KR20220070991A - 안테나 장치 - Google Patents

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antenna
patch
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antenna patch
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소원욱
류정기
이원철
허영식
황금철
김남흥
김용석
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삼성전기주식회사
성균관대학교산학협력단
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Abstract

실시예에 따른 안테나 장치는 제1 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하는 제1 안테나 패치, 상기 제1 안테나 패치와 다른 유전층 위에 위치하고, 상기 제1 안테나 패치와 커플링되는 제2 안테나 패치, 상기 제2 안테나 패치와 다른 유전층 위에 위치하고, 상기 제2 안테나 패치와 커플링되는 제3 안테나 패치, 그리고 상기 제2 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하는 제4 안테나 패치를 포함하고, 상기 제2 안테나 패치는 상기 제1 안테나 패치와 중첩하지 않는 복수의 제1 서브 안테나 패치들을 포함하고, 상기 제3 안테나 패치는 상기 복수의 제1 서브 안테나 패치들과 중첩하는 복수의 제2 서브 안테나 패치들을 포함한다.

Description

안테나 장치{ANTENNA APPARATUS}
본 개시는 안테나 장치에 관한 것이다.
최근 5세대(5G) 통신을 포함하는 밀리미터웨이브(mmWave) 통신이 활발하게 연구되고 있으며, 이를 원활히 구현하는 안테나 장치의 상용화/표준화를 위한 연구도 활발히 진행되고 있다. 5세대(5G) 통신의 경우, 하나의 안테나로 여러 대역의 RF 신호를 송수신할 수 있는 다중 대역 안테나의 필요성이 높아지고 있다.
한편, 휴대용 전자 장치가 발전함에 따라, 전자 장치의 표시 영역인 화면의 크기가 커지고 이에 따라 안테나 등이 배치되는 비표시 영역인 베젤의 크기는 감소하고, 이에 따라 안테나가 설치될 수 있는 영역의 면적도 감소하게 된다.
실시예들은 좁은 영역에 배치될 수 있고, 안테나 성능을 높일 수 있는 안테나 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 상술한 목적으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있음이 자명하다.
실시예에 따른 안테나 장치는 제1 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하는 제1 안테나 패치, 상기 제1 안테나 패치와 다른 유전층 위에 위치하고, 상기 제1 안테나 패치와 커플링되는 제2 안테나 패치, 상기 제2 안테나 패치와 다른 유전층 위에 위치하고, 상기 제2 안테나 패치와 커플링되는 제3 안테나 패치, 그리고 상기 제2 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하는 제4 안테나 패치를 포함하고, 상기 제2 안테나 패치는 상기 제1 안테나 패치와 중첩하지 않는 복수의 제1 서브 안테나 패치들을 포함하고, 상기 제3 안테나 패치는 상기 복수의 제1 서브 안테나 패치들과 중첩하는 복수의 제2 서브 안테나 패치들을 포함한다.
상기 제2 안테나 패치는 중심 안테나 패치를 더 포함하고, 상기 복수의 제1 서브 안테나 패치들은 제1 방향과 제2 방향을 따라 상기 중심 안테나 패치와 이격되어 상기 중심 안테나 패치를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 상기 중심 안테나 패치는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 수직을 이루는 제3 방향을 따라 상기 제1 안테나 패치와 중첩할 수 있다.
상기 제4 안테나 패치는 상기 제3 방향을 따라 상기 제3 안테나 패치와 중첩하지 않을 수 있다.
상기 안테나 장치는 상기 복수의 유전층들 중 적어도 일부분을 관통하는 제1 피드 비아와 제2 피드 비아를 더 포함할 수 있고, 상기 제1 안테나 패치는 상기 제1 피드 비아와 상기 제2 피드 비아로부터 전기 신호를 인가 받을 수 있다.
상기 안테나 장치는 상기 복수의 유전층들 중 적어도 일부분을 관통하는 제3 피드 비아와 제4 피드 비아를 더 포함할 수 있고, 상기 제4 안테나 패치는 상기 제3 피드 비아와 상기 제4 피드 비아로부터 전기 신호를 인가 받을 수 있다.
상기 제4 안테나 패치는 상기 제3 피드 비아에 인접한 가장자리로부터 확장된 제1 확장부와 상기 제4 피드 비아에 인접한 가장자리로부터 확장된 제2 확장부를 더 포함할 수 있다.
상기 제4 안테나 패치는 상기 제3 피드 비아에 인접한 제1 개구부와 상기 제4 피드 비아에 인접한 제2 개구부를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 제1 서브 안테나 패치들은 상기 제1 피드 비아에 인접한 제1 서브 패치, 상기 제2 피드 비아에 인접한 제2 서브 패치, 상기 제3 피드 비아에 인접한 제3 서브 패치, 상기 제4 피드 비아에 인접한 제4 서브 패치를 포함할 수 있다.
상기 중심 안테나 패치와 상기 제1 서브 패치 사이의 제1 간격은 상기 중심 안테나 패치와 상기 제3 서브 패치 사이의 제2 간격보다 좁을 수 있다.
상기 안테나 장치는 상기 제3 방향을 따라 상기 복수의 유전층들 아래에 위치하는 그라운드 플레인을 더 포함할 수 있고, 상기 그라운드 플레인은 상기 제1 방향을 따라 제1 폭을 가질 수 있고, 상기 제2 방향을 따라 제2 폭을 가질 수 있고, 상기 제1 폭은 상기 제2 폭보다 넓을 수 있다.
상기 안테나 장치는, 상기 그라운드 플레인에 연결되고 상기 복수의 유전층들 중 적어도 일부분을 관통하는 복수의 비아들을 포함할 수 있고, 상기 복수의 비아들은 상기 제3 방향을 따라 상기 제1 안테나 패치 및 상기 제2 안테나 패치와 중첩하지 않을 수 있다.
상기 제1 안테나 패치는 상기 제1 방향을 따라 제3 폭을 가질 수 있고, 상기 제2 방향을 따라 제4 폭을 가질 수 있고, 상기 제4 폭은 상기 제3 폭보다 넓을 수 있다.
상기 중심 안테나 패치는 상기 제1 방향을 따라 제5 폭을 가질 수 있고, 상기 제2 방향을 따라 제6 폭을 가질 수 있고, 상기 제5 폭은 상기 제3 폭과 같고, 상기 제6 폭은 상기 제4 폭과 같을 수 있다.
상기 제4 안테나 패치는 상기 제1 방향을 따라 제7 폭을 가질 수 있고, 상기 제2 방향을 따라 제8 폭을 가질 수 있고, 상기 제7 폭은 상기 제5 폭보다 좁을 수 있고, 상기 제8 폭은 상기 제6 폭보다 좁을 수 있다.
상기 안테나 장치는 상기 제3 방향을 따라 상기 제4 안테나 패치와 중첩하는 제5 안테나 패치를 더 포함할 수 있다.
상기 제5 안테나 패치는 상기 제1 방향을 따라 제9 폭을 가질 수 있고, 상기 제2 방향을 따라 제10 폭을 가질 수 있, 상기 제9 폭은 상기 제7 폭과 같을 수 있고, 상기 제10 폭은 상기 제8 폭과 같을 수 있다.
실시예에 따른 안테나 장치는 제1 방향을 따라 나란히 배치되는 제1 안테나, 제2 안테나, 제3 안테나, 제4 안테나를 포함하고, 상기 제1 안테나, 상기 제2 안테나, 상기 제3 안테나 및 상기 제4 안테나는 상기 제1 방향과 수직을 이루는 제3 방향을 따라 적층된 복수의 유전층들 중 제1 유전층 위에 위치하고 제1 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하는 제1 안테나 패치, 상기 복수의 유전층들 중 제2 유전층 위에 위치하고 상기 제1 안테나 패치와 커플링되는 제2 안테나 패치, 상기 복수의 유전층들 중 제3 유전층 위에 위치하고 상기 제2 안테나 패치와 커플링되는 제3 안테나 패치, 상기 복수의 유전층들 중 제4 유전층 위에 위치하고 제2 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하는 제4 안테나 패치, 상기 복수의 유전층들 중 적어도 일부분을 관통하고 상기 제1 안테나 패치에 전기 신호를 인가하는 제1 피드 비아와 제2 피드 비아, 그리고 상기 복수의 유전층들 중 적어도 일부분을 관통하고 상기 제4 안테나 패치에 전기 신호를 인가하는 제3 피드 비아와 제4 피드 비아를 포함할 수 있다. 상기 제1 안테나의 상기 제1 피드 비아를 기준으로 상기 제2 피드 비아, 상기 제3 피드 비아, 그리고 상기 제4 피드 비아의 각 위치는 상기 제2 안테나의 상기 제1 피드 비아를 기준으로 상기 제2 피드 비아, 상기 제3 피드 비아, 그리고 상기 제4 피드 비아의 각 위치와 서로 다를 수 있다.
상기 제2 안테나의 상기 제2 피드 비아 및 상기 제4 피드 비아의 상대적 위치는 상기 제1 안테나의 상기 제2 피드 비아 및 상기 제4 피드 비아의 위치에서 180도 회전한 위치와 같을 수 있다.
