KR20220158558A - 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

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Abstract

본 개시(disclosure)는 LTE(Long Term Evolution)와 같은 4G(4th generation) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G(5th generation) 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시의 실시 예들에 따르면, 전자 장치는, 복수의 안테나 어레이들; 상기 복수의 안테나 어레이들에 대응하는 복수의 제1 PCB(printed circuit board) 셋들; 전원 인터페이스를 포함하는 제2 PCB; 및 안테나 어레이에 대응하는 제1 PCB 셋의 제1 PCB들 각각의 제1 면과 상기 제2 PCB의 제1 면을 결합하기 위한 그리드 어레이(grid array)를 포함하고, 상기 제1 PCB의 크기는 상기 제2 PCB의 크기보다 작고, 안테나 엘리멘트에게 신호를 전달하기 위한 급전선(feeding line)은 상기 제1 PCB들 각각의 상기 제1 면에 대응하는 층 또는 상기 제2 PCB의 상기 제1 면에 대응하는 층 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.

Description

안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치{ANTENNA MODULE AND APPARATUS INCLUDING THEREOF}
본 개시(disclosure)는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 안테나 모듈(antenna module) 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
4G(4th generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후(Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE(Long Term Evolution) 시스템 이후(Post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나(large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀(advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radio access network, cloud RAN), 초고밀도 네트워크(ultra-dense network), 기기 간 통신(Device to Device communication, D2D), 무선 백홀(wireless backhaul), 이동 네트워크(moving network), 협력 통신(cooperative communication), CoMP(Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거(interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation, ACM) 방식인 FQAM(Hybrid Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude Modulation) 및 SWSC(Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(Non Orthogonal Multiple Access), 및 SCMA(Sparse Code Multiple Access) 등이 개발되고 있다.
통신 성능을 높이기 위해 다수의 안테나들을 장착한 제품이 개발되고 있고, 점점 보다 훨씬 더 많은 수의 안테나들을 갖는 장비가 사용될 것으로 예상된다. 통신 장치에 안테나 엘리멘트(element)의 숫자가 늘어나면서, 안테나 장비의 성능을 높이기 위해 신호 전송 시 손실(loss)을 줄이기 위한 안테나 구조에 대한 수요가 증가한다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 무선 통신 시스템에서 안테나 보드와 메인 보드가 그리드 어레이(grid array) 통해 결합되는 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 안테나 보드의 밑 층 또는 메인 보드의 탑 층에 급전선(feeding line)이 배치되는 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 그리드 어레이(grid array)를 통해 형성되는 공기층에서, 각 안테나 엘리멘트를 위한 급전선이 배치되는 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
본 개시의 실시 예들에 따를 때, RU(radio unit) 모듈은, 복수의 안테나들(antennas); 상기 복수의 안테나들이 배치되는 제1 PCB(printed circuit board); 전원 인터페이스를 포함하는 제2 PCB; 및 상기 제1 PCB의 제1 면과 상기 제2 PCB의 제1 면을 결합하기 위한 그리드 어레이(grid array)를 포함하고, 상기 제1 PCB의 크기는 상기 제2 PCB의 크기보다 작고, 상기 복수의 안테나들 중 적어도 하나의 안테나에게 신호를 전달하기 위한 급전선(feeding line)은 상기 제1 PCB의 상기 제1 면에 대응하는 층 또는 상기 제2 PCB의 상기 제1 면에 대응하는 층 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.
본 개시의 실시 예들에 따를 때, 전자 장치는, 복수의 안테나 어레이들; 상기 복수의 안테나 어레이들에 대응하는 복수의 제1 PCB(printed circuit board) 셋들; 전원 인터페이스를 포함하는 제2 PCB; 및 안테나 어레이에 대응하는 제1 PCB 셋의 제1 PCB들 각각의 제1 면과 상기 제2 PCB의 제1 면을 결합하기 위한 그리드 어레이(grid array)를 포함하고, 상기 제1 PCB들 각각의 크기는 상기 제2 PCB의 크기보다 작고, 안테나 엘리멘트에게 신호를 전달하기 위한 급전선(feeding line)은 상기 제1 PCB들 각각의 상기 제1 면에 대응하는 층 또는 상기 제2 PCB의 상기 제1 면에 대응하는 층 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은, 안테나 보드와 메인 보드를 직접적으로 연결하고, 급전선을 안테나 보드와 보다 가깝게 위치시킴으로써, 높은 안테나 성능을 제공할 수 있게 한다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 본 개시의 실시 예들에 따른 전자 장치의 구성 요소들의 예를 나타낸다.
도 3a 및 3b는 본 개시의 실시 예들에 따른 전자 장치의 기능적 구성의 예를 나타낸다.
도 4는 본 개시의 실시 예들에 따른 전자 장치의 RF(radio unit) 보드의 예를 도시한다.
도 5는 본 개시의 실시 예들에 따른 전자 장치의 RU 보드와 안테나 유닛 간의 배치의 예를 도시한다.
도 6은 본 개시의 실시 예들에 따른 에어(air) 기반 급전 구조를 포함하는 전자 장치의 적층 구조의 예를 도시한다.
도 7은 본 개시의 실시 예들에 따른 에어 기반 급전 구조에 따른 급전선의 배치의 예를 도시한다.
도 8은 본 개시의 실시 예들에 따른 에어 기반 급전 구조에 따른 성능의 예를 도시한다.
도 9는 본 개시의 실시 예들에 따른 유닛 간 실장 간격으로 인한 성능 영향의 예를 도시한다.
도 10a 내지 도 10e는 본 개시의 실시 예들에 따른 에어 기반 급전 구조를 갖는 전자 장치의 예들을 도시한다.
도 11은 본 개시의 실시 예들에 따른 에어 기반 급전 구조를 갖는 전자 장치의 기능적 구성을 도시한다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.
도 1은 본 개시의 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다. 도 1의 무선 통신 환경(100)은 무선 채널을 이용하는 노드(node)들의 일부로서, 기지국(110) 및 단말(120)을 예시한다.
기지국(110)은 단말(120)에게 무선 접속을 제공하는 네트워크 인프라스트럭쳐(infrastructure)이다. 기지국(110)은 신호를 송신할 수 있는 거리에 기초하여 일정한 지리적 영역으로 정의되는 커버리지(coverage)를 가진다. 기지국(110)은 기지국(base station) 외에 MMU(massive MIMO(multiple input multiple output) unit), '액세스 포인트(access point, AP)', '이노드비(eNodeB, eNB)', '5G 노드(5th generation node)', '5G 노드비(5G NodeB, NB)', '무선 포인트(wireless point)', '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)', '액세스 유닛(access unit)', '분산 유닛(distributed unit, DU)', '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)', '무선 유닛(radio unit, RU), 원격 무선 장비(remote radio head, RRH) 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다. 기지국(110)은 하향링크 신호를 송신하거나 상향링크 신호를 수신할 수 있다.
단말(120)은 사용자에 의해 사용되는 장치로서, 기지국(110)과 무선 채널을 통해 통신을 수행한다. 경우에 따라, 단말(120)은 사용자의 관여 없이 운영될 수 있다. 즉, 단말(120)은 기계 타입 통신(machine type communication, MTC)을 수행하는 장치로서, 사용자에 의해 휴대되지 아니할 수 있다. 단말(120)은 단말(terminal) 외 '사용자 장비(user equipment, UE)', '이동국(mobile station)', '가입자국(subscriber station)', '고객 댁내 장치'(customer premises equipment, CPE), '원격 단말(remote terminal)', '무선 단말(wireless terminal)', '전자 장치(electronic device)', 또는 '차량(vehicle)용 단말', '사용자 장치(user device)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.
도 1에 도시된 단말(120), 단말(130)은 차량 통신을 지원할 수 있다. 차량 통신의 경우, LTE 시스템에서는 장치간 통신(device-to-device, D2D) 통신 구조를 기초로 V2X 기술에 대한 표준화 작업이 3GPP 릴리즈 14과 릴리즈 15에서 완료되었으며, 현재 5G NR 기초로 V2X 기술을 개발하려는 노력이 진행되고 있다. NR V2X에서는 단말과 단말 간 유니캐스트(unicast) 통신, 그룹캐스트(groupcast)(또는 멀티캐스트(multicast)) 통신, 및 브로드캐스트(broadcast) 통신을 지원한다.
전파 경로 손실을 완화하고 전파의 전달 거리를 증가시키기 위한 기술 중 하나로써, 빔포밍 기술이 이용되고 있다. 빔포밍은, 일반적으로, 다수의 안테나를 이용하여 전파의 도달 영역을 집중시키거나, 특정 방향에 대한 수신 감도의 지향성(directivity)를 증대시킨다. 따라서, 단일 안테나를 이용하여 등방성(isotropic) 패턴으로 신호를 형성하는 대신 빔포밍 커버리지를 형성하기 위해, 통신 장비는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 이하, 다수의 안테나들이 포함되는 안테나 어레이가 서술된다.
