZ일 때 ZY 평면(phi=90도)에서 측정한 방사 패턴을 나타낸다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 안테나 장치(100)는 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역 각각에 대해 우수한 격리도로 방사 패턴을 형성하는 것을 알 수 있다.

도 8은 다른 실시예에 따른 안테나 장치를 나타내는 도면이고, 도9는 다른 실시예에 따른 Z축 방향에서 바라본 안테나 장치의 평면도이며, 도 10은 다른 실시예에 따른 Z 축 방향에서 바라본 안테나 장치의 저면도이다. 도 11은 다른 실시예에 따른 안테나 장치에 포함된 제1 안테나 구조체들을 나타내는 도면이고, 도 12는 다른 실시예에 따른 안테나 장치에 포함된 제2 안테나 구조체들을 나타내는 도면이다.

도 8 내지 도 12를 참조하면, 다른 실시예에 따른 안테나 장치(800)는 이중 편파를 지원하는 다이폴 안테나의 기능을 제공할 수 있다. 안테나 장치(800)는 예를 들어 2G 대역과 5G 대역의 이중 편파를 지원할 수 있다.

안테나 장치(800)는 제1 주파수 대역에서의 통신을 위한 복수의 제1 안테나들(812, 814)과 제2 주파수 대역에서의 통신을 위한 복수의 제2 안테나들(822, 824)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 안테나들(812, 814)은 서로 동일한 형상을 가질 수 있고, 제2 안테나들(822, 824)도 서로 동일한 형상을 가질 수 있다. 제1 안테나들(812, 814)과 제2 안테나들(822, 824)은 예를 들어 면상 방사체의 형태를 가질 수 있다.

제1 안테나들(812, 814)은 제1 주파수 대역의 와이파이 통신을 위한 복수의 안테나 포트들로서 동작하고, 제2 안테나들(822, 824)은 제2 주파수 대역의 와이파이 통신을 위한 복수의 안테나 포트들로서 동작할 수 있다. 여기서, 제1 주파수 대역은 2G 대역이고, 제2 주파수 대역은 5G 대역일 수 있으나, 실시예의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역은 각각 2G 대역 및 5G 대역 이외의 다른 주파수 대역에 대응할 수도 있다.

제1 안테나들(812, 814)은 서로 교차되어 배치되고, 제2 안테나들(822, 824)은 서로 교차되어 배치될 수 있다. 제1 안테나들(812, 814)은 제1 안테나들(812, 814)이 서로 교차된 형태로 배치된 제1 안테나 구조체(810)를 형성하고, 제2 안테나들(822, 824)은 제2 안테나들(822, 824)이 서로 교차된 형태로 배치된 제2 안테나 구조체(820)를 형성할 수 있다. 제1 안테나 구조체(810)와 제2 안테나 구조체(820)는 서로 이격되고, 중첩되어 배치될 수 있다. 안테나 장치(800)는 Z 축 방향에서 보았을 때 제1 안테나 구조체(810)와 제2 안테나 구조체(820)가 서로 중첩되어 있는 배치를 가지고 서로 간에는 연결되어 있지 않다.

안테나 장치(800)는 기판(830)을 포함한다. 기판(830)은 인쇄 회로 기판의 형태로 구현될 수 있다. 제1 안테나들(812, 814)과 제2 안테나들(822, 824)은 기판(830)에 배치될 수 있다. 제1 안테나들(812, 814)을 위한 접지 전압을 제공하는 제1 접지면은 기판(830)의 어느 일 면에 배치되고, 제2 안테나들(822, 824)을 위한 접지 전압을 제공하는 제2 접지면은 기판(830)의 다른 일 면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 접지면은 기판(830)의 밑면에 형성되고, 제2 접지면은 기판(830)의 상면에 형성될 수 있다. 여기서, 제1 접지면과 제2 접지면은 전기적으로 서로 분리된다.

위와 같이, 다른 실시예에 따른 안테나 장치(800)는 하나의 기판(830)에 제1 주파수 대역의 통신을 위한 제1 안테나들(812, 814)과 제2 주파수 대역의 통신을 위한 제2 안테나들(822, 824)이 배치된다. 각각의 주파수 대역의 통신을 위한 각 접지면들은 기판(830)의 서로 다른 레이어에 배치되고, 서로 연결되지 않고 독립적으로 존재한다. 안테나 장치(800)는 하나의 기판(830)을 통해 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역의 통신을 지원할 수 있으므로, 안테나 장치(800)의 구현을 위해 요구되는 기판(830)의 크기와 필요 공간을 최소화할 수 있다.

