KR20240024209A - 안테나 구조, 안테나 모듈, 칩 및 전자 디바이스 - Google Patents

안테나 구조, 안테나 모듈, 칩 및 전자 디바이스 Download PDF

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KR20240024209A
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metal layer
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유쿠안 우
멩 호우
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후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 출원은 안테나 기술 분야에 관한 것으로, 안테나 구조, 안테나 모듈, 칩 및 전자 디바이스를 제공한다. 제1 전도성 부재와 제2 전도성 부재가 제2 금속층의 두 영역에서 서로 이격되어 있기 때문에, 안테나 요소가 작동 상태에 있을 때, 전류 경로는 접지층, 제2 전도성 부재, 제2 금속층의 제2 영역, 제2 금속층의 제1 영역, 제1 전도성 부재 및 제1 금속층을 포함한다. 제2 금속층의 제1 영역과 제2 영역 사이에 전류가 전달될 수 있으므로, 전류 경로는 구부러진 상태로 배치된다. 안테나 구조의 전류 경로가 직선인 동일한 전류 경로를 갖는 안테나 구조와 비교하여, 실시예에서 안테나 구조의 단면 높이가 작아지므로, 안테나 구조의 박형화를 용이하게 할 수 있다.

Description

안테나 구조, 안테나 모듈, 칩 및 전자 디바이스
본 출원은 2021년 6월 30일에 "안테나 구조, 안테나 모듈, 칩, 및 전자 디바이스"라는 제목으로 중국 특허청에 출원된 중국 특허 출원번호 202110742511.0에 대한 우선권을 주장하며, 그 전체는 본 명세서에 참조로 통합된다.
본 출원은 안테나 기술 분야, 특히 안테나 구조, 안테나 모듈, 칩 및 전자 디바이스에 관한 것이다.
베젤리스 스크린과 같은 핵심 기술의 급속한 발전으로, 전자 디바이스를 가볍고 얇게 유지하면서 궁극적인 스크린 대 본체 비율을 유지하는 것이 트렌드가 되었다. 이러한 디자인은 안테나를 배치할 수 있는 공간을 크게 감소시킨다. 이렇게 안테나가 콤팩트하게 배치된 상태에서는 종래의 안테나로는 복수의 통신 주파수 대역에 대한 성능 요구 사항을 만족시키기 어렵다. 또한, 휴대폰에서 사용되는 통신 주파수 대역에 있어서, 3G, 4G, 5G 주파수 대역이 앞으로도 오랫동안 공존할 예정이다. 안테나가 점점 더 많아지고 주파수 대역 커버리지가 점점 더 넓어지고 있다. 이러한 변화에 따라 휴대폰에 새로운 소형 안테나를 구현하는 것이 시급하다.
본 출원은 안테나 구조, 안테나 모듈, 칩 및 전자 디바이스를 제공한다. 안테나 구조의 소형화 설계를 달성할 수 있다.
제1 양상에 따르면, 본 출원은 안테나 구조를 제공한다. 안테나 구조는 접지층, 급전 요소 및 안테나 요소를 포함한다. 안테나 요소는 제1 금속층, 제2 금속층, 제1 전도성 부재(first conducting member) 및 제2 전도성 부재를 포함한다. 제1 금속층과 접지층은 서로 반대편에 배치되고 서로 간격을 두고 배치된다. 제2 금속층은 제1 금속층과 접지층 사이에 위치하며, 제1 금속층과 접지층 모두로부터 간격을 두고 배치된다. 제2 금속층은 서로 간격을 두고 배치되는 제1 영역과 제2 영역을 포함한다. 제1 전도성 부재는 제1 금속층과 제2 금속층의 제1 영역 사이에 연결된다. 제2 전도성 부재는 접지층과 제2 금속층의 제2 영역 사이에 연결된다.
급전 요소는 접지층을 향하는, 제2 금속층의 측면 상에 위치한다. 급전 요소는 제2 금속층과 제1 금속층에 급전하도록 구성된다.
제1 전도성 부재와 제2 전도성 부재가 제2 금속층의 두 영역에서 서로 이격되어 있기 때문에, 안테나 요소가 작동 상태에 있을 때, 전류 경로는 접지층, 제2 전도성 부재, 제2 금속층의 제2 영역, 제2 금속층의 제1 영역, 제1 전도성 부재 및 제1 금속층을 포함한다는 것을 이해할 수 있다. 제2 금속층의 제1 영역과 제2 영역 사이에 전류가 전달될 수 있기 때문에, 전류 경로는 구부러진 상태로 배치된다. 안테나 구조의 전류 경로가 직선인 동일한 전류 경로를 갖는 안테나 구조와 비교하여, 본 실시예에서 안테나 구조의 단면 높이가 작아지므로, 안테나 구조의 박형화를 용이하게 달성할 수 있다.
가능한 실시예에서, 제1 전도성 부재는 복수의 제1 금속 기둥이다. 제2 전도성 부재는 제1 금속 연결 시트, 복수의 제2 금속 기둥, 및 복수의 제3 금속 기둥을 포함한다. 제1 금속 연결 시트는 제2 금속층과 접지층 사이에 위치한다. 복수의 제2 금속 기둥은 제1 금속 연결 시트와 제2 금속층의 제2 영역 사이에 연결된다. 복수의 제3 금속 기둥은 제1 금속 연결 시트와 접지층 사이에 연결된다.
안테나 구조는 밀리미터파 주파수 대역에서 송수신하도록 구성된 안테나일 수 있음을 이해할 수 있다. 예를 들어, 안테나 구조는 주파수 대역(n257, n258, n259, n260, 및 n261)을 지원할 수 있다. 예를 들어, 안테나 구조는 24.25㎓ 내지 43.5㎓의 주파수 범위를 커버할 수 있다.
가능한 구현에서, 제3 금속 기둥의 직경은 제2 금속 기둥의 직경보다 크다.
제2 금속 기둥의 직경이 작을수록, 제2 금속 기둥을 둘러싸는 칩 바디렉트릭 층(chip bodylectric layer)의 두께가 작아질 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 제3 금속 기둥의 직경이 큰 경우, 제3 금속 기둥을 둘러싸는 칩 바디렉트릭 층의 두께를 크게 만들 수 있다. 이와 같이, 안테나 구조의 형성 프로세스에서, 서로 다른 두께의 두 개의 칩 바디렉트릭 기판(하나의 칩 바디렉트릭 기판은 제2 금속 기둥과 제공되고, 다른 칩 바디렉트릭 기판은 제3 금속 기둥과 제공됨)을 접합, 용접 등에 의해 하나의 전체로 적층할 수 있다.
일 구현예에서, 복수의 제1 금속 기둥은 L 형상 또는 호 형상으로 배열되고, 제1 금속 연결 시트는 L 형상 또는 호 형상을 가지며, 복수의 제2 금속 기둥은 L 형상 또는 호 형상으로 배열되고, 복수의 제3 금속 기둥은 L 형상 또는 호 형상으로 배열될 수 있다.
제1 금속 연결 시트가 L자형 또는 호 형상으로 배치되고, 복수의 제2 금속 기둥이 L자형 또는 호 형상으로 배치되고, 복수의 제3 금속 기둥이 L자형 또는 호 형상으로 배치됨에 따라, 제2 금속층, 제2 금속 기둥, 제3 금속 기둥, 제1 금속 연결 시트 및 접지층이 원을 그리며 공간을 형성할 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 이러한 방식으로, 안테나 구조의 다른 컴포넌트가 공간에 배치될 수 있다. 한편으로는 안테나 구조의 공간 활용도가 높다. 다른 한편으로, 안테나 구조는 안테나 구조의 소형화를 용이하게 하기 위해 콤팩트하게 배치될 수 있다.
실시예에서, 제1 금속 연결 시트에 대한 제3 금속 기둥의 투영은 제1 금속 연결 시트에 대한 제2 금속 기둥의 투영과 적어도 부분적으로 겹쳐진다. 이러한 방식으로, 전류 경로는 한 번의 구부러진 형태로 배치된다. 안테나 구조는 비교적 간단하다.
실시예에서, 제1 금속 연결 시트는 서로 이격된 제3 영역 및 제4 영역을 포함한다. 제2 금속 기둥은 제1 금속 연결 시트의 제3 영역과 제2 금속층의 제2 영역 사이에 연결된다. 제3 금속 기둥은 제1 금속 연결 시트의 제4 영역과 접지층 사이에 연결된다.
안테나 요소가 작동 상태에 있을 때, 전류 경로는 접지층, 제3 금속 기둥, 제1 금속 연결 시트의 제4 영역, 제1 금속 연결 시트의 제3 영역, 제2 금속 기둥, 제2 금속층, 제1 금속 기둥 및 제1 금속층을 포함한다는 것을 이해할 수 있다. 이 경우, 전류가 제1 금속 연결 시트의 제4 영역과 제1 금속 연결 시트의 제3 영역 간에 전달되고 또한 제2 금속층의 두 영역 사이에 전달될 수 있기 때문에, 전류 경로가 두 번 구부러진 상태로 배치된다. 전류 경로가 한 번 구부러진 상태로 배치되는 솔루션과 비교하여, 이 구현에서 안테나 구조의 단면 높이는 더 작을 수 있다. 이러한 방식으로, 안테나 구조의 얇은 두께를 달성하기가 더 용이하다.
구현예에서, 4개의 안테나 요소들이 존재한다. 4개의 안테나 요소는 2개의 행과 2개의 열로 배열되고, 서로 간격을 두고 배치된다. 4개의 안테나 요소는 중심점을 갖는다. 4개의 안테나 요소는 제1 안테나 요소, 제2 안테나 요소, 제3 안테나 요소 및 제4 안테나 요소이다.
제1 안테나 요소의 제2 전도성 부재는 중심점으로부터 멀리 떨어진, 제1 안테나 요소의 제1 전도성 부재의 측면에 위치한다. 제2 안테나 요소의 제2 전도성 부재는 중심점으로부터 멀리 떨어진, 제2 안테나 요소의 제1 전도성 부재의 측면에 위치한다. 제3 안테나 요소의 제2 전도성 부재는 중심점으로부터 멀리 떨어진, 제3 안테나 요소의 제1 전도성 부재의 측면에 위치한다. 제4 안테나 요소의 제2 전도성 부재는 중심점으로부터 멀리 떨어진, 제4 안테나 요소의 제1 전도성 부재의 측면에 위치한다. 이러한 방식으로, 제1 안테나 요소의 제2 전도성 부재, 제2 안테나 요소의 제2 전도성 부재, 제3 안테나 요소의 제2 전도성 부재 및 제4 안테나 요소의 제2 전도성 부재는 원을 그리며 상대적으로 큰 부피의 공간을 형성할 수 있다.
또한, 급전 요소는 제1 안테나 요소의 제2 전도성 부재, 제2 안테나 요소의 제2 전도성 부재, 제3 안테나 요소의 제2 전도성 부재 및 제4 안테나 요소의 제2 전도성 부재에 의해 둘러싸인 공간에 위치할 수 있다. 이러한 방식으로, 한편으로는 안테나 구조의 공간 활용도가 높다. 다른 한편으로, 안테나 구조는 안테나 구조의 소형화를 용이하게 하기 위해 콤팩트하게 배치될 수 있다.
실시예에서, 제1 안테나 요소, 제2 안테나 요소, 제3 안테나 요소 및 제4 안테나 요소는 중심 대칭 구조를 형성한다.
실시예에서, 급전 요소는 서로 이격된 제1 급전 브랜치 및 제2 급전 브랜치를 포함한다. 제1 급전 브랜치의 한쪽 끝은 접지층을 향하는, 제1 안테나 요소의 제2 금속층의 측면에 위치한다. 제1 급전 브랜치의 다른 쪽 끝은 접지층을 향하는, 제4 안테나 요소의 제2 금속층의 측면에 위치한다. 제1 급전 브랜치는 제1 안테나 요소의 제2 금속층, 제1 안테나 요소의 제1 금속층, 제4 안테나 요소의 제2 금속층 및 제4 안테나 요소의 제1 금속층에 급전하도록 구성된다. 제2 급전 브랜치의 한쪽 끝은 접지층을 향하는, 제2 안테나 요소의 제2 금속층의 측면에 위치한다. 제2 급전 브랜치의 다른 쪽 끝은 접지층을 향하는, 제3 안테나 요소의 제2 금속층의 측면에 위치한다. 제2 급전 브랜치는 제2 안테나 요소의 제2 금속층, 제2 안테나 요소의 제1 금속층, 제3 안테나 요소의 제2 금속층, 및 제3 안테나 요소의 제1 금속층에 급전하도록 구성된다.