기지국(110) 또는 단말(120)은 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 안테나 어레이에 포함되는 각 안테나는 어레이 엘리멘트(array element), 또는 안테나 엘리멘트(antenna element)라 지칭될 수 있다. 이하, 본 개시에서 안테나 어레이는 2차원의 평면 어레이(planar array)로 도시되었으나, 이는 일 실시 예일뿐, 본 개시의 다른 실시 예들을 제한하지 않는다. 안테나 어레이는 선형 어레이(linear array) 혹은 다층 어레이 등 다양한 형태로 구성될 수 있다. 안테나 어레이는 매시브 안테나 어레이(massive antenna array)로 지칭될 수 있다.
5G 통신의 데이터 용량을 향상시키는 주요한 기술은 다수의 RF 경로들과 연결된 안테나 어레이를 사용한 빔포밍 기술이다. 통신 성능을 높이기 위해 무선 통신을 수행하는 부품들의 개수는 증가하고 있다. 특히, 안테나 및 안테나를 통해 수신되거나 송신되는 RF 신호를 처리하기 위한 RF 부품(예: 증폭기, 필터), 구성요소들(components)의 개수도 증가하게 되어 통신 장비를 구성함에 있어 통신 성능을 충족하면서 공간적 이득, 비용적 효율이 필수적으로 요구된다.
도 2a 및 도 2b는 본 개시의 실시 예들에 따른 전자 장치의 구성 요소들의 예를 나타낸다. 도 2a는 전자 장치를 구성하는 내부 구성 요소들을 나타내고, 도 2b는 전자 장치의 윗면, 아랫면, 옆면을 나타낸다.
도 2a를 참고하면, 전자 장치는 레이돔 커버(201), RU 하우징(203), DU 커버(205), RU(210)를 포함할 수 있다. RU(210)는 안테나 모듈과 안테나 모듈을 위한 RF 구성 요소들을 포함할 수 있다. RU(210)는 후술하는 본 개시의 실시 예들에 따른 에어 기반 급전 구조를 갖는 안테나 모듈을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 안테나 모듈은 BGA 모듈 안테나를 포함할 수 있다. RU(210)는 RF 구성 요소들이 실장되는 RU 보드(215)를 포함할 수 있다.
전자 장치는 DU(220)를 포함할 수 있다. DU(220)는 인터페이스 보드(221), 모뎀 보드(223), CPU 보드(225)를 포함할 수 있다. 전자 장치는 전력 모듈(power module)(230), GPS(240), DU 하우징(250)을 포함할 수 있다.
도 2b를 참고하면, 도면(250)은 전자 장치를 위에서 바라본 도면을 나타낸다. 도면(261), 도면(263), 도면(265), 도면(267)은 각각 전자 장치를 왼쪽, 앞쪽, 오른쪽, 뒤쪽에서 바라본 도면을 나타낸다. 도면(270)은 전자 장치를 밑에서 바라본 도면을 나타낸다.
도 3a 및 3b는 본 개시의 실시 예들에 따른 전자 장치의 기능적 구성의 예를 나타낸다. 전자 장치는 액세스 유닛(access unit)을 포함할 수 있다. 액세스 유닛은 RU(310), DU(320), DC/DC 모듈을 포함할 수 있다. 본 개시의 실시 예들에 따른 RU(310)는 안테나들과 RF 구성 요소들이 실장되는 조립체(assembly)를 의미할 수 있다. 본 개시의 실시 예들에 따른 DU(320)는 디지털 무선 신호를 처리하도록 구성되고, RU(310)에게로 전송될 디지털 무선 신호를 암호화하거나, RU(310)로부터 전달받은 디지털 무선 신호를 복호하도록 구성될 수 있다. DU(320)는 패킷 데이터를 처리함으로써, 상위 노드(예: CU(centralized unit)) 혹은 코어망(예: 5GC, EPC)과 통신을 수행하도록 구성될 수 있다.
도 3a를 참고하면, RU(310)는 복수의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. RU(310)는 하나 이상의 어레이 안테나들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 어레이 안테나는 평면 안테나 어레이로 구성될 수 있다. 어레이 안테나는 하나의 스트림에 대응할 수 있다. 어레이 안테나는 하나의 송신 경로(혹은 수신 경로)에 대응하는 복수의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 일 예로, 어레이 안테나는 16 x 16으로 구성되는 256개의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다.
RU(310)는 각 어레이 안테나의 신호를 처리하기 위한 RF 체인들을 포함할 수 있다. RF 체인들은 'RFA'로 지칭될 수 있다. RFA는 빔포밍을 위한 RF 구성 요소들(예: 위상 변환기, 전력 증폭기)와 믹서를 포함할 수 있다. RFA의 믹서는 RF 주파수의 RF 신호를 중간 주파수(intermediate frequency)로 하향변환하거나 중간 주파수의 신호를 RF 주파수의 신호로 상향변환하도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 하나의 세트의 RF 체인들은 하나의 어레이 안테나에 대응할 수 있다. 일 예로, RU(310)는 4개의 어레이 안테나들을 위한 4개의 RF 체인 세트들을 포함할 수 있다. 복수의 RF 체인들은 디바이더(예: 1:16)를 통해 송신 경로 혹은 수신 경로와 연결될 수 있다. 도 3a에는 도시되지 않았으나, 일 실시 예에 따라, RF 체인들은 RFIC로 구현될 수 있다. RFIC는 복수의 안테나 엘리멘트들에게 공급되는 RF 신호들을 처리 및 생성할 수 있다.
RU(310)는 DAFE(digital analog front end)와 'RFB'를 포함할 수 있다. DAFE는 디지털 신호와 아날로그 신호를 상호 변환하도록 구성될 수 있다. 일 예로, RU(310)는 2개의 DAFE들(DAFE #0, DAFE #1)을 포함할 수 있다. DAFE는, 송신 경로에서, 디지털 신호를 상향변환하고(즉, DUC), 상향 변환된 신호를 아날로그 신호로 변환하도록 구성될 수 있다(즉, DAC). DAFE는 수신 경로에서, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고(즉, ADC), 디지털 신호를 하향변환하도록 구성될 수 있다(즉, DDC). RFB는 송신경로와 수신 경로에 대응하는 믹서와 스위치를 포함할 수 있다. RFB의 믹서는 기저대역 주파수를 중간 주파수(intermediate frequency)로 상향변환하거나 중간 주파수의 신호를 기저대역 주파수의 신호로 하향변환하도록 구성될 수 있다. 스위치는 송신 경로와 수신 경로 중 하나를 선택하도록 구성될 수 있다. 일 예로, RU(310)는 2개의 RFB(RFB #0, RFB #1)들을 포함할 수 있다.
RU(310)는 제어기(controller)로서, FPGA(field programmable gate array)를 포함할 수 있다. FPGA는 설계 가능 논리소자와 프로그래밍이 가능한 내부 회로가 포함된 반도체 소자를 의미한다. SPI(Serial Peripheral Interface) 통신을 통해 DU(320)과 통신을 수행할 수 있다.
RU(310)는 RF LO(local oscillator)를 포함할 수 있다. RF LO는 상향 변환 혹은 하향 변환을 위한 기준 주파수를 공급하도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따라, RF LO는 상술된 RFB의 상향 변환 혹은 하향 변환을 위한 주파수를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, RF LO는 2-way 디바이더를 통해 RFB #0과 RFB #1에 기준 주파수를 공급할 수 있다.
일 실시 예에 따라, RF LO는 상술된 RFA의 상향 변환 혹은 하향 변환을 위한 주파수를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, RF LO는 32-way 디바이더를 통해 RFA 각각(각 RF 체인에 8개 씩, 편파 그룹 별)에 기준 주파수를 공급할 수 있다.
도 3b를 참고하면, RU(310)는 DAFE 블록(311), IF 상향/하향 변환부(313), 빔포머(315), 어레이 안테나(317), 제어 블록(319)를 포함할 수 있다. DAFE 블록(311)은 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하거나 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. IF 상향/하향 변환부(313)는 RFB에 대응할 수 있다. IF 상향/하향 변환부(313)는 RF LO로부터 공급받는 기준 주파수에 기반하여 기저대역 주파수의 신호를 IF 주파수의 신호로 변환하거나, IF 주파수의 신호를 기저대역 주파수의 신호로 변환할 수 있다. 빔포머(315)는 RFA에 대응할 수 있다. 빔포머(315)는 RF LO로부터 공급받는 기준 주파수에 기반하여 RF 주파수의 신호를 IF 주파수의 신호로 변환하거나, IF 주파수의 신호를 RF 주파수의 신호로 변환할 수 있다. 어레이 안테나(317)는 복수의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 어레이 안테나(317)의 각 안테나 엘리멘트는 RFA를 통해 처리된 신호를 방사하도록 구성될 수 있다. 어레이 안테나(317)는 RFA에 의해 적용되는 위상에 따라 빔포밍을 수행하도록 구성될 수 있다. 제어 블록(319)는 DU(320)로부터 명령 및 상술된 신호 처리를 수행하도록 RU(310)의 각 블록을 제어할 수 있다.
