KR20230079643A

KR20230079643A - 전자 장치

Info

Publication number: KR20230079643A
Application number: KR1020210166638A
Authority: KR
Inventors: 최두석; 김영민; 윤민영; 이영기
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2021-11-29
Filing date: 2021-11-29
Publication date: 2023-06-07
Also published as: CN116190979A; US20230170601A1

Abstract

전자 장치가 제공된다. 전자 장치는, RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit) 칩, 제1 급전 라인을 통해 RFIC 칩과 전기적으로 연결되는 복수의 급전 지점을 포함하는 제1 안테나 모듈, 및 제1 안테나 모듈과 이격 배치되고, 제2 급전 라인을 통해 RFIC 칩과 전기적으로 연결되는 복수의 급전 지점을 포함하는 제2 안테나 모듈을 포함하되, 제1 안테나 모듈의 급전 지점의 개수와 제2 안테나 모듈의 급전 지점의 개수는 서로 다르다.

Description

전자 장치{Electronic device}

본 발명은 안테나 모듈을 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.

무선 통신의 전송량(throughput)을 증대시키기 위하여 높은 주파수 대역이 사용될 수 있다. 예를 들면, 5G(5th Generation)와 같은 무선 통신 시스템은 밀리미터파(mmWave) 주파수 대역의 사용을 규정하고 있다. 이에 따라, 무선 통신을 위한 안테나는 넓은 주파수 대역폭을 제공하는 것이 요구될 수 있다. 또한, 빔포밍(beamforming)을 위하여 복수의 안테나들을 포함하는 안테나 어레이가 사용될 수 있고, 안테나 어레이는 양호한 빔 커버리지를 제공하는 것이 필수적이다.

그러나, 모바일 폰과 같은 휴대용 무선 통신 기기의 경우 안테나를 위한 공간이 제한될 수 있고, 이에 따라 제한된 공간 및 안테나에 인접한 다른 부품에도 불구하고 양호한 성능을 제공하는 안테나가 필수적이다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 제한된 공간 내에서 고출력을 구현할 수 있는 안테나를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 제한된 공간 내에서 보다 넓은 통신 반경을 가지는 안테나를 제공하는 것이다.

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

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 전자 장치는, RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit) 칩, 제1 급전 라인을 통해 RFIC 칩과 전기적으로 연결되는 복수의 급전 지점을 포함하는 제1 안테나 모듈, 및 제1 안테나 모듈과 이격 배치되고, 제2 급전 라인을 통해 RFIC 칩과 전기적으로 연결되는 복수의 급전 지점을 포함하는 제2 안테나 모듈을 포함하되,

제1 안테나 모듈의 급전 지점의 개수와 제2 안테나 모듈의 급전 지점의 개수는 서로 다르다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 전자 장치는, 제1 및 제2 복수의 급전 지점을 포함하는 안테나 모듈, 제1 급전 라인을 통해 안테나 모듈의 제1 복수의 급전 지점과 전기적으로 연결되는 제1 RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit) 칩, 및 제2 급전 라인을 통해 안테나 모듈의 제2 복수의 급전 지점과 전기적으로 연결되는 제2 RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit) 칩을 포함한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 전자 장치는, RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit) 칩, 및 적어도 하나의 차동 신호를 제공하도록 구성된 제1 내지 제5 급전 라인을 통해 RFIC 칩과 전기적으로 연결되는 복수의 급전 지점을 포함하는 제1 내지 제5 안테나 모듈을 포함하는 제1 안테나 어레이를 포함하되, 제1 내지 제5 안테나 모듈 각각은 제1 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제1 도전성 패치 및 제1 주파수 대역보다 낮은 제2 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제2 도전성 패치를 포함하고, 제1 안테나 모듈의 급전 지점의 개수와 제2 안테나 모듈의 급전 지점의 개수는 서로 다르다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

도 1은 몇몇 실시예에 따른 통신 기기를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 몇몇 실시예에 따른 통신 기기의 구성요소를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈에 의해 형성되는 전계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 몇몇 실시예에 따른 안테나 어레이를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 몇몇 실시예에 따른 안테나 어레이를 설명하기 위한 도면들이다.
도 8는 몇몇 실시예에 따른 안테나 어레이를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9(a) 내지 도 9(c)는 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10(a) 및 도 10(b)는 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈을 개략적으로 나타낸 도면들이다.
도 11 및 도 12는 몇몇 실시예에 따른 RFIC 칩을 설명하기 위한 도면들이다.
도 13은 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈을 포함하는 통신 기기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 14는 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈을 포함하는 통신 기기를 개략적으로 나타낸 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예들에 대해 설명한다.

도 1은 몇몇 실시예에 따른 통신 기기를 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 통신 기기(10)는 안테나(100)를 포함할 수 있고, 안테나(100)를 통해서 신호를 송신하거나 수신함으로써 무선 통신 시스템에서 상대 통신 기기와 통신할 수 있으며, 무선 통신 기기로서 지칭될 수도 있다.

통신 기기(10)가 상대 통신 기기와 통신하는 무선 통신 시스템은, 비제한적인 예시로서 5G(5th generation wireless) 시스템, LTE(Long Term Evolution) 시스템, LTE-Advanced 시스템, CDMA(Code Division Multiple Access) 시스템, GSM(Global System for Mobile Communications) 시스템 등과 같은 셀룰러 네트워크(cellular network)를 이용하는 무선 통신 시스템일 수도 있고, WLAN(Wireless Local Area Network) 시스템 또는 다른 임의의 무선 통신 시스템일 수 있다. 이하에서, 무선 통신 시스템은 셀룰러 네트워크를 이용하는 무선 통신 시스템을 주로 참조하여 설명될 수 있다. 다만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1에 도시된 바와 같이, 통신 기기(10)는 안테나(100), RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit)(200) 및 신호 프로세서(300)를 포함할 수 있고, 안테나(100) 및 RFIC(200)는 급전(feed) 라인(15)을 통해서 연결될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 안테나(100)는 안테나 모듈로서 지칭될 수도 있고, 안테나(100) 및 급전 라인(15)이 안테나 모듈로서 총괄적으로 지칭될 수도 있다. 또한, 안테나(100), 급전 라인(15) 및 RFIC(200)는 총괄적으로 RF 시스템 또는 RF 장치(device)로서 지칭될 수 있다.

RFIC(200)는, 송신 모드에서 신호 프로세서(300)로부터 제공되는 송신 신호(TX)를 처리함으로써 생성된 신호를 급전 라인(15)을 통해서 안테나(100)에 제공할 수 있는 한편, 수신 모드에서 급전 라인(15)을 통해서 안테나(100)로부터 수신되는 신호를 처리함으로써 수신 신호(RX)를 신호 프로세서(300)에 제공할 수 있다. 예를 들면, RFIC(200)는 송신기를 포함할 수 있고, 송신기는 필터, 믹서, 전력 증폭기(power amplifier; PA)를 포함할 수 있다. 또한, RFIC(200)는 수신기를 포함할 수 있고, 수신기는 필터, 믹서, 저잡음 증폭기(low noise amplifier; LNA)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, RFIC는 복수의 송신기들 및 수신기들을 포함할 수도 있고, 송신기 및 수신기가 결합된 송수신기를 포함할 수도 있다.