급전 요소는 제1 안테나 요소, 제2 안테나 요소, 제3 안테나 요소 및 제4 안테나 요소에 동시에 급전할 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
구현예에서, 제1 안테나 요소, 제2 안테나 요소, 제3 안테나 요소 및 제4 안테나 요소는 모두 대칭 구조이다. 제1 안테나 요소의 대칭 평면, 제2 안테나 요소의 대칭 평면, 제3 안테나 요소의 대칭 평면 및 제4 안테나 요소의 대칭 평면은 모두 중심점을 통과한다. 제1 급전 브랜치의 연장 방향은 제1 안테나 요소의 대칭면 및 제4 안테나 요소의 대칭면과 평행한다. 제2 급전 브랜치의 연장 방향은 제2 안테나 요소의 대칭 평면 및 제3 안테나 요소의 대칭 평면과 평행한다. 이러한 방식으로, 안테나 구조는 두 가지 유형의 편파를 생성할 수 있다. 제1 유형의 편파는 안테나 구조의 -45°편파가다. 제2 유형의 편파는 안테나 구조의 +45°편파가다.
실시예에서, 제1 급전 브랜치는 순차적으로 연결된 제1 부분, 제2 부분, 제3 부분, 제4 부분 및 제5 부분을 포함한다. 제1 부분과 접지층 사이의 거리, 제5 부분과 접지층 사이의 거리, 및 제2 급전 브랜치와 접지층 사이의 거리는 모두 동일하다. 제2 부분, 제3 부분 및 제4 부분은 "U"자 모양을 형성하고, 제3 부분은 제2 급전 브랜치와 접지층 사이에 위치한다. 이와 같이, 제1 안테나 요소의 제1 급전 브랜치와 제2 금속층 사이의 거리, 제4 안테나 요소의 제1 급전 브랜치와 제2 금속층 사이의 거리, 제2 안테나 요소의 제2 급전 브랜치와 제2 금속층 사이의 거리, 및 제3 안테나 요소의 제1 급전 브랜치와 제2 금속층 사이의 거리는 모두 상당 부분 동일할 수 있다.
실시예에서, 제1 급전 브랜치와 접지층 사이의 거리는 제2 급전 브랜치와 접지층 사이의 거리보다 크거나 작을 수 있다. 이러한 구현에서, 급전 요소의 구조는 비교적 간단하다.
실시예에서, 안테나 구조는 복수의 금속 단락 홀 그룹을 더 포함한다. 복수의 금속 단락 홀 그룹은 접지층에 전기적으로 연결되고, 제1 안테나 요소, 제2 안테나 요소, 제3 안테나 요소 및 제4 안테나 요소의 주변부에 위치한다.
제1 안테나 요소와 제2 안테나 요소는 제1 갭을 형성한다. 제1 갭 및 적어도 하나의 금속 단락 홀 그룹은 제1 갭의 연장 방향으로 배치된다. 제1 안테나 요소와 제3 안테나 요소는 제2 갭을 형성한다. 적어도 하나의 금속 단락 홀 그룹은 제2 갭의 연장 방향으로 배치된다. 제3 안테나 요소와 제4 안테나 요소는 제3 갭을 형성한다. 적어도 하나의 금속 단락 홀 그룹은 제3 갭의 연장 방향으로 배치된다. 제4 안테나 요소와 제2 안테나 요소는 제4 갭을 형성한다. 적어도 하나의 금속 단락 홀 그룹은 제4 갭의 연장 방향으로 배치된다.
안테나 구조는 4개의 공진 주파수를 가질 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 한편, n257, n258, n259, n260, 및 n261을 포함하는 주파수 대역 범위 내에서, 안테나 구조는 다른 공진점을 가질 수 있다. 다른 한편으로, n257, n258, n259, n260, 및 n261을 포함하는 주파수 대역 범위 내에서, 안테나 구조는 다른 트랩 포인트를 가질 수 있다.
구현예에서, 안테나 구조는 복수의 매칭 비아 그룹을 더 포함한다. 복수의 매칭 비아 그룹은 접지층에 전기적으로 연결된다. 복수의 매칭 비아 그룹은 안테나 요소의 주변부에 위치한다. 복수의 매칭 비아 그룹은 안테나 요소 주위에 배치된다.
서로 간격을 두고 배치되는 복수의 매칭 비아 그룹이 접지층에 배치됨에 따라, 매칭 비아 그룹은 안테나 요소와 접지층 사이의 전류 경로를 확대할 수 있음을 이해할 수 있다. 매칭 비아 그룹은 안테나 구조의 임피던스를 조정하여 임피던스 매칭을 구현하도록 구성될 수 있다. 또한, 매칭 비아 그룹은 안테나 요소와 접지층 사이의 전류 경로를 확대할 수 있기 때문에, 실시예들에서 안테나 요소와 접지층의 크기는 안테나 구조의 소형화를 달성하기 위해 작게 만들어질 수 있다.
실시예에서, 안테나 구조는 칩 바디렉트릭 층을 더 포함한다. 접지층, 급전 요소 및 안테나 요소는 모두 칩 바디렉트릭 층에 배치된다. 이러한 방식으로, 안테나 구조는 더 높은 무결성 및 안정성을 갖는다.
구현 예에서, 칩 바디렉트릭 층은 LCP로 만들어진다. LCP의 손실 탄젠트가 고주파에서 상대적으로 작게 유지되기 때문에, 안테나 구조는 상대적으로 작은 전송 손실을 가질 수 있고, 따라서 안테나 방사 효율을 개선하고 더 높은 안테나 이득을 얻을 수 있다.
실시예에서, 제1 전도성 부재는 제1 금속 벽이다. 제2 전도성 부재는 금속 연결 시트, 제2 금속 벽 및 제3 금속 벽을 포함한다. 금속 연결 시트는 제2 금속층과 접지층 사이에 위치한다. 제2 금속 벽은 금속 연결 시트와 제2 금속층의 제2 영역 사이에 연결된다. 제3 금속 벽은 금속 연결 시트와 접지층 사이에 연결된다.
본 실시예의 안테나 구조는 저주파를 지원할 수 있음을 이해할 수 있다. 예를 들어, 안테나 구조에 의해 커버될 수 있는 주파수 대역은 1.5GHz 내지 3GHz일 수 있다.
구현예에서, 금속 연결 시트는 서로 이격된 제3 영역 및 제4 영역을 포함한다. 제2 금속 벽은 금속 연결 시트의 제3 영역과 제2 금속층의 제2 영역 사이에 연결된다. 제3 금속 벽은 금속 연결 시트의 제4 영역과 접지층 사이에 연결된다.
제2 금속 벽과 제3 금속 벽은 금속 연결 시트의 두 영역에서 서로 이격되고, 제1 금속 벽과 제2 금속 벽은 제2 금속층의 두 영역에서 서로 이격되므로, 안테나 요소가 작동 상태에 있을 때, 전류 경로는 접지층, 제3 금속 벽, 금속 연결 시트, 제2 금속 벽, 제2 금속층, 제1 금속 벽 및 제1 금속층을 포함한다는 것을 이해할 수 있다. 전류가 금속 연결 시트의 제3 영역과 제4 영역 사이에 전달되고 제2 금속층의 제1 영역과 제2 영역 사이에 전달될 수 있기 때문에, 전류 경로가 두 번 구부러진 상태로 배치될 수 있다. 이와 같이, 안테나 구조의 전류 경로가 직선인 동일한 전류 경로를 갖는 안테나 구조에 비해, 본 실시예에서 안테나 구조의 단면 높이가 작아져, 안테나 구조의 소형화가 용이하다.
실시예에서, 금속 연결 시트에 대한 제3 금속 벽의 투영은 금속 연결 시트에 대한 제2 금속 벽의 투영과 적어도 부분적으로 겹쳐진다. 이러한 방식으로, 전류 경로는 한 번 구부러진 형태로 배치된다. 안테나 구조는 비교적 간단하다.
제2 양상에 따르면, 본 출원은 무선 주파수 회로 및 상술한 안테나 구조를 포함하는 안테나 모듈을 제공한다. 무선 주파수 회로는 안테나 구조의 급전 요소에 전기적으로 연결된다.
안테나 구조가 안테나 모듈에 적용될 때, 안테나 구조가 소형화를 달성할 수 있기 때문에, 안테나 모듈도 소형화를 달성할 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
제3 양상에 따르면, 본 출원은 전자 디바이스를 제공한다. 전자 디바이스는 회로 보드와 전술한 안테나 모듈을 포함한다. 안테나 모듈은 회로 보드 상에 배치된다.
안테나 모듈이 전자 디바이스에 사용될 때, 안테나 모듈이 소형화를 달성할 수 있기 때문에, 전자 디바이스도 소형화를 달성할 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
구현 가능한 예에서, 안테나 구조와 회로 보드는 일체형으로 형성된 구조이다. 이러한 방식으로, 안테나 모듈의 구조는 더 간단하다.
제4 양상에 따르면, 본 출원은 칩을 제공한다. 칩은 패키지 기판, 사출 성형된 부품, 칩 본체, 및 상술한 안테나 구조를 포함한다. 안테나 구조와 칩 본체는 모두 패키지 기판 위에 배치되고 패키지 기판에 전기적으로 연결된다. 사출 성형된 부품은 안테나 구조와 칩 본체를 패키징하도록 구성된다.
안테나 구조가 칩에 적용될 때, 안테나 구조가 소형화를 달성할 수 있기 때문에, 칩 또한 소형화를 달성할 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
구현 예에서, 칩 본체는 무선 주파수 트랜시버 칩이다. 안테나 구조는 패키지 기판을 통해 칩 본체에 전기적으로 연결된다.
제5 양상에 따르면, 본 출원은 전자 디바이스를 제공한다. 전자 디바이스는 회로 보드와 상술한 칩을 포함한다. 칩은 회로 보드 상에 배치된다.
칩이 전자 디바이스에 사용될 때, 칩이 소형화를 달성할 수 있기 때문에, 전자 디바이스도 소형화를 달성할 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
도 1은 본 출원의 실시예에 따른 전자 디바이스의 구조에 대한 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전자 디바이스의 일부를 분해한 개략도이다.
도 3은 도 2에 도시된 회로 보드 컴포넌트의 일부를 분해한 개략도이다.
도 4는 도 3에 도시된 안테나 구조의 일부를 분해한 개략도이다.
도 5는 도 4에 도시된 제1 안테나 요소 및 제2 안테나 요소를 분해한 개략도이다.
도 6은 도 3에 도시된 안테나 구조의 일부 구조의 개략도이다.
도 7은 도 5에 도시된 제1 안테나 요소의 제1 금속 연결 시트 및 제2 금속 연결 시트의 구조의 개략도이다.
도 8은 도 3에 도시된 안테나 구조의 일부 구조의 개략도이다.
도 9는 도 3에 도시된 안테나 구조의 일부 구조의 개략도이다.
도 10은 도 5에 도시된 제1 안테나 요소의 제2 금속 시트의 구조에 대한 개략도이다.
도 11은 도 3에 도시된 안테나 구조의 일부 구조의 개략도이다.
도 12는 도 5에 도시된 제1 안테나 요소의 제1 금속 시트의 구조의 개략도이다.
도 13은 도 3에 도시된 안테나 구조의 일부 구조의 개략도이다.
도 14는 도 13에 도시된 안테나 구조의 일부를 선 A-A를 따라 절단한 개략적인 단면도이다.
도 15는 도 4에 도시된 제3 안테나 요소 및 제4 안테나 요소를 분해한 개략도이다.
도 16은 도 3에 도시된 안테나 구조의 일부 구조에 대한 개략도이다.
도 17은 도 3에 도시된 안테나 구조의 일부 구조에 대한 개략도이다.
도 18은 도 3에 도시된 안테나 구조의 일 구조를 개략적으로 나타낸 개략도이다.
도 19는 도 4에 도시된 급전 요소의 구조에 대한 개략도이다.
도 20은 도 3에 도시된 안테나 구조의 일부 구조의 개략도이다.
도 21은 도 20에 도시된 안테나 구조를 선 B-B를 따라 절단한 개략적인 단면도이다.
도 22는 도 3에 도시된 안테나 구조의 일부 구조의 개략도이다.
도 23은 도 22에 도시된 안테나 구조를 선 C-C를 따라 절단한 개략적인 단면도이다.
도 24는 도 3에 도시된 안테나 구조의 일부 구조의 개략도이다.
도 25a는 본 출원의 실시예에 따라 안테나 구조의 반사 계수가 주파수에 따라 변화하는 데이터 다이어그램이다.
도 25b는 본 출원의 실시예에 따른 안테나 구조의 편파 유형을 나타낸 개략도이다.
도 25c는 본 출원의 실시예에 따른 안테나 구조의 다른 편파 유형을 나타낸 개략도이다.