각 주파수 대역별로 적합한 접지면의 사이즈가 존재하고, 안테나 장치(800)는 도면들에 도시된 안테나 구조를 통해 제1 주파수 대역의 통신을 위한 접지면과 제2 주파수 대역의 통신을 위한 접지면을 구별하여 서로 다른 사이즈로 구현이 가능하다. 또한, 제1 주파수 대역의 통신을 위한 제1 안테나 구조체(810)와 제2 주파수 대역의 통신을 위한 제2 안테나 구조체(820)를 교차 배열하고, 쌓여진(stacked) 구조로 설계함으로써 이중 편파의 통신을 구현하기 위해 필요한 안테나 공간을 최소화할 수 있다. 제1 안테나 구조체(810)의 가운데에 있는 공동(cavity)에 제2 안테나 구조체(820)가 배치되고, 각 안테나 구조체(810, 820)의 면상 방사체가 서로 엇갈려서 배치되어 공간적인 효율성과 격리도가 개선될 수 있다.

도 13은 다른 실시예에 따른 제1 포트에 대응하는 제1 안테나의 전계면 방사 패턴을 나타내는 도면이다. 도 13을 참조하면, 안테나 장치(800)에서 제1 포트에 대응하는 제1 안테나(812)의 전계면 방사 패턴이 도시되어 있다. 방사 패턴(1310)은 주파수 2.45 GHz일 때, ZX 평면(phi=0도)에서 측정한 방사 패턴을 나타내고, 방사 패턴(1320)은 주파수 2.45 GHZ일 때 ZY 평면(phi=90도)에서 측정한 방사 패턴을 나타낸다.

도 14는 다른 실시예에 따른 제1 포트에 대응하는 제1 안테나의 자계면 방사 패턴을 나타내는 도면이다. 도 14를 참조하면, 주파수 2.45 GHz일 때, XY 평면(theta=90도)에서 측정한 제1 안테나(812)의 자계면 방사 패턴이 도시되어 있다.

도 15는 다른 실시예에 따른 제2 포트에 대응하는 제1 안테나의 전계면 방사 패턴을 나타내는 도면이다. 안테나 장치(800)에서 제2 포트에 대응하는 제1 안테나(814)의 전계면 방사 패턴이 도시되어 있다. 방사 패턴(1510)은 주파수 2.45 GHz일 때, ZX 평면(phi=0도)에서 측정한 방사 패턴을 나타내고, 방사 패턴(1520)은 주파수 2.45 GHZ일 때 ZY 평면(phi=90도)에서 측정한 방사 패턴을 나타낸다.

도 16은 다른 실시예에 따른 제2 포트에 대응하는 제1 안테나의 자계면 방사 패턴을 나타내는 도면이다. 도 16을 참조하면, 주파수 2.45 GHz일 때, XY 평면(theta=90도)에서 측정한 제1 안테나(814)의 자계면 방사 패턴이 도시되어 있다.

도 17은 다른 실시예에 따른 제3 포트에 대응하는 제2 안테나의 전계면 방사 패턴을 나타내는 도면이다. 도 17을 참조하면, 안테나 장치(800)에서 제3 포트에 대응하는 제2 안테나(822)의 전계면 방사 패턴이 도시되어 있다. 방사 패턴(1710)은 주파수 5.45 GHz일 때, ZX 평면(phi=0도)에서 측정한 방사 패턴을 나타내고, 방사 패턴(1720)은 주파수 5.45 GHZ일 때 ZY 평면(phi=90도)에서 측정한 방사 패턴을 나타낸다.

도 18은 다른 실시예에 따른 제3 포트에 대응하는 제2 안테나의 자계면 방사 패턴을 나타내는 도면이다. 도 18을 참조하면, 주파수 5.45 GHz일 때, XY 평면(theta=90도)에서 측정한 제2 안테나(822)의 자계면 방사 패턴이 도시되어 있다.

