KR20220126148A - 안테나 장치 - Google Patents

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김원기
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서형호
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Abstract

실시예에 따른 안테나 장치는 그라운드 플레인, 상기 그라운드 플레인 위에 위치하는 유전체층, 상기 유전체층 위에 위치하는 제1 패치 안테나 패턴, 상기 제1 패치 안테나 패턴에 제1 RF 신호를 급전하는 제1 피드 비아 및 제2 피드 비아, 상기 제1 피드 비아에 연결되고 상기 제1 패치 안테나 패턴과 커플링되는 제1 피드 패턴, 그리고 상기 제2 피드 비아에 연결되고 상기 제1 패치 안테나 패턴과 커플링되는 제2 피드 패턴을 포함하고, 상기 제1 패치 안테나 패턴은 제1 방향과 나란한 제1 가장자리와 상기 제1 방향과 다른 제2 방향과 나란한 제2 가장자리를 포함하고, 한 평면상(in a plan view), 상기 제1 피드 패턴은 상기 제1 가장자리보다 상기 제2 가장자리에 더 인접하여 배치되고, 상기 한 평면상, 상기 제2 피드 패턴은 상기 제2 가장자리보다 상기 제1 가장자리에 더 인접하여 배치되고, 제2 방향을 따라 측정한 상기 제1 피드 패턴의 제1 폭과 상기 제1 방향을 따라 측정한 상기 제2 피드 패턴의 제2 폭은 서로 다를 수 있다.

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(Radio Frequency) 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 서로 다른 대역의 신호를 송수신하는 안테나의 격리도를 높이고 안테나의 이득을 높일 수 있는 다중 대역 안테나를 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 그라운드 플레인, 상기 그라운드 플레인 위에 위치하는 유전체층, 상기 유전체층 위에 위치하는 제1 패치 안테나 패턴, 상기 제1 패치 안테나 패턴에 제1 RF 신호를 급전하는 제1 피드 비아 및 제2 피드 비아, 상기 제1 피드 비아에 연결되고 상기 제1 패치 안테나 패턴과 커플링되는 제1 피드 패턴, 그리고 상기 제2 피드 비아에 연결되고 상기 제1 패치 안테나 패턴과 커플링되는 제2 피드 패턴을 포함하고, 상기 제1 패치 안테나 패턴은 제1 방향과 나란한 제1 가장자리와 상기 제1 방향과 다른 제2 방향과 나란한 제2 가장자리를 포함하고, 한 평면상(in a plan view), 상기 제1 피드 패턴은 상기 제1 가장자리보다 상기 제2 가장자리에 더 인접하여 배치되고, 상기 한 평면상, 상기 제2 피드 패턴은 상기 제2 가장자리보다 상기 제1 가장자리에 더 인접하여 배치되고, 제2 방향을 따라 측정한 상기 제1 피드 패턴의 제1 폭과 상기 제1 방향을 따라 측정한 상기 제2 피드 패턴의 제2 폭은 서로 다를 수 있다.
상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 수직을 이루는 제3 방향을 따라 상기 그라운드 플레인으로부터 측정한 상기 제1 피드 패턴의 높이와 상기 제2 피드 패턴의 높이는 거의 같을 수 있고, 상기 제1 피드 패턴의 상기 제1 폭보다 상기 제2 피드 패턴의 상기 제2 폭이 더 넓을 수 있다.
상기 안테나 장치는 상기 제1 패치 안테나 패턴에 연결되고 상기 제1 피드 패턴과 커플링되는 제1 유도선(inductive line), 그리고 상기 제1 패치 안테나 패턴에 연결되고 상기 제2 피드 패턴과 커플링되는 제2 유도선을 더 포함할 수 있고, 상기 제2 유도선의 길이는 상기 제1 유도선의 길이보다 길 수 있다.
상기 제1 유도선은 직선 형태를 가질 수 있고, 상기 제2 유도선은 상기 제1 패치 안테나 패턴의 중심을 향해 돌출된 돌출부분을 포함할 수 있다.
상기 안테나 장치는 상기 유전체층 위에 위치하는 제2 패치 안테나 패턴, 상기 제2 패치 안테나 패턴에 제2 RF 신호를 급전하는 제3 피드 비아 및 제4 피드 비아, 그리고 상기 한 평면상, 상기 제1 피드 비아와 상기 제3 피드 비아 사이 및 상기 제2 피드 비아와 상기 제4 피드 비아 사이에 위치하는 디커플링 패턴을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 RF 신호의 주파수는 상기 제2 RF 신호의 주파수와 다를 수 있다.
상기 디커플링 패턴은 상기 제2 유도선과 연결될 수 있다.
상기 제1 패치 안테나 패턴은 가장자리에 형성된 복수의 오목부(concave portion)를 포함할 수 있고, 상기 제1 유도선 및 상기 제2 유도선의 적어도 일부분은 상기 복수의 오목부와 상하 방향으로 중첩될 수 있다.
상기 제1 패치 안테나 패턴으로부터 이격되어 있고, 상기 복수의 오목부에 대응하는 위치에 있고, 상기 복수의 오목부의 안에 적어도 일부가 위치하는 복수의 추가 안테나 패턴을 더 포함하는 안테나 장치.
실시예에 따른 안테나 장치는 그라운드 플레인, 상기 그라운드 플레인 위에 위치하는 유전체층, 상기 유전체층 위에 위치하는 제1 패치 안테나 패턴, 상기 제1 패치 안테나 패턴에 제1 RF 신호를 급전하는 제1 피드 비아 및 제2 피드 비아, 상기 제1 패치 안테나 패턴에 연결되고 상기 제1 피드 비아와 커플링되는 제1 유도선, 그리고 상기 제1 패치 안테나 패턴에 연결되고 상기 제2 피드 비아와 커플링되는 제2 유도선을 포함하고, 상기 제1 유도선의 길이는 상기 제2 유도선의 길이와 다를 수 있다.
실시예에 따른 안테나 장치는 그라운드 플레인, 상기 그라운드 플레인 위에 위치하는 유전체층, 상기 유전체층 위에 위치하는 제1 패치 안테나 패턴 및 제2 패치 안테나 패턴, 상기 제1 패치 안테나 패턴에 제1 RF 신호를 급전하는 제1 피드 비아, 상기 제2 패치 안테나 패턴에 제2 RF 신호를 급전하는 제2 피드 비아, 상기 제1 패치 안테나 패턴에 연결되고 상기 제1 피드 비아와 커플링되는 유도선, 그리고 상기 유도선에 연결되고, 한 평면상(in a plan view), 상기 제1 피드 비아와 상기 제2 피드 비아 사이에 위치하는 디커플링 패턴을 포함할 수 있다.
상기 디커플링 패턴은 상기 제2 피드 비아를 둘러싸는 형태를 가질 수 있다.
실시예들에 따른 안테나 장치에 따르면, 좁은 영역에 배치될 수 있고 서로 다른 대역의 신호를 송수신하는 안테나의 격리도를 높이고 안테나의 이득을 높일 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 평면도이다.
도 2는 한 실시예에 따른 안테나 장치의 사시도이다.
도 3은 도 1의 안테나 장치를 IIIa-IIIb-IIIc-IIId-IIIe의 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 4 내지 도 11은 한 실시예에 따른 안테나 장치의 일부를 도시한 평면도이다.
도 12는 한 실시예에 따른 안테나 장치의 일부를 도시한 평면도이다.
도 13은 한 실시예에 따른 안테나 장치의 일부를 도시한 사시도이다.
도 14는 다른 한 실시예에 따른 안테나 장치의 평면도이다.
도 15는 본 발명의 한 실시예에 따른 복수의 안테나 장치의 배열을 나타낸 평면도이다.
도 16은 한 실시예에 따른 안테나 장치의 하측의 구조를 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 17은 한 실시예에 따른 안테나 장치의 하측의 구조를 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 18은 한 실시예에 따른 안테나 장치를 포함하는 전자기기를 도시한 간략도이다.
도 19 및 도 20은 한 실험예의 결과를 도시하는 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 나타낸 것으로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 도시하였다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 도시하였다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 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.
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.
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.
명세서 전체에서, 패턴(pattern), 비아(via), 플레인(plane), 라인(line), 그리고 전기연결구조체(electrical connection structure)는, 금속 재료(예: 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질)를 포함할 수 있으며, CVD(chemical vapor deposition), PVD(Physical Vapor Deposition), 스퍼터링(sputtering), 서브트랙티브(Subtractive), 애디티브(Additive), SAP(Semi-Additive Process), MSAP(Modified Semi-Additive Process) 등의 도금 방법에 따라 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, 유전층 및/또는 절연층은 FR4, LCP(Liquid Crystal Polymer), LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic), 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들 수지가 무기필러와 함께 유리섬유(Glass Fiber, Glass Cloth, Glass Fabric) 등의 심재에 함침된 수지, 프리프레그(prepreg), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine), 감광성 절연(Photo Imagable Dielectric: PID) 수지, 일반 동박 적층판(Copper Clad Laminate, CCL) 또는 글래스나 세라믹 (ceramic) 계열의 절연재 등으로 구현될 수도 있다.