신호 프로세서(300)는 송신하고자 하는 정보를 포함하는 신호를 처리함으로써 송신 신호(TX)를 생성할 수 있고, 수신 신호(RX)를 처리함으로써 정보를 포함하는 신호를 생성할 수 있다. 예를 들면, 신호 프로세서(300)는 송신 신호(TX)를 생성하기 위하여, 인코더(encoder), 변조기(modulator) 및 디지털-아날로그 변환기(digital-to analog converter; DAC)를 포함할 수 있다. 또한, 신호 프로세서(300)는 수신 신호(RX)를 처리하기 위하여, 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter; ADC), 복조기(demodulator) 및 디코더(decoder)를 포함할 수 있다. 신호 프로세서(300)는 RFIC(200)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수도 있고, 제어 신호를 통해서 송신 모드 또는 수신 모드를 설정하거나 RFIC(200)에 포함된 구성요소들의 전력 및 이득 등을 조절할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 신호 프로세서(300)는 하나 이상의 코어 및 코어에 의해서 실행되는 명령어들을 저장하는 메모리를 포함할 수 있고, 신호 프로세서(300)의 적어도 일부는 메모리에 저장된 소프트웨어 블록을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 신호 프로세서(300)는 논리 합성을 통해서 설계된 로직 회로를 포함할 수 있고, 신호 프로세서(300)의 적어도 일부분은 로직 회로로 구현된 하드웨어 블록을 포함할 수 있다.

무선 통신 시스템은 높은 데이터 전송량을 위하여 높은 스펙트럼 대역을 규정할 수 있다. 예를 들어, 5G 셀룰러 시스템(또는 5G 무선 시스템)은 24GHz 이상의 밀리미터파(mmWave)를 규정할 수 있다. 밀리미터파(mmWave)는 광대역 전송을 가능하게 하고, RF 시스템, 즉 안테나(100) 및 RFIC(200)의 소형화를 가능하게 할 뿐만 아니라, 향상된 지향성을 제공할 수 있는 반면, 감쇠가 발생하기 쉬우므로 이러한 감쇠를 줄이는 것이 중요할 수 있다.

높은 주파수 대역에 기인하는 신호 감쇠를 완화시키기 위하여, 높은 송신 전력이 요구될 수 있다. Friis 송신 공식에 의하면, 송신 전력은 전력 증폭기의 출력 전력 및 안테나(100)의 이득의 곱으로 계산될 수 있다. RFIC(200)에 포함되는 전력 증폭기의 낮은 전력 효율에 기인하여 전력 증폭기에 의한 전력을 상승시키는 것은 발열, 전력 소비 등을 유발할 수 있으므로, 송신 전력을 높이기 위하여 높은 안테나 이득을 획득하는 것이 중요할 수 있다. 안테나 이득은 유효 개구 면적의 크기에 비례할 수 있으나, 모바일 폰과 같이 공간 효율성이 요구되는 어플리케이션의 경우 유효 개구 면적 역시 제한적일 수 있으며, 안테나 이득이 높을수록 안테나(100)로부터 출력되는 빔 폭이 좁아져 통신 가능 범위가 감소하는 문제가 발생할 수 있다.

몇몇 실시예에 따르면, 안테나(100)는 2 이상의 급전 라인들을 통해서 RFIC(200)로부터 차동 신호를 공급받을 수 있다. 이에 따라,　도 3을 참조하여 후술하는 바와 같이, 안테나(100)의 이격된 급전 지점들에 위상이 정반대인 2개의 신호들이 공급됨으로써 안테나(100)의 성능 감소 없이 높은 송신 전력이 달성될 수 있다.

　도 2는 몇몇 실시예에 따른 도 1의 통신 기기(10)의 구성요소들의 레이아웃의 예시들을 나타낸다. 이하에서, 도 2는 도 1을 참조하여 설명되고, 도 2에 대한 설명 중 중복되는 내용은 생략될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상호 직교하는 X축 방향 및 Y축 방향은 제1 수평 방향 및 제2 수평 방향으로 각각 지칭될 수 있고, X축 및 Y축으로 이루어진 평면은 수평면으로 지칭될 수 있다. 또한, 면적은 수평면과 평행한 면에서의 면적을 지칭할 수 있고, 수평면에 수직한 방향, 즉 Z축 방향은 수직 방향으로 지칭될 수 있다. 다른 구성요소보다 상대적으로 +Z축 방향으로 배치된 구성요소는 다른 구성요소 위에 있는 것으로 지칭될 수 있고, 다른 구성요소보다 상대적으로 -Z축 방향으로 배치된 구성요소는 다른 구성요소 아래에 있는 것으로 지칭될 수 있다. 또한, 구성요소의 표면들 중, +Z축 방향의 표면은 구성요소의 상면으로 지칭될 수 있고, -Z축 방향의 표면은 구성요소의 하면으로 지칭될 수 있다.

밀리미터파(mmWave) 주파수 대역과 같은 높은 주파수 대역에서는 대부분의 손실(loss) 파라미터들이 악화될 수 있으므로, 낮은 주파수 대역, 예컨대 6GHz 미만의 대역에서 사용되는 안테나(100) 및 RFIC(200)의 레이아웃들을 그대로 채용하는 것이 용이하지 아니할 수 있다. 예를 들면, 낮은 주파수 대역에서 사용되는 안테나 급전 구조는, 밀리미터파(mmWave) 주파수 대역에서 신호의 감쇠 특성을 현저하게 저하시킬 수 있고, EIRP(Effective Isotropic Radiated Power) 및 노이즈 특성(noise figure)을 전반적으로 열화시킬 수 있다. 이에 따라, 도 1의 급전 라인(15)에 의한 신호 감쇠를 최소화하기 위하여, 안테나(100) 및 RFIC(200)가 인접하게 배치될 수 있다. 특히, 모바일 폰과 같은 모바일 어플리케이션에서는 높은 공간 효율성이 요구될 수 있고, 이에 따라 도 2에 예시되는 바와 같이, RFIC(200) 상에 안테나(100)가 배치되는 시스템-인-패키지(System-in-Package; SiP) 구조가 채용될 수 있다.

도 2를 참조하면, 통신 기기(10a)는 RF 시스템(20a), 디지털 집적 회로(13a) 및 캐리어 보드(carrier board)(500a)를 포함할 수 있고, 캐리어 보드(500a)의 상면에 RF 시스템(20a) 및 디지털 집적 회로(13a)가 실장될(mounted) 수 있다. RF 시스템(20a) 및 디지털 집적 회로(13a)는 캐리어 보드(500a)에 형성된 도전 패턴들을 통해서 상호 통신 가능하게 연결될 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 캐리어 보드(500a)는 PCB(Printed Circuit Board)일 수 있다. 디지털 집적 회로(13a)는 도 1의 신호 프로세서(300)를 포함할 수 있고, 이에 따라 RFIC(200a)에 송신 신호(TX)를 전송하거나 RFIC(200a)로부터 수신 신호(RX)를 수신할 수 있으며, RFIC(200a)를 제어하기 위한 제어 신호를 제공할 수도 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 디지털 집적 회로(13a)는 하나 이상의 코어 및/또는 메모리를 포함할 수도 있고, 통신 기기(10a)의 동작을 제어할 수도 있다.

RF 시스템(20a)은 안테나 모듈(100a) 및 RFIC 칩(200a)를 포함할 수 있다. 안테나 모듈(100a)은 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(substrate)(120a) 및 기판(120a)에 형성된 도전체(110a)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 안테나 모듈(100a)은, 수평면에 평행한 접지판(ground plane) 및 도전성 패치(patch)를 포함할 수 있고, RFIC 칩(200a)으로부터 도전성 패치에 신호를 공급하기 위한 급전 라인을 포함할 수도 있다. RFIC 칩(200a)은 안테나 모듈(100a)의 하면과 전기적으로 연결된 상면을 가질 수 있다. 한편, 구체적으로 도시되지는 않았으나, 캐리어 보드(500b)의 하면에 RFIC 칩(200a) 및 디지털 집적 회로(13a)가 실장될 수도 있다.