상기 제3 안테나의 상기 제1 피드 비아 및 상기 제3 피드 비아의 상대적 위치는 상기 제1 안테나의 상기 제1 피드 비아 및 상기 제3 피드 비아의 위치에서 180도 회전한 위치와 같을 수 있다.
상기 제4 안테나의 상기 제1 피드 비아, 상기 제2 피드 비아, 상기 제3 피드 비아, 상기 제4 피드 비아의 상대적 위치는 상기 제1 안테나의 상기 제1 피드 비아, 상기 제2 피드 비아, 상기 제3 피드 비아, 상기 제4 피드 비아의 위치에서 180도 회전한 위치와 같을 수 있다.
실시예들에 따른 안테나 장치는 좁은 영역에 배치될 수 있고, 그 성능이 높아질 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있음이 자명하다.
도 1은 한 실시예에 따른 안테나 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 안테나 장치의 분해사시도이다.
도 3은 도 1의 안테나 장치의 단면도이다.
도 4는 도 1의 안테나 장치의 일부를 도시한 평면도이다.
도 5는 도 1의 안테나 장치의 일부를 도시한 평면도이다.
도 6은 도 1의 안테나 장치의 일부를 도시한 평면도이다.
도 7은 도 1의 안테나 장치의 일부를 도시한 평면도이다.
도 8은 도 1의 안테나 장치의 일부를 도시한 평면도이다.
도 9는 도 1의 안테나 장치의 일부를 도시한 평면도이다.
도 10은 다른 한 실시예에 따른 안테나 장치의 단면도이다.
도 11은 다른 한 실시예에 따른 안테나 장치의 단면도이다.
도 12는 도 11의 안테나 장치의 일부를 도시한 평면도이다.
도 13은 도 11의 안테나 장치의 일부를 도시한 평면도이다.
도 14는 도 11의 안테나 장치의 일부를 도시한 평면도이다.
도 15는 도 11의 안테나 장치의 일부를 도시한 평면도이다.
도 16은 도 11의 안테나 장치의 일부를 도시한 평면도이다.
도 17은 도 11의 안테나 장치의 일부를 도시한 평면도이다.
도 18은 한 실시예에 따른 안테나 장치를 포함하는 전자 기기를 도시한 간략도이다.
도 19는 한 실험예에 따른 결과를 도시한 그래프이다.
도 20은 한 실험예에 따른 결과를 도시한 그래프이다.
도 21 및 도 22는 한 실험예에 따른 결과를 도시한 그래프이다.
도 23은 한 실험예에 따른 결과를 도시한 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "연결된다"라고 할 때, 이는 둘 이상의 구성요소가 직접적으로 연결되는 것만을 의미하는 것이 아니고, 둘 이상의 구성요소가 다른 구성요소를 통하여 간접적으로 연결되는 것, 물리적으로 연결되는 것뿐만 아니라 전기적으로 연결되는 것, 또는 위치나 기능에 따라 상이한 명칭들로 지칭되었으나 일체인 것을 의미할 수 있다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "커플링(coupling)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 또는 물리적으로 커플링"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 또는 비접촉 커플링"되어 있는 경우를 포함한다.
도 1 내지 도 9를 참고하여, 한 실시예에 따른 안테나 장치(1000)에 대하여 설명한다. 도 1은 한 실시예에 따른 안테나 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 안테나 장치의 분해사시도이고, 도 3은 도 1의 안테나 장치의 단면도이다. 도 4 내지 도 9는 도 1의 안테나 장치의 일부를 도시한 평면도이다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참고하면, 한 실시예에 따른 안테나 장치(1000)는 제1 피드 비아(feed via)(121a), 제2 피드 비아(121b), 제3 피드 비아(121c) 및 제4 피드 비아(121d), 제1 안테나 패치(130), 제2 안테나 패치(140, 141), 제3 안테나 패치(151), 제4 안테나 패치(160) 및 제5 안테나 패치(170), 그리고 복수의 비아들(110)을 포함한다.
안테나 장치(1000)는, 제1 방향(x)과 제2 방향(y)이 교차하여 이루는 평면과 제1 방향(x) 및 제2 방향(y)과 직교하는 제3 방향(z)으로 확장된 제1 유전층(210), 제3 방향(z)을 따라 제1 유전층(210) 위에 위치하는 제2 유전층(220), 그리고 제3 방향(z)을 따라 제1 유전층(210) 아래에 위치하는 그라운드 플레인(201)을 더 포함한다.
제2 유전층(220)은 복수의 층들(220a, 220b, 220c, 220d, 220e, 220f)을 포함하고, 예를 들어, 제3 방향(z)을 따라 제1 유전층(210) 위에 순서대로 위치하는, 제1 층(220a), 제2 층(220b), 제3 층(220c), 제4 층(220d), 제5 층(220e), 제6 층(220f)을 포함할 수 있다.
제1 유전층(210)은 3.55의 유전 상수, 0.004의 손실 탄젠트, 그리고 400㎛의 두께를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제2 유전층(220)은 유전율 3.55 및 손실 탄젠트 0.004의 프리프레그(prepreg) 유전체로 이루어진 복수의 층을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 안테나 패치(130), 제2 안테나 패치(140, 141), 제3 안테나 패치(151), 제4 안테나 패치(160) 및 제5 안테나 패치(170)는 제2 유전층(220)을 이루는 복수의 층들(220a, 220b, 220c, 220d, 220e, 220f) 사이에 위치한다.
제2 안테나 패치(140, 141)는 같은 층 위에 위치하는 중심 안테나 패치(140)와 서브 안테나 패치(141)를 포함하고, 제2 안테나 패치(140, 141)의 서브 안테나 패치(141)는 제2 안테나 패치의 중심 안테나 패치(140)의 측면에 위치하여, 중심 안테나 패치(140)를 둘러싸도록 배치될 수 있다.
제1 안테나 패치(130)와 제2 안테나 패치(140, 141)의 중심 안테나 패치(140)는 제3 방향(z)을 따라 서로 중첩하고, 제3 안테나 패치(151)는 제3 방향(z)을 따라 제2 안테나 패치(140, 141)의 서브 안테나 패치(141)와 중첩한다.
제1 안테나 패치(130)는 제1 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 드라이븐 패치(driven patch)일 수 있고, 제2 안테나 패치(140, 141)의 중심 안테나 패치(140)는 제1 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 디렉터(director)일 수 있고, 제2 안테나 패치(140, 141)의 서브 안테나 패치(141)와 제3 안테나 패치(151)는 제1 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 기생 패치(parasitic patch)일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지는 않는다.
제4 안테나 패치(160)와 제5 안테나 패치(170)는 제3 방향(z)을 따라 서로 중첩한다. 제4 안테나 패치(160)와 제5 안테나 패치(170)는 제3 방향(z)을 따라 제3 안테나 패치(151)와 중첩하지 않을 수 있다.
제4 안테나 패치(160)는 제2 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 드라이븐 패치일 수 있고, 제5 안테나 패치(170)는 제2 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 디렉터일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지는 않는다.
복수의 비아들(110)은 그라운드 플레인(201)에 연결된다.
제1 방향(x)과 제2 방향(y)이 서로 교차하여 이루는 한 평면 상, 복수의 비아들(110)은 그라운드 플레인(201)의 네 개의 꼭지점에 인접하여 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 복수의 비아들(110)은 그라운드 플레인(201)의 제1 방향(x)과 나란한 두 개의 변과 제2 방향(y)과 나란한 두 개의 변이 각기 교차하여 이루는 코너 부분에 인접하여 배치될 수 있다.
복수의 비아들(110)은 제3 방향(z)을 따라 안테나 패치들(130, 140, 141, 151, 160, 170)과 중첩하지 않을 수 있다.
복수의 비아들(110)은 제1 유전층(210)을 관통하고, 복수의 비아들(110)에 연결되어 제1 유전층(210) 위에 위치하는 확장부들(111)을 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3과 함께 도 4를 참고하면, 그라운드 플레인(201)은 사각형의 평면 형태를 가진다. 그라운드 플레인(201)은 제1 방향(x)을 따라 제1 폭(Lx1)을 가지고, 제2 방향(y)을 따라 제2 폭(Ly1)을 가질 수 있고, 제1 폭(Lx1)은 제2 폭(Ly1)보다 클 수 있다.
제1 방향(x)을 따라 그라운드 플레인(201)의 중심(C)으로부터 제1 피드 비아(121a)의 중심까지의 제1 거리(fp1)는 제2 방향(y)을 따라 그라운드 플레인(201)의 중심(C)으로부터 제2 피드 비아(121b)의 중심까지의 제2 거리(fp2)와 거의 같을 수 있다. 제1 거리(fp1)는 제2 거리(fp2)보다 클 수 있다.
제1 방향(x)을 따라 그라운드 플레인(201)의 중심(C)으로부터 제3 피드 비아(121c)의 중심까지의 제3 거리(fp3)는 제2 방향(y)을 따라 그라운드 플레인(201)의 중심(C)으로부터 제4 피드 비아(121d)의 중심까지의 제4 거리(fp4)와 거의 같을 수 있다. 제3 거리(fp3)는 제4 거리(fp4)보다 클 수 있다.
제1 거리(fp1) 및 제2 거리(fp2)는 제3 거리(fp3) 및 제4 거리(fp4)보다 클 수 있다.