도 25d는 실시예에 따른 패키지 기판 구조의 일부의 개략적인 단면도이다.
도 26은 본 출원의 실시예에 따른 다른 구현예에서 제1 안테나 요소의 제1 금속 연결 시트 및 제2 금속 연결 시트의 구조에 대한 개략도이다.
도 27은 본 출원의 실시예에 따른 다른 구현예에서 안테나 구조의 일부 구조에 대한 개략도이다.
도 28은 본 출원의 실시예에 따른 다른 구현에서 안테나 구조의 일부의 개략적인 단면도이다.
도 29는 본 출원의 실시예에 따른 다른 구현에서 안테나 구조의 일 구조의 개략도이다.
도 30a는 본 출원의 실시예에 따라 안테나 구조의 반사 계수가 주파수에 따라 변화하는 데이터 다이어그램이다.
도 30b는 본 출원의 실시예에 따른 n259의 주파수 대역에서 안테나 구조의 전류의 개략도이다.
도 30c는 본 출원의 실시예에 따른 n259의 주파수 대역에서 안테나 구조의 전기장의 개략도이다.
도 30d는 본 출원의 실시예에 따른 n260의 주파수 대역에서 안테나 구조의 전류의 개략도이다.
도 30e는 본 출원의 실시예에 따른 n260의 주파수 대역에서 안테나 구조의 전기장의 개략도이다.
도 31은 본 출원의 실시예에 따른 또 다른 구현에서 안테나 구조의 일 구조의 개략도이다.
도 32a는 본 출원의 실시예에 따라 안테나 구조의 반사 계수가 주파수에 따라 변화하는 데이터 다이어그램이다.
도 32b는 본 출원의 실시예에 따른 칩의 개략적인 단면도이다.
도 33은 본 출원의 다른 실시예에 따른 전자 디바이스의 구조의 개략도이다.
도 34는 도 33에 도시된 안테나 구조를 분해한 개략도이다.
도 35는 도 34에 도시된 제1 안테나 요소를 분해한 개략도이다.
도 36은 도 33에 도시된 안테나 구조의 일부 구조의 개략도이다.
도 37은 도 33에 도시된 안테나 구조의 일부 구조의 개략도이다.
도 38은 도 33에 도시된 안테나 구조의 일 구조의 개략도이다.
본 출원의 실시예에서 제공되는 안테나 구조에 대한 이해를 용이하게 하기 위해, 본 출원에서 사용되는 관련 용어를 이하에서 설명한다.
본 출원에서, "전기적 연결"은 요소들 또는 컴포넌트들이 물리적으로 접촉하여 전기적으로 도통되는 방식으로 이해될 수 있고, 또는 서로 다른 요소들 또는 컴포넌트들이 배선을 통해, 예를 들어 인쇄 회로 보드(Printed Circuit Board, PCb) 동박 또는 전도성 와이어를 통해 전기 신호를 전송할 수 있는 물리적 라인을 통해 연결되는 방식으로 이해될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 전기적 연결에는 직접 연결과 간접 연결이 포함된다. "연결"과 "상호 연결"은 모두 기계적 연결 관계 또는 물리적 연결 관계를 의미할 수 있다. "연결"이라는 용어는 예시로 사용된다. "연결"이라는 용어는 넓은 의미로 이해해야 한다. 예를 들어, "연결"은 분리 가능한 연결일 수도 있고, 분리 불가능한 연결일 수도 있으며, 직접 연결일 수도 있고, 중개자를 통한 간접 연결일 수도 있다. 예를 들어, A와 B 사이의 연결은 A와 B 사이에 고정 컴포넌트(예를 들어, 나사, 볼트 또는 리벳)가 존재하거나, A와 B가 서로 접촉하고 있고 A와 B가 분리되기 어렵다는 것을 의미할 수 있다.
본 명세서에서, "길이"는 물체의 물리적 길이로 이해될 수도 있고, 전기적 길이로 이해될 수도 있다. 전기적 길이는 물리적 길이(즉, 기계적 길이 또는 기하학적 길이)와 매체 내의 전기 또는 전자기 신호의 전송 시간 기간 대 신호가 자유 공간에서 매체의 물리적 길이만큼 긴 거리를 통과하는 데 필요한 시간의 비율의 곱일 수 있다. 전기적 길이는 다음 공식을 만족할 수 있다:
L은 물리적 길이이고, a는 매체 내의 전기 또는 전자기 신호의 전송 시간 기간이며, b는 자유 공간에서의 전송 시간 기간이다.
대안적으로, 전기적 길이는 전송된 전자기파의 파장에 대한 물리적 길이(즉, 기계적 길이 또는 기하학적 길이)의 비율일 수 있다. 전기적 길이는 다음 공식을 만족할 수 있다:
L은 물리적 길이이고, λ는 전자기파의 파장이다.
커플링은 두 개 이상의 회로 요소 또는 전기 네트워크가 입력 및 출력에서 서로 밀접하게 협력하고 영향을 미쳐 상호 작용을 통해 에너지가 한쪽에서 다른쪽으로 전달되는 현상이다.
안테나 이득은 안테나가 입력 전력을 지정된 방향으로 얼마나 강하게 방사하는지를 나타낸다. 일반적으로, 안테나 패턴의 메인 로브가 좁을수록 사이드 로브가 작고 안테나 이득이 높음을 나타낸다.
안테나 방사 효율은 안테나에 의해 공간으로 방사되는 전력(즉, 전자기파로 효과적으로 변환하는 전력)과 안테나에 입력되는 유효 전력의 비율이다. 안테나에 입력되는 유효 전력은 안테나의 입력 전력에서 전력 손실을 뺀 값이다. 전력 손실은 주로 반사 전력 손실 및 금속의 오믹 전력 손실 및/또는 칩 바디렉트릭 전력 손실을 포함한다.
안테나 반사 손실은 안테나 회로에 의해 안테나 포트로 다시 반사되는 신호의 전력과 안테나 포트의 송신 전력의 비율로 이해될 수 있다. 반사된 신호가 작을수록 안테나가 공간으로 방사하는 신호가 더 크고 안테나의 방사 효율이 높음을 나타낸다. 반사된 신호가 클수록 안테나가 공간으로 방사하는 신호가 작고 안테나의 방사 효율이 낮음을 나타낸다.
안테나 반사 손실은 S11 파라미터로 표시될 수 있으며, S11 파라미터는 일반적으로 음수이다. S11 파라미터가 작을수록 안테나 반사 손실이 작고 안테나 시스템 효율이 높으며, S11 파라미터가 클수록 안테나 반사 손실이 크고 안테나 시스템 효율이 낮음을 나타낸다.
안테나 아이솔레이션은, 하나의 안테나에 의해 전송되고, 다른 안테나에 의해 수신되는 신호의 양과, 안테나에 의해 전송되는 신호의 양의 비율을 나타낸다. 아이솔레이션은 안테나 간의 상호 커플링 정도를 측정하는 데 사용되는 물리량이다. 두 개의 안테나가 듀얼 포트 네트워크를 구성하는 경우, 두 안테나 간의 아이솔레이션은 안테나에 대한 S21 및 S12이다. 안테나 아이솔레이션은 S21 및 S12 파라미터로 나타낼 수 있다. S21 및 S12 파라미터는 일반적으로 음수이다. S21 및 S12 파라미터가 작을수록 안테나 간 아이솔레이션이 크고 안테나 간 상호 커플링 정도가 작음을 나타내며, S21 및 S12 파라미터가 클수록 안테나 간 아이솔레이션이 작고 안테나 간 상호 커플링 정도가 큼을 나타낸다. 안테나 아이솔레이션은 안테나의 방사 패턴, 안테나들 사이의 공간적 거리, 안테나 이득 등에 따라 달라진다.
기준 접지는 전자 디바이스(예를 들어, 휴대폰)의 회로 보드의 접지층일 수도 있고, 전자 디바이스 내의 중간판에 의해 형성된 접지층일 수도 있고, 스크린 아래의 금속 박막에 의해 형성된 접지 금속층일 수도 있다. 회로 보드는 인쇄 회로 보드(printed circuit board, PCb), 예를 들어 8, 10, 12, 13 또는 14개의 전도성 물질층을 갖는 8층, 10층, 12층 내지 14층의 기판일 수 있고, 또는 유리 섬유, 폴리머 등과 같은 칩 바디렉트릭 층 또는 절연 층을 사용하여 분리되고 전기적으로 절연된 요소일 수 있다. 회로 보드는 일반적으로 칩 바디렉트릭 기판, 접지층 및 라우팅 층을 포함한다. 라우팅 층과 접지층은 비아를 통해 전기적으로 연결된다. 디스플레이(120), 터치스크린, 입력 버튼, 송신기, 프로세서, 메모리, 배터리(140), 충전 회로 및 시스템 온 칩(system on chip, Soc) 구조와 같은 컴포넌트는 회로 보드 상에 실장되거나 회로 보드에 연결될 수 있고, 또는 회로 보드의 라우팅 층 및/또는 접지층에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 무선 주파수 소스는 라우팅 층에 배치될 수 있다.
접지층, 접지층 및 접지 금속층은 전도성 물질로 이루어진다. 전도성 물질은 구리, 알루미늄, 스테인리스강, 황동 및 이들의 합금, 칩 바디렉트릭 기판 상의 동박, 칩 바디렉트릭 기판 상의 알루미늄 박, 칩 바디렉트릭 기판 상의 금박, 은도금 구리, 칩 바디렉트릭 기판 상의 은도금 동박, 칩 바디렉트릭 기판 상의 은도금 동박 및 주석 도금 구리, 흑연 분말이 함침된 천, 흑연 코팅 기판, 구리 도금 기판, 황동 도금 기판 및 알루미늄 도금 기판 중 어느 하나일 수 있다. 당업자는 접지층/접지층/접지 금속층이 대안적으로 다른 전도성 물질로 이루어질 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
본 출원의 실시예는 본 출원의 실시예에 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 설명된다.
본 출원의 실시예의 설명에서, "복수의"는 둘 이상을 의미한다. 또한, 본 출원의 실시예의 설명에서, A 내지 B의 범위는 종점 A 및 B를 포함한다. 또한, 본 출원의 실시예에서 언급되는 방향 용어, 예를 들어, "상부", "하부" 및 "측면"은 첨부된 도면을 참조한 방향에 불과하다. 따라서, 방향 용어는 본 출원의 실시예를 보다 명확하게 설명하고 이해하기 위해 사용되지만, 특정 장치 또는 요소가 특정 방향을 가져야 하고 특정 방향으로 구성 및 작동되어야 함을 나타내거나 암시하지는 않는다. 따라서, 방향 용어는 본 출원의 실시예에 대한 제한으로 이해될 수 없다.
또한, 본 출원의 실시예에서 언급되는, 대칭, 동일, 45°, 평행, 수직 등과 같은 수학적 개념은 기존 프로세스 레벨에서의 제한일 뿐, 수학적 의미에서 절대적으로 엄격한 정의의 적용을 받는 것은 아니다. 작은 편차가 허용되므로 대략 대칭, 대략 동일, 대략 45°, 대략 평행, 대략 수직이 허용된다. 예를 들어, A가 B와 평행하다는 것은 A와 B가 평행하거나 거의 평행하다는 것을 의미하며, A와 B 사이의 끼인각은 0도~10도 사이일 수 있다. 예를 들어, A가 B에 수직이라는 것은 A가 B에 수직이거나 거의 수직이라는 것을 의미하며, A와 B 사이의 끼인각은 80도~100도 사이일 수 있다. 도 1은 본 출원의 실시예에 따른 전자 디바이스(1)의 구조에 대한 개략도이다. 전자 디바이스(1)는 휴대폰, 시계, 태블릿 컴퓨터(태블릿 개인용 컴퓨터), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 개인용 보조 단말기(personal digital assistant, PDa), 카메라, 개인용 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 차량 탑재 디바이스, 웨어러블 증강 현실(augmented reality, AR) 안경, AR 헬멧, 가상 현실(virtual reality, VR) 안경, VR 헬멧, 혼합 현실(mixed reality, MR) 안경, MR 헬멧, 또는 밀리미터파 안테나 전송에 사용될 수 있는 디바이스일 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 전자 디바이스(1)가 휴대폰인 예를 사용하여 설명한다.