도 3은 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈에 의해 형성되는 전계를 설명하기 위한 도면들이다.

도 3은 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈에 포함되는 도전성 패치(42) 및 도전성 패치(42)에 의해서 형성되는 전계를 나타내는 도면이다. 구체적으로,　도 3의 좌측 도면은 도전성 패치(42)의 하면에서 2개의 급전 라인들과 연결되는 급전 지점들(P1, P2)을 나타내고,　도 3의 우측 도면은 도전성 패치(42) 및 접지판(43) 사이에서 발생하는 전계를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 도전성 패치(42)는 직사각형의 형상을 가질 수 있고, X축 방향의 길이 L 및 Y축 방향의 길이 W를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 도전성 패치(42)의 X축 방향의 길이 L은 차동 신호에 의한 방사 파장의 절반일 수 있다. 2개의 급전 라인들이 제1 급전 지점(P1) 및 제2 급전 지점(P2)에서 패치(42)의 하면에서 연결될 수 있다. 제1 급전 지점(P1) 및 제2 급전 지점(P2)은 X축 방향으로 이격될 수 있고, 도전성 패치(42)의 하면에서 제1 급전 지점(P1) 및 제2 급전 지점(P2)의 위치는 임피던스 정합(impedance matching)에 의해서 결정될 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 제1 급전 지점(P1) 및 제2 급전 지점(P2)은, X축에 평행하고 도전성 패치(42)의 중심을 가로지르는 제1 중심선(LY)에 근접하게 배치될 수 있다.

도전성 패치(42)를 포함하는 안테나 모듈의 전기장 분포에서 급전되는 축을 중심으로 양끝에서 위상이 반대인 전기장이 형성될 수 있다. 이에 따라, 급전되는 축 상에서 위상이 반대인 2개의 입력 신호, 즉 차동 신호를 인가하면 안테나 모듈의 성능의 감소 없이 보다 높은 전력의 송신이 가능할 수 있다. 예를 들면,　도 3에 도시된 바와 같이, 차동 신호에 기인하여, 제1 급전 지점(P1)에 상대적으로 높은 전위의 신호가 인가되고 제2 급전 지점(P2)에 상대적으로 낮은 전위의 신호가 인가되는 경우, 제1 급전 지점(P1) 및 제2 급전 지점(P2)을 가로지르는 축, 즉 X축과 평행한 축을 기준으로 양끝에서 위상이 반대인 전기장이 형성될 수 있다. 이에 따라, 단일 급전 구조와 비교할 때, 안테나 이득이 유지될 수 있는 한편, EIRP는 2배로 증대될 수 있다.

도 4는 몇몇 실시예에 따른 안테나 어레이를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 5는 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈을 설명하기 위한 도면들이다. 도 6 및 도 7은 몇몇 실시예에 따른 안테나 어레이를 설명하기 위한 도면들이다. 도 8는 몇몇 실시예에 따른 안테나 어레이를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 9(a) 내지 도 9(c)는 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈을 설명하기 위한 도면들이다. 설명의 편의를 위해, 각 실시예에서 중복되는 내용이나 실질적으로 동일한 내용에 대해서는 설명을 간략히 하거나 생략할 수 있다.

도 4를 참조하면, 전자 장치(20a)는 제1 RFIC 칩(200a), 제1 안테나 모듈(400), 제2 안테나 모듈(500), 제3 안테나 모듈(600), 제4 안테나 모듈(700) 및 제5 안테나 모듈(800)을 포함한다. 이하에서 설명하는 각각의 안테나 모듈(400, 500, 600, 700, 800)은 도전성 패치가 포함된 안테나 소자를 각각 의미할 수 있다. 또한, 각각의 안테나 소자가 배치된 제1 안테나 어레이(1000)는 제1 RFIC 칩(200a)과 연결된 안테나 모듈을 의미할 수 있다.

도 4 및 도 5(a)를 참조하면, 제1 안테나 모듈(400)은 제1 급전 라인을 통해 제1 RFIC 칩(200a)과 전기적으로 연결되는 복수의 급전 지점(420, 430)을 포함한다.

제1 안테나 모듈(400)은 제1 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제1 도전성 패치(411), 및 제1 주파수 대역보다 낮은 제2 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제2 도전성 패치(412)를 포함한다.

몇몇 실시예에서, 제1 도전성 패치(411, 511, 611, 711, 811)는 기판(120a)의 상면 상에 배치되고, 제2 도전성 패치(412, 512, 612, 712, 812)는 기판(120a) 내부에 배치될 수 있다. 즉, 제1 도전성 패치(411, 511, 611, 711, 811)는 제2 도전성 패치(412, 512, 612, 712, 812) 상에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

몇몇 실시예에서, 제1 내지 제5 안테나 모듈(400, 500, 600, 700, 800)의 제1 및 제2 도전성 패치(411, 412, 511, 512, 611, 612, 711, 712, 811, 812)의 형상은 마름모 형상, 사각형 형상 또는 원형 등으로 다양할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

제1 RFIC 칩(200a)은, 적어도 하나의 차동 신호를 제공하도록 구성된 제1 급전 라인을 통해 제1 안테나 모듈(400)의 급전 지점(420, 430)에 신호를 제공한다.

제1 안테나 모듈(400)은 제1 도전성 패치(411) 및 제2 도전성 패치(412)에서 각각 급전 지점(420, 430)들과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다.

구체적으로, 도 5(a)를 참조하면, 제1 안테나 모듈(400)은 제1 도전성 패치(411)의 급전 지점(421, 422)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다. 또한, 제1 안테나 모듈(400)은 제2 도전성 패치(412)의 급전 지점(431, 432)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다.

제1 안테나 모듈(400)은 급전 지점(421, 432)을 통해 제1 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다. 또한, 제1 안테나 모듈(400)은 급전 지점(431, 432)을 통해 제2 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다.

도 4 및 도 5(b)를 참조하면, 제2 안테나 모듈(500)은 제1 안테나 모듈(400)과 이격 배치되고, 제2 급전 라인을 통해 제1 RFIC 칩(200a)과 전기적으로 연결되는 복수의 급전 지점(520, 530)을 포함한다.

제2 안테나 모듈(500)은 제1 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제1 도전성 패치(511), 및 제1 주파수 대역보다 낮은 제2 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제2 도전성 패치(512)를 포함한다.

제1 RFIC 칩(200a)은, 적어도 하나의 차동 신호를 제공하도록 구성된 제2 급전 라인을 통해 제2 안테나 모듈(500)의 급전 지점(520, 530)에 신호를 제공한다.

제2 안테나 모듈(500)은 제1 도전성 패치(511) 및 제2 도전성 패치(512)에서 각각 급전 지점(520, 530)들과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다.

구체적으로, 도 5(b)를 참조하면, 제2 안테나 모듈(500)은 제1 도전성 패치(511)의 급전 지점(521, 522, 523, 524)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다. 1쌍의 급전 지점(521, 523)은 제1 도전성 패치(511)에서 서로 대칭되는 위치에 배치되고, 1쌍의 급전 지점(522, 524)은 제1 도전성 패치(511)에서 서로 대칭되는 위치에 배치될 수 있다.

또한, 제2 안테나 모듈(500)은 제2 도전성 패치(512)의 급전 지점(531, 532, 533, 534)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다. 1쌍의 급전 지점(531, 533)은 제2 도전성 패치(512)의 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치되고, 1쌍의 급전 지점(532, 534)은 제2 도전성 패치(512)의 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치될 수 있다.