제1 피드 비아(121a) 및 제2 피드 비아(121b)는 제1 유전층(210), 그리고 제2 유전층(220)의 적어도 일부분을 관통할 수 있다. 또한, 제1 피드 비아(121a) 및 제2 피드 비아(121b)는 그라운드 플레인(201)에 형성된 제1 홀(11a) 및 제2 홀(11b)을 통해 그라운드 플레인(201)과 연결되지 않고, 그라운드 플레인(201)을 관통할 수 있다.
이와 유사하게 제3 피드 비아(121c) 및 제4 피드 비아(121d)는 제1 유전층(210), 그리고 제2 유전층(220)의 적어도 일부분을 관통할 수 있다. 또한, 제3 피드 비아(121c) 및 제4 피드 비아(121d)는 그라운드 플레인(201)에 형성된 제3 홀(11c) 및 제4 홀(11d)을 통해 그라운드 플레인(201)과 연결되지 않고, 그라운드 플레인(201)을 관통할 수 있다.
도 1 내지 도 3과 함께 도 5를 참고하면, 제1 안테나 패치(130)는 제1 유전층(210) 위에 위치한다.
제1 안테나 패치(130)는 사각형의 평면 형태를 가질 수 있다. 제1 안테나 패치(130)는 제1 방향(x)을 따라 제3 폭(Lx2)을 가지고, 제2 방향(y)을 따라 제4 폭(Ly2)을 가질 수 있다. 제3 폭(Lx2)과 제4 폭(Ly2)은 거의 같을 수 있으나, 제4 폭(Ly2)은 제3 폭(Lx2)보다 클 수 있다.
제1 피드 비아(121a) 및 제2 피드 비아(121b)는 제1 유전층(210)을 관통하여 제1 안테나 패치(130)에 연결된다. 제1 안테나 패치(130)는 제1 피드 비아(121a) 및 제2 피드 비아(121b)에 연결되어, 제1 피드 비아(121a) 및 제2 피드 비아(121b)로부터 전기 신호를 인가 받을 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 제1 피드 비아(121a) 및 제2 피드 비아(121b)는 제1 안테나 패치(130)에 연결되지 않고, 제1 안테나 패치(130)와 이격되어 커플링에 의해 전기 신호를 전달할 수도 있다.
제3 피드 비아(121c) 및 제4 피드 비아(121d)는 제1 유전층(210)을 관통하여, 제1 유전층(210) 위에 위치하는 제1 피드 패턴(122c)과 제2 피드 패턴(122d)과 연결된다.
제1 안테나 패치(130)는 제5 홀(31a)과 제6 홀(31b)을 가지고, 제1 피드 패턴(122c)과 제2 피드 패턴(122d)은 제1 안테나 패치(130)의 제5 홀(31a)과 제6 홀(31b) 내에 위치하여, 제1 피드 패턴(122c)과 제2 피드 패턴(122d)은 제1 안테나 패치(130)와 연결되지 않고 제1 안테나 패치(130)를 관통한다.
제1 피드 패턴(122c)과 제2 피드 패턴(122d)은, 제1 피드 패턴(122c)과 제2 피드 패턴(122d)으로부터 제3 방향(z)으로 확장되어 제2 유전층(220)의 제1 층(220a), 제2 층(220b), 제3 층(220c) 및 제4 층(220d)을 관통하는, 제3 피드 패턴(123c) 및 제4 피드 패턴(123d)과 연결된다.
도 1 내지 도 3과 함께 도 6을 참고하면, 제2 안테나 패치(140, 141)는 제2 유전층(220)의 제1 층(220a) 위에 위치한다.
제2 안테나 패치(140, 141)의 중심 안테나 패치(140)는 사각형의 평면 형태를 가질 수 있다.
제2 안테나 패치(140, 141)의 중심 안테나 패치(140)는 제1 방향(x)을 따라 제5 폭(Lx3)을 가지고, 제2 방향(y)을 따라 제6 폭(Ly3)을 가질 수 있다. 제5 폭(Lx3)과 제6 폭(Ly3)은 거의 같을 수 있으나, 제6 폭(Ly3)은 제5 폭(Lx3)보다 클 수 있다. 제5 폭(Lx3) 및 제6 폭(Ly3)은 제3 폭(Lx2) 및 제4 폭(Ly2)과 같을 수 있다.
제2 안테나 패치(140, 141)의 중심 안테나 패치(140)는 제7 홀(41a)과 제8 홀(41b)을 가진다.
제1 피드 패턴(122c) 및 제2 피드 패턴(122d)을 통해 제3 피드 비아(121c) 및 제4 피드 비아(121d)에 연결된 제3 피드 패턴(123c) 및 제4 피드 패턴(123d)은 중심 안테나 패치(140)의 제7 홀(41a) 및 제8 홀(41b) 내에 위치하여, 제1 피드 패턴(122c)과 제2 피드 패턴(122d)은 제2 안테나 패치(140, 141)의 중심 안테나 패치(140)와 연결되지 않고 관통한다.
제2 안테나 패치(140, 141)의 서브 안테나 패치(141)는 중심 안테나 패치(140)의 주변에 위치하여 중심 안테나 패치(140)를 둘러싸도록 배치되고, 서브 안테나 패치(141)는 중심 안테나 패치(140)와 이격되도록 배치된다.
서브 안테나 패치(141)는 제1 방향(x)을 따라 제1 피드 비아(121a)에 인접한 제1 서브 패치(141a), 제2 방향(y)을 따라 제2 피드 비아(121b)에 인접한 제2 서브 패치(141b), 제1 방향(x)을 따라 제3 피드 비아(121c)에 인접한 제3 서브 패치(141c), 제2 방향(y)을 따라 제4 피드 비아(121d)에 인접한 제4 서브 패치(141d)를 포함한다.
서브 안테나 패치(141)의 제1 서브 패치(141a), 제2 서브 패치(141b), 제3 서브 패치(141c), 그리고 제4 서브 패치(141d)는 직사각형의 평면 형태를 가지고, 각 길이와 폭은 서로 같을 수도 있고 다를 수도 있다.
서브 안테나 패치(141)의 제1 서브 패치(141a) 및 제2 서브 패치(141b)와 중심 안테나 패치(140) 사이의 간격(s1, s2)보다 서브 안테나 패치(141)의 제3 서브 패치(141c) 및 제4 서브 패치(141d)와 중심 안테나 패치(140) 사이의 간격(s3, s4)이 더 넓을 수 있다.
서브 안테나 패치(141)는 제1 피드 비아(121a) 및 제2 피드 비아(121b)에 연결된 중심 안테나 패치(140)와 추가적인 커플링을 이룬다. 이 때, 서브 안테나 패치(141)의 서브 패치들(141a, 141b, 141c, 141d) 중 제3 피드 비아(121c) 및 제4 피드 비아(121d)에 인접한 제3 서브 패치(141c) 및 제4 서브 패치(141d)와 중심 안테나 패치(140) 사이의 간격(s3, s4)을 상대적으로 넓게 형성하여, 제3 피드 비아(121c) 및 제4 피드 비아(121d)에 인가되는 전기 신호와 서브 안테나 패치(141) 사이의 영향을 감소시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3과 함께, 도 7을 참고하면, 제3 안테나 패치(151)는 제2 유전층(220)의 제2 층(220b) 위에 위치한다.
제2 안테나 패치(140, 141)의 서브 안테나 패치(141)와 유사하게, 제3 안테나 패치(151)는 제1 방향(x)을 따라 제1 피드 비아(121a)에 인접한 제5 서브 패치(151a), 제2 방향(y)을 따라 제2 피드 비아(121b)에 인접한 제6 서브 패치(151b), 제1 방향(x)을 따라 제3 피드 비아(121c)에 인접한 제7 서브 패치(151c), 제2 방향(y)을 따라 제4 피드 비아(121d)에 인접한 제8 서브 패치(151d)를 포함한다.
제3 안테나 패치(151)의 제5 서브 패치(151a), 제6 서브 패치(151b), 제7 서브 패치(151c), 그리고 제8 서브 패치(151d)는 직사각형의 평면 형태를 가지고, 각 길이와 폭은 서로 같을 수도 있고 다를 수도 있다.
제3 안테나 패치(151)의 제5 서브 패치(151a)는 서브 안테나 패치(141)의 제1 서브 패치(141a)와 제3 방향(z)으로 서로 중첩하고, 제3 안테나 패치(151)의 제6 서브 패치(151b)는 서브 안테나 패치(141)의 제2 서브 패치(141b)와 제3 방향(z)으로 서로 중첩한다. 이와 유사하게, 제3 안테나 패치(151)의 제7 서브 패치(151c)는 서브 안테나 패치(141)의 제3 서브 패치(141c)와 제3 방향(z)으로 서로 중첩하고, 제3 안테나 패치(151)의 제8 서브 패치(151d)는 서브 안테나 패치(141)의 제4 서브 패치(141d)와 제3 방향(z)으로 서로 중첩한다.
제3 안테나 패치(151)는 제2 안테나 패치(140, 141)와 추가적인 커플링을 이룬다. 이에 의해 안테나 장치(1000)의 이득을 높일 수 있다.