도 1을 참조하여 도 2를 참조한다. 도 2는 도 1에 도시된 전자 디바이스(1)의 일부를 분해한 개략도이다. 전자 디바이스(1)는 회로 보드 컴포넌트(100), 하우징(200) 및 스크린(300)을 포함한다. 도 1 및 도 2는 전자 디바이스(1)에 포함된 일부 컴포넌트를 개략적으로 나타낸 것임을 이해할 수 있다. 이들 컴포넌트의 실제 형상, 실제 크기, 실제 위치 및 실제 구조는 도 1, 도 2 및 이하 첨부된 도면에 도시된 것에 한정되지 않는다. 회로 보드 컴포넌트(100)가 전자 디바이스(1) 내부에 위치하기 때문에, 도 1에서 회로 보드 컴포넌트(100)는 점선으로 개략적으로 표시되어 있음에 유의해야 한다.
스크린(300)은 이미지 등을 표시하도록 구성될 수 있다. 스크린(300)은 평면 스크린일 수도 있고, 곡면 스크린일 수도 있다. 스크린(300)은 투명 커버 플레이트(301) 및 디스플레이 스크린(302)을 포함할 수 있다. 투명 커버 플레이트(301)는 디스플레이 스크린(302) 위에 적층된다. 투명 커버 플레이트(301)는 디스플레이 스크린(302)과 밀착하여 배치될 수 있으며, 디스플레이 스크린(302)에 대한 광 투과, 보호 및 방진 기능을 제공하도록 구성될 수 있다. 투명 커버 플레이트(301)는 유리로 제조될 수 있다. 디스플레이 스크린(302)은 이미지 등을 표시하도록 구성될 수 있다. 디스플레이 스크린(302)은 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD) 화면, 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED) 디스플레이 화면, 능동-매트릭스 유기 발광 다이오드 또는 능동 매트릭스 유기 발광 다이오드(active-matrix organic light-emitting diode, AMOLED) 디스플레이 스크린, 양자점 발광 다이오드(quantum dot light emitting diode, QLED) 디스플레이 스크린 등일 수 있다.
예를 들어, 하우징(200)은 프레임(201) 및 후면 커버(202)를 포함한다. 후면 커버(202)는 접착제를 사용하여 프레임(201)의 일측에 고정될 수 있다. 다른 실시예에서, 후면 커버(202)와 프레임(201)은 대안적으로 일체형으로 형성된 구조일 수 있다.
또한, 스크린(300)은 접착제를 사용하여 프레임(201)의 다른 측면에 고정될 수 있다. 스크린(300)은 후면 커버(202)의 반대편에 배치되고, 스크린(300)의 투명 커버 플레이트(301)는 후면 커버(202)로부터 멀리 떨어진, 스크린(300)의 디스플레이 스크린(302)의 측면에 배치될 수 있다. 이 경우, 후면 커버(202), 프레임(201) 및 스크린(300)은 공동으로 원을 그리며 전자 디바이스(1)의 내부를 형성할 수 있다. 전자 디바이스(1)의 내부에는 배터리, 스피커, 수신기, 카메라 및 마이크와 같은 컴포넌트가 배치될 수 있다.
예를 들어, 하우징(200)은 중앙 플레이트(도면에는 도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 중앙 플레이트는 스크린(300)과 후면 커버(202) 사이에 위치한다. 중앙 플레이트는 프레임(201)으로부터 적어도 부분적으로 이격되고, 적어도 부분적으로 프레임(201)의 내측에 연결되거나, 또는 프레임으로부터 부분적으로 이격되고 프레임(201)의 내측에 부분적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 프레임의 내측은 연장부를 포함한다. 프레임은 연장부를 통해 중앙 플레이트에 연결되거나, 프레임과 중앙 플레이트가 일체형 구조로 이루어진다.
또한, 회로 보드 컴포넌트(100)는 전자 디바이스(1)의 내부에서 고정된다. 예를 들어, 회로 보드 컴포넌트(100)는 패스너(볼트, 나사, 다웰 등)를 이용하여 전자 디바이스(1)의 내부에서 고정될 수 있다. 이 경우, 하우징(200) 및 스크린(300)은 회로 보드 컴포넌트(100)를 보호할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 회로 보드 컴포넌트(100)의 일부를 분해한 개략도이다. 회로 보드 컴포넌트(100)는 안테나 구조(10), 무선 주파수 회로(20) 및 회로 보드(인쇄 회로 보드, PCb)(30)를 포함한다.
회로 보드(30)는 경성 회로 보드일 수 있고, 연성 회로 보드일 수 있고, 또는 경성-연성 회로 보드일 수 있다. 또한, 회로 보드(30)는 FR-4 칩 바디렉트릭 기판일 수도 있고, 로저스(Rogers) 칩 바디렉트릭 기판일 수도 있고, FR-4와 로저스의 하이브리드 칩 바디렉트릭 기판 등일 수 있다. 여기서, FR-4는 난연성 물질의 등급 지정이며 로저스 칩 바디렉트릭 기판은 고주파 기판이다. 회로 보드(30)는 하나의 기판 컴포넌트를 포함할 수 있음을 이해할 수 있다. 예를 들어, 회로 보드(30)는 1차 기판, 2차 기판, 또는 1차 기판과 2차 기판을 연결하는 임의의 연성 회로 보드일 수 있다. 예를 들어, 1차 기판과 2차 기판은 모두 강성 회로 보드이다. 회로 보드(30)는 대안적으로 복수의 기판 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 회로 보드(30)는 1차 기판, 2차 기판 및 서브 기판을 포함할 수 있다. 서브보드는 1차 기판과 2차 기판 사이에 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 1차 기판과 2차 기판은 모두 강성 회로 보드이고, 서브 기판은 연성 회로 보드이다.
안테나 구조(10)와 무선 주파수 회로(20)는 모두 회로 보드(30) 상에 배치된다. 안테나 구조(10)는 회로 보드(30)를 통해 무선 주파수 회로(20)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 무선 주파수 회로(20)는 회로 보드(30)를 통해 무선 주파수 신호를 안테나 구조(10)로 전송하여, 안테나 구조(10)가 무선 주파수 신호에 기초하여 전자기파를 방사하도록 할 수 있다. 또한, 안테나 구조(10)가 전자파를 수신하여 그 전자파를 무선 주파수 신호로 변환하는 경우, 무선 주파수 회로(20)는 회로 보드(30)를 이용하여, 안테나 구조(10)에 의해 변환된 무선 주파수 신호를 추가로 수신할 수 있다.
예를 들어, 안테나 구조(10)는 회로 보드(30) 내에 통합될 수 있다. 이 경우, 안테나 구조(10)와 회로 보드(30)는 일체형으로 형성된 구조이다.
무선 주파수 회로(20)는 무선 주파수 트랜시버 칩(21) 및 매칭 회로(22)를 포함한다. 매칭 회로(22)는 안테나 스위치, 커패시터, 인덕터, 또는 저항과 같은 전자 컴포넌트를 포함할 수 있다. 매칭 회로(22)는 무선 주파수 트랜시버 칩(21)과 안테나 구조(10) 사이에 전기적으로 연결된다. 무선 주파수 트랜시버 칩(21)은 무선 주파수 신호를 안테나 구조(10)로 전송하도록 구성되어, 안테나 구조(10)가 무선 주파수 신호에 기초하여 전자파를 방사하도록 한다. 또한, 안테나 구조(10)가 전자파를 수신하여 전자파를 무선 주파수 신호로 변환하는 경우, 무선 주파수 트랜시버 칩(21)은 안테나 구조(10)에 의해 변환된 무선 주파수 신호를 추가로 수신할 수 있다.
또한, 매칭 회로(22)는 무선 주파수 신호에 대한 신호 처리, 예를 들어 신호 증폭 또는 필터링 등을 수행하도록 구성될 수 있다.
실시예에서, 안테나 구조(10) 및 매칭 회로(22)는 무선 주파수 트랜시버 칩(21) 내에 통합될 수 있다. 이 경우, 안테나 구조(10), 매칭 회로(22) 및 무선 주파수 트랜시버 칩(21)은 전체적으로 하나의 구조이다. 이와 같이, 매칭 회로(22)와 안테나 구조(10)가 차지하는 전자 디바이스(1) 내의 공간이 작아져, 전자 디바이스(1)의 내부 공간의 활용도를 향상시키고, 안테나의 전송 손실을 감소시키며, 안테나 효율을 향상시킬 수 있다.
실시예에서, 회로 보드 컴포넌트(100)는 기능 칩을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 기능 칩은 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 범용 플래시 저장 장치(universal flash storage, UFS), 또는 전력 관리 집적 회로(power management integrated circuit)이다.
예를 들어, 무선 주파수 회로(20)와 안테나 구조(10)는 기능 칩에 통합될 수 있다. 이 경우, 무선 주파수 회로(20), 안테나 구조(10) 및 기능 칩은 전체적으로 하나의 구조를 형성한다. 예를 들어, 무선 주파수 회로(20)와 안테나 구조(10)는 CPU에 통합될 수 있다. 이와 같이, 무선 주파수 회로(20) 및 안테나 구조(10)가 차지하는 전자 디바이스(1) 내의 공간이 작아질 수 있어, 전자 디바이스(1)의 내부 공간의 활용도를 높일 수 있다.
안테나 구조(10)가 회로 보드(30) 상에 배치되는 실시예가 상술한 바와 같이 제공됨을 이해할 수 있다. 다른 실시예에서, 안테나 구조(10)는 다른 기판, 예를 들어, 저온 소성 세라믹(low-temperature co-fired ceramic, LTCc) 기판 상에 대안적으로 배치될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하여 도 3을 다시 참조한다. 안테나 구조(10)의 방사 방향은 복수의 방식으로 설정될 수 있다.
제1 선택적 방식에서, 안테나 구조(10)는 후면 커버(202)를 통해 전자 디바이스(1)의 외부로 또는 그로부터 전자기파를 방사하거나 수신할 수 있다.
예를 들어, 후면 커버(202)는 절연 물질(예를 들어, 유리, 세라믹 또는 플라스틱 재료)로 만들어져, 안테나 구조(10)가 후면 커버(202)를 통해 전자 디바이스(1)의 외부로 또는 그로부터 전자기파를 직접 방출하거나 수신할 수 있다.
예를 들어, 후면 커버(202)는 금속 재질(예컨대, 알루미늄 합금 재질)로 이루어지고, 후면 커버(202)에는 관통 홀(도면에는 도시되지 않음)이 구비되어 안테나 구조(10)가 후면 커버(202)의 관통 홀을 통해 전자 디바이스(1)의 외부로 또는 그로부터 전자기파를 방사하거나 수신할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 관통 홀은 절연 재료(예컨대, 폴리머, 유리, 세라믹과 같은 재료 또는 이들 재료의 조합)로 충진되어 전자파 투과에 영향을 주지 않으면서 후면 커버(202)의 무결성 및 후면 커버(201)의 표면 평탄도를 확보할 수 있도록 한다.
제2 선택적 방식에서, 안테나 구조(10)는 프레임(201)을 통해 전자 디바이스(1)의 외부로 또는 그로부터 전자기파를 방사하거나 수신할 수 있다.
예를 들어, 프레임(201)은 절연 재료(예를 들어, 유리, 세라믹 또는 플라스틱 재료)로 만들어져, 안테나 구조(10)가 프레임을 통해 전자 디바이스(1)의 외부로 또는 그로부터 전자기파를 직접 방사하거나 수신할 수 있다.
예를 들어, 프레임(201)은 금속 재질(예컨대, 알루미늄 합금 재질)로 이루어지고, 프레임(201)에는 관통 홀(도면에는 도시되지 않음)이 구비되어 안테나 구조(10)가 프레임(201)의 관통 홀을 통해 전자 디바이스(1)의 외부로 또는 그로부터 전자기파를 방사하거나 수신할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 관통 홀은 절연 재료(예를 들어, 폴리머, 유리, 세라믹 등의 재료 또는 이들 재료의 조합)로 충진되어, 전자파 투과에 영향을 주지 않으면서 프레임(201)의 무결성 및 프레임(201)의 표면 평탄도를 확보할 수 있다.
제3 선택적 방식에서, 안테나 구조(10)는 스크린(300)을 통해 전자 디바이스(1)의 외부로 또는 그로부터 전자파를 방사하거나 수신할 수 있다.
예를 들어, 안테나 구조(10)는 스크린(300)의 투명 커버 플레이트(301)와 스크린(300)의 디스플레이 스크린(302) 사이에 배치되어, 안테나 구조(10)가 투명 커버 플레이트(301)를 통해 전자 디바이스(1)의 외부로 또는 그로부터 전자파를 직접 방사하거나 수신할 수 있도록 할 수 있다.
예를 들어, 안테나 구조(10)는 스크린(300)의 투명 커버 플레이트(301) 내부에 직접 내장되어, 전자파가 투명 커버 플레이트(301)를 통해 전자 디바이스(1)의 외부로 방사되거나 외부로부터 전자파를 수신할 수 있다.