제2 안테나 모듈(500)은 급전 지점(521, 522, 523, 524)을 통해 제1 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다. 제2 안테나 모듈(500)은 급전 지점(531, 532, 533, 534)을 통해 제2 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 제1 내지 제5 안테나 모듈(400, 500, 600, 700, 800)은 제1 안테나 어레이(1000)를 구성할 수 있다.

구체적으로 도시되지는 않았으나, 제1 안테나 어레이(1000)는 제1 내지 제5 안테나 모듈(400, 500, 600, 700, 800) 이외에도 수동 소자를 더 포함할 수 있다.

한편, 전술한 도 5(a) 및 도 5(b)의 안테나 모듈(400, 500)은 제1 안테나 어레이(1000)에 포함되는 안테나 모듈 중 적어도 하나에 적용될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 후술하는 도 7의 제2 및 제4 안테나 모듈(500, 700)과 같이, 제1 안테나 어레이(1000)에 포함되는 안테나 모듈은 도 5(a) 및 도 5(b)의 안테나 모듈(400, 500)과 상이할 수 있다.

도 6을 참조하면, 전술한 도 5(a)의 제1 안테나 모듈(400)은 도 6의 제2 안테나 모듈(500)과 동일한 구조 및 형상일 수 있다. 또한, 도 5(b)의 제2 안테나 모듈(500)은 도 6의 제1 안테나 모듈(400)과 동일한 구조 및 형상일 수 있다.

도 6을 참조하면, 제3 안테나 모듈(600)은 제1 및 제2 안테나 모듈(400, 500)과 이격 배치되고, 제3 급전 라인을 통해 제1 RFIC 칩(200a)과 전기적으로 연결되는 복수의 급전 지점(621, 622, 623, 624, 631, 632, 633, 634)을 포함한다.

제3 안테나 모듈(600)은 제1 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제1 도전성 패치(611), 및 제1 주파수 대역보다 낮은 제2 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제2 도전성 패치(612)를 포함한다.

제1 RFIC 칩(200a)은, 적어도 하나의 차동 신호를 제공하도록 구성된 제3 급전 라인을 통해 제3 안테나 모듈(600)의 급전 지점(621, 622, 623, 624, 631, 632, 633, 634)에 신호를 제공한다.

제3 안테나 모듈(600)은 제1 도전성 패치(611) 및 제2 도전성 패치(612)에서 각각 급전 지점(621, 622, 623, 624, 631, 632, 633, 634)들과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다.

구체적으로, 제3 안테나 모듈(600)은 제1 도전성 패치(611)의 급전 지점(621, 622, 623, 624)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다. 1쌍의 급전 지점(621, 623)은 제1 도전성 패치(611)의 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치되고, 1쌍의 급전 지점(622, 624)은 제1 도전성 패치(611)의 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치될 수 있다.

또한, 제3 안테나 모듈(600)은 제2 도전성 패치(612)의 급전 지점(631, 632, 633, 634)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다. 1쌍의 급전 지점(631, 633)은 제2 도전성 패치(612)의 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치되고, 1쌍의 급전 지점(632, 634)은 제2 도전성 패치(612)의 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치될 수 있다.

제3 안테나 모듈(600)은 급전 지점(621, 622, 623, 624)을 통해 제1 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다. 제3 안테나 모듈(600)은 급전 지점(631, 632, 633, 634)을 통해 제2 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다.

제4 안테나 모듈(700)은 제3 안테나 모듈(600)과 이격 배치되고, 제4 급전 라인을 통해 제1 RFIC 칩(200a)과 전기적으로 연결되는 복수의 급전 지점(721, 722, 731, 732)을 포함한다.

제4 안테나 모듈(700)은 제1 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제1 도전성 패치(711), 및 제1 주파수 대역보다 낮은 제2 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제2 도전성 패치(712)를 포함한다.

제1 RFIC 칩(200a)은, 적어도 하나의 차동 신호를 제공하도록 구성된 제4 급전 라인을 통해 제4 안테나 모듈(700)의 급전 지점(721, 722, 731, 732)에 신호를 제공한다.

제4 안테나 모듈(700)은 제1 도전성 패치(711) 및 제2 도전성 패치(712)에서 각각 급전 지점(721, 722, 731, 732)들과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다.

구체적으로, 제4 안테나 모듈(700)은 제1 도전성 패치(711)의 급전 지점(721, 722)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다. 또한, 제4 안테나 모듈(700)은 제2 도전성 패치(712)의 급전 지점(731, 732)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다.

제4 안테나 모듈(700)은 급전 지점(721, 722)을 통해 제1 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다. 또한, 제4 안테나 모듈(700)은 급전 지점(731, 732)을 통해 제2 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다.

제5 안테나 모듈(800)은 제4 안테나 모듈(700)과 이격 배치되고, 제5 급전 라인을 통해 제1 RFIC 칩(200a)과 전기적으로 연결되는 복수의 급전 지점(821, 822, 823, 824, 831, 832, 833, 834)을 포함한다.

제5 안테나 모듈(800)은 제1 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제1 도전성 패치(811), 및 제1 주파수 대역보다 낮은 제2 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제2 도전성 패치(812)를 포함한다.

제1 RFIC 칩(200a)은, 적어도 하나의 차동 신호를 제공하도록 구성된 제5 급전 라인을 통해 제5 안테나 모듈(800)의 급전 지점(821, 822, 823, 824, 831, 832, 833, 834)에 신호를 제공한다.

제5 안테나 모듈(800)은 제1 도전성 패치(811) 및 제2 도전성 패치(812)에서 각각 급전 지점(821, 822, 823, 824, 831, 832, 833, 834)들과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다.

구체적으로, 제5 안테나 모듈(800)은 제1 도전성 패치(811)의 급전 지점(821, 822, 823, 824)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다. 1쌍의 급전 지점(821, 823)은 제1 도전성 패치(811)의 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치되고, 1쌍의 급전 지점(822, 824)은 제1 도전성 패치(811)의 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치될 수 있다.

또한, 제5 안테나 모듈(800)은 제2 도전성 패치(812)의 급전 지점(831, 832, 833, 834)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다. 1쌍의 급전 지점(831, 833)은 제2 도전성 패치(812)의 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치되고, 1쌍의 급전 지점(832, 834)은 제2 도전성 패치(812)의 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치될 수 있다.

제5 안테나 모듈(800)은 급전 지점(821, 822, 823, 824)을 통해 제1 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다. 제5 안테나 모듈(800)은 급전 지점(831, 832, 833, 834)을 통해 제2 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다.

도 7을 참조하면, 제1 안테나 어레이(1000)에 포함되는 안테나 모듈은 도 5(a) 및 도 5(b)의 안테나 모듈(400, 500)과 상이할 수 있다. 구체적으로, 제1 및 제5 안테나 모듈(400, 800) 각각의 급전 지점의 개수는 도 5(a)의 제1 안테나 모듈(400)의 급전 지점의 개수와 상이할 수 있다.

제1 안테나 모듈(400)은 제1 급전 라인을 통해 제1 RFIC 칩(200a)과 전기적으로 연결되는 복수의 급전 지점을 포함한다.

제1 RFIC 칩(200a)은, 적어도 하나의 차동 신호를 제공하도록 구성된 제1 급전 라인을 통해 제1 안테나 모듈(400)의 급전 지점(421, 422, 423, 424, 431, 432)에 신호를 제공한다.

제1 안테나 모듈(400)은 제1 도전성 패치(411) 및 제2 도전성 패치(412)에서 각각 급전 지점(421, 422, 423, 424, 431, 432)들과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다.

구체적으로, 제1 안테나 모듈(400)은 제1 도전성 패치(411)의 급전 지점(421, 422, 423, 424)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다.