도 2a 내지 도 3b에서는 전자 장치의 예로 기지국이 도시되었으나, 본 개시의 실시 예들이 기지국에 제한되는 것은 아니다. DU와 RU로 구성되는 기지국뿐만 아니라 무선 신호의 방사를 위한 전자 장치라면 본 개시의 실시 예들이 적용될 수 있다.
기술이 발전함에 따라, 송신 출력을 향상시키면서, 동등한 수신 성능을 확보하고, 듀얼 밴드(예: 28GHz 대역 및 39GHz 대역)의 지원 또한 요구되고 있다. 이러한 요구 사항을 해소하고, RFIC 패캐지의 단가 절감을 위해, TR/RX 스위치(예: SPDT 스위치)가 이용될 수 있다. 스위치의 추가는 삽입 손실의 증가를 야기한다. 예를 들어, 동일 안테나 어레이 기준으로 Tx의 성능이 4dB, Rx의 성능이 3.6 dB 정도 열화되는 문제가 있다. 각 밴드(예: 28GHz 대역 및 39GHz 대역)에서 삽입 손실로서, 약 1dB 손실의 보상 방안이 요구된다. 뿐만 아니라, 엘리멘트 수 증가 및 엘리멘트 간 간격의 증대로 인해 추가 보상 가능한 방안이 요구된다. 상술된 사양 만족을 위해서, 본 개시의 실시 예들은 안테나의 급전 손실(feeling loss)의 개선을 위한 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치를 제안한다. 본 개시의 실시 예들은 단가 절감과 함께, 저손실을 달성하기 위한 배치 구조를 갖는 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치를 제안한다.
본 개시의 실시 예들은 이중 대역을 지원함과 동시에 각각에서 급전 손실을 줄임으로써, 높은 송신 성능을 제공하기 위한 안테나 구조 및 이를 포함하는 전자 장치를 제안한다. 또한, 본 개시의 실시 예들은 휨 특성에 강인한 그리드 어레이(grid array)의 배치를 통해, 제조 시 양산 신뢰성을 높이기 위한 안테나 구조 및 이를 포함하는 전자 장치를 제안한다.
도 4는 본 개시의 실시 예들에 따른 전자 장치의 RU(radio unit) 보드의 예를 도시한다. 전자 장치는 안테나가 실장되는 PCB(이하, 제1 PCB), 어레이 안테나들 및 신호 처리를 위한 부품들(예: 커넥터(connector), DC(direct current)/DC 컨버터, DFE)이 실장되는 PCB(이하, 제2 PCB)가 분리되어 배치되는 구조를 의미한다. 제1 PCB는 안테나 보드, 안테나 기판, 방사 기판, 방사 보드, 또는 RF 보드로 지칭될 수 있다. 제2 PCB는 RU 보드, 메인 보드, 전력 보드, 마더 보드(mother board), 패키지 보드, 또는 필터 보드로 지칭될 수 있다.
도 4를 참고하면, RU 보드는 방사체(예: 안테나)로 신호 전달을 위한 부품들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, RU 보드 상에 하나 이상의 안테나 PCB(즉, 제1 PCB) 들이 실장될 수 있다. 즉, RU 보드 상에 하나 이상의 어레이 안테나들이 실장될 수 있다. 일 예로, RU 보드 위에 2개의 어레이 안테나들이 실장될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 어레이 안테나들은 RU 보드 상에서 대칭적인 위치에 배치될 수 있다(405). 다른 일 실시 예에 따라, 어레이 안테나들은 RU 보드 상에서 한 측(side)(예: 왼쪽)에 배치되고, 후술하는 RF 구성 요소들이 다른 한 측(예: 오른쪽)에 배치될 수도 있다(415). 도 4에서는 2개의 어레이 안테나들이 예시되었으나, 본 개시의 실시 예들은 이에 한정되지 않는다. 듀얼 밴드를 지원하기 위해 각 밴드 별로 2개의 어레이 안테나들이 배치될 수도 있으며, RU 보드에 실장되는 어레이 안테나들은 2T2R(2-transmit 2-receive)을 지원하도록 구성될 수 있다.
RU 보드는 안테나에게 RF 신호를 공급하기 위한 부품들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, RU 보드는 하나 이상의 DC/DC 컨버터들을 포함할 수 있다. DC/DC 컨버터는 직류를 직류로 변환하기 위해 이용될 수 있다. 일 실시 예에 따라, RU 보드는 하나 이상의 LO(local oscillator)들을 포함할 수 있다. LO는 RF 시스템에서 상향 변환 혹은 하향 변환을 위한 기준 주파수를 공급하기 위해 이용될 수 있다. 일 실시 예에 따라, RU 보드는 하나 이상의 하나 이상의 커넥터들을 포함할 수 있다. 커넥터는 전기적 신호를 전달하기 위해 이용될 수 있다. 일 실시 예에 따라, RU 보드는 하나 이상의 디바이더(divider)들을 포함할 수 있다. 디바이더는 입력 신호를 분배 및 다중 경로로 전달하기 위하여 이용될 수 있다. 일 실시 예에 따라, RU 보드는 하나 이상의 LDO(low-dropout regulator)들을 포함할 수 있다. LDO는 외부의 잡음을 억제하고, 전원을 공급하기 위해 이용될 수 있다. 일 실시 예에 따라, RU 보드는 하나 이상의 VRM(Voltage regulator module)들을 포함할 수 있다. VRM은 적정한 전압이 유지되도록 보장하기 위한 모듈을 의미할 수 있다. 일 실시 예에 따라, RU 보드는 하나 이상의 DFE(digital front end)들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, RU 보드는 하나 이상의 FPGA(radio frequency programmable gain amplifier)들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, RU 보드는 하나 이상의 IF(intermediate frequency) 처리부들을 포함할 수 있다. 한편, 도 4에 도시된 구성으로, 도 4에 도시된 부품들 중 일부 구성은 생략되거나 혹은 더 많은 수의 부품들이 실장될 수 있다. 또한, 도 4에서는 언급되지 않았으나, RU 보드는 신호를 필터링하기 위한 RF 필터를 더 포함할 수 있다.
도 5는 본 개시의 실시 예들에 따른 전자 장치의 RU 보드와 안테나 유닛(antenna unit) 간의 배치의 예를 도시한다. 본 개시의 실시 예들에 따른 전자 장치는, 모듈 타입(modular type)의 안테나를 포함할 수 있다. mmWave 주파수 대역을 위하여, 전자 장치에 실장되는 안테나 엘리멘트들의 개수가 증가함에 따라, 제작 공정에서의 조립 공정 및 양산 신뢰성이 성능에 상당한 영향을 미친다.
라미네이션(lamination)을 통합 접합 구조는 무게가 증가할수록 높은 신뢰성 및 안정적인 성능의 확보가 어려운 문제가 있다. 또한, 이러한 구조는 복잡한 SCM(Supply Chain Management)으로 인해 대량 양산이 불리한 문제가 있다. 따라서, 대량 생산에 적합하고, 조립 간격에 강인한 성능 연결 구조가 요구된다. 본 개시의 실시 예들은 커플링 급전이 아니라 직접 연결(direct interconnection)을 통해 안테나와 RU 보드(즉, 제2 PCB)를 연결하기 위한 방안을 제안한다. 직접 연결을 위해, 그리드 어레이가 이용될 수 있다.
도 5를 참고하면, 본 개시의 실시 예들은 그리드 어레이(예: BGA)를 모듈화함으로써, 신뢰성을 확보하여 디자인 자유도 및 성능을 높임과 동시에 가격 측면에서 유리한 접합 구조를 제안한다. 본 개시에서는 모듈화되는 그리드 어레이를 설명하기 위하여, 안테나 엘리멘트들이 실장되는 보드(이하, 안테나 보드)는 하나의 안테나 유닛으로 지칭하여 서술된다. 즉, 복수의 안테나 엘리멘트들이 안테나 보드에 실장될 수 있고, 안테나 보드에 실장되는 복수의 안테나 엘리멘트들은 하나의 안테나 유닛으로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 도 9와 같이 8 x 8 배치를 가정하면, 하나의 유닛은 64개의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다.