도 1 내지 도 3과 함께 도 8을 참고하면, 제4 안테나 패치(160)는 제2 유전층(220)의 제4 층(220d) 위에 위치한다.
제4 안테나 패치(160)는 사각형의 평면 형태를 가질 수 있다.
제4 안테나 패치(160)는 제1 방향(x)을 따라 제7 폭(Lx4)을 가지고, 제2 방향(y)을 따라 제8 폭(Ly4)을 가질 수 있다. 제7 폭(Lx4)과 제8 폭(Ly4)은 거의 같을 수 있다.
제7 폭(Lx4) 및 제8 폭(Ly4)은 제5 폭(Lx3) 및 제6 폭(Ly3)보다 작을 수 있다.
제3 피드 패턴(123c) 및 제4 피드 패턴(123d)은, 제2 유전층(220)의 제1 층(220a) 내지 제4 층(220d)을 관통하여, 제2 유전층(220)의 제4 층(220d) 위에 위치하는 제4 안테나 패치(160)에 연결된다. 제4 안테나 패치(160)는 제3 피드 패턴(123c) 및 제4 피드 패턴(123d)에 연결되어, 제3 피드 비아(121c) 및 제4 피드 비아(121d)로부터 전기 신호를 인가 받을 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 제3 피드 패턴(123c) 및 제4 피드 패턴(123d)은 제4 안테나 패치(160)에 연결되지 않고, 제4 안테나 패치(160)와 이격되어 커플링에 의해 전기 신호를 전달할 수도 있다.
제4 안테나 패치(160)는 제3 피드 패턴(123c) 및 제4 피드 패턴(123d)에 인접한 두 가장자리로부터 확장된 제1 확장부(161a)와 제2 확장부(161b)를 더 포함한다.
제1 확장부(161a)와 제2 확장부(161b)는 제4 안테나 패치(160)의 제7 폭(Lx4) 및 제8 폭(Ly4)보다 짧은 길이(l)를 가지는 직사각형의 평면 형태를 가질 수 있다.
제1 확장부(161a)와 제2 확장부(161b)는 제4 안테나 패치(160)의 가장자리 중 제3 피드 패턴(123c) 및 제4 피드 패턴(123d)에 인접한 두 가장자리로부터 확장되어 계단 형태의 평면 형태를 제공함으로써, 제4 안테나 패치(160)의 가장자리를 따라 흐르는 전류 경로(path) 길이가 길어질 수 있다.
제4 안테나 패치(160)는, 제3 피드 패턴(123c)과 제4 피드 패턴(123d)에 인접한 위치에 형성된 제1 개구부(61a)와 제2 개구부(61b)를 가진다.
제4 안테나 패치(160)의 제1 개구부(61a) 및 제2 개구부(61b)는 제3 피드 패턴(123c)과 제4 피드 패턴(123d)과 일정 간격을 가지도록 이격되어 제3 피드 패턴(123c)과 제4 피드 패턴(123d)을 둘러싸는 반원의 평면 형태를 가진다.
제3 피드 패턴(123c)과 제4 피드 패턴(123d)을 통해 제4 안테나 패치(160)에 전기 신호가 인가되면, 제4 안테나 패치(160)의 표면을 따라서, 제3 피드 패턴(123c)으로부터 제1 방향(x)과 나란한 방향으로 제1 전류가 흐르고 제4 피드 패턴(123d)으로부터 제2 방향(y)과 나란한 방향으로 제2 전류가 흐를 수 있다.
제4 안테나 패치(160)는 제3 피드 패턴(123c) 및 제4 피드 패턴(123d)과 일정 간격을 가지도록 이격되어 제3 피드 패턴(123c) 및 제4 피드 패턴(123d)을 둘러싸도록 형성된 제1 개구부(61a) 및 제2 개구부(61b)를 포함함으로써, 제1 전류는 제3 피드 패턴(123c)으로부터 제1 개구부(61a)의 가장자리를 따라 흐른 후 제1 방향(x)과 나란한 방향으로 흐르게 되고, 제2 전류는 제4 피드 패턴(123d)으로부터 제2 개구부(61b)의 가장자리를 따라 흐른 후 제2 방향(y)과 나란한 방향으로 흐르게 된다.
따라서, 제4 안테나 패치(160)의 제1 개구부(61a) 및 제2 개구부(61b)에 의해 제4 안테나 패치(160)의 표면에 흐르는 전류 경로 길이는 길어질 수 있다.
이처럼, 제4 안테나 패치(160)의 제1 확장부(161a) 및 제2 확장부(161b), 그리고 제1 개구부(61a)와 제2 개구부(61b)에 의해, 제4 안테나 패치(160)의 표면에 흐르는 전류 경로 길이가 길어질 수 있고, 이에 의해 제4 안테나 패치(160)의 크기를 줄이면서도 충분한 전류 경로를 확보하여 전류에 의한 RF 신호의 강도를 높일 수 있다. 이에 의해 안테나 장치(1000)의 이득을 높일 수 있다.
도시한 실시예에 따르면, 제4 안테나 패치(160)의 제1 개구부(61a)와 제2 개구부(61b)는 제3 피드 패턴(123c) 및 제4 피드 패턴(123d)을 둘러싸는 반원 형태의 평면 형태를 가지지만, 이에 한정되지 않으며, 제1 개구부(61a)와 제2 개구부(61b)는 제3 피드 패턴(123c) 및 제4 피드 패턴(123d)을 둘러싸는 다양한 평태의 평면 형태를 가질 수 있다.
제4 안테나 패치(160)는, 제1 피드 비아(121a) 및 제2 피드 비아(121b)로부터 전기 신호를 인가 받는 제1 안테나 패치(130)와 커플링을 이루는 서브 안테나 패치(141) 및 제3 안테나 패치(151)와 제3 방향(z)을 따라 서로 중첩하지 않는다.
또한, 제3 안테나 패치(151)와 제4 안테나 패치(160) 사이에는 제2 유전층(220)의 제3 층(220c) 및 제4 층(220d)의 두 개의 층이 위치하여, 제3 안테나 패치(151)와 제4 안테나 패치(160) 사이의 격리도를 높일 수 있다.
도 1 내지 도 3과 함께 도 9를 참고하면, 제5 안테나 패치(170)는 제2 유전층(220)의 제6 층(220f) 위에 위치한다.
제5 안테나 패치(170)는 사각형의 평면 형태를 가질 수 있다.
제5 안테나 패치(170)는 제1 방향(x)을 따라 제9 폭(Lx5)을 가지고, 제2 방향(y)을 따라 제10 폭(Ly5)을 가질 수 있다. 제9 폭(Lx5)과 제10 폭(Ly5)은 거의 같을 수 있다.
제9 폭(Lx5)과 제10 폭(Ly5)은 제7 폭(Lx4) 및 제8 폭(Ly4)과 같을 수 있다.
제5 안테나 패치(170)는 제3 방향(z)을 따라 제4 안테나 패치(160)와 중첩하여, 추가적인 커플링을 이룬다.
앞서 설명한 바와 같이, 제1 안테나 패치(130)는 제1 피드 비아(121a) 및 제2 피드 비아(121b)에 연결되어, 제1 안테나 패치(130)는 제1 피드 비아(121a) 및 제2 피드 비아(121b)로부터 전기 신호를 전달 받을 수 있다.
안테나 장치(1000)의 제1 안테나 패치(130)와 중심 안테나 패치(140)는 제1 피드 비아(121a) 및 제2 피드 비아(121b)를 통해 인가되는 전기 신호에 따라 제1 주파수 대역의 제1 RF(Radio Frequency) 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 제1 주파수 대역은 약 24.25GHz 내지 약 29.5GHz일 수 있고, 제1 주파수 대역의 중심 주파수는 약 28GHz일 수 있다.
이 때, 서브 안테나 패치(141)는 제1 안테나 패치(130) 및 중심 안테나 패치(140)와 추가적인 커플링을 이루고, 제3 안테나 패치(151)는 서브 안테나 패치(141) 및 중심 안테나 패치(140)와 추가적인 커플링을 이룸으로써, 추가적인 임피던스를 형성할 수 있다. 이에 의해, 제1 안테나 패치(130)의 크기를 크게 하지 않으면서도 안테나 패치들(130, 140, 141, 151)에 의한 신호의 대역폭을 넓힐 수 있다.
안테나 장치(1000)는 제1 피드 비아(121a)에 의해 인가된 전기 신호를 통해 제1 편파(polarization)의 RF 신호를 송수신할 수 있고, 제2 피드 비아(121b)에 의해 인가된 전기 신호를 통해 제2 편파의 RF 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 제1 편파의 RF 신호는 수평 편파(horizontal polarization)일 수 있고, 제2 편파 RF 신호는 수직 편파(vertical polarization)일 수 있다.
안테나 장치(1000)의 제4 안테나 패치(160)는 제3 피드 비아(121c) 및 제4 피드 비아(121d)를 통해 인가되는 전기 신호에 따라 제2 주파수 대역의 제1 RF 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 제2 주파수 대역은 약 37GHz 내지 약 40GHz일 수 있고, 제2 주파수 대역의 중심 주파수는 약 38GHz일 수 있다.