1쌍의 급전 지점(421, 423)은 제1 도전성 패치(411)의 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치되고, 1쌍의 급전 지점(422, 424)은 제1 도전성 패치(411)의 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치될 수 있다.

또한, 제1 안테나 모듈(400)은 제2 도전성 패치(412)의 급전 지점(431, 432)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다.

제1 안테나 모듈(400)은 급전 지점(421, 422, 423, 424)을 통해 제1 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다. 제1 안테나 모듈(400)은 급전 지점(431, 432)을 통해 제2 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다.

제2 안테나 모듈(500)은 제2 급전 라인을 통해 제1 RFIC 칩(200a)과 전기적으로 연결되는 복수의 급전 지점(521, 522, 531, 532, 533, 534)을 포함한다.

제1 RFIC 칩(200a)은, 적어도 하나의 차동 신호를 제공하도록 구성된 제1 급전 라인을 통해 제5 안테나 모듈(500)의 급전 지점(521, 522, 531, 532, 533, 534)에 신호를 제공한다.

제2 안테나 모듈(500)은 제1 도전성 패치(511) 및 제2 도전성 패치(512)에서 각각 급전 지점(521, 522, 531, 532, 533, 534)들과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다.

구체적으로, 제2 안테나 모듈(500)은 제1 도전성 패치(511)의 급전 지점(521, 522)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다.

또한, 제2 안테나 모듈(500)은 제2 도전성 패치(512)의 급전 지점(531, 532, 533, 534)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다.

1쌍의 급전 지점(531, 433)은 제2 도전성 패치(512)의 중심을 기준으로 대칭되는 위치에 배치되고, 1쌍의 급전 지점(532, 534)은 제2 도전성 패치(512)의 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치될 수 있다.

제2 안테나 모듈(500)은 급전 지점(521, 522)을 통해 제1 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다. 제2 안테나 모듈(500)은 급전 지점(531, 532, 533, 534)을 통해 제2 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다.

도 7의 제3 안테나 모듈(600)에 관하여서는 도 6의 제3 안테나 모듈(600)에 관한 설명이 동일하게 적용될 수 있다.

제4 안테나 모듈(700)은 제4 급전 라인을 통해 제1 RFIC 칩(200a)과 전기적으로 연결되는 복수의 급전 지점(721, 722, 731, 732, 733, 734)을 포함한다.

제1 RFIC 칩(200a)은, 적어도 하나의 차동 신호를 제공하도록 구성된 제1 급전 라인을 통해 제4 안테나 모듈(700)의 급전 지점(721, 722, 731, 732, 733, 734)에 신호를 제공한다.

제4 안테나 모듈(700)은 제1 도전성 패치(711) 및 제2 도전성 패치(712)에서 각각 급전 지점(721, 722, 731, 732, 733, 734)들과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다.

구체적으로, 제4 안테나 모듈(700)은 제1 도전성 패치(711)의 급전 지점(721, 722)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다.

또한, 제4 안테나 모듈(700)은 제2 도전성 패치(712)의 급전 지점(731, 732, 733, 734)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다.

1쌍의 급전 지점(731, 733)은 제2 도전성 패치(711)의 중심을 기준으로 대칭되는 위치에 배치되고, 1쌍의 급전 지점(732, 734)은 제2 도전성 패치(812)의 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치될 수 있다.

제4 안테나 모듈(700)은 급전 지점(721, 722)을 통해 제1 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다. 제4 안테나 모듈(700)은 급전 지점(731, 732, 733, 734)을 통해 제2 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다.

제5 안테나 모듈(800)은 제5 급전 라인을 통해 제1 RFIC 칩(200a)과 전기적으로 연결되는 복수의 급전 지점(821, 822, 823, 824, 831, 832)을 포함한다.

제1 RFIC 칩(200a)은, 적어도 하나의 차동 신호를 제공하도록 구성된 제5 급전 라인을 통해 제5 안테나 모듈(800)의 급전 지점(821, 822, 823, 824, 831, 832)에 신호를 제공한다.

제5 안테나 모듈(800)은 제1 도전성 패치(811) 및 제2 도전성 패치(812)에서 각각 급전 지점(821, 822, 823, 824, 831, 832)들과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다.

구체적으로, 제5 안테나 모듈(800)은 제1 도전성 패치(811)의 급전 지점(821, 822, 823, 824)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다. 1쌍의 급전 지점(821, 823)은 제1 도전성 패치(811)에서 서로 대칭되는 위치에 배치되고, 1쌍의 급전 지점(822, 824)은 제1 도전성 패치(811)에서 서로 대칭되는 위치에 배치될 수 있다.

또한, 제5 안테나 모듈(800)은 제2 도전성 패치(812)의 급전 지점(831, 832)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다.

제5 안테나 모듈(800)은 급전 지점(821, 822, 823, 824)을 통해 제1 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다. 제6 안테나 모듈(800)은 급전 지점(831, 832)을 통해 제2 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다.

전술한 도 6의 경우, 제1, 제3 및 제5 안테나 모듈(400, 600, 800) 각각은 도 5(a)의 안테나 모듈(400)에 비하여 추가 급전 지점(423, 424, 433, 434, 623, 624, 633, 634, 823, 824, 833, 834)을 포함할 수 있다.

또한 도 7의 경우, 제1 및 제5 안테나 모듈(400, 800)은 도 5(a)의 안테나 모듈(400)에 비하여 추가 급전 지점(423, 424, 823, 824)을 포함할 수 있다. 또한 도 7의 경우, 제2 및 제4 안테나 모듈(500, 700)은 도 5(a)의 안테나 모듈(400)에 비하여 추가 급전 지점(533, 534, 733, 734)을 포함할 수 있다.

몇몇 실시예에 따르면, 제1 RFIC 칩(200a)의 핀(RF ball)의 개수가 20개가 아닌 경우(예를 들어 32개인 경우)에도, 이중 주파수 대역과 차동 급전(differential feeding) 방식을 이용한 5개의 안테나 모듈(400, 500, 600, 700, 800)을 사용하여 이를 제1 RFIC 칩(200a)과 연결시킬 수 있다.

이 경우, 5개의 안테나 모듈(400, 500, 600, 700, 800)의 급전 지점의 개수 및 위치는 목적하는 효과에 따라 다양하게 형성될 수 있다. 다시 말해, 주파수 또는 편파 별로 목적하는 고출력 특성을 구현하기 위하여 각 안테나 모듈의 급전 지점의 개수를 상이하게 할 수 있다.

즉, 각각의 안테나 모듈(400, 500, 600, 700, 800)의 급전 지점의 개수 및 위치 등을 도 6 및 도 7에서와 다른 구조로 배치할 수 있다. 이 경우, 각 실시 형태에 있어서의 특징은, 모순이 생기지 않는 범위에서 적절히 조합하는 것이 가능하다.

예를 들어, 저주파수 대역의 도전성 패치에 급전 지점을 더 많이 배치할 수도 있고, 또는, 고주파수 대역의 도전성 패치에 급전 지점을 더 많이 배치할 수도 있다.

또한, 도 6 및 도 7에서와 같이 제3 안테나 모듈(600)을 기준으로, 제1 및 제2 안테나 모듈(400, 500)과 제4 및 제5 안테나 모듈(700, 800)은 서로 대칭적으로 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 안테나 어레이(1000)를 사용하는 전자 장치에 있어서, 제3 안테나 모듈(600)을 기준으로 대칭적으로 파워를 인가할 수 있다.