RU 보드(510)는 16개의 안테나 유닛들을 포함할 수 있다. 여기서, 안테나 유닛(520)은 64개의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 예에 따를 때, 4개의 안테나 유닛들은 하나의 어레이 안테나에 대응하고, 1T1R(1-transmit 1-receive)에 대응할 수 있다. RU 보드는 4T4R의 어레이 구조를 포함할 수 있다. 본 개시의 실시 예들에 따를 때, RU 보드는 안테나 유닛에 대응하는 안테나 보드 별 그리드 어레이 모듈(530)을 포함할 수 있다. 도 5에는 도시되지 않았으나, 각 안테나 보드는 하나의 그리드 어레이 모듈(530)(예: BGA 모듈)과 결합될 수 있다. 그리드 어레이 모듈(530)은 메인 PCB에 대응하는 RU 보드와 결합될 수 있다.
도 6은 본 개시의 실시 예들에 따른 에어(air) 기반 급전 구조를 포함하는 전자 장치의 적층 구조의 예를 도시한다. 도 5에서 전술된 바와 같이, 라미네이션(lamination) 혹은 본딩 시트(boding sheet)로 구성되는 커플링 결합은 양산 신뢰성 및 높은 성능을 제공하기 충분치 않은 문제가 있다. 이하, 도 6을 통해, 커플링 급전이 아니라 직접 연결(direct interconnection)을 통해 안테나와 RU 보드를 연결하기 위한 방안을 제안한다.
도 6을 참고하면, 전자 장치는 안테나부(610)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 안테나부(610)는 in-case FPCB 안테나일 수 있다. 안테나부(610)는 메인 방사체(611)과 커버에 형성되는 제2 방사체(612)를 포함할 수 있다. 안테나부(610)는 커버를 지지하기 위한 금속 기둥(615)를 포함할 수 있다. 한편, 도 6에 도시된 in in-case FPCB는 일 실시 예일뿐, 본 개시의 다른 실시 예들을 제한하는 것으로 해석되지 않는다. 즉, 본 개시의 실시 예들에 따른 전자 장치의 안테나부는 메인 방사체(611)만을 포함할 수도 있다.
전자 장치는 안테나 보드(620)를 포함할 수 있다. 안테나 보드(620)는 안테나 엘리멘트들이 실장되는 PCB로서, 제1 PCB(620)로 지칭될 수 있다. 제1 PCB(620)는 복수의 층들을 포함할 수 있다. 이 때, 제1 PCB(620)의 가장 높은 층(즉, 제1 층)에는 메인 방사체(611)이 배치될 수 있다. 도 6에서는 단면으로 도시되었으나, 본 개시의 실시 예들에 따를 때, 제1 PCB(620)의 제1 층에는 하나의 안테나 엘리멘트(예: 메인 방사체(611))만 실장되는 것이 아니라 복수의 안테나 엘리멘트들이 실장될 수 있다. 이러한 복수의 안테나 엘리멘트들은 도 4에 언급된 바와 같이 안테나 유닛으로 지칭될 수 있다. 제1 PCB(620)는 복수의 층들을 통과하여 신호를 전달하도록 구성된 급전층들을 포함할 수 있다.
제1 PCB(620)와 제2 PCB(650) 사이는 그리드 어레이와 같은 접합 유닛(connecting unit)이 배치될 수 있다. 직접 접촉(contact)을 통해 신호가 전달될 수 있다. 'G'는 그라운드 경로를 의미하고, 'S'는 신호 경로를 의미한다. 본 개시의 실시 예들에 따를 때, 제1 PCB(620)는 그리드 어레이(630)와 결합될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 그리드 어레이(630)는 BGA일 수 있다. BGA(630)는 제1 PCB(620)와 결합될 수 있다. BGA(630)는 복수의 볼들(631, 632, 633, 634)을 포함할 수 있다. 복수의 볼들 중 일부(예: 볼(631), 볼(633), 볼(634))는 제1 PCB와 제2 PCB(즉, RU 보드에 대응함)와 결합하도록 구성될 수 있다. 여기서, 해당 볼은 그라운드 경로로 기능할 수 있다. 복수의 볼들 중 일부(예: 볼(632))는 제1 PCB(620)와 RU 보드인 제2 PCB(650) 사이의 RF 신호 전달을 위한 신호 선의 역할을 수행하도록 구성될 수 있다.
볼의 부피로 인해 제1 PCB(620)와 제2 PCB(650) 간 간격이 존재한다. 그리드 어레이 사이에 공기 층이 형성될 수 있다. 제1 PCB(620)와 제2 PCB(650) 간 간격으로 인해 볼과 볼 사이에는 공기 캐비티(air cavity)가 형성된다. 에어 캐비티로 인해, 유전체 손실이 없다. 즉, 본 개시의 실시 예들에 따를 때, 제2 PCB 내에 급전선이 형성되는 것이 아니라, 안테나 보드와 가까운 위치뿐만 아니라 공기층에서 급전선이 형성됨으로써, 급전 손실이 감소할 수 있다. 이하, 본 개시에서, 급전선이 공기층에 형성되는 배치 구조는 에어 기반 급전 구조로 지칭될 수 있다. BGA는 급전선의 실딩으로 기능할 수 있다.
본 개시의 실시 예들에 따를 때, 급전선(640)은 제2 PCB(650)의 제일 위층에 형성될 수 있다. 급전선(640)은 제1 PCB(620)과 그리드 어레이의 접촉 요소(예: 볼(ball))(632)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 도 6에 도시된 바와 달리, 다른 일 실시 예에 따라, 급전선은 안테나 보드인 제1 PCB(620)에 형성될 수 있다. 급전선은 제1 PCB(620)의 가장 밑 면에 배치될 수 있다. 급전선은 그리드 어레이의 접촉 요소(예: 볼(ball))를 통해 제2 PCB(650)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 다른 일 실시 예에 따라, 일부 급전선은 제1 PCB(620)의 가장 아래층에 형성되고, 다른 일부 급전선은 제2 PCB(650)의 가장 윗층에 형성될 수 있다. 제2 PCB(650)에 형성된 급전선과 제1 PCB(620)에 형성된 급전선은 그리드 어레이의 접촉 요소(예: 볼(ball))를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 PCB(650)는 그리드 어레이(660)를 통해 RFA(670)과 연결될 수 있다. RFA(670)는 RF 신호 처리를 위한 복수의 구성 요소들을 포함할 수 있다. RFA(670)는 패키지 보드에 RFIC가 배치된 형태로 구현될 수 있다. RF 신호 처리를 위한 복수의 구성 요소들은 빔포밍을 위한 구성요소(component)로써, 위상 변환기, 전력 증폭기, 믹서를 포함할 수 있다. 각 안테나 보드에 대응하여 복수의 신호들을 처리하기 위해, RFIC는 복수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 각 RF 체인은 적어도 하나의 안테나 엘리멘트에 대응하는 구성요소들을 포함할 수 있다. 여기서, RFA(670)의 패키지 보드 제3 PCB로 지칭될 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 달리, 일 실시 예에 따라, 패키지보드 내에 RFIC가 위치하는 것이 아니라, RFIC가 패키지 보드의 다른 면에 배치될 수 있다. 즉, 제3 PCB의 일 면은 그리드 어레이를 통해 제2 PCB(650)과 결합되고, 제3 PCB의 다른 면은 RFIC와 결합될 수도 있다. 이 때, RFIC로의 급전을 위해, 본 개시의 실시 예들에 따른 에어 기반 급전 구조가 이용될 수 있다. 구체적인 예시는 도 10d 및 도 10e를 통해 서술된다.
도 6에서는 접합 유닛인 그리드 어레이의 예로써, BGA(ball grid array)가 예시되었으나, 본 개시의 실시 예들은 이에 한정되지 않는다. BGA 뿐만 아니라, LGA(land grid array), PGA(pin grid array)와 같은, 다양한 형태의 접합 유닛들이 이용될 수 있다.
도 7은 본 개시의 실시 예들에 따른 에어 기반 급전 구조에 따른 급전선의 배치의 예를 도시한다. 에어 기반 급전 구조는 RU 보드와 안테나 보드 사이에서 형성되는 적어도 하나의 급전선을 포함할 수 있다. 본 개시의 실시 예들에 따를 때, RU 보드의 가장 위 층과 안테나 보드의 가장 아래층은 그리드 어레이를 통해 결합될 수 있다. 이 때, 그리드 어레이의 부피로 인해, 그리드 어레이를 제외한 다른 부분은 공기 층이 형성될 수 있다. 도 6의 에어 기반 급전 구조가 참조될 수 있다. 그리드 어레이의 각 요소(예: 볼) 사이에서 본 개시의 실시 예들에 따른 급전선이 배치될 수 있다.