명세서 전체에서, RF(Radio Frequency) 신호는 Wi-Fi(IEEE 802. 11 패밀리 등), WiMAX(IEEE 802. 16 패밀리 등), IEEE 802. 20, LTE(long term evolution), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPS, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, 3G, 4G, 5G 및 그 이후의 것으로 지정된 임의의 다른 무선 및 유선 프로토콜들에 따른 형식을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 1 내지 도 3과 함께, 도 4 내지 도 11을 참고하여, 한 실시예에 따른 안테나 장치에 대하여 설명한다. 도 1은 한 실시예에 따른 안테나 장치의 평면도이고, 도 2는 한 실시예에 따른 안테나 장치의 사시도이고, 도 3은 도 1의 안테나 장치를 IIIa-IIIb-IIIc-IIId-IIIe의 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다. 도 4 내지 도 11은 한 실시예에 따른 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), 복수의 차폐 비아(shielding via)(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i), 복수의 차폐 구조체(201), 복수의 피드 패턴(300a, 300b, 300c, 330d), 디커플링 패턴(decoupled pattern)(130), 복수의 유도선(inductive line)(133a, 133b, 133c, 133d), 제1 패치 안테나 패턴(151), 복수의 제1 추가 안테나 패턴(152a, 152b, 152c, 152d), 제2 패치 안테나 패턴(171), 복수의 제2 추가 안테나 패턴(181a, 181b, 181c, 181d), 제3 패치 안테나 패턴(191)을 포함한다.
안테나 장치(1000)는, 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)이 교차하여 이루는 평면과 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)과 직교하는 제3 방향(DR3)으로 확장된 제1 유전층(110), 제3 방향(DR3)을 따라 제1 유전층(110) 위에 위치하는 제2 유전층(210), 그리고 제3 방향(DR3)을 따라 제1 유전층(110) 아래에 위치하는 연결 부재(200)를 더 포함할 수 있다.
제2 유전층(210)은 복수의 층들(210a, 210b, 210c, 210d, 210e, 210f, 210g)을 포함하고, 예를 들어, 제3 방향(DR3)을 따라 순서대로 위치하는 제1 층(210a), 제2 층(210b), 제3 층(210c), 제4 층(210d), 제5 층(210e), 제6 층(210f)을 포함할 수 있다.
제1 유전층(110)은 3.55의 유전 상수, 0.004의 손실 탄젠트, 그리고 400㎛의 두께를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제2 유전층(210)은 유전율 3.55 및 손실 탄젠트 0.004의 프리프레그(prepreg) 유전체로 이루어진 복수의 층을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
연결 부재(200)는 그라운드 플레인(21)과 복수의 층들(22, 23, 24, 25, 26, 27)을 포함할 수 있다.
제1 피드 비아(121a), 제2 피드 비아(121b), 제3 피드 비아(121c) 및 제4 피드 비아(121d), 그리고 복수의 차폐 비아(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i)는 제1 유전층(110)을 관통할 수 있다.
제1 피드 비아(121a), 제2 피드 비아(121b), 제3 피드 비아(121c) 및 제4 피드 비아(121d)는 그라운드 플레인(21)에 형성된 제1 홀(11a), 제2 홀(11b), 제3 홀(11c) 및 제4 홀(11d)을 통해 그라운드 플레인(21)을 관통하여, 연결 부재(200)의 복수의 층들(22, 23, 24, 25, 26, 27)에 연결될 수 있다.
복수의 차폐 구조체들(201), 복수의 피드 패턴(300a, 300b, 300c, 330d), 디커플링 패턴(130), 복수의 유도선(133a, 133b, 133c, 133d), 제1 패치 안테나 패턴(151), 복수의 제1 추가 안테나 패턴(152a, 152b, 152c, 152d), 복수의 제2 추가 안테나 패턴(181a, 181b, 181c, 181d), 제2 패치 안테나 패턴(171), 그리고 제3 패치 안테나 패턴(191)은 제2 유전층(210)의 복수의 층들(210a, 210b, 210c, 210d, 210e, 210f, 210g) 사이에 위치할 수 있다.
복수의 유도선(133a, 133b, 133c, 133d)은 제1 피드 비아(121a)에 인접하여 배치되는 제1 유도선(133a), 제2 피드 비아(121b)에 인접하여 배치되는 제2 유도선(133b), 제3 피드 비아(121c)에 인접하여 배치되는 제3 유도선(133c) 및 제4 피드 비아(121d)에 인접하여 배치되는 제4 유도선(133d)을 포함한다.
디커플링 패턴(130)은 제1 피드 비아(121a) 및 제2 피드 비아(121b)와 제3 피드 비아(121c) 및 제4 피드 비아(121d) 사이에 위치할 수 있다. 디커플링 패턴(130)은 제2 유도선(133b)에 연결될 수 있다.
복수의 피드 패턴들(300a, 300b, 300c, 330d)은 제1 피드 비아(121a)에 연결된 제1 피드 패턴(300a), 제2 피드 비아(121b)에 연결된 제2 피드 패턴(300b), 제3 피드 비아(121c)에 연결된 제3 피드 패턴(300c) 및 제4 피드 비아(121d)에 연결된 제4 피드 패턴(300d)을 포함한다.
제1 피드 비아(121a)에 연결된 제1 피드 패턴(300a)은 제1 유전층(110) 위에 위치하는 제1 패턴(131a), 제2 유전층(210)의 제1 층(210a) 위에 위치하는 제2 패턴(141a)을 포함하고, 제1 피드 패턴(300a)의 제1 패턴(131a)과 제2 패턴(141a)은 연결 비아(31a)를 통해 서로 연결되어, 권선 형태인 제1 권선 피드 패턴(winding feed pattern)을 이룬다.
제2 피드 비아(121b)에 연결된 제2 피드 패턴(300b)은 제1 유전층(110) 위에 위치하는 제1 패턴(131b), 제2 유전층(210)의 제1 층(210a) 위에 위치하는 제2 패턴(141b)을 포함하고, 제2 피드 패턴(300b)의 제1 패턴(131b)과 제2 패턴(141b)은 연결 비아(31b)를 통해 서로 연결되어, 권선 형태인 제2 권선 피드 패턴을 이룬다.
제1 피드 비아(121a)에 연결된 제1 피드 패턴(300a)은 제1 패치 안테나 패턴(151)의 가장자리 중 제1 방향(DR1)과 거의 나란한 가장자리에 인접하여 배치될 수 있고, 제1 피드 비아(121a)에 연결된 제1 피드 패턴(300a)은 제1 패치 안테나 패턴(151)의 가장자리 중 제1 방향(DR1)과 거의 나란한 가장자리와 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)과 수직을 이루는 제3 방향(DR3)을 따라 적어도 일부분 중첩할 수 있다.
제2 피드 비아(121b)에 연결된 제2 피드 패턴(300b)은 제1 패치 안테나 패턴(151)의 가장자리 중 제2 방향(DR2)과 거의 나란한 가장자리에 인접하여 배치될 수 있다.
제1 피드 비아(121a)에 연결된 제1 피드 패턴(300a)의 제1 패턴(131a) 및 제2 패턴(141a)의 형태 및 크기는 제2 피드 비아(121b)에 연결된 제2 피드 패턴(300b)의 제1 패턴(131b) 및 제2 패턴(141b)의 형태 및 크기와 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제2 방향(DR2)과 나란한 방향으로 측정한 제1 피드 패턴(300a)의 폭과 제1 방향(DR1)과 나란한 방향으로 측정한 제2 피드 패턴(300b)의 폭은 서로 다를 수 있고, 제1 방향(DR1)과 나란한 방향으로 측정한 제1 피드 패턴(300a)의 폭과 제2 방향(DR2)과 나란한 방향으로 측정한 제2 피드 패턴(300b)의 폭은 서로 거의 같을 수 있다.
제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)과 수직을 이루는 제3 방향(DR3)을 따라 그라운드 플레인(21)으로부터 측정한 제1 피드 패턴(300a)의 높이와 제2 피드 패턴(300b)의 높이는 거의 같을 수 있다.
제3 피드 비아(121c)에 연결된 제3 피드 패턴(300c)은 제2 유전층(210)의 제3 층(210c) 위에 위치한다. 제3 피드 패턴(300c)은 제1 유전층(110) 위에 위치하는 제1 연결 패턴(131c), 제2 유전층(210)의 제1 층(210a) 위에 위치하는 제2 연결 패턴(141c), 그리고 연결 비아(31c, 41c)를 통해 제3 피드 비아(121c)에 연결되고, 제3 피드 패턴(300c)은 연결 비아(51c)를 통해 제2 패치 안테나 패턴(171)에 연결될 수 있다.