또한, 　제1 안테나 어레이(1000)는, 방사 소자로서 평판 형상의 패치 안테나뿐 아니라, 다이폴(dipole)　안테나 등의 선형 안테나를 형성할 수 있다. 이 경우, 각 실시 형태에 있어서의 특징은, 모순이 생기지 않는 범위에서 적절히 조합하는 것이 가능하다.

즉, 몇몇 실시예에 따른 제1 내지 제5 안테나 모듈(400, 500, 600, 700, 800)을 포함하는 제1 안테나 어레이(1000)를 사용하는 전자 장치를 사용하는 경우, 제한된 공간 내에서 보다 효율적으로 출력을 구현할 수 있다.

도 8은 몇몇 실시예에 따른 안테나 어레이를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 9(a) 내지 도 9(c)는 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈을 설명하기 위한 도면들이다. 설명의 편의를 위해, 도 4 내지 도 7에서 설명한 내용과 중복되는 내용이나 실질적으로 동일한 내용에 대해서는 설명을 간략히 하거나 생략할 수 있다.

도 8을 참조하면, 제1 내지 제5 안테나 모듈(400, 500, 600, 700, 800)은 제1 안테나 어레이(1000)를 구성할 수 있다.

제1 내지 제5 안테나 모듈(400, 500, 600, 700, 800)은 제1 내지 제5 급전 라인을 통해 제1 RFIC 칩(200a)과 전기적으로 연결되는 복수의 급전 지점을 포함한다.

이하에서 설명하는 각각의 안테나 모듈(400, 500, 600, 700, 800, 400', 500', 600')은 도전성 패치가 포함된 안테나 소자를 각각 의미할 수 있다. 또한, 각각의 안테나 소자가 배치된 제1 안테나 어레이(1000)는 제1 RFIC 칩(200a)과 연결된 안테나 모듈을 의미할 수 있다. 또한, 각각의 안테나 소자가 배치된 제2 안테나 어레이(2000)는 제1 RFIC 칩(200a)과 연결되지 않은 안테나 어레이를 의미할 수 있다.

제1 내지 제5 안테나 모듈(400, 500, 600, 700, 800)은 제1 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제1 도전성 패치(411, 511, 611, 711, 811), 및 제1 주파수 대역보다 낮은 제2 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제2 도전성 패치(412, 512, 612, 712, 812)를 포함한다.

제1 RFIC 칩(200a)은, 적어도 하나의 차동 신호를 제공하도록 구성된 제1 내지 제5 급전 라인을 통해 제1 내지 제5 안테나 모듈(400, 500, 600, 700, 800)의 급전 지점에 신호를 제공한다.

구체적으로, 제1 안테나 모듈(400)은 제1 도전성 패치(411)의 급전 지점(421, 422)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다. 또한, 제1 안테나 모듈(400)은 제2 도전성 패치(412)의 급전 지점(431, 432)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다.

제1 안테나 모듈(400)은 급전 지점(421, 422)을 통해 제1 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다. 또한, 제1 안테나 모듈(400)은 급전 지점(431, 432)을 통해 제2 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다.

제2 안테나 모듈(500)은 제1 도전성 패치(511) 및 제2 도전성 패치(512)에서 각각 급전 지점(521, 522, 531, 532)들과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다.

구체적으로, 제2 안테나 모듈(500)은 제1 도전성 패치(511)의 급전 지점(521, 522)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다. 또한, 제2 안테나 모듈(500)은 제2 도전성 패치(512)의 급전 지점(531, 532)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다.

제2 안테나 모듈(500)은 급전 지점(521, 522)을 통해 제1 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다. 또한, 제2 안테나 모듈(500)은 급전 지점(531, 532)을 통해 제2 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다.

제3 안테나 모듈(600)은 제1 도전성 패치(611) 및 제2 도전성 패치(612)에서 각각 급전 지점(621, 622, 631, 632)들과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다.

구체적으로, 제3 안테나 모듈(600)은 제1 도전성 패치(611)의 급전 지점(621, 622)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다. 또한, 제3 안테나 모듈(600)은 제2 도전성 패치(612)의 급전 지점(631, 632)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다.

제3 안테나 모듈(600)은 급전 지점(621, 622)을 통해 제1 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다. 또한, 제3 안테나 모듈(600)은 급전 지점(631, 632)을 통해 제2 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다.

제5 안테나 모듈(800)은 제1 도전성 패치(811) 및 제2 도전성 패치(812)에서 각각 급전 지점(821, 822, 831, 832)들과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다.

구체적으로, 제5 안테나 모듈(800)은 제1 도전성 패치(811)의 급전 지점(821, 822)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다. 또한, 제5 안테나 모듈(800)은 제2 도전성 패치(812)의 급전 지점(831, 832)과 연결되어 제1 RFIC 칩(200a)으로부터 차동 신호를 수신할 수 있다.

제5 안테나 모듈(800)은 급전 지점(821, 822)을 통해 제1 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다. 또한, 제5 안테나 모듈(800)은 급전 지점(831, 832)을 통해 제2 주파수 대역에서 이중　편파　안테나로 동작할 수 있다.

도 9(a)를 참조하면, 제1 RFIC 칩(200a)과 전기적으로 연결되고 서로 이격된 제6 내지 제8 안테나 모듈(400', 500', 600')을 포함하는 제2 안테나 어레이(2000)를 더 포함할 수 있다. 제2 안테나 어레이(2000)는 제1 안테나 어레이(1000)와 이격 배치될 수 있다.

제6 내지 제8 안테나 모듈 안테나 모듈(400', 500', 600') 각각은 제1 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제1 도전성 패치(411', 511', 611') 및 제1 주파수 대역보다 낮은 제2 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제2 도전성 패치(412', 512', 612')를 포함한다.

제1 안테나 어레이(1000)의 안테나 모듈(400, 500, 600, 700, 800)의 개수는 제2 안테나 어레이(2000)의 안테나 모듈(400', 500', 600')의 개수보다 많을 수 있다. 또한, 예를 들어, 제1 내지 제8 안테나 모듈(400, 500, 600, 700, 800, 400', 500', 600')의 급전 지점의 개수는 각각 서로 동일할 수 있다. 이에 따라, 제1 안테나 어레이(1000)에 포함된 각 안테나 모듈(400, 500, 600, 700, 800)의 급전 지점의 개수의 합은 제2 안테나 어레이(2000)에 포함된 각 안테나 모듈(400', 500', 600')의 급전 지점의 개수의 합보다 많을 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

몇몇 실시예에 따르면, 급전 지점의 개수가 상이한 추가적인 안테나 모듈을 포함하는 제2 안테나 어레이(2000)를 제1 안테나 어레이(1000)와 이격 배치함으로써, 통신 음영 지역이 발생하는 것을 보완할 수 있다. 결과, 제한된 공간 내에서 안테나의 통신 반경을 보다 넓힐 수 있다.

도 9(b)를 참조하면, 제2 안테나 어레이(2000)의 제6 안테나 모듈(400')은 제1 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제1 도전성 패치(411')로 구성된다. 제7 안테나 모듈(500')은 제6 안테나 모듈(400')과 이격 배치되고, 제1 주파수 대역보다 낮은 제2 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제2 도전성 패치(512')로 구성된다. 제8 안테나 모듈(600')은 제6 및 제7 안테나 모듈(400', 500')과 이격 배치되고, 제1 및 제2 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제1 및 제2 도전성 패치(611', 612')를 모두 포함한다.