이 때, 제4 안테나 패치(160)와 제5 안테나 패치(170)는 서로 중첩하여 추가적인 커플링을 이루어 추가적인 임피던스를 형성할 수 있다. 또한, 제4 안테나 패치(160)는 제3 피드 패턴(123c) 및 제4 피드 패턴(123d)에 인접한 두 가장자리로부터 확장된 제1 확장부(161a)와 제2 확장부(161b)를 포함하고, 제3 피드 패턴(123c)과 제4 피드 패턴(123d)에 인접한 제1 개구부(61a)와 제2 개구부(61b)를 가짐으로써, 제4 안테나 패치(160)의 표면을 따라 흐르는 전류의 경로가 길어질 수 있고, 제4 안테나 패치(160)의 크기를 크게 하지 않으면서도 충분한 전류 경로를 확보하여 전류에 의한 RF 신호의 강도를 높일 수 있다. 이에 의해 안테나 장치(1000)의 이득(gain)은 향상될 수 있다.
안테나 장치(1000)는 제3 피드 비아(121c)에 의해 인가된 전기 신호를 통해 제1 편파의 RF 신호를 송수신할 수 있고, 제4 피드 비아(121d)에 의해 인가된 전기 신호를 통해 제2 편파의 RF 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 제1 편파의 RF 신호는 수평 편파일 수 있고, 제2 편파 RF 신호는 수직 편파일 수 있다.
그라운드 플레인(201)은 안테나 패치들이 방사하는 제1 RF 신호 및 제2 RF 신호 중 그라운드 플레인(201)을 향하여 방사되는 제1 RF 신호 및 제2 RF 신호를 반사(reflect)할 수 있으므로, 안테나 패치들의 방사패턴을 제3 방향(z)으로 집중시킬 수 있다. 이에 따라, 안테나 장치(1000)의 이득(gain)은 향상될 수 있다.
한편, 안테나 장치(1000)는 전자 장치에 장착되고, 전자 장치의 베젤의 크기가 감소하면서, 안테나 장치(1000)는 전자 장치의 전면이 아닌 베젤의 측면에 장착된다. 전자 장치의 두께가 얇아짐에 따라, 안테나 장치(1000)가 장착되는 베젤의 측면의 두께도 얇아지게 되고, 이에 의해 안테나 장치(1000)의 제2 방향(y)의 폭이 감소할 수 있다.
안테나 장치(1000)의 제2 방향(y)의 폭이 감소하게 되고, 이에 따라 그라운드 플레인(201)의 제1 방향(x)과 나란한 제1 폭(Lx1)보다 제2 방향(y)과 나란한 제2 폭(Ly1)이 작을 수 있다. 예를 들어, 그라운드 플레인(201)의 제1 방향(x)과 나란한 제1 폭(Lx1)의 길이는 약 5.25mm일 수 있고, 그라운드 플레인(201)의 제2 방향(y)과 나란한 제2 폭(Ly1)의 길이는 약 4.2mm일 수 있다. 그러나, 그라운드 플레인(201)의 제1 폭(Lx1)의 길이와 제2 폭(Ly1)의 길이는 이에 한정되지 않고 변화할 수 있다.
제1 피드 비아(121a)를 통해 인가된 전기 신호는 대체로 제1 방향(x)과 나란한 방향으로 전파될 수 있고, 제2 피드 비아(121b)를 통해 인가된 전기 신호는 대체로 제2 방향(y)과 나란한 방향으로 전파될 수 있다.
따라서, 제1 피드 비아(121a)에 인가된 전기 신호에 대한 그라운드 플레인(201)의 제1 리턴 전류 경로(return current path)는 대체로 제1 방향(x)과 나란할 수 있고, 제2 피드 비아(121b)에 인가된 전기 신호에 대한 그라운드 플레인(201)의 제2 리턴 전류 경로는 대체로 제2 방향(y)과 나란할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 그라운드 플레인(201)의 제1 방향(x)과 나란한 제1 폭(Lx1)보다 제2 방향(y)과 나란한 제2 폭(Ly1)이 작음으로써, 제1 피드 비아(121a)에 인가된 전기 신호에 대한 그라운드 플레인(201)의 제1 리턴 전류 경로에 비하여, 제2 피드 비아(121b)에 인가된 전기 신호에 대한 그라운드 플레인(201)의 제2 리턴 전류 경로가 짧아질 수 있고, 이에 의해, 안테나 장치(1000)의 제1 주파수 대역의 제2 편파 RF 신호의 반사 계수 특성이 낮아질 수 있고, 이에 의해 안테나 장치(1000)의 제2 편파 RF 신호의 대역폭이 낮아질 수 있다.
그러나, 실시예에 따른 안테나 장치(1000)는 복수의 비아들(110)을 포함하고, 복수의 비아들(110)은 그라운드 플레인(201)에 연결된다. 이에 의해 복수의 비아들(110)은 추가적인 그라운드 플레인(201)의 제2 리턴 전류 경로를 제공할 수 있다. 이처럼, 실시예에 따른 안테나 장치(1000)는 복수의 비아들(110)을 포함함으로써, 상대적으로 짧은 리턴 전류 경로를 가지는 제1 주파수 대역의 제2 편파 RF 신호에 추가적인 리턴 전류 경로를 제공하여, 안테나 장치(1000)의 제1 주파수 대역의 제2 편파 RF 신호의 대역폭 감소를 방지할 수 있다.
다시 도 3을 참고하면, 안테나 장치(1000)는 제3 방향(z)을 따라 제1 유전층(210) 아래에 위치하는 제3 유전층(230)을 더 포함하고, 제3 유전층(230)은 복수의 층들을 포함할 수 있다. 안테나 장치(1000)는 제3 유전층(230)의 복수의 층들 사이에 위치하는 그라운드 플레인(201)과, 피드 층(202, 203), 도전층(204) 등을 더 포함할 수 있다. 안테나 장치(1000)의 제1 유전층(210) 아래에 위치하는 층들은 설계에 따라 변경 가능하다.
그러면, 도 1 및 도 2, 도 4 내지 도 9와 함께 도 10을 참고하여, 다른 한 실시예에 따른 안테나 장치(1000a)에 대하여 설명한다. 도 10은 다른 한 실시예에 따른 안테나 장치의 단면도이다.
앞서 설명한 실시예에 따른 안테나 장치(1000)와 동일한 구성 요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 10을 참고하면, 본 실시예에 따른 안테나 장치(1000a)는, 제1 피드 비아(121a) 및 제2 피드 비아(121b), 제3 피드 비아(121c) 및 제4 피드 비아(121d), 그리고 복수의 비아들(110)의 아래에 위치하는, 복수의 패드들(21, 22)과 복수의 패드들(21, 22) 아래에 위치하는 복수의 연결 부재(31, 32)를 포함한다. 복수의 연결 부재(31, 32)는 솔더 볼(solder ball), 핀(pin), 또는 랜드(land)일 수 있다.
본 실시예에 따른 안테나 장치(1000a)는, 제3 방향(z)을 따라 제1 유전층(210) 아래에 위치하고 그라운드 플레인(201)을 포함하는, 연결 기판(20)을 더 포함할 수 있다.
제1 피드 비아(121a) 및 제2 피드 비아(121b), 제3 피드 비아(121c) 및 제4 피드 비아(121d), 그리고 복수의 비아들(110)은 복수의 패드들(21, 22) 및 복수의 연결 부재(31, 32)를 통해, 연결 기판(20)과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 실시예에 따른 안테나 장치(1000a)는 앞서 설명한 실시예에 따른 안테나 장치(1000)와 달리, 그라운드 플레인(201)을 포함하는 연결 부재(20)와 별개의 독립적 구조일 수 있다.
앞서 도 1 내지 도 9를 참고로 설명한 실시예에 따른 안테나 장치(1000)의 많은 특징들은 본 실시예에 따른 안테나 장치(1000a)에 모두 적용 가능하다.
그러면, 도 11과 함께 도 12 내지 도 17을 참고하여, 다른 한 실시예에 따른 안테나 장치(2000)에 대하여 설명한다. 도 11은 다른 한 실시예에 따른 안테나 장치의 단면도이고, 도 12 내지 도 17은 도 11의 안테나 장치의 일부를 도시한 평면도이다.
앞서 설명한 실시예에 따른 안테나 장치(1000)와 동일한 구성 요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 11과 함께 도 12 내지 도 17을 참고하면, 본 실시예에 따른 안테나 장치(2000)는 앞서 도 1 내지 도 9를 참고로 설명한 실시예에 따른 안테나 장치(1000)와 유사한 안테나들(100a, 100b, 100c, 100d)을 포함한다.
안테나 장치(2000)는 제1 방향(x)을 따라 일렬로 배치된 제1 안테나(100a), 제2 안테나(100b), 제3 안테나(100c), 제4 안테나(100d)를 포함한다.
안테나 장치(2000)의 제1 안테나(100a)는 앞서 설명한 실시예에 따른 안테나 장치(1000)와 유사하게 배치되고, 안테나 장치(2000)의 제2 안테나(100b)는 제1 안테나(100a)와 제1 방향(x)과 나란한 가상의 선을 기준으로 서로 대칭인 형태를 가질 수 있다.