예를 들어, 스크린(300)은 노치형 스크린, 물방울 스크린 등과 같은 형태일 수 있다. 안테나 구조(10)는 스크린(300)의 "물방울", "노치" 또는 다른 위치를 통해 전자 디바이스(1)의 외부로 또는 그로부터 전자파를 방사하거나 수신할 수 있다. 예를 들어, 스크린(300)의 "물방울" 또는 "노치"는 타공된 구조이다. 이 경우, 안테나 구조물(10)은 스크린(300)의 천공된 위치를 통해 전자 디바이스(1)의 외부로 또는 외부로부터 전자기파를 방사하거나 수신할 수 있다.
다른 실시예에서, 제1 선택적 방식 내지 제3 선택적 방식 중 임의의 두 가지 방식이 서로 결합되거나, 또는 세 가지 방식이 결합될 수 있다. 이러한 방식으로, 안테나 구조(10)는 어느 한 부분으로부터의 방사에만 국한되지 않는다. 예를 들어, 안테나 구조(10)가 후면 커버(202) 및 프레임(201)에 근접한 경우, 안테나 구조(10)는 후면 커버(202) 및 프레임(201)의 절연부를 통해 전자 디바이스(1)의 외부로 또는 그로부터 전자기파를 방사하거나 수신할 수 있다.
예를 들어, 안테나 구조(10)는 주파수 대역(n257, n258, n259, n260, 및 n261)을 지원할 수 있다. 예를 들어, 안테나 구조(10)는 24.25㎓ 내지 43.5㎓의 주파수 범위를 커버할 수 있다. f0은 안테나 구조(10)의 중심 주파수로 정의된다. 이 실시예에서, f0=(24.25+43.5)/2 GHz=33.875 GHz이다. λ0은 중심 주파수의 중간 파장으로 정의된다. 안테나 구조(10)는 밀리미터파 주파수 대역에 적용될 수 있다. 안테나 구조(10)는 사용자의 5G(5세대(fifth Generation)) 이동 통신 요건을 만족시킬 수 있으며, 통화 또는 화상 통화와 같은 시나리오에 적용될 수 있다. 또는, NFC(근거리 무선 통신(near field communication)) 칩이 전자 디바이스(1)에 배치되어 사용자의 근거리 무선 통신 요건을 만족시키고, 모바일 결제, 대중 교통 결제 및 신원 확인과 같은 시나리오에 적용될 수 있다. 다른 실시예에서, 안테나 구조(10)는 대안적으로 다른 주파수 대역을 커버할 수 있다. 이 경우, 안테나 구조(10)의 중심 주파수(f0)는 그에 따라 변경된다.
실시예들에서, 안테나 구조(10)를 배치하는 여러 가지 방식이 관련 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명된다.
도 4는 도 3에 도시된 안테나 구조(10)의 일부를 분해한 개략도이다. 안테나 구조(10)는 칩 바디렉트릭 층(11), 접지층(12), 급전 요소(13), 안테나 요소(14) 및 복수의 매칭 비아 그룹(15)을 포함한다.
칩 바디렉트릭 층(11)은 LCP(액정 폴리머(liquid crystal polymer)) 칩 바디렉트릭 층(11)일 수 있고, FR-4 칩 바디렉트릭 층(11)일 수 있고, 로저스(Rogers) 칩 바디렉트릭 층(11)일 수 있고, FR-4와 로저스의 하이브리드 칩 바디렉트릭 기판 등일 수 있다. 칩 바디렉트릭 층이 LCP로 이루어진 경우, LCP의 손실 탄젠트는 고주파에서 상대적으로 작게 유지되기 때문에, 안테나 구조는 상대적으로 작은 전송 손실을 가질 수 있고, 이에 따라 안테나 방사 효율을 향상시키고 더 높은 안테나 이득을 얻을 수 있음을 이해할 수 있다.
접지층(12), 급전 요소(13), 안테나 요소(14) 및 복수의 매칭 비아 그룹(15)은 모두 칩 바디렉트릭 층(11)에 배치될 수 있다. 칩 바디렉트릭 층(11)은 접지층(12), 급전 요소(13), 안테나 요소(14) 및 복수의 매칭 비아 그룹(15)을 지지하도록 구성되어, 접지층(12), 급전 요소(13), 안테나 요소(14) 및 복수의 매칭 비아 그룹(15)이 전체적으로 하나의 구조를 형성하도록 구성될 수 있음을 이해할 수 있다.
실시예에서, 칩 바디렉트릭 층(11)은 접지층(12), 급전 요소(13), 안테나 요소(14) 및 복수의 매칭 비아 그룹(15)을 둘러싸거나 반 둘러쌀 수 있다. 칩 바디렉트릭 층(11)이 접지층(12), 급전 요소(13), 안테나 요소(14) 및 복수의 매칭 비아 그룹(15)을 반 둘러싸는 경우, 접지층(12), 급전 요소(13), 안테나 요소(14) 및 복수의 매칭 비아 그룹(15)의 적어도 일부가 칩 바디렉트릭 층(11)에 대해 상대적으로 노출될 수 있다.
실시예에서, 접지층(12), 급전 요소(13), 안테나 요소(14) 및 복수의 매칭 비아 그룹(15)은 칩 바디렉트릭 층(11)의 표면 상에 배치될 수 있다.
실시예에서, 접지층(12), 급전 요소(13), 안테나 요소(14) 및 복수의 매칭 비아 그룹(15)에 의해 형성되는 구조는 다층 구조이다. 안테나 구조(10)를 형성하는 과정에서, 다층 구조는 층별로 형성될 필요가 있다. 다층 구조의 각 층을 형성하는 과정에서, 본 실시예에서는 그에 대응하여 칩 바디렉트릭 층의 하위 층이 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, 안테나 구조(10)가 형성된 후, 칩 바디렉트릭 층(11), 접지층(12), 급전 요소(13), 안테나 요소(14) 및 복수의 매칭 비아 그룹(15)이 모두 칩 바디렉트릭 층(11)에 적절히 매립될 수 있다. 따라서, 도 4에 도시된 칩 바디렉트릭 층(11)은 전체적으로 하나의 구조이지만, 칩 바디렉트릭 층(11)은 복수의 하위 층을 적층하여 형성될 수도 있다.
다른 실시예에서, 안테나 구조(10)는 대안적으로 칩 바디렉트릭 층(11)을 포함하지 않을 수 있다. 이 경우, 접지층(12), 급전 요소(13) 및 안테나 요소(14)는 지지대 등을 이용하여 서로 고정될 수 있다.
다른 실시예에서, 안테나 구조(10)는 대안적으로 매칭 비아 그룹(15)을 포함하지 않을 수 있다.
도 4를 다시 참조한다. 접지층(12)은 안테나 요소(14)에 대한 접지를 제공하도록 구성된다. 접지층(12)은 금속 재료, 예를 들어 구리, 금 또는 은으로 제조될 수 있다. 접지층(12)의 형상은 정사각형, 직사각형, 원형 등이 될 수 있다. 특히, 접지층(12)의 형상은 제한되지 않는다. 본 실시예에서는 접지층(12)의 형상이 정사각형인 예를 사용하여 설명한다.
또한, 접지층(12)은 서로 이격된 제1 관통 홀(121) 및 제2 관통 홀(122)을 구비한다. 제1 관통 홀(121) 및 제2 관통 홀(122)은 모두 접지층(12)의 두 개의 반대쪽 표면(예를 들어, 접지층(12)의 상부 표면 및 하부 표면)을 관통한다. 급전 요소(13)는 제1 관통 홀(121) 및 제2 관통 홀(122)을 통해 안테나 구조(10) 외부의 무선 주파수 회로(20)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4를 다시 참조한다. 하나 이상의 안테나 요소(14)가 존재할 수 있다. 본 실시예에서는, 복수의 안테나 요소(14)가 설명을 위한 예로서 사용된다. 복수의 안테나 요소(14)는 m 행과 n 열로 배열되며, 여기서 m과 n은 모두 양의 정수이다. 인접한 두 개의 안테나 요소(14) 사이에는 갭이 형성된다. 복수의 안테나 요소(14)는 "1×1" 어레이, "2×1" 어레이, "1×2" 어레이, "2×2" 어레이, "3×3" 어레이 등을 형성할 수 있다. 본 실시예에서는 복수의 안테나 요소(14)가 "2×2" 어레이를 형성하는 예를 사용하여 설명한다. 이 경우, 4개의 안테나 요소(14)가 존재하며, 구체적으로 제1 안테나 요소(14a), 제2 안테나 요소(14b), 제3 안테나 요소(14c) 및 제4 안테나 요소(14d)를 포함한다.
도 5는 도 4에 도시된 제1 안테나 요소(14a) 및 제2 안테나 요소(14b)를 분해한 개략도이다. 제1 안테나 요소(14a)는 제1 금속층(141), 제2 금속층(142), 제1 금속 기둥(143), 제2 금속 기둥(144), 제3 금속 기둥(145), 제1 금속 연결 시트(146a) 및 제2 금속 연결 시트(146b)를 포함한다. 제1 금속 기둥(143)은 실시예에서 제1 전도성 부재를 형성한다. 제2 금속 기둥(144), 제3 금속 기둥(145), 제1 금속 연결 시트(146a) 및 제2 금속 연결 시트(146b)는 본 실시예에서 제2 전도성 부재를 형성한다.
이하에서 긴 관련 설명을 피하기 위해, 제1 안테나 요소(14a)의 제1 금속층(141), 제1 안테나 요소(14a)의 제2 금속층(142), 제1 안테나 요소(14a)의 제1 금속 기둥(143), 제1 안테나 요소(14a)의 제2 금속 기둥(144), 제1 안테나 요소(14a)의 제3 금속 기둥(145), 제1 안테나 요소(14a)의 제1 금속 연결 시트(146a), 제1 안테나 요소(14a)의 제2 금속 연결 시트(146b), 및 관련 설명은 제1 금속층(141), 제2 금속층(142), 제1 금속 기둥(143), 제2 금속 기둥(144), 제3 금속 기둥(145), 제1 금속 연결 시트(146a), 제2 금속 연결 시트(146b) 및 관련 설명으로 간소화된다. 또한, 제1 금속층(141), 제2 금속층(142), 제1 금속 기둥(143), 제2 금속 기둥(144), 제3 금속 기둥(145), 제1 금속 연결 시트(146a), 제2 금속 연결 시트(146b) 등은 제2 안테나 요소(14b)의 제1 금속층(161), 제2 안테나 요소(14b)의 제2 금속층(162), 제2 안테나 요소(14b)의 제1 금속 기둥(163), 제2 안테나 요소(14b)의 제2 금속 기둥(164), 제2 안테나 요소(14b)의 제3 금속 기둥(165), 제2 안테나 요소(14b)의 제1 금속 연결 시트(166a), 제2 금속 연결 시트(166b) 등과 구별하기 위한 번호로 명명된다.
도 6은 도 3에 도시된 안테나 구조(10)의 일부 구조의 개략도이다. 제3 금속 기둥(145)은 접지층(12)에 연결된다. 예를 들어, 3개의 제3 금속 기둥(145)이 있다. 3개의 제3 금속 기둥(145)은 "L"자 모양으로 배열될 수도 있고, 호 모양으로 배열될 수도 있다. 3개의 제3 금속 기둥(145)은 접지층(12) 상의 제1 관통 홀(121)의 반원형으로 배치된다. 다른 실시예에서, 제3 금속 기둥(145)의 수량 및 배열 형태는 특별히 제한되지 않는다.
또한, 제3 금속 기둥(145)의 구조는 비아의 벽면에 금속 재료의 층을 형성하여 형성될 수 있음에 유의하여야 한다. 이 경우, 제3 금속 기둥(145)은 대략 "튜브형" 구조를 갖는다. 제3 금속 기둥(145)의 구조는 비아 내에 금속 재료를 채움으로써 형성될 수도 있다. 이 경우, 제3 금속 기둥(145)은 "기둥 형상"의 구조일 수 있다. 다른 실시예에서, 제3 금속 기둥(145)은 대안적으로 다른 구조일 수 있다. 이는 본 실시예에서 특별히 제한되지 않는다. 아래에 언급되는 금속 기둥(예컨대, 제1 금속 기둥(143) 및 제2 금속 기둥(144))의 구조에 대해서는, 본 실시예에서 제3 금속 기둥(145)의 구조를 참조하면 된다는 것을 이해할 수 있다. 자세한 내용은 이하에서 다시 설명하지 않는다.
도 7은 도 5에 도시된 제1 안테나 요소(14a)의 제1 금속 연결 시트(146a) 및 제2 금속 연결 시트(146b)의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 이 실시예에서, 하나의 제1 금속 연결 시트(146a)가 존재한다. 다른 실시예에서, 제1 금속 연결 시트(146a)의 수량은 제한되지 않는다.