제4 피드 비아(121d)에 연결된 제4 피드 패턴(300d)은 제2 유전층(210)의 제3 층(210c) 위에 위치한다. 제4 피드 패턴(300d)은 제1 유전층(110) 위에 위치하는 제1 연결 패턴(131d), 제2 유전층(210)의 제1 층(210a) 위에 위치하는 제2 연결 패턴(141d), 그리고 연결 비아(31d, 41d)를 통해 제4 피드 비아(121d)에 연결되고, 제4 피드 패턴(300d)은 연결 비아(51d)를 통해 제2 패치 안테나 패턴(171)에 연결될 수 있다.
제1 피드 비아(121a)에 연결된 제1 피드 패턴(300a)과 제2 피드 비아(121b)에 연결된 제2 피드 패턴(300b)은 제1 패치 안테나 패턴(151) 및 복수의 제1 추가 안테나 패턴(152a, 152b, 152c, 152d)과 커플링되어 제1 패치 안테나 패턴(151) 및 복수의 제1 추가 안테나 패턴(152a, 152b, 152c, 152d)에 전기 신호를 전달할 수 있다.
제1 피드 패턴(300a)과 제2 피드 패턴(300b)은 제1 패치 안테나 패턴(151) 및 복수의 제1 추가 안테나 패턴(152a, 152b, 152c, 152d)과 직접 연결되지 않고 중첩할 수 있다.
제3 피드 비아(121c)에 연결된 제3 피드 패턴(300c)과 제4 피드 비아(121d)에 연결된 제4 피드 패턴(300d)은 제2 패치 안테나 패턴(171)과 커플링되어 제2 패치 안테나 패턴(171)에 전기 신호를 전달할 수 있다.
제1 패치 안테나 패턴(151) 및 복수의 제1 추가 안테나 패턴(152a, 152b, 152c, 152d)은 제1 RF 신호를 송수신하기 위한 안테나 패턴일 수 있다. 예를 들어, 제1 패치 안테나 패턴(151)은 제1 RF 신호를 송수신하기 위한 드라이븐 패치(driven patch)일 수 있고, 복수의 제1 추가 안테나 패턴(152a, 152b, 152c, 152d)은 제1 RF 신호를 송수신하기 위한 기생 패치(parasitic patch)일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지는 않는다.
제2 패치 안테나 패턴(171), 복수의 제2 추가 안테나 패턴(181a, 181b, 181c, 181d), 제3 패치 안테나 패턴(191)은 제2 RF 신호를 송수신하기 위한 안테나 패턴일 수 있다. 예를 들어, 제2 패치 안테나 패턴(171)은 제2 RF 신호를 송수신하기 위한 드라이븐 패치일 수 있고, 복수의 제2 추가 안테나 패턴(181a, 181b, 181c, 181d)은 제2 RF 신호를 송수신하기 위한 기생 패치일 수 있고, 제3 패치 안테나 패턴(191)은 제2 RF 신호를 송수신하기 위한 디렉터일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지는 않는다.
한 평면상, 제1 피드 비아(121a)와 제1 패치 안테나 패턴(151) 사이의 간격은 제2 피드 비아(121b)와 제1 패치 안테나 패턴(151) 사이의 간격보다 넓을 수 있다.
복수의 유도선(133a, 133b, 133c, 133d)은 제2 유전층(210)의 제1 층(210a)을 관통하는 연결 비아(32) 및 제2 유전층(210)의 제2 층(210b)을 관통하는 연결 비아(42)를 통해 제1 패치 안테나 패턴(151)에 연결되어, 제1 패치 안테나 패턴(151)에 흐르는 표면전류의 우회 경로를 제공함으로써, 제1 패치 안테나 패턴(151)에 대한 급전 경로의 임피던스 정합에 사용될 수 있는 인덕턴스를 제1 패치 안테나 패턴(151)으로 제공할 수 있다.
복수의 차폐 비아(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i)는 그라운드 플레인(21)에 연결된다.
복수의 차폐 비아(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i)는 복수의 제1 연결부(132a, 132b, 132c, 132d, 132e, 132f, 132g, 132h, 132i)와 복수의 제2 연결부(142a, 142b, 142c, 142d, 142e, 142f, 142g, 142h, 142i), 그리고 복수의 제1 연결 비아(33) 및 복수의 제2 연결 비아(43)를 통해 제1 패치 안테나 패턴(151)에 연결될 수 있다.
복수의 차폐 비아(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i)는 그라운드 플레인(21)과 제1 패치 안테나 패턴(151)을 연결하여, 제1 패치 안테나 패턴(151)에 송수신되는 신호로부터 제3 피드 비아(121c)와 제4 피드 비아(121d)를 차폐할 수 있다.
복수의 차폐 구조체들(201)은 안테나 장치(1000)의 둘레에 위치하고, 복수의 비아(201a)와 복수의 비아(201a)에 각기 연결된 복수의 패턴들(201b)을 포함할 수 있고, 그라운드 플레인(21)에 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 복수의 차폐 구조체들(201)은 서로 인접하여 배치되는 안테나 장치들 사이의 간섭을 방지할 수 있으며, 안테나 장치(1000)의 이득이 증대될 수 있다.
이제, 안테나 장치(1000)의 구조에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 3과 함께, 도 4를 참고하면, 제1 피드 비아(121a), 제2 피드 비아(121b), 제3 피드 비아(121c) 및 제4 피드 비아(121d), 그리고 복수의 차폐 비아(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i), 복수의 차폐 구조체들(201)의 비아(201a)는 제1 유전층(110)을 관통할 수 있다.
제3 피드 비아(121c) 및 제4 피드 비아(121d)는 제1 피드 비아(121a) 및 제2 피드 비아(121b)보다 안테나의 중심에 더 가까울 수 있다.
복수의 차폐 비아(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i)는 제3 피드 비아(121c) 및 제4 피드 비아(121d)에 인접하여 배치된다.
복수의 차폐 비아(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i)의 제1 차폐 비아(122a)는 안테나의 중심에 위치할 수 있고, 제2 차폐 비아(122b) 및 제3 차폐 비아(122c), 제4 차폐 비아(122d) 및 제5 차폐 비아(122e), 제6 차폐 비아(122f) 및 제7 차폐 비아(122g), 제8 차폐 비아(122h) 및 제9 차폐 비아(122i)는 짝을 이뤄 제1 차폐 비아(122a)를 둘러싸도록 배치되고, 제1 차폐 비아(122a)를 중심으로 상하 좌우 대칭을 이루도록 배치될 수 있다.
복수의 차폐 비아(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i)는 그라운드 플레인(21)에 연결된다. 복수의 차폐 비아(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i)는 제1 패치 안테나 패턴(151)에 연결될 수 있고, 그라운드 플레인(21)과 제1 패치 안테나 패턴(151)을 연결함으로써, 제1 패치 안테나 패턴(151)에 송수신되는 신호로부터 제3 피드 비아(121c) 및 제4 피드 비아(121d)를 차폐할 수 있다.
제3 피드 비아(121c) 및 제4 피드 비아(121d)에 연결된 연결 비아(51c) 및 연결 비아(51d)는 제1 패치 안테나 패턴(151)을 관통하여 제1 패치 안테나 패턴(151) 위에 위치하는 제2 패치 안테나 패턴(171)에 연결되는데, 복수의 차폐 비아(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i)는 제1 패치 안테나 패턴(151)에 집중된 제1 RF 신호의 방사에 따른 영향을 줄여, 제1 패치 안테나 패턴(151)과 제2 패치 안테나 패턴(171) 사이의 영향을 줄일 수 있고, 이에 따라 제1 패치 안테나 패턴(151)과 제2 패치 안테나 패턴(171) 사이의 간섭에 의한 안테나 이득의 열화를 감소할 수 있다.
도시한 실시예에서, 9개의 차폐 비아(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i)를 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 차폐 비아의 개수와 폭은 특별히 한정되지 않는다. 차폐 비아들 사이의 간격이 특정 길이, 예를 들어, 제1 RF 신호의 제1 파장에 종속적인 길이 또는 제2 RF 신호의 제2 파장에 종속적인 길이보다 짧을 경우, 제1 RF 신호 또는 제2 RF 신호는 차폐 비아들 사이의 공간을 실질적으로 통과하지 못할 수 있고, 이에 따라, 제1 및 제2 RF 신호 사이의 전자기적 격리도는 더욱 개선될 수 있다.
도 1 내지 도 4와 함께, 도 5를 참고하면, 제1 유전층(110) 위에는 제1 피드 비아(121a)에 연결된 제1 피드 패턴(300a)의 제1 패턴(131a), 제2 피드 비아(121b)에 연결된 제2 피드 패턴(300b)의 제1 패턴(131b), 제3 피드 비아(121c)에 연결된 제3 피드 패턴(300c)의 제1 연결 패턴(131c), 제4 피드 비아(121d)에 연결된 제4 피드 패턴(300d)의 제1 연결 패턴(131d), 복수의 유도선(133a, 133b, 133c, 133d), 디커플링 패턴(130), 복수의 차폐 비아(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i)의 복수의 제1 연결부(132a, 132b, 132c, 132d, 132e, 132f, 132g, 132h, 132i)가 위치할 수 있다.