도 19는 다른 실시예에 따른 제4 포트에 대응하는 제2 안테나의 전계면 방사 패턴을 나타내는 도면이다. 도 19를 참조하면, 안테나 장치(800)에서 제4 포트에 대응하는 제2 안테나(824)의 전계면 방사 패턴이 도시되어 있다. 방사 패턴(1910)은 주파수 5.45 GHz일 때, ZX 평면(phi=0도)에서 측정한 방사 패턴을 나타내고, 방사 패턴(1920)은 주파수 5.45 GHZ일 때 ZY 평면(phi=90도)에서 측정한 방사 패턴을 나타낸다.

도 20은 다른 실시예에 따른 제4 포트에 대응하는 제2 안테나의 자계면 방사 패턴을 나타내는 도면이다. 도 20을 참조하면, 주파수 5.45 GHz일 때, XY 평면(theta=90도)에서 측정한 제2 안테나(824)의 자계면 방사 패턴이 도시되어 있다.

도 13 내지 도 20을 참조하면, 안테나 장치(800)는 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역 각각에 대해 우수한 격리도로 방사 패턴을 형성하는 것을 알 수 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

100, 800: 안테나 장치
112, 114, 132, 134, 812, 814: 제1 안테나
142, 144, 162, 164, 822, 824: 제2 안테나
110, 130, 810: 제1 안테나 구조체
140, 160, 820: 제2 안테나 구조체
120: 제1 기판
150: 제2 기판
830: 기판

Claims

제1 주파수 대역에서의 통신을 위한 복수의 제1 안테나들;
상기 제1 안테나들을 위한 접지 전압을 제공하기 위한 제1 접지면(ground plane);
제2 주파수 대역에서의 통신을 위한 복수의 제2 안테나들; 및
상기 제2 안테나들을 위한 접지 전압을 제공하기 위한 제2 접지면을 포함하고,
상기 제1 접지면과 상기 제2 접지면은, 서로 전기적으로 분리된 것인,
안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 안테나들이 배치된 제1 기판; 및
상기 제2 안테나들이 배치된 제2 기판을 더 포함하고,
상기 제1 기판과 상기 제2 기판은 적층된 구조를 가지는,
안테나 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 기판의 어느 일 면에 상기 제1 접지면이 배치되고,
상기 제2 기판의 어느 일 면에 상기 제2 접지면이 배치된 것인,
안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 안테나들 중에서 어느 하나의 제1 안테나는 다른 제1 안테나와 교차되어 배치되고,
상기 제2 안테나들 중에서 어느 하나의 제2 안테나는 다른 제2 안테나와 교차되어 배치되는,
안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 안테나들은, 상기 제1 안테나들이 서로 교차된 형태로 배치된 복수의 제1 안테나 구조체들을 형성하고,
상기 제2 안테나들은, 상기 제2 안테나들이 서로 교차된 형태로 배치된 복수의 제2 안테나 구조체들을 형성하고,
상기 제1 안테나 구조체들 사이에 상기 제2 안테나 구조체들이 배치된 것인,
안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 안테나들은 상기 제1 주파수 대역의 와이파이 통신을 위한 복수의 안테나 포트들로서 동작하고,
상기 제2 안테나들은 상기 제2 주파수 대역의 와이파이 통신을 위한 복수의 안테나 포트들로서 동작하는,
안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 주파수 대역과 상기 제2 주파수 대역은 서로 다른 주파수 대역인,
안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 안테나들과 상기 제2 안테나들이 배치된 기판을 더 포함하고,
상기 제1 접지면은 상기 기판의 어느 일 면에 배치되고, 상기 제2 접지면은 상기 기판의 다른 일 면에 배치된 것인,
안테나 장치.
제8항에 있어서,
상기 제1 안테나들은 서로 교차되어 배치되고,
상기 제2 안테나들은 서로 교차되어 배치되는,
안테나 장치.
제8항에 있어서,
상기 제1 안테나들은, 상기 제1 안테나들이 서로 교차된 형태로 배치된 제1 안테나 구조체를 형성하고,
상기 제2 안테나들은, 상기 제2 안테나들이 서로 교차된 형태로 배치된 제2 안테나 구조체를 형성하고,
상기 제1 안테나 구조체와 상기 제2 안테나 구조체는 서로 이격되고, 중첩되어 배치된 것인,
안테나 장치.
제10항에 있어서,
상기 제1 안테나 구조체의 가운데에 있는 공동(cavity)에 상기 제2 안테나 구조체가 배치된 것인,
안테나 장치.