또한, 제1 금속 연결 시트(146a)는 제1 연결부(1461) 및 제2 연결부(1462)를 포함한다. 제1 연결부(1461)는 제2 연결부(1462)에 연결되어 구부러진 형상을 형성한다. 예를 들어, 제1 금속 연결 시트(146a)는 "L" 형상, 호 형상 등을 갖는다. 도 7에서, 제1 금속 연결 시트(146a)의 구조를 명확하게 설명하기 위해, 제1 연결부(1461)와 제2 연결부(1462)는 점선을 사용하여 개략적으로 구분하고 있음에 유의해야 한다.
예를 들어, 제1 연결부(1461)의 폭(a1)은 제2 연결부(1462)의 폭(a2)과 동일하다. 또한, 제2 연결부(1462)의 길이(c2)는 제1 연결부(1461)의 길이(c1)와 제2 연결부(1462)의 폭(a2)의 합과 동일하다. 다른 실시예에서, 제1 금속 연결 시트(146a)의 각 부분의 크기는 특별히 제한되지 않는다.
도 7을 다시 참조한다. 복수의 제2 금속 연결 시트(146b)가 있을 수 있다. 예를 들어, 4개의 제2 금속 연결 시트(146b)가 있다. 다른 실시예에서, 제2 금속 연결 시트(146b)의 수량은 제한되지 않는다.
또한, 설명을 위해 제2 금속 연결 시트(146b) 중 하나를 예시로 사용한다. 제2 금속 연결 시트(146b)는 제3 연결부(1463) 및 제4 연결부(1464)를 포함한다. 제3 연결부(1463)는 제4 연결부(1464)에 연결되어 구부러진 형상을 형성한다. 예를 들어, 제2 금속 연결 시트(146b)는 "L" 형상, 호 형상 등을 가질 수 있다. 도 7에서, 제3 연결부(1463)와 제4 연결부(1464)는 점선을 사용하여 개략적으로 구분되어 있음에 유의하여야 한다.
예를 들어, 제3 연결부(1463)의 폭(a3)은 제4 연결부(1464)의 폭(a4)과 동일하다. 제3 연결부의 폭(a3)은 제1 연결부(1461)의 폭(a1)보다 작다. 제4 연결부(1464)의 폭(a4)은 제2 연결부(1462)의 폭(a2)보다 작다. 또한, 제4 연결부(1464)의 길이(c4)는 제3 연결부(1463)의 길이(c3)와 제4 연결부(1464)의 폭(a4)의 합과 동일하다. 제4 연결부(1464)의 길이(c4)는 제2 연결부(1462)의 길이(c2)와 동일하다. 다른 실시예에서, 제2 금속 연결 시트(146b)의 각 부분의 크기는 특별히 제한되지 않는다.
도 8은 도 3에 도시된 안테나 구조(10)의 일부 구조의 개략도이다. 접지층(12)과 제1 금속 연결 시트(146a)는 서로 이격되어 서로 반대편에 배치되고, 제1 금속 연결 시트(146a)는 접지층(12)으로부터 멀리 떨어진, 제3 금속 기둥(145)의 단부에 연결된다. 이 경우, 제3 금속 기둥(145)은 접지층(12)과 제1 금속 연결 시트(146a) 사이에 연결되고, 제3 금속 기둥(145), 접지층(12) 및 제1 금속 연결 시트(146a)는 서로 전기적으로 연결된다.
예를 들어, 제3 금속 기둥(145) 중 하나는 제1 금속 연결 시트(146a)의 제1 연결부(1461)에 연결된다. 제3 금속 기둥(145) 중 2개는 제1 금속 연결 시트(146a)의 제2 연결부(1462)에 연결된다. 또한, 제3 금속 기둥(145)은 제1 금속 연결 시트(146a)를 관통할 수 있다.
도 8을 참조하여 도 9를 참조한다. 도 9는 도 3에 도시된 안테나 구조(10)의 일부 구조에 대한 개략도이다. 복수의 제2 금속 연결 시트(146b)는 제3 금속 기둥(145)으로부터 멀리 떨어진, 제1 금속 연결 시트(146a)의 측면에 위치한다. 복수의 제2 금속 연결 시트(146b)는 안테나 구조(10)의 두께 방향을 따라 배치되고, 서로 간격을 두고 배치된다. 제2 금속 연결 시트(146b)의 제3 연결부(1463)는 서로 간격을 두고 반대편에 배치되며, 각각은 제1 금속 연결 시트(146a)의 제1 연결부(1461)와 간격을 두고 반대편에 배치된다. 제2 금속 연결 시트(146b)의 제4 연결부(1464)는 서로 간격을 두고 반대편에 배치되며, 각각은 제1 금속 연결 시트(146a)의 제2 연결부(1462)로부터 간격을 두고 반대편에 배치된다.
복수의 제2 금속 기둥(144)은 서로 간격을 두고 배치되며, 제2 금속 기둥(144)의 각각의 일 단부는 제1 금속 연결 시트(146a)에 더 연결된다. 제1 금속 연결 시트(146a)에 대한 복수의 제2 금속 기둥(144)의 투영은 제1 금속 연결 시트(146a)에 대한 복수의 제3 금속 기둥(145)의 투영과 적어도 부분적으로 중첩된다. 또한, 복수의 제2 금속 기둥(144)은 복수의 제2 금속 연결 시트(146b)에 더 연결된다. 제2 금속 연결 시트(146b), 제2 금속 기둥(144), 제1 금속 연결 시트(146a), 제3 금속 기둥(145) 및 접지층(12)은 서로 전기적으로 연결된다.
예를 들어, 복수의 제2 금속 기둥(14)은 "L" 형상으로 배열될 수도 있고, 호 형상으로 배열될 수도 있다.
예를 들어, 각각의 제2 금속 기둥(144)은 각각의 제2 금속 연결 시트(146b)를 관통할 수 있다. 이러한 경우, 제2 금속 기둥(144)과 제2 금속 연결 시트(146b)는 서로 보다 안정적으로 연결된다. 다른 실시예에서, 제2 금속 기둥(144) 각각은 제2 금속 연결 시트(146b) 각각을 관통하지 않을 수 있다. 이 경우, 제2 금속 기둥(144)은 2개의 제2 금속 연결 시트(146b) 사이마다 배치되고, 제2 금속 기둥(144)은 제2 금속 연결 시트(146b)와 제1 금속 연결 시트(146a) 사이에 배치되어, 제2 금속 연결 시트(146b), 제2 금속 기둥(144) 및 제1 금속 연결 시트(146a)가 서로 전기적으로 연결되도록 할 수 있다.
이 실시예에서, 제2 금속 기둥(144)의 직경은 제3 금속 기둥(145)의 직경보다 작다. 제2 금속 기둥(144)의 직경이 보다 작을 경우, 제2 금속 기둥(144)을 둘러싸는 칩 바디렉트릭 층의 두께가 작아질 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 제3 금속 기둥(145)의 직경이 큰 경우, 제3 금속 기둥(145)을 둘러싸는 칩 바디렉트릭 층의 두께를 크게 할 수 있다. 이와 같이, 안테나 구조(10)의 형성 프로세스에서, 두께가 서로 다른 두 개의 칩 바디렉트릭 기판(하나의 칩 바디렉트릭 기판에는 제2 금속 기둥(144)이 제공되고, 다른 칩 바디렉트릭 기판에는 제3 금속 기둥(145)이 제공됨)을 접합, 용접 등에 의해 하나의 전체로 적층할 수 있다.
또한, 제2 금속 기둥(144)의 직경이 제3 금속 기둥(145)의 직경보다 작은 경우, 제3 연결부의 폭(a3)은 제1 연결부(1461)의 폭(a1)보다 작게 설정되고, 제4 연결부(1464)의 폭(a4)은 제2 연결부(1462)의 폭(a2)보다 작게 설정됨으로써, 제1 연결부(1461) 및 제2 연결부(1462)에 제3 금속 기둥(145)에 연결할 수 있는 충분한 공간을 확보하여 높은 연결 안정성이 보장된다.
다른 실시예에서, 제1 안테나 요소(14a)는 제3 금속 기둥(145) 및 제1 금속 연결 시트(146a)를 포함하지 않을 수 있다. 이 경우, 제2 금속 기둥(144)은 접지층(12)에 직접 연결될 수 있다.
다른 실시예에서, 제1 안테나 요소(14a)는 제2 금속 연결 시트(146b)를 포함하지 않을 수 있다.
도 10은 도 5에 도시된 제1 안테나 요소(14a)의 제2 금속 시트(142)의 구조에 대한 개략도이다. 제2 금속층(142)은 서로 반대편에 배치된 상부 표면(1425) 및 하부 표면(1426)과, 상부 표면(1425)과 하부 표면(1426)을 연결하는 측면 표면(1427)을 포함한다. 실시예에서 제1 금속층(141)의 두께가 제1 금속층(141)의 길이 및 폭보다 작기 때문에, 제1 금속층(141)의 상부 표면(1425)과 제1 금속층(141)의 하부 표면(1426) 사이의 거리가 작다. 제1 금속층(141)의 상부 표면(1425)과 제1 금속층(141)의 하부 표면(1426)은 대략 동일한 구조를 갖는다. 이와 같이, 본 실시예는 제1 금속층(141)의 상부 표면(1425)을 예로 들어 설명할 수 있다. 또한, 제1 금속층(141)의 두께가 상대적으로 작기 때문에, 제1 금속층(141)의 구조는 제1 금속층(141)의 측면 표면(1427)의 구조에 의해 약간의 영향을 받는다. 따라서, 제1 금속층(141)의 상부 표면(1425)의 구조가 설명됨에 따라, 제1 금속층(141)의 3차원 구조가 더욱 개략적으로 반영될 수 있다.
제2 금속층(142)의 형상은 정사각형, 직사각형, 원 등과 같은 형상일 수 있다. 본 실시예에서는 제2 금속층(142)의 형상이 정사각형인 예를 사용하여 설명한다. 구체적으로, 제2 금속층(142)은 서로 반대편에 배치되는 제1 에지(1421) 및 제2 에지(1422)와, 서로 반대편에 배치되는 제3 에지(1423) 및 제4 에지(1424)를 포함한다. 제3 에지(1423) 및 제4 에지(1424)는 제1 에지(1421)와 제2 에지(1422) 사이에 연결된다. 제2 금속층(142)은 정사각형이기 때문에, 제2 금속층(142)의 제1 에지(1421), 제2 에지(1422), 제3 에지(1423) 및 제4 에지(1424)의 길이가 모두 동일하다. 예를 들어, 제2 금속층(142)의 에지들의 길이(b1)는 제2 금속 연결 시트(146b)의 제2 연결부(1464)의 길이(C4)와 동일하다(도 7 참조).
이 실시예에서, 제2 금속층(142)은 서로 이격된 제1 영역(142a) 및 제2 영역(142b)을 포함한다. 도 10에서, 제1 영역(142a)과 제2 영역(142b)은 점선을 사용하여 개략적으로 구분된다. 예를 들어, 제1 영역(142a) 및 제2 영역(142b)은 각각 "L" 형상을 가질 수 있다. 제1 영역(142a)은 제1 에지(1421) 및 제3 에지(1423) 근처에 배치된다. 제2 영역(142b)은 제2 에지(1422) 및 제4 에지(1424) 근처에 배치된다. 다른 실시예에서, 제1 영역(142a) 및 제2 영역(142b)의 형상은 특별히 제한되지 않는다.
도 9 및 도 10을 참조하여 도 11을 참조한다. 도 11은 도 3에 도시된 안테나 구조(10)의 일부 구조의 개략도이다. 제2 금속층(142) 및 제2 금속 연결 시트(146b)는 서로 간격을 두고 서로 반대편에 배치된다. 제2 금속 기둥(144) 각각의 일 단부는 제2 금속층(142)의 제2 영역(142b)에 연결된다. 이 경우, 각각의 제2 금속 기둥(14)은 제2 금속층(142)의 제2 영역(142b)과 제1 금속 연결 시트(146a) 사이에 연결된다. 제2 금속 기둥(144)의 일부는 제2 금속층(142)의 제2 에지(1422) 부근에 배치되고, 제2 금속 기둥(144)의 일부는 제2 금속층(142)의 제4 에지(1424) 부근에 배치된다.
이러한 실시예에서, 제2 금속층(142), 제2 금속 기둥(144), 제3 금속 기둥(145), 제1 금속 연결 시트(146a), 제2 금속 연결 시트(146b) 및 접지층(12)은 제1 공간(S1)을 형성하기 위해 원을 그리며 배치된다. 안테나 구조(10)의 다른 컴포넌트가 제1 공간(S1)에 배치될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 이러한 방식으로, 한편으로는 안테나 구조(10)의 공간 활용도가 높다. 다른 한편으로, 안테나 구조(10)는 안테나 구조(10)의 소형화를 용이하게 하기 위해 콤팩트하게 배치될 수 있다.