안테나 장치(2000)의 제3 안테나(100c)는 제1 안테나(100a)와 제2 방향(y) 방향과 나란한 가상의 선을 기준으로 서로 대칭인 형태를 가질 수 있고, 안테나 장치(2000)의 제4 안테나(100d)는 제3 안테나(100c)와 제1 방향(x)과 나란한 가상의 선을 기준으로 서로 대칭인 형태를 가질 수 있다.
제1 안테나(100a), 제2 안테나(100b), 제3 안테나(100c), 그리고 제4 안테나(100d)의 배치 형태를 제1 피드 비아(121a), 제2 피드 비아(121b), 제3 피드 비아(121c) 및 제4 피드 비아(121d)의 배치를 기준으로 설명하면 다음과 같다.
제2 안테나(100b)의 제1 피드 비아(121a) 및 제3 피드 비아(121c)의 상대적 위치는 제1 안테나(100a)의 제1 피드 비아(121a) 및 제3 피드 비아(121c)의 상대적 위치와 같고, 제2 안테나(100b)의 제2 피드 비아(121b) 및 제4 피드 비아(121d)의 상대적 위치는 제1 안테나(100a)의 제2 피드 비아(121b) 및 제4 피드 비아(121d)의 위치에서 180도 회전한 위치와 같을 수 있다.
제3 안테나(100c)의 제1 피드 비아(121a) 및 제3 피드 비아(121c)의 상대적 위치는 제1 안테나(100a)의 제1 피드 비아(121a) 및 제3 피드 비아(121c)의 위치에서 180도 회전한 위치와 같을 수 있고, 제3 안테나(100c)의 제2 피드 비아(121b) 및 제4 피드 비아(121d)의 상대적 위치는 제1 안테나(100a)의 제2 피드 비아(121b) 및 제4 피드 비아(121d)의 상대적 위치와 같을 수 있다.
제4 안테나(100d)의 제1 피드 비아(121a) 및 제3 피드 비아(121c)의 상대적 위치는 제1 안테나(100a)의 제1 피드 비아(121a) 및 제3 피드 비아(121c)의 위치에서 180도 회전한 위치와 같을 수 있고, 제3 안테나(100c)의 제2 피드 비아(121b) 및 제4 피드 비아(121d)의 상대적 위치는 제1 안테나(100a)의 제2 피드 비아(121b) 및 제4 피드 비아(121d)의 위치에서 180도 회전한 위치와 같을 수 있다.
이처럼, 안테나 장치(2000)는 서로 다른 방향을 향하도록 배치된 복수의 안테나들(100a, 100b, 100c, 100d)을 포함함으로써, 안테나 장치(2000)의 방향성을 높일 수 있고, 이에 의해 다양한 방향을 따라 RF 신호를 송수신할 수 있다.
앞서 도 1 내지 도 9를 참고로 설명한 실시예에 따른 안테나 장치(1000)의 많은 특징들은 안테나 장치(2000)의 안테나들(100a, 100b, 100c, 100d) 각각에 모두 적용 가능하다.
그러면, 도 18을 참고하여, 한 실시예에 따른 안테나 장치를 포함하는 전자 기기에 대하여 간략하게 설명한다. 도 18은 한 실시예에 따른 안테나 장치를 포함하는 전자 기기를 도시한 간략도이다.
도 18을 참고하면, 실시예에 따른 전자 기기(3000)는 안테나 장치(100)를 포함하고, 안테나 장치(100)는 전자 기기(3000)의 세트(400)에 배치된다.
전자 기기(3000)는 스마트 폰(smart phone), 개인용 정보 단말기(personal digital assistant), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 네트워크 시스템(network system), 컴퓨터(computer), 모니터(monitor), 태블릿(tablet), 랩탑(laptop), 넷북(netbook), 텔레비전(television), 비디오 게임(video game), 스마트 워치(smart watch), 오토모티브(Automotive) 등일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
전자 기기(2000)는 다각형의 변을 가질 수 있고, 안테나 장치(100)는 전자 기기(2000)의 복수의 변 중 적어도 일부분에 인접하여 배치될 수 있다.
세트(400)에는 통신모듈(410) 및 기저대역 회로(420)가 배치될 수 있고, 안테나 장치(1000)는 동축케이블(430)을 통해 통신모듈(410) 및 기저대역 회로(420)에 전기적으로 연결될 수 있다.
통신모듈(410)은 디지털 신호처리를 수행하도록 휘발성 메모리(예를 들어, DRAM), 비-휘발성 메모리(예를 들어, ROM), 플래시 메모리 등의 메모리 칩, 중앙 프로세서(예를 들어, CPU), 그래픽 프로세서(예를 들어, GPU), 디지털 신호 프로세서, 암호화 프로세서, 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러 등의 어플리케이션프로세서 칩, 아날로그-디지털 컨버터, ASIC(application-specific IC) 등의 로직칩 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
기저대역 회로(420)는 아날로그-디지털 변환, 아날로그 신호에 대한 증폭, 필터링 및 주파수 변환을 수행하여 베이스 신호를 생성할 수 있다. 기저대역 회로(420)로부터 입출력되는 베이스 신호는 케이블을 통해 안테나 장치로 전달될 수 있다. 예를 들어, 베이스 신호는 전기연결구조체와 코어 비아와 배선을 통해 IC로 전달될 수 있고, IC는 베이스 신호를 밀리미터웨이브(mmWave) 대역의 RF 신호로 변환할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 각 안테나 장치(100)는 앞서 설명한 안테나 장치(2000)일 수 있다.
그러면, 먼저 도 19를 참고하여, 한 실험예에 대하여 설명한다. 도 19는 한 실험예에 따른 결과를 도시한 그래프이다.
본 실험예에서는, 종래의 안테나 장치와 같이, 제1 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하기 위하여 제1 안테나 패치(130) 및 중심 안테나 패치(140)만 형성하고, 제2 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하기 위하여, 제4 안테나 패치(160) 및 제5 안테나 패치(170)만 형성한 경우에 대하여, 제1 주파수 대역의 반사 계수와 제2 주파수 대역의 반사 계수를 측정하여 그 결과를 도 19에 그래프로 나타내었다. 도 19에서 (a)는 제1 주파수 대역의 결과를 도시하고, (b)는 제2 주파수 대역의 결과를 도시하고, H는 수평 편파의 결과를 나타내고, V는 수직 편파의 결과를 나타낸다.
도 19를 참고하면, 제1 주파수 대역의 경우, 반사계수 -10dB를 얻기 힘들었음을 알 수 있었고, 제2 주파수 대역의 경우, 수직 편파의 경우 상대적으로 좁은 주파수 대역에서 반사계수 -10dB의 값을 가짐을 알 수 있었다.
이처럼, 종래의 안테나 장치와 같이, 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하기 위하여, 제3 방향을 따라 서로 중첩하는 두 개의 안테나 패치들을 이용할 경우, 안테나 특성이 좋지 않음을 알 수 있었고, 특히, 저주파수 대역인 제1 주파수 대역의 경우 안테나 특성이 더욱 좋지 않음을 알 수 있었다.
그러면, 도 20을 참고하여, 한 실험예에 대하여 설명한다. 도 20은 한 실험예에 따른 결과를 도시한 그래프이다.
본 실험예에서는 제1 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하기 위하여 제1 유전층(210) 위에 위치하는 제1 안테나 패치(130) 및 제2 유전층(220)의 제1 층(220a) 위에 위치하는 중심 안테나 패치(140)를 형성하였다.
또한, 제1 안테나 패치(130) 및 중심 안테나 패치(140) 외에 서브 안테나 패치(141)나 제3 안테나 패치(151)를 형성하지 않은 제1 경우(case 1), 제1 안테나 패치(130)와 같이 제1 유전층(210) 위에 위치하고, 제1 안테나 패치(130)를 둘러싸도록 배치된 서브 안테나 패치(141)를 형성한 제1 경우(case 2), 제1 유전층(210) 위에 위치하고 제1 안테나 패치(130)를 둘러싸도록 배치된 서브 안테나 패치(141)를 형성하고, 제2 유전층(220)의 제1 층(220a) 위에 위치하고 제3 방향(z)을 따라 서브 안테나 패치(141)와 서로 중첩하도록 제3 안테나 패치(151)를 형성한 제2 경우(case 3), 실시예들에 따른 안테나 장치들과 같이, 제2 유전층(220)의 제1 층(220a) 위에 위치하고, 중심 안테나 패치(140)를 둘러싸도록 서브 안테나 패치(141)를 형성하고, 제2 유전층(220)의 제2 층(220b) 위에 위치하고 제3 방향(z)을 따라 서브 안테나 패치(141)와 서로 중첩하도록 제3 안테나 패치(151)를 형성한 제2 경우(case 4)에 대하여 반사계수 특성을 측정하였고, 그 결과를 도 20에 나타내었다.
도 20의 (a)는 제1 주파수 대역의 수평 편파의 결과를 나타내고, (b)는 제1 주파수 대역의 수직 편파의 결과를 나타낸다.