제1 피드 패턴(300a)의 제1 패턴(131a)은 일방향으로 꼬여 있는 형태를 가지지만, 제2 피드 패턴(300b)의 제1 패턴(131b)은 제1 방향(DR1)으로 뻗어 있는 선형 부분(1311)과 선형 부분(1311)에 연결되어 일방향으로 꼬여 있는 형태를 가지는 회전 부분(1312)을 포함할 수 있다. 이처럼, 제1 피드 패턴(300a)의 제1 패턴(131a)과 제2 피드 패턴(300b)의 제1 패턴(131b)의 형태와 크기는 서로 다를 수 있다.
한 평면상, 제1 피드 비아(121a)와 제1 패치 안테나 패턴(151) 사이의 간격은 제2 피드 비아(121b)와 제1 패치 안테나 패턴(151) 사이의 간격보다 넓을 수 있고, 제2 피드 패턴(300b)의 크기보다 제1 피드 패턴(300a)의 크기는 클 수 있다.
복수의 유도선(133a, 133b, 133c, 133d)은 제1 피드 비아(121a)에 인접하여 배치되는 제1 유도선(133a), 제2 피드 비아(121b)에 인접하여 배치되는 제2 유도선(133b), 제1 방향(DR1)을 따라 제1 유도선(133a)과 마주보도록 배치되는 제3 유도선(133c), 제2 방향(DR2)을 따라 제2 유도선(133b)과 마주보도록 배치되는 제4 유도선(133d)을 포함한다.
제2 피드 비아(121b)에 인접하여 배치되는 제2 유도선(133b)은 제1 방향(DR1)과 나란하게 뻗어 있는 제1 가로부(1331a) 및 제2 가로부(1331b)와 제2 방향(DR2)으로 나란하게 뻗고 가로부(1331a, 1331b)들 사이에 위치하여 가로부(1331a, 1331b)를 서로 연결하는 세로부(1332)를 포함한다. 제2 유도선(133b)의 세로부(1332)와 제2 가로부(1331b)는 제1 가로부(1331a)로부터 안테나 중심을 향해 돌출된 형태를 가진다. 이처럼, 제2 유도선(133b)이 안테나 중심을 향해 돌출된 돌출 부분(1332, 1331b)을 포함함으로써, 제1 방향(DR1) 또는 제2 방향(DR2)을 따라 뻗은 일직선 형태의 평면 형태를 가지는 제1 유도선(133a), 제3 유도선(133c) 및 제4 유도선(133d)의 길이보다 제2 유도선(133b)의 길이가 더 길 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 복수의 유도선(133a, 133b, 133c, 133d)은 제1 패치 안테나 패턴(151)에 연결되어, 제1 패치 안테나 패턴(151)에 흐르는 표면전류의 우회 경로를 제공하는데, 제2 유도선(133b)의 길이가 제1 유도선(133a), 제3 유도선(133c) 및 제4 유도선(133d)의 길이보다 길게 형성됨으로써, 제2 피드 비아(121b)에 인접하여 배치되는 제2 유도선(133b)에 의한 표면전류의 우회 경로가 상대적으로 길어질 수 있다.
또한, 제2 유도선(133b)이 제1 가로부(1331a)로부터 안테나 중심을 향해 돌출된 돌출 부분(1332, 1331b)을 포함함으로써, 제2 피드 비아(121b)에 연결된 제2 피드 패턴(300b)을 배치할 수 있는 공간이 마련될 수 있다.
디커플링 패턴(130)은 제2 유도선(133b)에 연결될 수 있고, 디커플링 패턴(130)은 제1 피드 비아(121a) 및 제2 피드 비아(121b)와 제3 피드 비아(121c) 및 제4 피드 비아(121d) 사이에 위치할 수 있다. 디커플링 패턴(130)은 서로 인접하여 배치되는 제1 피드 비아(121a)와 제3 피드 비아(121c) 사이의 커플링을 방지하고, 서로 인접하여 배치되는 제2 피드 비아(121b)와 제4 피드 비아(121d) 사이의 커플링을 방지한다. 따라서, 안테나 장치(1000)의 크기가 감소하면서 간격이 좁아지는 제1 피드 비아(121a)와 제3 피드 비아(121c) 사이의 격리도를 높일 수 있다. 특히, 안테나 장치(1000)의 제2 방향(DR2)의 폭이 감소함으로써, 서로의 간격이 더욱 좁아지게 되는 제2 피드 비아(121b)와 제4 피드 비아(121d) 사이의 격리도를 높일 수 있다. 또한, 디커플링 패턴(130)은 제2 유도선(133b)에 의한 표면전류의 우회 경로를 추가적으로 제공할 수도 있다.
도 1 내지 도 5와 함께, 도 6을 참고하면, 제2 유전층(210)의 제1 층(210a) 위에는 제1 피드 비아(121a)에 연결된 제1 피드 패턴(300a)의 제2 패턴(141a), 제2 피드 비아(121b)에 연결된 제2 피드 패턴(300b)의 제2 패턴(141b), 제3 피드 비아(121c)에 연결된 제3 피드 패턴(300c)의 제2 연결 패턴(141c), 제4 피드 비아(121d)에 연결된 제4 피드 패턴(300d)의 제2 연결 패턴(141d), 복수의 차폐 비아(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i)의 복수의 제2 연결부(142a, 142b, 142c, 142d, 142e, 142f, 142g, 142h, 142i)가 위치할 수 있다.
제1 피드 패턴(300a)의 제1 패턴(131a)과 제2 패턴(141a)은 연결 비아(31a)를 통해 서로 연결되어, 권선 형태인 제1 권선 피드 패턴을 이루고, 제2 피드 패턴(300b)의 제1 패턴(131b)과 제2 패턴(141b)은 연결 비아(31b)를 통해 서로 연결되어, 권선 형태인 제2 권선 피드 패턴을 이룬다.
제3 피드 패턴(300c)의 제1 연결 패턴(131c)과 제2 연결 패턴(141c)은 연결 비아(31c)를 통해 서로 연결되고, 제4 피드 패턴(300d)의 제1 연결 패턴(131d)과 제2 연결 패턴(141d)은 연결 비아(31d)를 통해 서로 연결된다.
복수의 차폐 비아(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i)의 복수의 제1 연결부(132a, 132b, 132c, 132d, 132e, 132f, 132g, 132h, 132i)와 복수의 제2 연결부(142a, 142b, 142c, 142d, 142e, 142f, 142g, 142h, 142i)는 복수의 제1 연결 비아(33)를 통해 서로 연결될 수 있다.
도 1 내지 도 6과 함께, 도 7을 참고하면, 제2 유전층(210)의 제2 층(210b) 위에는 제1 패치 안테나 패턴(151)과 복수의 제1 추가 안테나 패턴(152a, 152b, 152c, 152d)이 위치한다.
제1 패치 안테나 패턴(151)은 제1 피드 비아(121a)에 연결된 제1 피드 패턴(300a)과 커플링되어 제1 편파의 제1 RF 신호를 송수신할 수 있고, 제2 피드 비아(121b)에 연결된 제2 피드 패턴(300b)과 커플링되어 제2 편파의 제1 RF 신호를 송수신할 수 있다. 제1 편파는 수평 편파일 수 있고, 제2 편파는 수직 편파일 수 있다.
제1 패치 안테나 패턴(151)은 거의 사각형의 평면 형태를 가질 수 있고, 제1 패치 안테나 패턴(151)은 네 개의 가장자리를 따라 형성된 슬릿 형태의 오목부(concave portion)(1511)를 포함한다.
제1 패치 안테나 패턴(151)은 제1 방향(DR1)과 거의 나란한 제1 가장자리(151a)와 제2 방향(DR2)과 거의 나란한 제2 가장자리(151b)를 포함할 수 있다. 한 평면상, 제1 피드 비아(121a)에 연결된 제1 피드 패턴(300a)은 제1 가장자리(151a)보다 제2 가장자리(151b)에 더 인접하여 배치될 수 있고, 제2 피드 비아(121b)에 연결된 제2 피드 패턴(300b)은 제2 가장자리(151b)보다 제1 가장자리(151a)에 더 인접하여 배치될 수 있다.
복수의 제1 추가 안테나 패턴(152a, 152b, 152c, 152d)은 패치 안테나 패턴(151)은 네 개의 가장자리를 따라 형성된 오목부(1511)에 대응하는 위치에 있고, 복수의 제1 추가 안테나 패턴(152a, 152b, 152c, 152d) 각각의 적어도 일부분은 패치 안테나 패턴(151)의 오목부(1511)에 위치할 수 있다.
제1 패치 안테나 패턴(151)의 오목부(1511)는 제1 패치 안테나 패턴(151)에 흐르는 표면전류의 전기적 길이를 최적화할 수 있다.