예를 들어, 접지층(12) 상의 제1 관통 홀(121)은 제1 공간(S1)에 상호 연결된다.
또한, 제1 금속 기둥(143)의 각각의 일 단부는 제2 금속층(142)의 제1 영역(142a)에 연결된다. 예를 들어, 3개의 제1 금속 기둥(143)이 있다. 3개의 제1 금속 기둥(143)은 "L" 형상으로 배열될 수도 있고, 호 형상으로 배열될 수도 있다.
제2 금속 기둥(144)은 제2 금속층(142)의 제2 영역(142b)에 연결되고, 제1 금속 기둥(143)은 제2 금속층(142)의 제1 영역(142a)에 연결되므로, 이 경우 제1 금속 기둥(143) 및 제2 금속 기둥(144)은 제2 금속층(142)의 두 영역에서 서로 이격되어 있는 것으로 이해될 수 있다. 구체적으로, 제2 금속층(142)에 대한 제1 금속 기둥(143)의 투영은 제2 금속층(142)에 대한 제2 금속 기둥(144)의 투영과 중첩되지 않는다. 또한, 제1 금속 기둥(143), 제2 금속층(142), 제2 금속 기둥(144), 제3 금속 기둥(145), 제1 금속 연결 시트(146a), 제2 금속 연결 시트(146b) 및 접지층(12)은 서로 전기적으로 연결된다.
도 12는 도 5에 도시된 제1 안테나 요소(14a)의 제1 금속 시트(141)의 구조에 대한 개략도이다. 제1 금속층(141)의 형상은 정사각형, 직사각형, 원형 등이 될 수 있다. 본 실시예에서는 제1 금속층(141)의 형상이 정사각형인 예를 사용하여 설명한다. 구체적으로, 제1 금속층(141)은 서로 반대편에 배치되는 제1 에지(1411) 및 제2 에지(1412)와, 서로 반대편에 배치되는 제3 에지(1413) 및 제4 에지(1414)를 포함한다. 제3 에지(1413) 및 제4 에지(1414)는 제1 에지(1411)와 제2 에지(1412) 사이에 연결된다. 제1 금속층(141)은 정사각형이기 때문에, 제1 금속층(141)의 제1 에지(1411), 제2 에지(1412), 제3 에지(1413) 및 제4 에지(1414)의 길이가 모두 동일하다. 예를 들어, 제1 금속층(141)의 에지의 길이는 0.25λ0 내지 0.35λ0의 범위 내에 있다. 이 실시예에서, 제1 금속층(141)의 크기는 제2 금속층(142)의 크기보다 크다.
또한, 제1 금속층(141)의 대각선(M1)이 존재한다. 대각선(M1)의 한쪽 끝은 제1 에지(1411)와 제3 에지(1413) 사이의 연결부에 위치하며, 다른 쪽 끝은 제2 에지(1412)와 제4 에지(1414) 사이의 연결부에 위치한다. 대각선(M1)은 제1 금속층(141) 상의 실제 구조가 아니라는 점에 유의해야 한다. 대각선(M1)은 가상의 선이다. 도 12는 점선으로 표시된 대각선(M1)을 도시한다.
도 11 및 도 12를 참조하여 도 13을 참조한다. 도 13은 도 3에 도시된 안테나 구조(10)의 일부 구조에 대한 개략도이다. 제1 금속층(141)과 제2 금속층(142)은 서로 간격을 두고 서로 반대편에 배치된다. 제1 금속층(141)은 제1 금속 기둥(143)의 단부에 고정된다. 제1 금속 기둥(143)은 제1 금속층(141)과 제2 금속층(142)의 제1 영역(142a) 사이에 연결된다. 제1 금속층(141)은 제1 금속 기둥(143)에 전기적으로 연결된다. 또한, 제1 금속층(141)이 위치한 평면 상에 대한 제2 금속층(142)의 투영은 제1 금속층(141)에 위치한다. 접지층(12)에 대한 제1 금속층(141)의 투영은 접지층(12) 상에 위치한다.
예를 들어, 제1 금속층(141)의 제1 에지(1411)는 제2 금속층(142)의 제1 에지(1421)의 반대편에 배치된다. 즉, 제1 금속층(141)에 대한 제2 금속층(142)의 제1 에지(1421)의 투영은 제1 금속층(141)의 제1 에지(1411)와 중첩된다. 제1 금속층(141)의 제3 에지(1413)는 제2 금속층(142)의 제3 에지(1423)의 반대편에 배치된다. 즉, 제1 금속층(141)에 대한 제2 금속층(142)의 제3 에지(1423)의 투영은 제1 금속층(141)의 제3 에지(1413)와 중첩된다.
도 14는 도 13에 도시된 안테나 구조(10)의 일부분을 선 A-A를 따라 절단한 개략적인 단면도이다. 제1 금속 기둥(143) 및 제2 금속 기둥(144)은 제2 금속층(142)의 두 영역에서 서로 이격되어 있기 때문에, 제1 안테나 요소(14a)가 작동 상태에 있을 때, 전류 경로(도 14에서 단순히 굵은 선으로 표시됨)는 접지층(12), 제3 금속 기둥(145), 제1 금속 연결 시트(146a), 제2 금속 기둥(144), 제2 금속층(142)의 제2 영역(142b)(도 11 참조) 및 제2 금속층(142)의 제1 영역(142a)(도 11 참조), 제1 금속 기둥(143) 및 제1 금속층(141)을 포함한다. 제2 금속층(142)의 제1 영역(142a)과 제2 영역(142b) 사이에는 전류가 전달될 수 있으므로, 전류 경로는 한 번 구부러진 상태로 배치된다. 안테나 구조의 전류 경로가 직선인 동일한 전류 경로를 갖는 안테나 구조와 비교하여, 본 실시예에서 안테나 구조(10)의 단면 높이(H)가 작아지므로, 안테나 구조(10)의 박형화를 용이하게 달성할 수 있다.
예를 들어, 전류 경로의 길이(구체적으로, 전기적 길이는 안테나 구조(10)의 단면 높이(H)와 제2 금속층(142)의 에지 길이의 합과 같다)가 0.25λ0 내지 0.32λ0의 범위일 때, 안테나 구조(10)의 단면 높이(H)는 0.15λ0 내지 0.21λ0의 범위일 수 있다. 이러한 방식으로, 본 실시예에서 안테나 구조(10)의 단면 높이(H)는 안테나 구조(10)의 다른 단면 높이로부터 크게 감소된다.
예를 들어, 제1 안테나 요소(14a)는 대칭 구조, 부분적 대칭 구조, 동일하거나 유사한 부분을 갖는 구조, 또는 상이한 부분을 갖는 구조일 수 있다. 본 실시예에서, 제1 안테나 요소(14a)는 대칭 구조이다. 구체적으로, 도 13을 다시 참조한다. 제1 안테나 요소(14a)는 제1 안테나 요소(14a)의 대칭 평면을 따라 대칭이다. 제1 안테나 요소(14a)의 대칭면은 제1 금속층(141)이 위치하는 평면에 수직이고, 제1 금속층(141)의 대각선(M1)은 제1 안테나 요소(14a)의 대칭면 상에 위치한다.
도 5를 다시 참조한다. 제2 안테나 요소(14b)는 제1 금속층(161), 제2 금속층(162), 제1 금속 기둥(163), 제2 금속 기둥(164), 제3 금속 기둥(165), 제1 금속 연결 시트(166a) 및 제2 금속 연결 시트(166b)를 포함한다. 제1 금속층(161), 제2 금속층(162), 제1 금속 기둥(163), 제2 금속 기둥(164), 제3 금속 기둥(165), 제1 금속 연결 시트(166a) 및 제2 금속 연결 시트(166b)의 구조에 대해서는, 제1 안테나 요소(14a)의 제1 금속층(141), 제2 금속층(142), 제1 금속 기중(143), 제2 금속 기둥(144), 제3 금속 기둥(145), 제1 금속 연결 시트(146a) 및 제2 금속 연결 시트(146b)의 구조를 참조하면 된다. 자세한 내용은 여기서 다시 설명하지 않는다.
다른 실시예에서, 제2 안테나 요소(14b)는 제3 금속 기둥(165), 제1 금속 연결 시트(166a) 및 제2 금속 연결 시트(166b)를 포함하지 않을 수 있다.
도 6을 다시 참조한다. 제3 금속 기둥(165)은 접지층(12)에 연결된다. 제2 안테나 요소(14b)의 제3 금속 기둥(165)은 제1 안테나 요소(14a)의 제3 금속 기둥(145)의 일측에 위치한다. 예를 들어, 3개의 제3 금속 기둥(165)이 있다. 3개의 제3 금속 기둥(165)은 "L"자 모양 또는 호 모양으로 배열된다. 다른 실시예에서, 제3 금속 기둥(165)의 수량은 특별히 제한되지 않는다.
도 8을 다시 참조한다. 제1 금속 연결 시트(166a)는 접지층(12)으로부터 멀리 떨어져 있는, 제3 금속 기둥(165)의 단부에 연결된다. 이 경우, 제3 금속 기둥(165)은 제1 금속 연결 시트(166a)와 접지층(12) 사이에 연결되고, 제3 금속 기둥(165), 제1 금속 연결 시트(166a) 및 접지층(12)은 서로 전기적으로 연결된다.
또한, 제2 안테나 요소(14b)의 제1 금속 연결 시트(166a)의 제1 연결부(1661)는 제1 안테나 요소(14a)의 제1 금속 연결 시트(146a)의 제1 연결부(1461)의 반대편에 배치된다. 제2 안테나 요소(14b)의 제1 금속 연결 시트(166a)의 제2 연결부(1662)는 제1 안테나 요소(14a)의 제1 금속 연결 시트(146a)의 제2 연결부(1642)의 반대편에 배치된다.
예를 들어, 제3 금속 기둥(165) 중 하나는 제1 금속 연결 시트(166a)의 제1 연결부(1661)에 연결된다. 제3 금속 기둥(165) 중 두 개는 제1 금속 연결 시트(166a)의 제2 연결부(1662)에 연결된다.
도 8을 참조하여 도 9를 참조한다. 복수의 제2 금속 연결 시트(166b)는 제3 금속 기둥(165)으로부터 멀리 떨어진, 제1 금속 연결 시트(166a)의 측면에 위치한다. 복수의 제2 금속 연결 시트(166b)는 안테나 구조(10)의 두께 방향을 따라 서로 간격을 두고 배치된다. 제2 금속 연결 시트(166b)의 제3 연결부(1663)는 서로 간격을 두고 대향하며 배치되고, 각각은 제1 금속 연결 시트(166a)의 제1 연결부(1661)와 간격을 두고 그와 대향하며 배치된다. 제2 금속 연결 시트(166b)의 제4 연결부(1664)는 서로 간격을 두고 대향하며 배치되고, 각각은 제1 금속 연결 시트(166a)의 제2 연결부(1662)와 간격을 두고 그와 대향하며 배치된다.
또한, 복수의 제2 금속 기둥(164)은 서로 간격을 두고 배치되며, 제2 금속 기둥(164) 각각의 일단은 제1 금속 연결 시트(166a)에 더 연결된다. 제1 금속 연결 시트(166a)에 대한 복수의 제2 금속 기둥(164)의 투영은 제1 금속 연결 시트(166a)에 대한 복수의 제3 금속 기둥(165)의 투영과 적어도 부분적으로 중첩된다. 복수의 제2 금속 기둥(164)은 복수의 제2 금속 연결 시트(166b)에 더 연결된다. 이 경우, 제2 금속 연결 시트(166b), 제2 금속 기둥(164), 제1 금속 연결 시트(166a), 제3 금속 기둥(165) 및 접지층(12)은 서로 전기적으로 연결된다.
예를 들어, 제2 금속 기둥(164) 각각은 제2 금속 연결 시트(166b) 각각을 관통할 수 있다. 이 경우, 제2 금속 기둥(164) 및 제2 금속 연결 시트(166b)는 서로에 대해 보다 안정적으로 연결된다. 다른 실시예에서, 각각의 제2 금속 기둥(164)은 각각의 제2 금속 연결 시트(166b)를 관통하지 않을 수 있다. 이 경우, 제2 금속 기둥(164)은 2개의 제2 금속 연결 시트(166b) 사이마다 배치되고, 제2 금속 기둥(164)은 제2 금속 연결 시트(166b)와 제1 금속 연결 시트(166a) 사이에 배치되어, 제2 금속 연결 시트(166b), 제2 금속 기둥(164) 및 제1 금속 연결 시트(166a)가 서로 전기적으로 연결되도록 할 수 있다.