제7 및 제8 안테나 모듈(500', 600') 간의 제1 거리(D1)는 제6 및 제8 안테나 모듈(400', 600') 간의 제2 거리(D2)보다 크다. 이 경우, 제1 및 제2 거리(D1, D2) 각각은 차동 신호에 의한 방사 파장의 절반 이상일 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

제8 안테나 모듈(600')을 기준으로, 제6 및 제7 안테나 모듈(400', 500')은 서로 대칭적으로 배치될 수 있다. 또한, 제6 및 제7 안테나 모듈(400', 500')은 원형일 수 있다. 또한, 제6 안테나 모듈(400')의 제1 도전성 패치(411')의 크기는 제7 안테나 모듈(500')의 제2 도전성 패치(512')의 크기보다 작을 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

몇몇 실시예에 따르면, 이 경우 안테나 이득이 증대되어 개선된 EIRP 특성을 구현할 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈을 포함하는 단말 등에 있어서, 단말 내 안테나 모듈의 배치에 높은 자유도를 구현할 수 있다.

도 9(c)를 참조하면, 제6 내지 제8 안테나 모듈(400', 500', 600')은 하나의 안테나 어레이로 구성되지 않으면서 제1 안테나 어레이(1000)와 이격 배치될 수 있다. 제6 내지 제8 안테나 모듈 안테나 모듈(400', 500', 600') 각각은 제1 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제1 도전성 패치(411', 511', 611') 및 제1 주파수 대역보다 낮은 제2 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제2 도전성 패치(412', 512', 612')를 포함한다.

몇몇 실시예에 따르면, 이 경우 안테나 이득이 증대되어 개선된 EIRP 특성을 구현할 수 있다. 또한, 적절한 수준의 RF loss를 갖도록 함과 동시에 다양한 방향을 커버할 수 있도록 이러한 안테나 모듈을 배치함으로써, 단말 내의 실장 공간을 보다 효율적으로 활용할 수 있다.

도 10(a) 및 도 10(b)는 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈을 개략적으로 나타낸 도면들이다. 도 11은 몇몇 실시예에 따른 RFIC 칩을 설명하기 위한 도면이다.

도 10 내지 도 12를 참조하면, 전자 장치(20a)는 안테나 모듈(1000), 제1 RFIC 칩(200a), 및 제2 RFIC 칩(200b)을 포함할 수 있다.

안테나 모듈(1000)은 제1 복수의 급전 지점 및 제2 복수의 급전 지점을 포함할 수 있다. 제1 RFIC 칩(200a)은 제1 급전 라인을 통해 안테나 모듈(1000)의 제1 복수의 급전 지점과 전기적으로 연결된다. 제2 RFIC 칩(200b)은 제2 급전 라인을 통해 안테나 모듈(1000)의 제2 복수의 급전 지점과 전기적으로 연결된다.

도 10(a)를 참조하면, 안테나 모듈(1000)은 각각이 4개의 안테나 패치로 구성된 제1 복수의 안테나 패치(400_1, 500_1, 600_1, 700_1) 및, 제2 복수의 안테나 패치(400_2, 500_2, 600_2, 700_2)를 포함할 수 있다. 한편, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되지 않으며, 도 10(b)에 도시된 바와 같이, 안테나 모듈(1000)은 각각이 5개의 안테나 패치로 구성된 제1 복수의 안테나 패치(400_1, 500_1, 600_1, 700_1, 800_1) 및, 제2 복수의 안테나 패치(400_2, 500_2, 600_2, 700_2, 800_2)를 포함할 수 있다. 구체적으로 도시되지는 않았으나, 이 경우, 제1 복수의 안테나 패치(400_1, 500_1, 600_1, 700_1, 800_1)와 연결된 제1 RFIC 칩은 10개의 제1 송수신 회로들, 10개의 제2 송수신 회로들 및 처리 회로를 포함할 수 있다. 또한, 이 경우, 전자 장치는 제1 RFIC 칩과 전기적으로 연결되지 않는 제2 RFIC 칩을 더 포함할 수 있다. 제2 RFIC 칩은 10개의 제1 송수신 회로들, 10개의 제2 송수신 회로들 및 처리 회로를 포함할 수 있다.

　도 10(a) 및 도 11을 참조하면, 제1 복수의 안테나 패치(400_1, 500_1, 600_1, 700_1)와 연결된 제1 RFIC 칩(200a)은 8개의 제1 송수신 회로들(111a), 8개의 제2 송수신 회로들(112a) 및 처리 회로(113a)를 포함할 수 있다. 제1 송수신 회로들(111a)은 8개의 핀들(P11 내지 P18)을 통해 안테나 패치(400_1, 500_1, 600_1, 700_1)들과 접속할 수 있고, 제2 송수신 회로들(112a)은 8개의 핀들(P21 내지 P28)을 통해 안테나 패치(400_1, 500_1, 600_1, 700_1)들과 접속할 수 있다. 처리 회로(113a)는 제1 송수신 회로들(111a) 및 제2 송수신 회로들(112a)과 접속될 수 있고, 스위치들, 결합기/분배기, 믹서, LO 생성기 등을 포함할 수 있다.　도 11에서 점선으로 표시된 바와 같이, 제1 RFIC 칩(200a)에서 송신 회로에 포함된 일부 능동 소자가 생략될 수 있고, 제1 RFIC 칩(200a)은 생략된 능동 소자들을 포함하는 능동 소자 어레이와 접속될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 10(a) 및 도 12를 참조하면, 전자 장치(20a)는 제1 RFIC 칩(200a)과 전기적으로 연결되지 않는 제2 RFIC 칩(200b)을 더 포함할 수 있다. 제2 RFIC 칩(200b)은 8개의 제1 송수신 회로들(111b), 8개의 제2 송수신 회로들(112b) 및 처리 회로(113b)를 포함할 수 있다. 제1 송수신 회로들(111b)은 안테나 패치(400_2, 500_2, 600_2, 700_2)들과 접속하기 위한 8개의 핀들(P11' 내지 P18')과 접속할 수 있고, 제2 송수신 회로들(112b) 역시 안테나 패치(400_2, 500_2, 600_2, 700_2)들과 접속하기 위한 8개의 핀들(P21' 내지 P28')과 접속할 수 있다. 처리 회로(113b)는 제1 송수신 회로들(111b) 및 제2 송수신 회로들(112b)과 접속될 수 있고, 스위치들, 결합기/분배기, 믹서, LO 생성기 등을 포함할 수 있다.　 도 12에서 점선으로 표시된 바와 같이, 제2 RFIC 칩(200b)에서 송신 회로에 포함된 일부 능동 소자가 생략될 수 있고, 제2 RFIC 칩(200b)은 생략된 능동 소자들을 포함하는 능동 소자 어레이와 접속될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

몇몇 실시예에 따르면, 다수 개의 RFIC 칩을 하나의 안테나 모듈에 연결함으로써, 보다 넓은 빔 커버리지를 갖는 전자 장치를 구현할 수 있다. 결과, 보다 넓은 통신 반경을 확보할 수 있다.

도 13은 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈을 포함하는 통신 기기를 개략적으로 나타낸 도면이다.

구체적으로,　도 13은 셀룰러 네트워크를 이용하는 무선 통신 시스템(900)에서 기지국(910) 및 사용자 기기(920)가 무선 통신하는 예시를 나타낸다. 기지국(910) 및 사용자 기기(920)는 다중 급전 구조의 안테나를 포함할 수 있고, 차동 신호를 제공하는 RFIC를 포함할 수 있다.