복수의 제1 추가 안테나 패턴(152a, 152b, 152c, 152d)은 제1 패치 안테나 패턴(151)과 이격되고, 제1 패치 안테나 패턴(151)에 커플링된다. 제1 패치 안테나 패턴(151)의 오목부(1511)에 대응하는 위치에 배치되는 복수의 제1 추가 안테나 패턴(152a, 152b, 152c, 152d)은 제1 패치 안테나 패턴(151)에 추가 임피던스를 제공할 수 있으며, 이에 따라 추가 공진 주파수가 제공될 수 있고, 대역폭이 확대될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 복수의 유도선(133a, 133b, 133c, 133d)은 연결 비아(32) 및 연결 비아(42)를 통해 제1 패치 안테나 패턴(151)에 연결되어, 제1 패치 안테나 패턴(151)에 흐르는 표면전류의 우회 경로를 제공함으로써, 제1 패치 안테나 패턴(151)에 대한 급전 경로의 임피던스 정합에 사용될 수 있는 인덕턴스를 제1 패치 안테나 패턴(151)으로 제공할 수 있다.
복수의 유도선(133a, 133b, 133c, 133d) 중 적어도 일부분은 제1 패치 안테나 패턴(151)의 오목부(1511)와 제3 방향(DR3), 즉 상하 방향을 따라 중첩할 수 있다.
제3 피드 패턴(300c)의 제1 연결 패턴(131c)과 제2 연결 패턴(141c)은 연결 비아(31c)를 통해 서로 연결되고, 제4 피드 패턴(300d)의 제1 연결 패턴(131d)과 제2 연결 패턴(141d)은 연결 비아(31d)를 통해 서로 연결된다.
복수의 차폐 비아(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i)는 복수의 제1 연결부(132a, 132b, 132c, 132d, 132e, 132f, 132g, 132h, 132i)와 복수의 제2 연결부(142a, 142b, 142c, 142d, 142e, 142f, 142g, 142h, 142i), 그리고 복수의 제1 연결 비아(33) 및 복수의 제2 연결 비아(43)를 통해 제1 패치 안테나 패턴(151)에 연결될 수 있다.
복수의 차폐 비아(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i)는 그라운드 플레인(21)과 제1 패치 안테나 패턴(151)을 연결하여, 제1 패치 안테나 패턴(151)에 송수신되는 신호로부터 제3 피드 패턴(300c)과 제4 피드 비아(121d)를 차폐할 수 있다.
제1 패치 안테나 패턴(151)은 제3 피드 패턴(300c)의 제2 연결 패턴(141c)과 제4 피드 패턴(300d)의 제2 연결 패턴(141d)과 중첩하는 두 개의 홀(50a, 50b)을 가지고, 제3 피드 패턴(300c)의 제2 연결 패턴(141c)에 연결된 연결 비아(41c)와 제4 피드 패턴(300d)의 제2 연결 패턴(141d)에 연결된 연결 비아(41d)는 홀(50a, 50b)을 관통할 수 있다.
도 1 내지 도 7과 함께, 도 8을 참고하면, 제2 유전층(210)의 제3 층(210c) 위에는 제3 피드 패턴(300c)과 제4 피드 패턴(300d)이 위치한다.
제3 피드 패턴(300c)은 제1 연결 패턴(131c), 연결 비아(31c), 제2 연결 패턴(141c)과 연결 비아(41c)를 통해 제3 피드 비아(121c)에 연결되고, 제4 피드 패턴(300d)은 제1 연결 패턴(131d), 연결 비아(31d), 제2 연결 패턴(141d)과 연결 비아(41d)를 통해 제4 피드 비아(121d)에 연결된다.
도 1 내지 도 8과 함께, 도 9를 참고하면, 제2 유전층(210)의 제3 층(210c) 위에는 제2 패치 안테나 패턴(171)이 위치한다.
제3 피드 패턴(300c)과 제4 피드 패턴(300d)은 연결 비아(51c, 51d)를 통해 제2 패치 안테나 패턴(171)에 연결될 수 있다. 제3 피드 패턴(300c)과 제4 피드 패턴(300d)은 제2 패치 안테나 패턴(171)과 커플링되어, 제2 패치 안테나 패턴(171)에 전기 신호를 전달한다.
보다 구체적으로, 제3 피드 패턴(300c)은 제1 연결 패턴(131c), 연결 비아(31c), 제2 연결 패턴(141c), 연결 비아(41c)를 통해 제3 피드 비아(121c)에 연결되고, 제3 피드 패턴(300c)은 연결 비아(51c)를 통해 제2 패치 안테나 패턴(171)에 연결된다. 제4 피드 패턴(300d)은 제1 연결 패턴(131d), 연결 비아(31d), 제2 연결 패턴(141d), 연결 비아(41d)를 통해 제4 피드 비아(121d)에 연결되고, 제4 피드 패턴(300d)은 연결 비아(51d)를 통해 제2 패치 안테나 패턴(171)에 연결된다.
제2 패치 안테나 패턴(171)은 제3 피드 비아(121c)에 연결된 제3 피드 패턴(300c)과 커플링되어 제1 편파의 제2 RF 신호를 송수신할 수 있고, 제4 피드 비아(121d)에 연결된 제4 피드 패턴(300d)과 커플링되어 제2 편파의 제2 RF 신호를 송수신할 수 있다. 제1 편파는 수평 편파일 수 있고, 제2 편파는 수직 편파일 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 제1 패치 안테나 패턴(151)은 제1 피드 비아(121a)에 연결된 제1 피드 패턴(300a)과 커플링되어 제1 편파의 제1 RF 신호를 송수신할 수 있고, 제2 피드 비아(121b)에 연결된 제2 피드 패턴(300b)과 커플링되어 제2 편파의 제1 RF 신호를 송수신할 수 있다. 제1 편파는 수평 편파일 수 있고, 제2 편파는 수직 편파일 수 있다.
제1 RF 신호는 제1 주파수 대역의 신호이고, 제2 RF 신호는 제2 주파수 대역의 신호이고, 예를 들어, 제1 주파수 대역은 약 24.25GHz 내지 약 29.5GHz일 수 있고, 제1 주파수 대역의 중심 주파수는 약 28GHz일 수 있다. 제2 주파수 대역은 약 37GHz 내지 약 40GHz일 수 있고, 제2 주파수 대역의 중심 주파수는 약 39GHz일 수 있다.
도 1 내지 도 9와 함께, 도 10을 참고하면, 제2 유전층(210)의 제5 층(210e) 위에는 복수의 제2 추가 안테나 패턴(181a, 181b, 181c, 181d)이 위치한다.
도 1 내지 도 3과 함께, 도 11을 참고하면, 제2 유전층(210)의 제6 층(210f) 위에는 제3 패치 안테나 패턴(191)이 위치한다.
제2 패치 안테나 패턴(171)은 제2 RF 신호의 신호를 송수신하기 위한 드라이븐 패치일 수 있고, 복수의 제2 추가 안테나 패턴(181a, 181b, 181c, 181d)은 제2 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 기생 패치일 수 있고, 제3 패치 안테나 패턴(191)은 제2 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 디렉터일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지는 않는다.
제2 패치 안테나 패턴(171) 외에 복수의 제2 추가 안테나 패턴(181a, 181b, 181c, 181d)과 제3 패치 안테나 패턴(191)을 포함함으로써, 제2 패치 안테나 패턴(171)의 크기를 크게 하지 않으면서도 제2 RF 신호의 대역폭 및 이득을 높일 수 있다.
그러면, 도 1 내지 도 11과 함께 도 12 및 도 13을 참고하여, 한 실시예에 따른 안테나 장치(1000)의 특징에 대하여 설명한다. 도 12는 한 실시예에 따른 안테나 장치의 일부를 도시한 평면도이고, 도 13은 한 실시예에 따른 안테나 장치의 일부를 도시한 사시도이다.
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(DR2)의 폭이 감소할 수 있다.
안테나 장치(1000)의 제2 방향(DR2)의 폭이 감소함으로써, 제2 방향(DR2)을 따라 흐르는 표면 전류의 경로가 감소할 수 있다. 따라서, 제2 방향(DR2)을 따라 흐르는 표면 전류에 의해 RF 신호를 송수신하는 제2 편파 RF 신호의 대역폭이 감소할 수 있다.