도 7을 참고하면, 단면도(710)는 그리드 어레이가 배치된 단면을 나타낸다. 일 실시 예에 따라, 각 점은 안테나 보드와 RU 보드 사이를 접합하도록 구성되는 볼(ball)에 대응할 수 있다. 안테나 보드의 16개의 안테나 엘리멘트들에 대응하는 그리드 어레이의 배치가 가정된다. 각 안테나 엘리멘트는 두 개의 편파들(예: V(vertical)-편파, H(horizontal)-편파)을 지원할 수 있다.
단면도(720)는 그리드 어레이와 그리드 어레이의 사이에서 빈 공간에 배치되는 급전선을 나타낸다. 도 6에서 서술된 바와 같이, 도 7에 도시된 급전선들은 RU 보드와 안테나 보드 사이의 공기 캐비티에 위치할 수 있다. 이 때, 실시 예에 따라 RU 보드의 가장 윗층에 형성되거나, 안테나 보드의 가장 아래층에 형성되거나, 혹은 RU 보드의 가장 윗층 및 안테나 보드의 가장 아래층 모두에 형성될 수 있다. 하나의 안테나 엘리멘트에 2개의 급전선들이 연결될 수 있다. 즉, 안테나 16개 기준으로 총 32개의 급전선들이 배치될 수 있다. 본 개시의 실시 예들에 따라, BGA의 빈 공간에 32개의 급전선들이 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 볼의 피치는 0.3~1.2mm의 범위를 가질 수 있다. 이러한 범위는 28GHz 대역에서 0.02~0.12λ(λ는 파장의 길이), 39GHz 대역에서 0.04~0.16λ에 대응한다. 일 실시 예에 따라, 볼의 크기는 0.2~1.0mm의 범위의 길이를 가질 수 있다. 이러한 범위는 28GHz 대역에서 0.01~0.1λ (λ는 파장의 길이), 39GHz 대역에서 0.02~0.13λ에 대응한다. 일 실시 예에 따라, 볼 패드의 지름은 0.3~1.0mm의 범위의 길이를 가질 수 있다. 이러한 범위는 28GHz 대역에서 0.02~0.1λ (λ는 파장의 길이), 39GHz 대역에서 0.04~0.13λ에 대응한다. 본 개시의 실시 예들에 따른 성능은 볼의 피치는 0.8mm, 볼의 크기는 0.5mm, 볼 패드의 지름은 0.4mm로 가정하여 도출되었다. 일 실시 예에 따라, PCB의 크기는 28GHz 대역에서는 43 x 43 mm2일 수 있다. 일 실시 예에 따라, PCB의 크기는 39GHz 대역에서는 31 x 31 mm2일 수 있다.
본 개시에서 한정하는 범위의 수치 한정은 일정 오차(예: 5%)를 가질 수 있다. 본 개시의 실시 예들에 따른 구조뿐만 아니라 특정 구성 요소의 수치 한정은, 본 개시의 실시 예들에 따른 급전 손실 감소와 공정 오차 감소에 따른 대량 생산에 용이한 이득을 얻기 위한 결과로서, 일 실시 예로써 이해될 수 있다.
도 7에는 도시되지 않았으나, 일 예로, 도 7에 도시된 그리드 어레이 및 급전선들의 배치가 정사각형 형태로 3개 더 추가되면(즉, 8 x 8의 정사각형 안테나 유닛을 형성하면), 도 5에서 언급된 그리드 어레이 모듈이 부착가능한 하나의 보드 사이즈가 형성될 수 있다.
도 8은 본 개시의 실시 예들에 따른 에어 기반 급전 구조에 따른 성능의 예를 도시한다. 급전부를 안테나와 근접하도록 배치함과 동시에, 공기 캐비티(air cavity)에 급전선이 형성됨으로써, 유전체 손실이 적어 급전 손실이 감소할 수 있다.
도 8을 참고하면, 입체도(810)는 에어 기반 급전 구조를 나타낸다. 정면도(820)는 에어 기반 급전 구조의 단면을 나타낸다. 에어 기반 급전 구조는 RU 보드와 안테나 보드, 그리고 RU 보드 및 안테나 보드 사이에서 배치되는 그리드 어레이를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 그리드 어레이는 BGA를 포함할 수 있다. BGA는 복수의 볼(ball)들을 포함할 수 있다.
본 개시의 실시 예들에 따를 때, RU 보드의 상위층(즉, 제1 층)에 안테나와 RF 신호의 송수신을 위한 급전선이 형성될 수 있다. RU 보드는 고밀도 다층 기판인 HDI(high density interconnection) 및 MLB(multi-layer board)를 이용한 하이브리드 공정 방식의 보드를 이용할 수 있다. 일 예로, 급전선의 너비는 400um, 공간은 100um, 거칠기(Roughness) 길이는 1um일 수 있다. 포트 1은 급전선 및 BGA의 볼(ball)을 통해 포트 2와 전기적으로 연결된다. 예를 들어, BGA의 볼은 약 0.5mm, 패드의 길이는 0.4 mm에 대응하고, 피치는 1mm일 수 있다. 한편, BGA의 볼의 높이는 고온에서의 용융으로 인해 0.4mm가 가정될 수 있다.
그래프(830)를 참고하면, 가로축은 주파수, 세로축은 S 파라미터(예: S(1,1), S(2,2), S(2,1))를 나타낸다. S(2,1)은 통과계수로써, 삽입 손실을 나타낸다. 28GHz 대역에서 약 0.16dB의 삽입 손실이 확인될 수 있다. 이러한 0.16dB의 삽입 손실은 mm 단위로 환산하면 0.035dB/mm일 수 있다. 이는 기존 line loss 대비 약 50% 감소하는 값으로, 본 개시의 실시 예들에 따른 에어 기반 급전 구조를 통해 급전 손실이 감소함이 확인될 수 있다.
도 9는 본 개시의 실시 예들에 따른 유닛 간 실장 간격으로 인한 성능 영향의 예를 도시한다.
도 9를 참고하면, 전자 장치(910)은 12개의 안테나 유닛(unit)들을 포함할 수 있다. 64개의 안테나 엘리멘트들은 하나의 유닛을 형성할 수 있다. 안테나 유닛은 8 x 8 형태로 배치되는 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 안테나 유닛은 하나의 안테나 보드에 대응할 수 있다. 안테나 보드와 안테나 보드를 인접하도록 배치함으로써, 하나의 안테나 어레이가 형성될 수 있다.
본 개시의 실시 예들에 따른 안테나 보드와 그리드 어레이의 양산 공정에서 SMT가 수행될 수 있다. 한편, 안테나 보드와 안테나 보드를 완전히 인접하여 실장하는 것은 제조 공차(혹은 양산 공차)로 인해 어려운 문제가 있다. 따라서, 제조 상의 이유로, 유닛과 유닛 간에는 일정한 간격이 요구된다. 예를 들어, 약 0.4mm의 실장 간격이 요구될 수 있다. 이 때, 안테나 엘리멘트와 안테나 엘리멘트 간 간격이 발생하는 것으로 사이드 로브의 성능 이유가 발생할 수 있다.
그래프(930)의 가로축은 조준(boresight) 방향(단위: 도(degree))을 기준으로 각도를 의미하고, 세로축은 이득(gain)(단위: dB)를 의미한다. 4 x 16의 안테나 유닛에 대하여 안테나 어레이(921)는 유닛 간 간격이 없는 배치를 나타낸다. 4 x 16의 안테나 유닛에 대하여 안테나 어레이(922)는 유닛 간 간격이 있는 배치를 나타낸다. 이 때, 그래프(930)에 도시된 바와 같이, 사이드 로브로 인한 성능 차이는, 본 개시의 급전 손실 개선으로 인한 성능 이득에 비해 상대적으로 낮음이 확인될 수 있다.
도 10a 내지 도 10e는 본 개시의 실시 예들에 따른 에어 기반 급전 구조를 갖는 전자 장치의 예들을 도시한다. 도 10a 내지 도 10e에서는 도 6에 도시된 어에 기반 급전 구조를 포함하는 전자 장치에서 파생되는 구조들이 도시된다. 도 6에 도시된 전자 장치의 적층 구조의 설명이 후술되는 실시 예들에서 동일 또는 유사한 방식으로 적용될 수 있다.
도 10a를 참고하면, 일 실시 예에 따라, 전자 장치(1010)는 안테나 보드(즉, 제1 PCB)의 아래층에 형성된 급전선을 포함할 수 있다. 도 6의, RU 보드(즉, 제2 PCB)의 윗층과 달리, 급전선이 안테나 보드의 가장 아래층에 형성되었음에도 불구하고, 급전선이 공기 캐비티에서 형성되고, RU 보드와 안테나 보드가 그리드 어레이를 통해 결합되었으므로, 급전 손실 감소에 따른 안테나 성능 향상이 획득될 수 있다.