도 20을 참고하면, 제1 안테나 패치(130) 및 중심 안테나 패치(140) 외에 서브 안테나 패치(141)나 제3 안테나 패치(151)를 형성하지 않은 제1 경우(case 1)와 비교하여, 제1 안테나 패치(130) 및 중심 안테나 패치(140) 외에 서브 안테나 패치(141)나 제3 안테나 패치(151)를 형성한 경우들(case 2, case 3, case 4)에 따르면 주파수 대역폭이 확장되었음을 알 수 있었다.
또한, 제1 안테나 패치(130) 및 중심 안테나 패치(140) 외에 서브 안테나 패치(141)나 제3 안테나 패치(151)를 형성한 경우들(case 2, case 3, case 4) 중에서 실시예들에 따른 안테나 장치들과 같이, 제2 유전층(220)의 제1 층(220a) 위에 위치하고, 중심 안테나 패치(140)를 둘러싸도록 서브 안테나 패치(141)를 형성하고, 제2 유전층(220)의 제2 층(220b) 위에 위치하고 제3 방향(z)을 따라 서브 안테나 패치(141)와 서로 중첩하도록 제3 안테나 패치(151)를 형성한 제2 경우(case 4)의 반사 계수 특성이 가장 우수했음을 알 수 있었다.
또한, 수평 편파 결과를 도시하는 도 20의 (a)와 수직 편파 결과를 도시하는 수평 편파 결과를 도시하는 도 20의 (b)를 비교하면, 수평 편파에 비하여 수직 편파의 반사 계수 특성이 낮음을 알 수 있었다. 특히 24GHz 대역 주변의 저주파수 영역에서 수직 편파의 반사 계수 특성이 낮음을 알 수 있었다.
이는 앞서 설명한 바와 같이, 안테나 장치(1000)의 제2 방향(y)의 폭이 감소하게 되고, 이에 따라 그라운드 플레인(201)의 제1 방향(x)과 나란한 제1 폭(Lx1)보다 제2 방향(y)과 나란한 제2 폭(Ly1)이 작고, 수평 편파용 전기 신호에 대한 플레인(201)의 제1 리턴 전류 경로에 비하여 수직 편파용 전기 신호에 대한 플레인(201)의 제2 리턴 전류 경로가 짧아지기 때문이다.
그러면, 도 21 및 도 22를 참고하여, 한 실험예에 대하여 설명한다. 도 21 및 도 22는 한 실험예에 따른 결과를 도시한 그래프이다.
본 실험예에서는 제2 유전층(220)의 제1 층(220a) 위에 위치하고, 중심 안테나 패치(140)를 둘러싸도록 서브 안테나 패치(141)를 형성하고, 제2 유전층(220)의 제2 층(220b) 위에 위치하고 제3 방향(z)을 따라 서브 안테나 패치(141)와 서로 중첩하도록 제3 안테나 패치(151)를 형성하였다. 또한, 복수의 비아들(110)을 형성하지 않은 경우(wo/Vias)와 실시예들에 따른 안테나 장치들과 같이 복수의 비아들(110)을 형성한 경우(w/Vias)에 대하여, 제1 주파수 대역의 반사계수 특성을 측정하였고, 그 결과를 도 21에 나타내었다.
도 21의 (a)는 제1 주파수 대역의 수평 편파의 결과를 나타내고, (b)는 제1 주파수 대역의 수직 편파의 결과를 나타낸다.
또한, 복수의 비아들(110)을 형성하지 않은 경우(wo/Vias)와 실시예들에 따른 안테나 장치들과 같이 복수의 비아들(110)을 형성한 경우(w/Vias)에 대하여, 제1 주파수 대역의 수직 편파의 임피던스(Im)와 저항(Re)을 측정하여, 그 결과를 도 22에 그래프로 나타내었다.
도 21을 참고하면, 제1 주파수 대역의 수평 편파의 결과를 참고하면, 복수의 비아들(110)을 형성하여도 크게 변화하지 않았으나, 제1 주파수 대역의 수직 편파의 결과를 참고하면, 복수의 비아들(110)을 형성하지 않은 경우(wo/Vias)와 비교하여, 복수의 비아들(110)을 형성한 경우(w/Vias)의 반사계수 특성이 크게 개선되었음을 알 수 있었고, 특히 24GHz 대역 주변의 저주파수 영역에서 수직 편파의 반사 계수 특성이 크게 개선되었음을 알 수 있었다.
도 22를 참고하면, 제1 주파수 대역의 수직 편파의 경우, 복수의 비아들(110)을 형성하지 않은 경우(wo/Vias)와 비교하여, 복수의 비아들(110)을 형성한 경우(w/Vias)의 특성 임피던스를 개선하는 효과가 있었음을 알 수 있었다. 또한, 특히 24GHz 대역 주변의 저주파수 영역에서, 복수의 비아들(110)을 형성하지 않은 경우(wo/Vias)와 비교하여, 복수의 비아들(110)을 형성한 경우(w/Vias), 입력 저항을 낮추어 저항 곡선(Re)의 편차가 줄어들었음을 알 수 있었다.
이처럼, 실시예들에 따른 안테나 장치들과 같이, 복수의 비아들(110)을 형성한 경우 고주파수 영역(29.5GHz)에서 임피던스 정합을 유지하면서 저주파수 영역(24.25 GHz)에서는 상대적으로 우수한 임피던스 정합을 나타내어 광대역 특성을 가짐을 알 수 있었다.
다음으로, 도 23을 참고하여, 한 실험예에 대하여 설명한다. 도 23은 한 실험예에 따른 결과를 도시한 그래프이다.
본 실험예에서는 제2 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하기 위하여 제4 안테나 패치(160) 및 제5 안테나 패치(170)를 형성하였다. 이 때, 제4 안테나 패치(160)는 제1 확장부(161a) 및 제2 확장부(161b)와 제1 개구부(61a) 및 제2 개구부(61b)를 가지지 않도록 형성한 경우(case 1), 제4 안테나 패치(160)는 제1 확장부(161a) 및 제2 확장부(161b)를 더 포함하지만 제1 개구부(61a) 및 제2 개구부(61b)를 가지지 않도록 형성한 경우(case 2), 실시예들에 따른 안테나 장치들과 같이 제4 안테나 패치(160)는 제1 확장부(161a) 및 제2 확장부(161b)와 제1 개구부(61a) 및 제2 개구부(61b)를 모두 가지도록 형성한 경우(case 3)에 대하여, 반사계수 특성을 측정하였고, 그 결과를 도 23에 나타내었다.
도 23의 (a)는 제2 주파수 대역의 수평 편파의 결과를 나타내고, (b)는 제2 주파수 대역의 수직 편파의 결과를 나타낸다.
도 23을 참고하면, 제1 경우(case 1)에 비하여, 제2 경우(case 2) 및 제3 경우(case 3)의 반사 계수 특성이 개선되었음을 알 수 있었다. 또한, 제2 경우(case 2)에 비하여 제3 경우(case 3)의 반사 계수 특성이 개선되었음을 알 수 있었다.
그러면, 표 1를 참고하여, 한 실험예에 대하여 설명한다. 본 실험예에서는 도 1 내지 도 9에 도시한 실시예에 따른 안테나 장치(1000)를 형성하고, 안테나 장치(1000)의 주파수 대역폭과 이득을 측정하였고, 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.
구분 편파 주파수 대역폭 (GHz) 안테나 이득 (dBi)
제1 주파수 대역 수평편파 23.79 내지 30.1 3.92 내지 5.05
수직편파 24.16 내지 29.62 3.79 내지 5.33
제2 주파수 대역 수평편파 36.64 내지 41.13 3.93 내지 4.38
수직편파 36.67 내지 42.7 3.65 내지 4.06
표 1을 참고하면, -10dB의 반사계수 기준으로 측정한 제1 주파수 대역의 수평 편파의 주파수 대역폭은 약 23.79GHz 내지 30.1GHz이며, 제1 주파수 대역의 수직 편파의 주파수 대역폭은 24.16GHz 내지 29.62GHz로 우수한 주파수 대역을 만족하고 안테나 이득도 우수했음을 알 수 있었다.또한, -10dB의 반사계수 기준으로 측정한 제2 주파수 대역의 수평 편파의 주파수 대역폭은 36.64GHz 내지 41.13GHz이며, 제2 주파수 대역의 수직 편파의 주파수 대역폭은 36.67GHz 내지 42.7GHz로 우수한 주파수 대역을 만족하고 안테나 이득도 우수했음을 알 수 있었다.
그러면, 표 2를 참고하여, 한 실험예에 대하여 설명한다. 본 실험예에서는 도 11에 도시한 실시예에 따른 안테나 장치(2000)를 형성하고, 안테나 장치(2000)의 주파수 대역폭과 이득을 측정하였고, 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.