또한, 안테나 장치(1000)의 제2 방향(DR2)의 폭이 감소함으로써, 제2 방향(DR2)을 따라 인접하여 배치되는 제2 피드 비아(121b)와 제4 피드 비아(121d) 사이의 간격이 상대적으로 좁아지게 되고, 이에 의해 제2 피드 비아(121b)에 의해 전달되는 신호와 제4 피드 비아(121d)에 의해 전달되는 신호 사이의 격리도가 낮아질 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 안테나 장치에 따르면, 제1 피드 패턴(300a)의 제1 패턴(131a)은 일방향으로 꼬여 있는 형태를 가지지만, 제2 피드 패턴(300b)의 제1 패턴(131b)은 제1 방향(DR1)으로 뻗어 있는 선형 부분(1311)과 선형 부분(1311)에 연결되어 일방향으로 꼬여 있는 형태를 가지는 회전 부분(1312)을 포함할 수 있다. 이에 의해 제2 방향(DR2)과 나란한 방향으로 측정한 제1 피드 패턴(300a)의 제1 폭(dy1)보다 제1 방향(DR1)과 나란한 방향으로 측정한 제2 피드 패턴(300b)의 제2 폭(dx2)이 더 클 수 있다. 또한, 제1 방향(DR1)과 나란한 방향으로 측정한 제1 피드 패턴(300a)의 제3 폭(dx1)보다 제1 방향(DR1)과 나란한 방향으로 측정한 제2 피드 패턴(300b)의 제2 폭(dx2)이 더 클 수 있다. 또한, 제1 방향(DR1)과 나란한 방향으로 측정한 제1 피드 패턴(300a)의 제3 폭(dx1)은 제2 방향(DR2)과 나란한 방향으로 측정한 제2 피드 패턴(300b)의 제4 폭(dy2)과 거의 같을 수 있다. 한편, 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)과 수직을 이루는 제3 방향(DR3)을 따라 그라운드 플레인(21)으로부터 측정한 제1 피드 패턴(300a)의 높이와 제2 피드 패턴(300b)의 높이는 거의 같을 수 있다.
한 평면상(in a plan view), 제1 피드 패턴(300a)은 제1 패치 안테나 패턴(151)의 가장자리 중 제2 방향(DR2)과 나란한 제2 가장자리(151b)에 인접하여 배치되고, 제2 피드 패턴(300b)은 제1 패치 안테나 패턴(151)의 가장자리 중 제1 방향(DR1)과 나란한 제1 가장자리(151a)에 인접하여 배치될 수 있고, 제2 방향(DR2)과 나란한 방향으로 측정한 제1 피드 패턴(300a)의 제1 폭(dy1)보다 제1 방향(DR1)과 나란한 방향으로 측정한 제2 피드 패턴(300b)의 제2 폭(dx2)이 더 클 수 있다.
이처럼, 제1 패치 안테나 패턴(151)의 가장자리 중 인접한 가장자리와 나란한 방향으로 측정한, 제1 피드 패턴(300a)의 제1 폭(dy1)보다 제2 피드 패턴(300b)의 제2 폭(dx2)이 더 클 수 있고, 이에 의해 안테나 장치(1000)의 제2 방향(DR2)의 폭이 감소하더라도 제2 피드 패턴(300b)을 통해 제1 패치 안테나 패턴(151)에 전달되는 제2 편파의 제1 RF 신호의 대역폭이 감소하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 앞서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 안테나 장치에 따르면, 제1 패치 안테나 패턴(151)에 연결되어 제1 패치 안테나 패턴(151)에 흐르는 표면전류의 우회 경로를 제공하는 복수의 유도선(133a, 133b, 133c, 133d) 중 제2 유도선(133b)의 길이가 제1 유도선(133a), 제3 유도선(133c) 및 제4 유도선(133d)의 길이보다 길게 형성됨으로써, 제2 피드 비아(121b)에 인접하여 배치되는 제2 유도선(133b)에 의한 표면전류의 우회 경로가 상대적으로 길어질 수 있고, 이에 의해 안테나 장치(1000)의 제2 방향(DR2)의 폭이 감소하더라도 제2 피드 패턴(300b)을 통해 제1 패치 안테나 패턴(151)에 전달되는 제2 편파의 제1 RF 신호의 대역폭이 감소하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 안테나 장치에 따르면, 제2 피드 패턴(300b)에 인접하여 배치되는 제2 유도선(133b)이 돌출 부분(1332, 1331b)을 포함함으로써, 안테나 장치(1000)의 제2 방향(DR2)의 폭이 감소하더라도, 제2 피드 비아(121b)에 연결된 제2 피드 패턴(300b)을 배치할 수 있는 공간이 마련될 수 있고, 제2 피드 패턴(300b)과 제2 유도선(133b)이 서로 이격되어 배치됨으로써, 제2 피드 패턴(300b)에 의해 피딩되는 신호에 대한 제2 유도선(133b)의 간섭을 줄일 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 안테나 장치에 따르면, 제2 유도선(133b)에 연결되고, 제1 피드 비아(121a) 및 제2 피드 비아(121b)와 제3 피드 비아(121c) 및 제4 피드 비아(121d) 사이에 위치하는 디커플링 패턴(130)을 포함함으로써, 서로 인접하여 배치되는 제1 피드 비아(121a)와 제3 피드 비아(121c) 사이의 커플링을 방지할 수 있고, 서로 인접하여 배치되는 제2 피드 비아(121b)와 제4 피드 비아(121d) 사이의 커플링을 방지할 수 있다. 따라서, 안테나 장치(1000)의 크기가 감소하면서 간격이 좁아지는 제1 피드 비아(121a)와 제3 피드 비아(121c) 사이의 격리도를 높일 수 있다. 특히, 안테나 장치(1000)의 제2 방향(DR2)의 폭이 감소함으로써, 서로의 간격이 더욱 좁아지게 되는 제2 피드 비아(121b)와 제4 피드 비아(121d) 사이의 격리도를 높일 수 있다. 또한, 디커플링 패턴(130)은 제2 유도선(133b)에 의한 표면전류의 우회 경로를 추가적으로 제공할 수도 있다.
그러면, 도 14를 참고하여, 다른 한 실시예에 따른 안테나 장치에 대하여 설명한다. 도 14는 다른 한 실시예에 따른 안테나 장치의 평면도이다.
도 14를 참고하면, 본 실시예에 따른 안테나 장치는 앞서 도 1 내지 도 13을 참고로 설명한 실시예에 따른 안테나 장치와 유사하다. 동일한 구성 요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
그러나, 본 실시예에 따른 안테나 장치는 앞서 설명한 실시예에 따른 안테나 장치와는 다르게, 디커플링 패턴(130)은 이중 구조일 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 디커플링 패턴(130)은 제2 유도선(133b)에 연결될 수 있고, 디커플링 패턴(130)은 제1 피드 비아(121a) 및 제2 피드 비아(121b)와 제3 피드 비아(121c) 및 제4 피드 비아(121d) 사이에 위치한다.
디커플링 패턴(130)은 서로 인접하여 배치되는 제1 피드 비아(121a)와 제3 피드 비아(121c) 사이의 커플링을 방지하고, 서로 인접하여 배치되는 제2 피드 비아(121b)와 제4 피드 비아(121d) 사이의 커플링을 방지하여, 안테나 장치(1000)의 크기가 감소하면서 간격이 좁아지는 제1 피드 비아(121a)와 제3 피드 비아(121c) 사이의 격리도를 높일 수 있고, 안테나 장치(1000)의 제2 방향(DR2)의 폭이 감소함으로써, 서로의 간격이 더욱 좁아지게 되는 제2 피드 비아(121b)와 제4 피드 비아(121d) 사이의 격리도를 높일 수 있다.
디커플링 패턴(130)이 이중 구조를 가짐으로써, 제1 피드 비아(121a)와 제3 피드 비아(121c) 사이의 격리도와 제2 피드 비아(121b)와 제4 피드 비아(121d) 사이의 격리도를 더 높일 수 있고, 제2 유도선(133b)에 의한 표면전류의 우회 경로를 더 길게할 수 있다.
앞서 도 1 내지 도 13을 참고로 설명한 실시예에 따른 안테나 장치의 많은 특징들은 본 실시예에 따른 안테나 장치에 모두 적용 가능하다.
도 15는 본 발명의 한 실시예에 따른 복수의 안테나 장치의 배열을 나타낸 평면도이다.
안테나 어레이(antenna array)는 복수의 안테나 장치들(1000)을 포함한다. 복수의 안테나 장치들(1000) 각각은 앞서 도 1 내지 도 14를 참고로 설명한 안테나 장치들 중 하나일 수 있다. 각 안테나 장치들에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
복수의 안테나 장치들(1000)의 사이에 복수의 안테나 장치들(1000)을 가로막도록 복수의 차폐 구조체들(201)이 위치한다. 이러한 복수의 차폐 구조체들(201)은 복수의 안테나 장치들(1000) 사이의 간섭을 방지할 수 있으며, 이에 따라 안테나 어레이의 이득이 증대될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 안테나 장치에 따르면, 제1 패치 안테나 패턴(151), 제2 패치 안테나 패턴(171), 제3 패치 안테나 패턴(191)은 안테나 장치의 가장자리와 거의 나란한 가장자리를 가지는 사각형의 평면 형태를 가짐으로써, 제1 패치 안테나 패턴(151), 제2 패치 안테나 패턴(171), 제3 패치 안테나 패턴(191)이 안테나 장치의 한 변을 기준으로 하여 일정한 각도로 슬랜트(slant)되어 있는 형태를 가지는 경우와 다르게, 제1 편파 RF 신호는 주로 제1 방향(DR1)을 따라 전파될 수 있고, 제2 편파 RF 신호는 주로 제2 방향(DR2)을 따라 전파될 수 있다.