도 10b를 참고하면, 일 실시 예에 따라, 전자 장치(1020)는 안테나 보드(즉, 제1 PCB)의 아래층에 형성된 제1 급전선과 RU 보드(즉, 제2 PCB)의 윗층에 형성된 제2 급전선을 포함할 수 있다. RU 보드(즉, 제2 PCB)의 윗층뿐만 아니라 안테나 보드의 가장 아래층에도 급전선이 형성될 수 있다. 즉, 공기 캐비티 내에서 급전선이 형성되고, RU 보드와 안테나 보드가 그리드 어레이를 통해 결합되었으므로, 급전 손실 감소에 따른 안테나 성능 향상이 이전 실시 예들과 마찬가지로 획득될 수 있다.
도 10c를 참고하면, 일 실시 예에 따라, 전자 장치(1030)는 커버 없이 제1 방사체는 안테나 보드 내에 배치되고, 제2 방사체가 안테나 보드의 일 면 위에 실장되는 안테나 부를 포함할 수 있다. 즉, 본 개시의 실시 예들에 따른 에어 기반 급전 구조는, 안테나 보드와 RU 보드 간의 결합 관계로, in-case FPCB 안테나가 아니더라도 본 개시의 실시 예들이 적용될 수 있다. 즉, 도 10c에 도시된 구성뿐만 아니라, 다른 안테나 유형의 안테나들(예: 단말 혹은 폴더블 장치의 엔드파이어(endfire), 광-조리개(wide-aperture) 안테나)이더라도, 안테나 보드와 RU 보드가 그리드 어레이를 통해 결합되는 구조라면, 본 개시의 실시 예들이 적용될 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따라, RU 보드에서 급전선부터 RFIC까지 신호를 전달하기 위한 구조로서, coaxial PTH가 도시되었으나, 일반 PTH도 가능함은 물론이다.
도 10d를 참고하면, 일 실시 예에 따라, 전자 장치(1040)는 RU 보드인 제2 PCB와 RFIC의 패키지 보드 사이에서 적용되는 에어 기반 급전 구조를 포함할 수 있다. 즉, 도 6 내지 도 9에서 서술된 안테나 보드와 RU 보드 사이의 에어 기반 급전 구조는, RU 보드와 RFIC가 실장되는 패키지 보드 사이에서도 동일 또는 유사한 방식으로 적용될 수 있다. 일 실시 예에 따라, RFIC는 SiP(system in package) 형태로 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 패키지 보드의 일 면(이하, 제1 면)은 RU 보드와 결합될 수 있다. 패키지 보드는 RU 보드와 그리드 어레이(예: BGA)를 통해 결합될 수 있다. 패키지 보드의 다른 일 면(이하, 제2 면)은 RFIC와 결합될 수 있다. 패키지 보드의 제1 면 위에 급전선이 형성될 수 있다. 급전선은 그리드 어레이의 볼을 통해 RFIC와 RU 보드의 PTH를 전기적으로 연결할 수 있다.
도 10e를 참고하면, 일 실시 예에 따라, 전자 장치(1050)는 RU 보드인 제2 PCB와 RFIC의 패키지 보드 사이에서 적용되는 에어 기반 급전 구조를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, RFIC는 SiP(system in package) 형태로 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 패키지 보드의 일 면은 RU 보드의 일 면(이하, 제1 면)와 결합될 수 있다. 패키지 보드는 RU 보드와 그리드 어레이(예: BGA)를 통해 결합될 수 있다. RU 보드의 제1 면 위에 급전선이 형성될 수 있다. 급전선은 그리드 어레이의 볼을 통해 RFIC와 RU 보드의 PTH를 전기적으로 연결할 수 있다.
본 개시의 실시 예들에 따른 안테나 보드, 그리드 어레이, 및 RU 보드를 포함하는 RU 모듈의 구조를 제작하기 위해서는, 그리드 어레이가 안테나 보드와 RU 보드에 결합된 상태로 리플로우 공정이 이용될 수 있다. 즉, 안테나 보드가 RU 보드(다시 말해, 마더 보드)에 BGA로 붙여진 상태에서 고온(약 260도)으로 SMT 라인을 통과하게 된다. 이 때, 고온으로 인해, 리플로우 공정에서 PCB의 휨 특성이 발생할 수 있다. 본 개시의 실시 예들은 이러한 PCB의 휨 특성을 최소화하기 위한 그리드 어레이의 배치가 이용될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 본 개시의 RU 보드에 배치되는 BGA(혹은 BGA 모듈)은 PCB의 휨 특성을 줄이기 위한 볼 배치, BGA 간 간격에 따라 RU 보드에 위치할 수 있다.
도 11은 본 개시의 실시 예들에 따른 에어 기반 급전 구조를 갖는 전자 장치의 기능적 구성을 도시한다. 에어 기반 급전 구조란, 방사를 위하 안테나가 배치되는 보드(즉, 안테나 보드)와 RF 구성요소들(예: RF 신호선, 전력 증폭기, 필터)이 배치되는 보드(즉, RU 보드 혹은 메인 보드) 사이에 형성되는 에어 층에서 급전선이 형성되는 구조를 의미한다. 안테나 보드가 메인 보드 위에 실장되는 경우, 안테나 보드의 가장 아래층 혹은 메인 보드의 가장 위층 중 적어도 하나에 급전선이 형성될 수 있다. 전자 장치(1110)는, 도 1의 기지국(110) 혹은 단말(120) 중 하나일 수 있다. 일 실시 예에 따라, 전자 장치(1110)는 mmWave 통신(예: 3GPP의 Frequency Range 2)을 지원하는 기지국 장비일 수 있다. 도 1 내지 도 10e를 통해 언급된 안테나 구조 자체뿐만 아니라, 이를 포함하는 전자 장치 또한 본 개시의 실시 예들에 포함된다. 전자 장치(1110)는 에어 기반 급전 구조를 갖는 RF 장비를 포함할 수 있다.
도 11를 참고하면, 전자 장치(1110)의 예시적인 기능적 구성이 도시된다. 전자 장치(1110)은 안테나부(1111), 전원 인터페이스부(1112), RF(radio frequency) 처리부(1113), 제어부(1114)를 포함할 수 있다.
안테나부(1111)는 다수의 안테나들을 포함할 수 있다. 안테나는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 안테나는 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함할 수 있다. 안테나는 상향 변환된 신호를 무선 채널 상에서 방사하거나 다른 장치가 방사한 신호를 획득할 수 있다. 각 안테나는 안테나 엘리멘트 또는 안테나 소자로 지칭될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 안테나부(1111)는 복수의 안테나 엘리멘트들이 열(array)을 이루는 안테나 어레이(antenna array)를 포함할 수 있다. 안테나부(1111)는 RF 신호선들을 통해 전원 인터페이스부(1112)와 전기적으로 연결될 수 있다. 안테나부(1111)는 다수의 안테나 엘리멘트들을 포함하는 PCB에 실장될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 안테나부(1111)는 FPCB 상에 실장될 수 있다. 안테나부(1111)는 수신된 신호를 전원 인터페이스부(1112)에 제공하거나 전원 인터페이스부(1112)로부터 제공된 신호를 공기중으로 방사할 수 있다.
전원 인터페이스부(1112)는 모듈 및 부품들을 포함할 수 있다. 전원 인터페이스부(1112)는 하나 이상의 IF들을 포함할 수 있다. 전원 인터페이스부(1112)는, 하나 이상의 LO들을 포함할 수 있다. 전원 인터페이스부(1112)는 하나 이상의 LDO 들을 포함할 수 있다. 전원 인터페이스부(1112)는 하나 이상의 DC/DC 컨버터들을 포함할 수 있다. 전원 인터페이스부(1112)는 하나 이상의 DFE들을 포함할 수 있다. 전원 인터페이스부(1112)는 하나 이상의 FPGA들을 포함할 수 있다. 전원 인터페이스부(1112)는 하나 이상의 커넥터들을 포함할 수 있다. 전원 인터페이스부(1112)는 파워 서플라이를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 전원 인터페이스부(1112)는 하나 이상의 안테나 모듈들을 위한 실장하기 위한 영역들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전원 인터페이스부(1112)는 MIMO 통신을 지원하기 위해, 복수의 안테나 모듈들을 포함할 수 있다. 안테나부(1111)에 따른 안테나 모듈이 해당 영역에 실장될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 전원 인터페이스부(1112)는 필터를 포함할 수 있다. 필터는 원하는 주파수의 신호를 전달하기 위해, 필터링을 수행할 수 있다. 전원 인터페이스부(1112)는 필터를 포함할 수 있다. 필터는 공진(resonance)를 형성함으로써 주파수를 선택적으로 식별하기 위한 기능을 수행할 수 있다. 전원 인터페이스부(1112)는 대역 통과 필터(band pass filter), 저역 통과 필터(low pass filter), 고역 통과 필터(high pass filter), 또는 대역 제거 필터(band reject filter) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 즉, 전원 인터페이스부(1112)는 송신을 위한 주파수 대역 또는 수신을 위한 주파수 대역의 신호를 얻기 위한 RF 회로들을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른 전원 인터페이스부(1112)는 안테나부(1111)와 RF 처리부(1113)를 전기적으로 연결할 수 있다.