구분 편파 주파수 대역폭 (GHz) 안테나 이득 (dBi)
제1 주파수 대역 수평편파 23.88 내지 29.63 8.25 내지 9.43
수직편파 24 내지 29.52 8.74 내지 9.80
제2 주파수 대역 수평편파 36.75 내지 40.88 10.36 내지 11.19
수직편파 36.78 내지 40.86 10.66 내지 11.05
표 2를 참고하면, -10dB의 반사계수 기준으로 측정한 제1 주파수 대역의 수평 편파의 주파수 대역폭은 약 23.88GHz 내지 29.63GHz이며, 제1 주파수 대역의 수직 편파의 주파수 대역폭은 24GHz 내지 29.52GHz로 우수한 주파수 대역을 만족하고 안테나 이득도 우수했음을 알 수 있었다.또한, -10dB의 반사계수 기준으로 측정한 제2 주파수 대역의 수평 편파의 주파수 대역폭은 36.75GHz 내지 40.88GHz이며, 제2 주파수 대역의 수직 편파의 주파수 대역폭은 36.78GHz 내지 40.86GHz로 우수한 주파수 대역을 만족하고 안테나 이득도 우수했음을 알 수 있었다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100, 100a, 100b, 100c: 안테나 장치
201: 그라운드 플레인
210, 220: 유전층
121a, 121b, 121c, 121d: 피드 비아
130, 140, 141, 151, 160, 170: 안테나 패치

Claims (20)

  1. 제1 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하는 제1 안테나 패치,
    상기 제1 안테나 패치와 다른 유전층 위에 위치하고, 상기 제1 안테나 패치와 커플링되는 제2 안테나 패치,
    상기 제2 안테나 패치와 다른 유전층 위에 위치하고, 상기 제2 안테나 패치와 커플링되는 제3 안테나 패치, 그리고
    상기 제2 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하는 제4 안테나 패치를 포함하고,
    상기 제2 안테나 패치는 상기 제1 안테나 패치와 중첩하지 않는 복수의 제1 서브 안테나 패치들을 포함하고,
    상기 제3 안테나 패치는 상기 복수의 제1 서브 안테나 패치들과 중첩하는 복수의 제2 서브 안테나 패치들을 포함하는 안테나 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제2 안테나 패치는 중심 안테나 패치를 더 포함하고, 상기 복수의 제1 서브 안테나 패치들은 제1 방향과 제2 방향을 따라 상기 중심 안테나 패치와 이격되어 상기 중심 안테나 패치를 둘러싸도록 배치되고,
    상기 중심 안테나 패치는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 수직을 이루는 제3 방향을 따라 상기 제1 안테나 패치와 중첩하는 안테나 장치.
  3. 제3항에서,
    상기 제4 안테나 패치는 상기 제3 방향을 따라 상기 제3 안테나 패치와 중첩하지 않는 안테나 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 복수의 유전층들 중 적어도 일부분을 관통하는 제1 피드 비아와 제2 피드 비아를 더 포함하고,
    상기 제1 안테나 패치는 상기 제1 피드 비아와 상기 제2 피드 비아로부터 전기 신호를 인가 받는 안테나 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 복수의 유전층들 중 적어도 일부분을 관통하는 제3 피드 비아와 제4 피드 비아를 더 포함하고,
    상기 제4 안테나 패치는 상기 제3 피드 비아와 상기 제4 피드 비아로부터 전기 신호를 인가 받는 안테나 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제4 안테나 패치는 상기 제3 피드 비아에 인접한 가장자리로부터 확장된 제1 확장부와 상기 제4 피드 비아에 인접한 가장자리로부터 확장된 제2 확장부를 더 포함하는 안테나 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제4 안테나 패치는 상기 제3 피드 비아에 인접한 제1 개구부와 상기 제4 피드 비아에 인접한 제2 개구부를 더 포함하는 안테나 장치.
  8. 제5항에서,
    상기 복수의 제1 서브 안테나 패치들은 상기 제1 피드 비아에 인접한 제1 서브 패치, 상기 제2 피드 비아에 인접한 제2 서브 패치, 상기 제3 피드 비아에 인접한 제3 서브 패치, 상기 제4 피드 비아에 인접한 제4 서브 패치를 포함하고,
    상기 중심 안테나 패치와 상기 제1 서브 패치 사이의 제1 간격은 상기 중심 안테나 패치와 상기 제3 서브 패치 사이의 제2 간격보다 좁은 안테나 장치.
  9. 제3항에서,
    상기 제3 방향을 따라 상기 복수의 유전층들 아래에 위치하는 그라운드 플레인을 더 포함하고,
    상기 그라운드 플레인은 상기 제1 방향을 따라 제1 폭을 가지고, 상기 제2 방향을 따라 제2 폭을 가지고,
    상기 제1 폭은 상기 제2 폭보다 넓은 안테나 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 그라운드 플레인에 연결되고, 상기 복수의 유전층들 중 적어도 일부분을 관통하는 복수의 비아들을 포함하고,
    상기 복수의 비아들은 상기 제3 방향을 따라 상기 제1 안테나 패치 및 상기 제2 안테나 패치와 중첩하지 않는 안테나 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 제1 안테나 패치는 상기 제1 방향을 따라 제3 폭을 가지고, 상기 제2 방향을 따라 제4 폭을 가지고,
    상기 제4 폭은 상기 제3 폭보다 넓은 안테나 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 중심 안테나 패치는 상기 제1 방향을 따라 제5 폭을 가지고, 상기 제2 방향을 따라 제6 폭을 가지고,
    상기 제5 폭은 상기 제3 폭과 같고, 상기 제6 폭은 상기 제4 폭과 같은 안테나 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 제4 안테나 패치는 상기 제1 방향을 따라 제7 폭을 가지고, 상기 제2 방향을 따라 제8 폭을 가지고,
    상기 제7 폭은 상기 제5 폭보다 좁고, 상기 제8 폭은 상기 제6 폭보다 좁은 안테나 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 제3 방향을 따라 상기 제4 안테나 패치와 중첩하는 제5 안테나 패치를 더 포함하는 안테나 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 제5 안테나 패치는 상기 제1 방향을 따라 제9 폭을 가지고, 상기 제2 방향을 따라 제10 폭을 가지고,
    상기 제9 폭은 상기 제7 폭과 같고, 상기 제10 폭은 상기 제8 폭과 같은 안테나 장치.
  16. 제1 방향을 따라 나란히 배치되는 복수의 안테나들을 포함하고,
    상기 복수의 안테나들 각각은
    상기 제1 방향과 수직을 이루는 제3 방향을 따라 적층된 복수의 유전층들 중 제1 유전층 위에 위치하고, 제1 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하는 제1 안테나 패치,
    상기 복수의 유전층들 중 제2 유전층 위에 위치하고, 상기 제1 안테나 패치와 커플링되는 제2 안테나 패치,
    상기 복수의 유전층들 중 제3 유전층 위에 위치하고, 상기 제2 안테나 패치와 커플링되는 제3 안테나 패치,
    상기 복수의 유전층들 중 제4 유전층 위에 위치하고, 제2 주파수 대역의 RF 신호를 송수신하는 제4 안테나 패치,
    상기 복수의 유전층들 중 적어도 일부분을 관통하고 상기 제1 안테나 패치에 전기 신호를 인가하는 제1 피드 비아와 제2 피드 비아, 그리고
    상기 복수의 유전층들 중 적어도 일부분을 관통하고 상기 제4 안테나 패치에 전기 신호를 인가하는 제3 피드 비아와 제4 피드 비아를 포함하고,
    상기 복수의 안테나는 제1 안테나와 제2 안테나를 포함하고, 제1 안테나의 상기 제1 피드 비아를 기준으로 상기 제2 피드 비아, 상기 제3 피드 비아, 그리고 상기 제4 피드 비아의 각 위치는 상기 제2 안테나의 상기 제1 피드 비아를 기준으로 상기 제2 피드 비아, 상기 제3 피드 비아, 그리고 상기 제4 피드 비아의 각 위치와 서로 다른 안테나 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 제2 안테나 패치는 상기 제3 방향을 따라 상기 제1 안테나 패치와 중첩하는 중심 안테나 패치, 그리고
    상기 중심 안테나 패치와 이격되어, 상기 중심 안테나 패치를 둘러싸고 있는 복수의 제1 서브 안테나 패치들을 포함하는 안테나 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 제3 안테나 패치는 상기 제3 방향을 따라 상기 복수의 제1 서브 안테나 패치들과 중첩하는 복수의 제2 서브 안테나 패치들을 포함하는 안테나 장치.
  19. 제18항에서,
    상기 제4 안테나 패치는 상기 제3 방향을 따라 상기 제3 안테나 패치와 중첩하지 않는 안테나 장치.
  20. 제18항에서,
    상기 복수의 안테나는 제3 안테나와 제4 안테나를 더 포함하고,
    상기 제2 안테나의 상기 제2 피드 비아 및 상기 제4 피드 비아의 상대적 위치는 상기 제1 안테나의 상기 제2 피드 비아 및 상기 제4 피드 비아의 위치에서 180도 회전한 위치와 같고,
    상기 제3 안테나의 상기 제1 피드 비아 및 상기 제3 피드 비아의 상대적 위치는 상기 제1 안테나의 상기 제1 피드 비아 및 상기 제3 피드 비아의 위치에서 180도 회전한 위치와 같고,
    상기 제4 안테나의 상기 제1 피드 비아, 상기 제2 피드 비아, 상기 제3 피드 비아, 상기 제4 피드 비아의 상대적 위치는 상기 제1 안테나의 상기 제1 피드 비아, 상기 제2 피드 비아, 상기 제3 피드 비아, 상기 제4 피드 비아의 위치에서 180도 회전한 위치와 같은 안테나 장치.
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