따라서, 복수의 안테나 장치들(1000)이 제1 방향(DR1)을 따라 어레이 형태로 배열될 때, 제2 방향(DR2)을 따라 전파되는 제2 편파 RF 신호는 어레이 내에서 간섭이 적어질 수 있고, 이에 의해 안테나 장치(1000)의 제2 방향(DR2)의 폭이 감소하여, 대역폭이 감소할 수 있는 제2 편파 RF 신호의 인접 안테나들 사이의 간섭에 따른 대역폭 저하를 방지할 수 있다.
그러면, 도 16을 참고하여, 한 실시예에 따른 안테나 장치의 하측의 구조에 대하여 설명한다. 도 16은 한 실시예에 따른 안테나 장치의 하측의 구조를 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 16을 참고하면, 한 실시예에 따른 안테나 장치는, 연결 부재(200), IC(310), 접착 부재(320), 전기연결구조체(330), 봉합재(340), 수동 부품(350), 그리고 코어 부재(410) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
연결 부재(200)는 인쇄회로기판(PCB)과 같이 기 설계된 패턴을 가지는 복수의 금속층과 복수의 절연층이 적층된 구조를 가질 수 있다.
IC(310)는 연결 부재(200)의 하측에 배치될 수 있다. IC(310)는 연결 부재(200)의 배선에 연결되어 RF 신호를 전달하거나 전달받을 수 있으며, 연결 부재(200)의 그라운드 플레인에 연결되어 그라운드를 제공받을 수 있다. 예를 들어, IC(310)는 주파수 변환, 증폭, 필터링, 위상제어, 그리고 전원생성 중 적어도 일부를 수행하여 변환된 신호를 생성할 수 있다.
접착 부재(320)는 IC(310)와 연결 부재(200)를 서로 접착시킬 수 있다.
전기연결구조체(330)는 IC(310)와 연결 부재(200)를 연결시킬 수 있다. 예를 들어, 전기연결구조체(330)는 솔더볼(solder ball), 핀(pin), 랜드(land), 패드(pad)와 같은 구조를 가질 수 있다. 전기연결구조체(330)는 연결 부재(200)의 배선과 그라운드 플레인보다 낮은 용융점을 가져서 이러한 낮은 용융점을 이용한 소정의 공정을 통해 IC(310)와 연결 부재(200)를 연결시킬 수 있다.
봉합재(340)는 IC(310)의 적어도 일부를 봉합할 수 있으며, IC(310)의 방열성능과 충격 보호성능을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 봉합재(340)는 PIE(Photo Imageable Encapsulant), ABF (Ajinomoto Build-up Film), 에폭시 몰딩 컴파운드(epoxy molding compound, EMC) 등으로 구현될 수 있다.
수동 부품(350)은 연결 부재(200)의 하면 상에 배치될 수 있으며, 전기연결구조체(330)를 통해 연결 부재(200)의 배선 및/또는 그라운드 플레인에 연결될 수 있다. 예를 들어, 수동 부품(350)은 캐패시터(예: Multi-Layer Ceramic Capacitor(MLCC))나 인덕터, 칩저항기 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
코어 부재(410)는 연결 부재(200)의 하측에 배치될 수 있으며, 외부로부터 IF(intermediate frequency) 신호 또는 기저대역(base band) 신호를 전달받아 IC(310)로 전달하거나 IC(310)로부터 IF 신호 또는 기저대역 신호를 전달받아 외부로 전달하도록 연결 부재(200)에 연결될 수 있다. 여기서, RF 신호의 주파수(예: 24GHz, 28GHz, 36GHz, 39GHz, 60GHz)는 IF 신호(예: 2GHz, 5GHz, 10GHz 등)의 주파수보다 크다.
예를 들어, 코어 부재(410)는 연결 부재(200)의 IC 그라운드 플레인에 포함될 수 있는 배선을 통해 IF 신호 또는 기저대역 신호를 IC(310)로 전달하거나 IC(310)로부터 전달받을 수 있다. 연결 부재(200)의 그라운드 플레인이 IC 그라운드 플레인과 배선의 사이에 배치되므로, 안테나 장치 내에서 IF 신호 또는 기저대역 신호와 RF 신호는 전기적으로 격리될 수 있다.
도 17을 참고하여, 다른 한 실시예에 따른 안테나 장치의 하측의 구조에 대하여 설명한다. 도 17은 한 실시예에 따른 안테나 장치의 하측의 구조를 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 17을 참고하면, 다른 한 실시예에 따른 안테나 장치는, 차폐 부재(360), 커넥터(420), 그리고 칩 안테나(430) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
차폐 부재(360)는 연결 부재(200)의 하측에 배치되어 연결 부재(200)와 함께 IC(310)와 봉합재(340)를 가두도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐 부재(360)는 IC(310), 수동 부품(350), 그리고 봉합재(340) 모두를 함께 커버(예: conformal shield)하거나 각각 커버(예: compartment shield)하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐 부재(360)는 일면이 개방된 육면체의 형태를 가지고, 연결 부재(200)와의 결합을 통해 육면체의 수용공간을 가질 수 있다. 차폐 부재(360)는 구리와 같이 높은 전도도의 물질로 구현되어 짧은 스킨뎁스(skin depth)를 가질 수 있으며, 연결 부재(200)의 그라운드 플레인에 연결될 수 있다. 따라서, 차폐 부재(360)는 IC(310)와 수동 부품(350)이 받을 수 있는 전자기적 노이즈를 줄일 수 있다. 그러나, 봉합재(340)는 설계에 따라 생략될 수 있다.
커넥터(420)는 케이블(예: 동축케이블, 연성PCB)의 접속구조를 가질 수 있으며, 연결 부재(200)의 IC 그라운드 플레인에 연결될 수 있으며, 서브기판과 유사한 역할을 수행할 수 있다. 커넥터(420)는 케이블로부터 IF 신호, 기저대역 신호 및/또는 전원을 제공받거나 IF 신호 및/또는 기저대역 신호를 케이블로 제공할 수 있다.
칩 안테나(430)는 실시예에 따른 안테나 장치에 보조하여 RF 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 예를 들어, 칩 안테나(430)는 절연층보다 큰 유전율을 가지는 유전체 블록과, 유전체 블록의 양면에 배치되는 복수의 전극을 포함할 수 있다. 복수의 전극 중 하나는 연결 부재(200)의 배선에 연결될 수 있으며, 다른 하나는 연결 부재(200)의 그라운드 플레인에 연결될 수 있다.
그러면, 도 18을 참고하여, 한 실시예에 따른 안테나 장치를 포함하는 전자 기기에 대하여 설명한다. 도 18은 한 실시예에 따른 안테나 장치를 포함하는 전자 기기를 도시한 간략도이다.
도 18을 참고하면, 실시예에 따른 전자 기기(2000)는 안테나 장치(1000)를 포함하고, 안테나 장치(1000)는 전자 기기(2000)의 세트(400)에 배치된다.
전자 기기(2000)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(1000)는 전자 기기(2000)의 복수의 변 중 적어도 일부분에 인접하여 배치될 수 있다.
세트(400)에는 통신모듈(610) 및 기저대역 회로(620)가 더 배치될 수 있다. 안테나 장치는 동축케이블(630)을 통해 통신모듈(610) 및/또는 기저대역 회로(620)에 연결될 수 있다.
통신모듈(610)은 디지털 신호처리를 수행하도록 휘발성 메모리(예컨대, DRAM), 비-휘발성 메모리(예컨대, ROM), 플래시 메모리 등의 메모리 칩; 센트랄 프로세서(예컨대, CPU), 그래픽 프로세서(예컨대, GPU), 디지털 신호 프로세서, 암호화 프로세서, 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러 등의 어플리케이션 프로세서 칩; 아날로그-디지털 컨버터, ASIC(application-specific IC) 등의 로직 칩 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
기저대역 회로(620)는 아날로그-디지털 변환, 아날로그 신호에 대한 증폭, 필터링 및 주파수 변환을 수행하여 베이스 신호를 생성할 수 있다. 기저대역 회로(620)로부터 입출력되는 베이스 신호는 케이블을 통해 안테나 장치로 전달될 수 있다.
예를 들어, 베이스 신호는 전기연결구조체와 코어 비아와 배선을 통해 IC로 전달될 수 있다. IC는 베이스 신호를 밀리미터웨이브(mmWave) 대역의 RF 신호로 변환할 수 있다.
그러면, 도 19 및 도 20을 참고하여, 한 실험예에 대하여 설명한다. 도 19 및 도 20은 한 실험예의 결과를 도시하는 그래프이다.
본 실험예에서는 실시예에 따른 안테나 장치에 포함되는 복수의 유도선(133a, 133b, 133c, 133d)과 디커플링 패턴(130)을 제거한 제1 경우와 실시예에 따른 안테나 장치와 같이, 복수의 유도선(133a, 133b, 133c, 133d)과 디커플링 패턴(130)을 형성한 제2 경우에 대하여, 주파수 대역에 따른 S-파라미터(S-Parameter)를 측정하였고, 그 결과를 도 19 및 도 20에 도시하였다. 도 19는 제1 경우의 결과를 도시하고, 도 20은 제2 경우의 결과를 도시한다.