RF 처리부(1113)는 복수의 RF 처리 체인들을 포함할 수 있다. RF 체인은 복수의 RF 소자들을 포함할 수 있다. RF 소자들은 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, RF 처리 체인은 RFIC를 의미할 수 있다. 예를 들어, RF 처리부(1113)는 기저대역(base band)의 디지털 송신신호를 송신 주파수로 상향 변환하는 상향 컨버터(up converter)와, 상향 변환된 디지털 송신신호를 아날로그 RF 송신신호로 변환하는 DAC(digital-to-analog converter)를 포함할 수 있다. 상향 컨버터와 DAC는 송신경로의 일부를 형성한다. 송신 경로는 전력 증폭기(power amplifier, PA) 또는 커플러(coupler)(또는 결합기(combiner))를 더 포함할 수 있다. 또한 예를 들어, RF 처리부(1113)는 아날로그RF 수신신호를 디지털 수신신호로 변환하는 ADC(analog-to-digital converter)와 디지털 수신신호를 기저대역의 디지털 수신신호로 변환하는 하향 컨버터(down converter)를 포함할 수 있다. ADC와 하향 컨버터는 수신경로의 일부를 형성한다. 수신 경로는 저전력 증폭기(low-noise amplifier, LNA) 또는 커플러(coupler)(또는 분배기(divider))를 더 포함할 수 있다. RF 처리부의 RF 부품들은 PCB에 구현될 수 있다. 기지국(1110)은 안테나 부(1111)-전원 인터페이스부(1112)-RF 처리부(1113) 순으로 적층된 구조를 포함할 수 있다. 안테나들, 전원 인터페이스부의 RF 부품들, 및 RFIC들은 별도의 PCB 상에서 구현될 수 있고, PCB와 PCB 사이에 필터들이 반복적으로 체결되어 복수의 층들(layers)을 형성할 수 있다.
제어부(1114)는 전자 장치(1110)의 전반적인 동작들을 제어할 수 있다. 제어부 (1114)은 통신을 수행하기 위한 다양한 모듈들을 포함할 수 있다. 제어부(1114)는 모뎀(modem)과 같은 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 제어부(1114)는 디지털 신호 처리(digital signal processing)을 위한 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1114)는 모뎀을 포함할 수 있다. 데이터 송신 시, 제어부(1114)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 예를 들어, 데이터 수신 시, 제어부(1114)은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 제어부(1114)는 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택(protocol stack)의 기능들을 수행할 수 있다.
도 11에서는 본 개시의 안테나 구조가 활용될 수 있는 장비로서, 전자 장치 (1110)의 기능적 구성을 서술하였다. 그러나, 도 11에 도시된 예는 도 1 내지 도 10e를 통해 서술된 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RF 필터 구조의 활용을 위한 예시적인 구성일 뿐, 본 개시의 실시 예들이 도 11에 도시된 장비의 구성 요소들에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 안테나 구조를 포함하는 안테나 모듈, 다른 구성의 통신 장비, 안테나 구조물 자체 또한 본 개시의 실시 예로써 이해될 수 있다.
본 개시의 실시 예들에 따를 때, RU(radio unit) 모듈은, 복수의 안테나들(antennas); 상기 복수의 안테나들이 배치되는 제1 PCB(printed circuit board); 전원 인터페이스를 포함하는 제2 PCB; 및 상기 제1 PCB의 제1 면과 상기 제2 PCB의 제1 면을 결합하기 위한 그리드 어레이(grid array)를 포함하고, 상기 제1 PCB의 크기는 상기 제2 PCB의 크기보다 작고, 상기 복수의 안테나들 중 적어도 하나의 안테나에게 신호를 전달하기 위한 급전선(feeding line)은 상기 제1 PCB의 상기 제1 면에 대응하는 층 또는 상기 제2 PCB의 상기 제1 면에 대응하는 층 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따를 때, 상기 제1 PCB는 제1 복수의 층들을 포함하고, 상기 제1 PCB의 상기 제1 면에 대응하는 층은, 상기 제1 복수의 층들 중에서 상기 제2 PCB와 가장 가까운 층이고, 상기 제2 PCB는 제2 복수의 층들을 포함하고, 상기 제2 PCB의 상기 제1 면에 대응하는 층은 상기 제2 복수의 층들 중에서 상기 제1 PCB와 가장 가까운 층인 RU 모듈일 수 있다.
일 실시 예에 따를 때, 상기 급전선은 상기 제1 PCB의 상기 제1 면에 대응하는 층에 형성된 제1 급전선과 상기 제2 PCB의 상기 제1 면에 대응하는 층에 형성된 제2 급전선을 포함하고, 상기 제1 급전선과 상기 제2 급전선은 상기 그리드 어레이의 볼(ball)을 통해 접촉될 수 있다.
일 실시 예에 따를 때, 상기 급전선은 상기 제1 PCB와 상기 제2 PCB 사이의 공기 캐비티(air cavity)에 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따를 때, 상기 RU 모듈은 듀얼 밴드(dual-band)를 지원하고, 상기 RU 모듈은 각 밴드에서 2T2R(two-transmit two-receive) 또는 4T4R(four-transmit four-receive)을 지원하도록 구성되는 복수의 안테나 어레이들을 포함하고, 상기 복수의 안테나 어레이들 중 하나의 안테나 어레이에 대응하는 복수의 제1 PCB들 각각은 인접한 PCB와 일정 간격 이격될 수 있다.
일 실시 예에 따를 때, 상기 안테나 어레이는 디지털 단의 하나의 송신 경로 또는 하나의 수신 경로에 대응할 수 있다.
일 실시 예에 따를 때, 상기 그리드 어레이는 BGA(ball grid array) 모듈일 수 있다.
일 실시 예에 따를 때, RU 모듈은 RF 신호 처리를 위한 구성 요소들을 포함하는 제3 PCB를 더 포함하고, 상기 제3 PCB의 제1 면은 상기 제2 PCB의 제1 면과 반대되는 제2 면과 그리드 어레이를 통해 결합되는 RU 모듈일 수 있다.
일 실시 예에 따를 때, 상기 제3 PCB의 제1 면과 반대되는 제2 면에 RFIC가 실장되고, 상기 RFIC에게 신호를 전달하거나 상기 RFIC로부터 신호를 전달받기 위한 급전선은 상기 제2 PCB의 상기 제2 면에 대응하는 층 또는 상기 패키지 보드의 제1 면에 대응하는 층 중 적어도 하나에 형성되는 RU 모듈일 수 있다.
일 실시 예에 따를 때, 전자파 차단을 위한 쉴드 캔(shield can)을 포함하는 커버와 결합되는 RU 모듈일 수 있다.
본 개시의 실시 예들에 따를 때, 전자 장치는, 복수의 안테나 어레이들; 상기 복수의 안테나 어레이들에 대응하는 복수의 제1 PCB(printed circuit board) 셋들; 전원 인터페이스를 포함하는 제2 PCB; 및 안테나 어레이에 대응하는 제1 PCB 셋의 제1 PCB들 각각의 제1 면과 상기 제2 PCB의 제1 면을 결합하기 위한 그리드 어레이(grid array)를 포함하고, 상기 제1 PCB들 각ㄱ각의 크기는 상기 제2 PCB의 크기보다 작고, 안테나 엘리멘트에게 신호를 전달하기 위한 급전선(feeding line)은 상기 제1 PCB들 각각의 상기 제1 면에 대응하는 층 또는 상기 제2 PCB의 상기 제1 면에 대응하는 층 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따를 때, 상기 제1 PCB들 각각은 제1 복수의 층들을 포함하고, 상기 제1 PCB들 각각의 상기 제1 면에 대응하는 층은, 상기 제1 복수의 층들 중에서 상기 제2 PCB와 가장 가까운 층이고, 상기 제2 PCB는 제2 복수의 층들을 포함하고, 상기 제2 PCB의 상기 제1 면에 대응하는 층은 상기 제2 복수의 층들 중에서 상기 제1 PCB들과 가장 가까운 층일 수 있다.
일 실시 예에 따를 때, 상기 급전선은 상기 제1 PCB들 각각의 상기 제1 면에 대응하는 층에 형성된 제1 급전선과 상기 제2 PCB의 상기 제1 면에 대응하는 층에 형성된 제2 급전선을 포함하고, 상기 제1 급전선과 상기 제2 급전선은 상기 그리드 어레이의 볼(ball)을 통해 접촉될 수 있다.