기지국(base station)(910)은 사용자 기기 및/또는 다른 기지국과 통신하는 고정된 지점(fixed station)일 수 있다. 예를 들면, 기지국(910)은 Node B, eNB(evolved-Node B), 섹터(Sector), 싸이트(Site), BTS(Base Transceiver System), AP(Access Pint), 릴레이 노드(Relay Node), RRH(Remote Radio Head), RU(Radio Unit), 스몰 셀(small cell) 등으로 지칭될 수 있다. 사용자 기기(user equipment)(920)는 고정되거나 이동성을 가질 수 있고, 기지국과 통신하여 데이터 및/또는 제어정보를 송수신할 수 있다. 예를 들면, 사용자 기기(920)는 단말 기기(terminal equipment), MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscribe Station), 무선 장치(wireless device), 휴대 장치(handheld device) 등으로 지칭될 수 있다.

도 13에 도시된 바와 같이, 기지국(910) 및 사용자 기기(920)는 복수의 안테나들을 각각 포함할 수 있고, MIMO(Multiple Input Multiple Output) 채널(930)을 통해서 무선 통신할 수 있다. 복수의 안테나들 각각은 몇몇 실시예에 따라 다중 급전 구조를 가질 수 있고, 이중 편파 구조를 가질 수도 있다. RFIC에 의해서 안테나에 차동 신호가 제공될 수 있고, 안테나가 설치되는 기지국(910) 또는 사용자 기기(920)의 요건이 충족될 수 있다. 예를 들면, EIRP는 RF 경로를 2배로 함으로써 증가될 수 있고, 이에 따라 안테나 면적(또는 폼 펙터(form factor))은 절반으로 감소할 수 있다. 또한, 개선된 EIRP로써 넓은 빔들을 가능하게 할 수 있고, DC 전력 소실(dissipation)이 절반으로 감소할 수 있으며, 위상 해상도(resolution)에서 복잡도가 감소할 수 있다. 또한, RFIC의 보다 많은 RF 경로들을 활용할 수 있으므로, 보다 완화된 송신 전력을 이용하여 밀리미터파(mmWave) 안테나 모듈의 구현을 용이하게 할 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에 따라, 하나의 패치 안테나에 두 쌍의 차동 급전 구조를 적용하여 이중 편파 패치 안테나를 용이하게 구현될 수 있다.

도 14는 몇몇 실시예에 따른 안테나 모듈을 포함하는 통신 기기를 개략적으로 나타낸 도면이다.

구체적으로,　도 14는 WLAN을 이용하는 무선 통신 시스템에서 다양한 무선 통신 기기들이 상호 통신하는 예시를 나타낸다.　도 14에 도시된 다양한 무선 통신 기기들 각각은 다중 급전 안테나를 포함할 수 있고, 다중 급전 안테나에 차동 신호를 제공하는 RFIC를 포함할 수 있다.

가정용 기기(921), 가전(922), 엔터테인먼트 기기(923) 및 AP(911)는 IoT(Internet of Things) 네트워크 시스템을 구성할 수 있다. 가정용 기기(921), 가전(922), 엔터테인먼트 기기(923) 및 AP(Access Point)(911) 각각은 몇몇 실시예에 따른 송수신기를 부품으로서 포함할 수 있다. 가정용 기기(921), 가전(922) 및 엔터테인먼트 기기(923)는 AP(911)와 무선 통신할 수 있고, 가정용 기기(921), 가전(922) 및 엔터테인먼트 기기(923)는 상호 무선 통신할 수도 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

20a: 전자 장치 200a: 제1 RFIC 칩
200b: 제2 RFIC 칩 1000: 제1 안테나 어레이
2000: 제2 안테나 어레이 400: 제1 안테나 모듈
500: 제2 안테나 모듈 600: 제3 안테나 모듈
700: 제4 안테나 모듈 800: 제5 안테나 모듈

Claims

RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit) 칩;
제1 급전 라인을 통해 상기 RFIC 칩과 전기적으로 연결되는 복수의 급전 지점을 포함하는 제1 안테나 모듈; 및
상기 제1 안테나 모듈과 이격 배치되고, 제2 급전 라인을 통해 상기 RFIC 칩과 전기적으로 연결되는 복수의 급전 지점을 포함하는 제2 안테나 모듈을 포함하되,
상기 제1 안테나 모듈의 급전 지점의 개수와 상기 제2 안테나 모듈의 급전 지점의 개수는 서로 다른 전자 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 안테나 모듈 각각은 제1 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제1 도전성 패치, 및
상기 제1 주파수 대역보다 낮은 제2 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제2 도전성 패치를 포함하는 전자 장치.
제 1항에 있어서,
상기 RFIC 칩은,
적어도 하나의 차동 신호를 제공하도록 구성된 상기 제1 급전 라인을 통해 상기 제1 안테나 모듈의 급전 지점에 신호를 제공하고,
적어도 하나의 차동 신호를 제공하도록 구성된 상기 제2 급전 라인을 통해 상기 제2 안테나 모듈의 급전 지점에 신호를 제공하는 전자 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제2 안테나 모듈은 상기 RFIC 칩으로부터 상기 제2 급전 라인을 통해 신호를 제공받는 추가 급전 지점을 더 포함하는 전자 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 안테나 모듈과 이격 배치되고, 제3 급전 라인을 통해 상기 RFIC 칩과 전기적으로 연결되는 복수의 급전 지점을 포함하는 제3 안테나 모듈,
상기 제3 안테나 모듈과 이격 배치되고, 제4 급전 라인을 통해 상기 RFIC 칩과 전기적으로 연결되는 복수의 급전 지점을 포함하는 제4 안테나 모듈, 및
상기 제4 안테나 모듈과 이격 배치되고, 제5 급전 라인을 통해 상기 RFIC 칩과 전기적으로 연결되는 복수의 급전 지점을 포함하는 제5 안테나 모듈을 더 포함하는 전자 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 안테나 모듈을 포함하는 제1 안테나 어레이; 및
상기 제1 안테나 어레이와 이격되어 상기 RFIC 칩과 전기적으로 연결된 제6 내지 제8 안테나 모듈을 더 포함하는 전자 장치.
제 6항에 있어서,
상기 제6 내지 제8 안테나 모듈은 제2 안테나 어레이를 구성하고,
상기 제6 내지 제8 안테나 모듈 각각은 제1 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제1 도전성 패치, 및
상기 제1 주파수 대역보다 낮은 제2 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제2 도전성 패치를 포함하는 전자 장치.
제 6항에 있어서,
상기 제6 내지 제8 안테나 모듈은 제2 안테나 어레이를 구성하고,
상기 제6 안테나 모듈은 제1 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제1 도전성 패치로 구성되고,
상기 제7 안테나 모듈은 상기 제6 안테나 모듈과 이격 배치되고, 제1 주파수 대역보다 낮은 제2 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제2 도전성 패치로 구성되고,
상기 제8 안테나 모듈은 상기 제6 및 제7 안테나 모듈과 이격 배치되고, 상기 제1 및 제2 도전성 패치를 모두 포함하는 전자 장치.
RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit) 칩; 및
적어도 하나의 차동 신호를 제공하도록 구성된 제1 내지 제5 급전 라인을 통해 상기 RFIC 칩과 전기적으로 연결되는 복수의 급전 지점을 포함하는 제1 내지 제5 안테나 모듈을 포함하는 제1 안테나 어레이를 포함하되,
상기 제1 내지 제5 안테나 모듈 각각은 제1 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제1 도전성 패치 및 상기 제1 주파수 대역보다 낮은 제2 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하는 제2 도전성 패치를 포함하고,
상기 제1 안테나 모듈의 급전 지점의 개수와 상기 제2 안테나 모듈의 급전 지점의 개수는 다른 전자 장치.
제 9항에 있어서,
상기 제1 안테나 어레이와 이격되어 상기 RFIC 칩과 전기적으로 연결된 제6 내지 제8 안테나 모듈을 포함하는 제2 안테나 어레이를 더 포함하는 전자 장치.