도 19 및 도 20을 참고하면, 실시예에 따른 안테나 장치와 같이, 복수의 유도선(133a, 133b 133c, 133d)과 디커플링 패턴(130)을 형성한 제2 경우에 따르면, 제1 경우와 비교하여, RF 신호의 대역폭이 증가함을 알 수 있었고, 저주파수 RF 신호와 고주파수 RF 신호의 격리도가 증가하였음을 알 수 있었다. 예를 들어, 4번과 5번으로 표시한 부분을 비교하면 리턴 로스(return loss)의 절대 값이 약 8.4dB에서 약 13.8dB로 약 5.4dB 증가하였고, 이에 의해 격리도가 증가하였음을 알 수 있었다.
그러면, 표 1 및 표 2를 참고하여, 다른 한 실험예에 대하여 설명한다. 본 실험예에서는 실시예에 따른 안테나 장치를 형성하여, 각 주파수에서 수직 편파와 수평 편파 신호의 게인(gain) 특성을 측정하여 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다. 표 1은 저주파 대역의 결과를 나타내고, 표 2는 고주파 대역의 결과를 나타낸다.
주파수 24.25 25 26 27 28 29 29.5 평균
V-pol 7.98 9.2 10.1 10.6 10.4 10.1 10 9.75
H-pol 9.3 9.67 9387 9.89 9.9 9.65 9.42 9.67
주파수 37 38 39 40 평균
V-pol 10.3 10.7 10.4 10.6 10.50
H-pol 11.7 11.8 11.5 11.3 11.58
표 1을 참고하면, 저주파 대역의 수직 편파의 이득이 수평 편파의 이득보다 작지 않으며, 거의 10에 가까운 결과를 가짐을 알 수 있었다.표 2를 참고하면, 고주파 대역의 수평 편파와 수직 편파의 이득 역시 10 이상의 값을 가짐을 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.
121a, 121b, 121c, 121d: 피드 비아
122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 122i: 차폐 비아
130: 디커플링 패턴
133a, 133b 133c, 133d: 유도선
151, 171, 191: 패치 안테나 패턴
152a, 152b, 152c, 152d: 추가 안테나 패턴
181a, 181b, 181c, 181d: 추가 안테나 패턴
200: 연결 부재
201: 차폐 구조체
300a, 300b, 300c, 330d: 피드 패턴

Claims (17)

  1. 그라운드 플레인,
    상기 그라운드 플레인 위에 위치하는 유전체층,
    상기 유전체층 위에 위치하는 제1 패치 안테나 패턴,
    상기 제1 패치 안테나 패턴에 제1 RF 신호를 급전하는 제1 피드 비아 및 제2 피드 비아,
    상기 제1 피드 비아에 연결되고 상기 제1 패치 안테나 패턴과 커플링되는 제1 피드 패턴, 그리고
    상기 제2 피드 비아에 연결되고 상기 제1 패치 안테나 패턴과 커플링되는 제2 피드 패턴을 포함하고,
    상기 제1 패치 안테나 패턴은 제1 방향과 나란한 제1 가장자리와 상기 제1 방향과 다른 제2 방향과 나란한 제2 가장자리를 포함하고,
    한 평면상(in a plan view), 상기 제1 피드 패턴은 상기 제1 가장자리보다 상기 제2 가장자리에 더 인접하여 배치되고,
    상기 한 평면상, 상기 제2 피드 패턴은 상기 제2 가장자리보다 상기 제1 가장자리에 더 인접하여 배치되고,
    제2 방향을 따라 측정한 상기 제1 피드 패턴의 제1 폭과 상기 제1 방향을 따라 측정한 상기 제2 피드 패턴의 제2 폭은 서로 다른 안테나 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 수직을 이루는 제3 방향을 따라 상기 그라운드 플레인으로부터 측정한 상기 제1 피드 패턴의 높이와 상기 제2 피드 패턴의 높이는 거의 같고,
    상기 제1 피드 패턴의 상기 제1 폭보다 상기 제2 피드 패턴의 상기 제2 폭이 더 넓은 안테나 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 패치 안테나 패턴에 연결되고 상기 제1 피드 패턴과 커플링되는 제1 유도선(inductive line), 그리고
    상기 제1 패치 안테나 패턴에 연결되고 상기 제2 피드 패턴과 커플링되는 제2 유도선을 더 포함하고,
    상기 제2 유도선의 길이는 상기 제1 유도선의 길이보다 긴 안테나 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 유도선은 직선 형태를 가지고,
    상기 제2 유도선은 상기 제1 패치 안테나 패턴의 중심을 향해 돌출된 돌출부분을 포함하는 안테나 장치.
  5. 제3항에서,
    상기 유전체층 위에 위치하는 제2 패치 안테나 패턴,
    상기 제2 패치 안테나 패턴에 제2 RF 신호를 급전하는 제3 피드 비아 및 제4 피드 비아, 그리고
    상기 한 평면상, 상기 제1 피드 비아와 상기 제3 피드 비아 사이 및 상기 제2 피드 비아와 상기 제4 피드 비아 사이에 위치하는 디커플링 패턴을 더 포함하고,
    상기 제1 RF 신호의 주파수는 상기 제2 RF 신호의 주파수와 다른 안테나 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 디커플링 패턴은 상기 제2 유도선과 연결된 안테나 장치.
  7. 제3항에서,
    상기 제1 패치 안테나 패턴은 가장자리에 형성된 복수의 오목부(concave portion)를 포함하고,
    상기 제1 유도선 및 상기 제2 유도선의 적어도 일부분은 상기 복수의 오목부와 상하 방향으로 중첩되는 안테나 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 제1 패치 안테나 패턴으로부터 이격되어 있고, 상기 복수의 오목부에 대응하는 위치에 있고, 상기 복수의 오목부의 안에 적어도 일부가 위치하는 복수의 추가 안테나 패턴을 더 포함하는 안테나 장치.
  9. 그라운드 플레인,
    상기 그라운드 플레인 위에 위치하는 유전체층,
    상기 유전체층 위에 위치하는 제1 패치 안테나 패턴,
    상기 제1 패치 안테나 패턴에 제1 RF 신호를 급전하는 제1 피드 비아 및 제2 피드 비아,
    상기 제1 패치 안테나 패턴에 연결되고 상기 제1 피드 비아와 커플링되는 제1 유도선, 그리고
    상기 제1 패치 안테나 패턴에 연결되고 상기 제2 피드 비아와 커플링되는 제2 유도선을 포함하고,
    상기 제1 유도선의 길이는 상기 제2 유도선의 길이와 다른 안테나 장치.
  10. 제9항에서,
    한 평면상(in a plan view), 상기 제1 피드 비아와 상기 제1 패치 안테나 패턴 사이의 간격은 상기 제2 피드 비아와 상기 제1 패치 안테나 패턴 사이의 간격보다 넓고,
    상기 제2 유도선의 길이는 상기 제1 유도선의 길이보다 긴 안테나 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 제1 유도선은 직선 형태를 가지고,
    상기 제2 유도선은 상기 제1 패치 안테나 패턴의 중심을 향해 돌출된 돌출부를 포함하는 안테나 장치.
  12. 제10항에서,
    상기 제1 패치 안테나 패턴은 가장자리에 형성된 오목부를 포함하고,
    상기 제1 유도선 및 상기 제2 유도선의 적어도 일부분은 상기 오목부와 상하 방향으로 중첩되는 안테나 장치.
  13. 그라운드 플레인,
    상기 그라운드 플레인 위에 위치하는 유전체층,
    상기 유전체층 위에 위치하는 제1 패치 안테나 패턴 및 제2 패치 안테나 패턴,
    상기 제1 패치 안테나 패턴에 제1 RF 신호를 급전하는 제1 피드 비아,
    상기 제2 패치 안테나 패턴에 제2 RF 신호를 급전하는 제2 피드 비아,
    상기 제1 패치 안테나 패턴에 연결되고 상기 제1 피드 비아와 커플링되는 유도선, 그리고
    상기 유도선에 연결되고, 한 평면상(in a plan view), 상기 제1 피드 비아와 상기 제2 피드 비아 사이에 위치하는 디커플링 패턴을 포함하는 안테나 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 디커플링 패턴은 상기 제1 패치 안테나 패턴 및 상기 제2 패치 안테나 패턴과 상하 방향으로 중첩하는 안테나 장치.
  15. 제13항에서,
    상기 제1 패치 안테나 패턴은 가장자리에 형성된 오목부를 포함하고,
    상기 유도선의 적어도 일부분은 상기 오목부와 상하 방향으로 중첩되는 안테나 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 제1 패치 안테나 패턴으로부터 이격되어 있고, 상기 오목부에 대응하는 위치에 있고, 상기 오목부의 안에 적어도 일부가 위치하는 추가 안테나 패턴을 더 포함하는 안테나 장치.
  17. 제13항에서,
    상기 디커플링 패턴은 상기 제2 피드 비아를 둘러싸는 형태를 가지는 안테나 장치.
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