일 실시 예에 따를 때, 상기 급전선은 상기 제1 PCB들 각각과 상기 제2 PCB 사이의 공기 캐비티(air cavity)에 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따를 때, 상기 RU 모듈은 듀얼 밴드(dual-band)를 지원하고, 상기 복수의 안테나 어레이들은 각 밴드에서 2T2R(two-transmit two-receive) 또는 4T4R(four-transmit four-receive)을 지원하도록 구성되고, 상기 복수의 제1 PCB들 각각은 인접한 PCB와 일정 간격 이격될 수 있다.
일 실시 예에 따를 때, 상기 안테나 어레이는 디지털 단의 하나의 송신 경로 또는 하나의 수신 경로에 대응할 수 있다.
일 실시 예에 따를 때, 상기 그리드 어레이는 BGA(ball grid array) 모듈일 수 있다.
일 실시 예에 따를 때, 전자 장치는 RF 신호 처리를 위한 구성 요소들을 포함하는 제3 PCB를 더 포함하고, 상기 제3 PCB의 제1 면은 상기 제2 PCB의 제1 면과 반대되는 제2 면과 그리드 어레이를 통해 결합될 수 있다.
일 실시 예에 따를 때, 상기 제3 PCB의 제1 면과 반대되는 제2 면에 RFIC가 실장되고, 상기 RFIC에게 신호를 전달하거나 상기 RFIC로부터 신호를 전달받기 위한 급전선은 상기 제2 PCB의 상기 제2 면에 대응하는 층 또는 상기 패키지 보드의 제1 면에 대응하는 층 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따를 때, 전자 장치는 전자파 차단을 위한 쉴드 캔(shield can)을 포함하는 커버를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. RU(radio unit) 모듈에 있어서,
    복수의 안테나들(antennas);
    상기 복수의 안테나들이 배치되는 제1 PCB(printed circuit board);
    전원 인터페이스를 포함하는 제2 PCB; 및
    상기 제1 PCB의 제1 면과 상기 제2 PCB의 제1 면을 결합하기 위한 그리드 어레이(grid array)를 포함하고,
    상기 제1 PCB의 크기는 상기 제2 PCB의 크기보다 작고,
    상기 복수의 안테나들 중 적어도 하나의 안테나에게 신호를 전달하기 위한 급전선(feeding line)은 상기 제1 PCB의 상기 제1 면에 대응하는 층 또는 상기 제2 PCB의 상기 제1 면에 대응하는 층 중 적어도 하나에 형성되는 RU 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 PCB는 제1 복수의 층들을 포함하고,
    상기 제1 PCB의 상기 제1 면에 대응하는 층은, 상기 제1 복수의 층들 중에서 상기 제2 PCB와 가장 가까운 층이고,
    상기 제2 PCB는 제2 복수의 층들을 포함하고,
    상기 제2 PCB의 상기 제1 면에 대응하는 층은 상기 제2 복수의 층들 중에서 상기 제1 PCB와 가장 가까운 층인 RU 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 급전선은 상기 제1 PCB의 상기 제1 면에 대응하는 층에 형성된 제1 급전선과 상기 제2 PCB의 상기 제1 면에 대응하는 층에 형성된 제2 급전선을 포함하고,
    상기 제1 급전선과 상기 제2 급전선은 상기 그리드 어레이의 볼(ball)을 통해 접촉되는 RU 모듈.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 급전선은 상기 제1 PCB와 상기 제2 PCB 사이의 공기 캐비티(air cavity)에 형성되는 RU 모듈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 RU 모듈은 듀얼 밴드(dual-band)를 지원하고,
    상기 RU 모듈은 각 밴드에서 2T2R(two-transmit two-receive) 또는 4T4R(four-transmit four-receive)을 지원하도록 구성되는 복수의 안테나 어레이들을 포함하고,
    상기 복수의 안테나 어레이들 중 하나의 안테나 어레이에 대응하는 복수의 제1 PCB들 각각은 인접한 PCB와 일정 간격 이격되는 RU 모듈.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 안테나 어레이는 디지털 단의 하나의 송신 경로 또는 하나의 수신 경로에 대응하는 RU 모듈.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 그리드 어레이는 BGA(ball grid array) 모듈인 RU 모듈.
  8. 청구항 1에 있어서,
    RF 신호 처리를 위한 구성 요소들을 포함하는 제3 PCB를 더 포함하고,
    상기 제3 PCB의 제1 면은 상기 제2 PCB의 제1 면과 반대되는 제2 면과 그리드 어레이를 통해 결합되는 RU 모듈.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 제3 PCB의 제1 면과 반대되는 제2 면에 RFIC가 실장되고,
    상기 RFIC에게 신호를 전달하거나 상기 RFIC로부터 신호를 전달받기 위한 급전선은 상기 제2 PCB의 상기 제2 면에 대응하는 층 또는 상기 패키지 보드의 제1 면에 대응하는 층 중 적어도 하나에 형성되는 RU 모듈.
  10. 청구항 1에 있어서, 전자파 차단을 위한 쉴드 캔(shield can)을 포함하는 커버와 결합되는 RU 모듈.
  11. 전자 장치에 있어서,
    복수의 안테나 어레이들;
    상기 복수의 안테나 어레이들에 대응하는 복수의 제1 PCB(printed circuit board) 셋들;
    전원 인터페이스를 포함하는 제2 PCB; 및
    안테나 어레이에 대응하는 제1 PCB 셋의 제1 PCB들 각각의 제1 면과 상기 제2 PCB의 제1 면을 결합하기 위한 그리드 어레이(grid array)를 포함하고,
    상기 제1 PCB들 각각의 크기는 상기 제2 PCB의 크기보다 작고,
    안테나 엘리멘트에게 신호를 전달하기 위한 급전선(feeding line)은 상기 제1 PCB들 각각의 상기 제1 면에 대응하는 층 또는 상기 제2 PCB의 상기 제1 면에 대응하는 층 중 적어도 하나에 형성되는 전자 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 PCB들 각각은 제1 복수의 층들을 포함하고,
    상기 제1 PCB들 각각의 상기 제1 면에 대응하는 층은, 상기 제1 복수의 층들 중에서 상기 제2 PCB와 가장 가까운 층이고,
    상기 제2 PCB는 제2 복수의 층들을 포함하고,
    상기 제2 PCB의 상기 제1 면에 대응하는 층은 상기 제2 복수의 층들 중에서 상기 제1 PCB들과 가장 가까운 층인 전자 장치.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 급전선은 상기 제1 PCB들 각각의 상기 제1 면에 대응하는 층에 형성된 제1 급전선과 상기 제2 PCB의 상기 제1 면에 대응하는 층에 형성된 제2 급전선을 포함하고,
    상기 제1 급전선과 상기 제2 급전선은 상기 그리드 어레이의 볼(ball)을 통해 접촉되는 전자 장치.
  14. 청구항 11에 있어서, 상기 급전선은 상기 제1 PCB들 각각과 상기 제2 PCB 사이의 공기 캐비티(air cavity)에 형성되는 전자 장치.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 RU 모듈은 듀얼 밴드(dual-band)를 지원하고,
    상기 복수의 안테나 어레이들은 각 밴드에서 2T2R(two-transmit two-receive) 또는 4T4R(four-transmit four-receive)을 지원하도록 구성되고,
    상기 복수의 제1 PCB들 각각은 인접한 PCB와 일정 간격 이격되는 전자 장치.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 안테나 어레이는 디지털 단의 하나의 송신 경로 또는 하나의 수신 경로에 대응하는 전자 장치.
  17. 청구항 15에 있어서, 상기 그리드 어레이는 BGA(ball grid array) 모듈인 전자 장치.
  18. 청구항 11에 있어서,
    RF 신호 처리를 위한 구성 요소들을 포함하는 제3 PCB를 더 포함하고,
    상기 제3 PCB의 제1 면은 상기 제2 PCB의 제1 면과 반대되는 제2 면과 그리드 어레이를 통해 결합되는 전자 장치.
  19. 청구항 18에 있어서, 상기 제3 PCB의 제1 면과 반대되는 제2 면에 RFIC가 실장되고,
    상기 RFIC에게 신호를 전달하거나 상기 RFIC로부터 신호를 전달받기 위한 급전선은 상기 제2 PCB의 상기 제2 면에 대응하는 층 또는 상기 패키지 보드의 제1 면에 대응하는 층 중 적어도 하나에 형성되는 전자 장치.
  20. 청구항 11에 있어서, 전자파 차단을 위한 쉴드 캔(shield can)을 포함하는 커버를 더 포함하는 전자 장치.
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