다른 실시예에서, 제2 안테나 요소(14b)가 제3 금속 기둥(165) 및 제1 금속 연결 시트(166a)를 포함하지 않을 때, 제2 금속 기둥(164)은 접지층(12)에 직접 연결될 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하여 도 11을 다시 참조한다. 제2 금속층(162)은 복수의 제2 금속 기둥(164)의 단부에 고정된다. 제2 안테나 요소(14b)의 제2 금속층(162)의 제1 에지(1621)와 제1 안테나 요소(14a)의 제2 금속층(142)의 제1 에지(1421)는 서로 이격되어 있다.
제2 금속 기둥(164)의 각각의 한쪽 끝은 제2 금속층(162)의 제2 영역(162b)에 연결된다. 이 경우, 제2 금속 기둥(164)의 일부가 제2 금속층(162)의 제2 에지(1622) 근처에 배치된다. 제2 금속 기둥(144)의 일부는 제2 금속층(162)의 제4 에지(1624) 근처에 배치된다.
제2 금속층(162), 제2 금속 기둥(164), 제3 금속 기둥(165), 제1 금속 연결 시트(166a), 제2 금속 연결 시트(166b) 및 접지층(12)은 원을 그리며 제2 공간(S2)을 형성하는 것으로 이해될 수 있다. 제2 공간(S2)은 제1 공간(S1)에 상호 연결된다. 안테나 구조(10)의 다른 컴포넌트가 제2 공간(S2)에 배치될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 이러한 방식으로, 한편으로는 안테나 구조(10)의 공간 활용도가 높다. 다른 한편으로, 안테나 구조(10)는 안테나 구조(10)의 소형화를 용이하게 하기 위해 콤팩트하게 배치될 수 있다.
또한, 제1 금속 기둥(163) 각각의 일 단부는 제2 금속층(162)의 제1 영역(162a)에 연결된다. 예를 들어, 3개의 제1 금속 기둥(163)이 있다. 3개의 제1 금속 기둥(163)은 "L" 형상으로 배열된다.
제2 금속 기둥(164)은 제2 금속층(162)의 제2 영역(162b)에 연결되고, 제1 금속 기둥(163)은 제2 금속층(162)의 제1 영역(162a)에 연결되므로, 이 경우 제1 금속 기둥(163) 및 제2 금속 기둥(164)은 제2 금속층(162)의 두 영역에서 서로 이격되어 있는 것으로 이해될 수 있다. 구체적으로, 제2 금속층(162)에 대한 제1 금속 기둥(163)의 투영은 제2 금속층(162)에 대한 제2 금속 기둥(164)의 투영과 중첩되지 않는다. 또한, 제1 금속 기둥(163), 제2 금속층(162), 제2 금속 기둥(164), 제3 금속 기둥(165), 제1 금속 연결 시트(166a), 제2 금속 연결 시트(166b) 및 접지층(12)은 서로 전기적으로 연결된다.
도 11을 참조하여 도 13을 참조한다. 제1 금속층(161)과 제2 금속층(162)은 서로 간격을 두고 서로 반대편에 배치된다. 제1 금속층(161)은 제1 금속 기둥(163)의 단부에 고정된다. 이 경우, 제1 금속층(161)은 제1 금속 기둥(163)에 전기적으로 연결된다. 제1 금속층(161)이 위치하는 평면에 대한 제2 금속층(162)의 투영은 제1 금속층(161)에 위치한다. 접지층(12)에 대한 제1 금속층(161)의 투영은 접지층(12)에 위치한다.
이 실시예에서, 제2 안테나 요소(14b)의 제1 금속층(161)의 제1 에지(1611)와 제1 안테나 요소(14a)의 제1 금속층(141)의 제1 에지(1411)는 제1 갭(191)을 형성한다. 접지층(12)에 대한 제1 갭(191)의 투영은 접지층(12)에 위치한다.
예를 들어, 제1 금속층(161)에 대한 제2 금속층(162)의 제1 에지(1621)의 투영은 제1 금속층(161)의 제1 에지(1611)와 중첩된다. 제1 금속층(161)에 대한 제2 금속층(162)의 제3 에지(1623)의 투영은 제1 금속층(161)의 제3 에지(1613)와 중첩된다.
도 14를 다시 참조한다. 제1 금속 기둥(163) 및 제2 금속 기둥(164)이 제2 금속층(162)의 두 영역에서 서로 이격되어 있기 때문에, 제2 안테나 요소(14b)가 작동 상태에 있을 때, 전류 경로(도 14에서 단순히 굵은 선으로 표시됨)는 접지층(12), 제3 금속 기둥(165), 제1 금속 연결 시트(166a), 제2 금속 기둥(164) 및 제2 금속층(162)의 제2 영역(162b)(도 11 참조), 제2 금속층(162)의 제1 영역(162a)(도 11 참조), 제1 금속 기둥(163) 및 제1 금속층(161)을 포함한다. 전류는 제2 금속층(162)의 제1 영역(162a)과 제2 영역(162b) 사이에서 전달될 수 있기 때문에, 전류 경로는 한 번 구부러진 상태로 배치된다. 이와 같이, 안테나 구조의 전류 경로가 직선인 동일한 전류 경로를 갖는 안테나 구조에 비해, 본 실시예의 안테나 구조(10)의 단면 높이(H)가 작아지므로, 안테나 구조(10)의 박형화를 용이하게 달성할 수 있다.
예를 들어, 제2 안테나 요소(14b)는 대칭 구조, 부분적 대칭 구조, 동일하거나 유사한 부분을 갖는 구조, 또는 상이한 부분을 갖는 구조일 수 있다. 본 실시예에서, 제2 안테나 요소(14b)는 대칭 구조이다. 구체적으로, 도 13을 다시 참조한다. 제2 안테나 요소(14b)는 제2 안테나 요소(14b)의 대칭 평면을 따라 대칭적이다. 제2 안테나 요소(14b)의 대칭면은 제1 금속층(161)이 위치하는 평면에 수직이고, 제1 금속층(161)의 대각선(M2)은 제2 안테나 요소(14b)의 대칭면 상에 위치한다. 제1 금속층(161)의 대각선(M2)의 한쪽 끝은 제1 에지(1611)와 제3 에지(1613) 사이의 연결부에 위치하며, 다른 쪽 끝은 제2 에지(1612)와 제4 에지(1614) 사이의 연결부에 위치한다.
예를 들어, 제2 안테나 요소(14b)와 제1 안테나 요소(14a)는 대칭이거나, 부분적으로 대칭이거나, 동일하거나 유사한 구조를 갖거나, 상이한 구조를 가질 수 있다. 실시예에서, 제2 안테나 요소(14b) 및 제1 안테나 요소(14a)는 대칭 구조를 형성한다. 구체적으로, 제2 안테나 요소(14b)와 제1 안테나 요소(14a)는 제1 대칭면(N1)을 따라 대칭을 이룬다. 제1 대칭면(N1)은 안테나 구조(10)의 실제 구조가 아니라는 점에 유의해야 한다. 제1 대칭면(N1)은 가상 평면이다. 도 13에서, 제1 대칭면(N1)은 점선으로 개략적으로 표시되어 있다.
도 15는 도 4에 도시된 제3 안테나 요소(14c) 및 제4 안테나 요소(14d)를 분해한 개략도이다. 제3 안테나 요소(14c)는 제1 금속층(171), 제2 금속층(172), 제1 금속 기둥(173), 제2 금속 기둥(174), 제3 금속 기둥(175), 제1 금속 연결 시트(176a) 및 제2 금속 연결 시트(176b)를 포함한다. 제1 금속층(171), 제2 금속층(172), 제1 금속 기둥(173), 제2 금속 기둥(174), 제3 금속 기둥(175), 제1 금속 연결 시트(176a) 및 제2 금속 연결 시트(176b)의 구조에 대해서는, 제1 안테나 요소(14a)의 제1 금속층(141), 제2 금속층(142), 제1 금속 기둥(143), 제2 금속 기둥(144), 제3 금속 기둥(145), 제1 금속 연결 시트(146a) 및 제2 금속 연결 시트(146b)의 구조를 참조하면 된다. 자세한 내용은 여기서 다시 설명하지 않는다.
다른 실시예에서, 제3 안테나 요소(14c)는 제3 금속 기둥(175), 제1 금속 연결 시트(176a) 및 제2 금속 연결 시트(176b)를 포함하지 않을 수 있다.
도 16 내지 도 18을 참조한다. 도 16은 도 3에 도시된 안테나 구조(10)의 일부 구조에 대한 개략도이다. 도 17은 도 3에 도시된 안테나 구조(10)의 일부 구조의 개략도이다. 도 18은 도 3에 도시된 안테나 구조(10)의 구조를 개략적으로 나타낸다. 제3 안테나 요소(14c)의 제1 금속층(171), 제2 금속층(172), 제1 금속 기둥(173), 제2 금속 기둥(174), 제3 금속 기둥(175), 제1 금속 연결 시트(176a) 및 제2 금속 연결 시트(176b)를 배치하는 방식에 대해서는, 제1 안테나 요소(14a)의 제1 금속층(141), 제2 금속층(142), 제1 금속 기둥(143), 제2 금속 기둥(144), 제3 금속 기둥(145), 제1 금속 연결 시트(146a) 및 제2 금속 연결 시트(146b)를 배치하는 방식을 참고하면 된다. 자세한 내용은 여기서 다시 설명하지 않는다.
제3 안테나 요소(14c)는 제1 안테나 요소(14a)의 일측에 위치한다. 제3 안테나 요소(14c)와 제1 안테나 요소(14a)는 서로 간력을 두고 반대편에 배치된다. 이 경우, 제1 안테나 요소(14a)는 제2 안테나 요소(14b)와 제3 안테나 요소(14c) 사이에 위치한다.
또한, 제3 안테나 요소(14c)의 제1 금속층(171)의 제3 에지(1713)와 제1 안테나 요소(14a)의 제1 금속층(141)의 제3 에지(1413)는 제2 갭(192)을 형성한다. 제2 갭(192)은 제1 갭(191)에 상호 연결된다.
본 실시예에서, 제2 금속층(172), 제2 금속 기둥(174), 제3 금속 기둥(175), 제1 금속 연결 시트(176a), 제2 금속 연결 시트(176b) 및 제3 안테나 요소(14c)의 접지층(12)은 원을 그리며 제3 공간(S3)을 형성할 수 있다. 제3 공간(S3)은 제1 공간(S1) 및 제2 공간(S2)에 상호 연결된다. 안테나 구조(10)의 다른 컴포넌트가 제3 공간(S3)에 배치될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 이러한 방식으로, 한편으로는 안테나 구조(10)의 공간 활용도가 높다. 다른 한편으로, 안테나 구조(10)는 안테나 구조(10)의 소형화를 용이하게 하기 위해 콤팩트하게 배치될 수 있다.
예를 들어, 접지층(12) 상의 제2 관통 홀(122)은 제3 공간(S3)에 상호 연결된다.
또한, 본 실시예에서, 제3 안테나 요소(14c)의 제1 금속 기둥(173) 및 제2 금속 기둥(174)은 제2 금속층(172)의 두 영역에서 서로 이격되어 전류 경로가 한 번 구부러진 상태로 배치될 수 있다. 이와 같이, 안테나 구조의 전류 경로가 직선인 동일한 전류 경로를 갖는 안테나 구조에 비해, 본 실시예에서 안테나 구조(10)의 단면 높이가 작아져, 안테나 구조(10)의 박형화를 용이하게 달성할 수 있다.
예를 들어, 제3 안테나 요소(14c)는 대칭 구조, 부분적 대칭 구조, 동일하거나 유사한 부분을 갖는 구조, 또는 상이한 부분을 갖는 구조일 수 있다. 본 실시예에서, 제3 안테나 요소(14c)는 대칭 구조이다. 구체적으로, 도 18을 다시 참조한다. 제3 안테나 요소(14c)는 제3 안테나 요소(14c)의 대칭면을 따라 대칭적이다. 제3 안테나 요소(14c)의 대칭면은 제1 금속층(171)이 위치하는 평면에 수직이고, 제1 금속층(171)의 대각선(M3)은 제3 안테나 요소(14c)의 대칭면 상에 위치한다. 제1 금속층(171)의 대각선(M3)의 한쪽 끝은 제1 에지(1711)와 제3 에지(1713) 사이의 연결부에 위치하며, 다른 쪽 끝은 제2 에지(1712)와 제4 에지(1714) 사이의 연결부에 위치한다.
예를 들어, 제3 안테나 요소(14c)와 제1 안테나 요소(14a)는 대칭이거나, 부분적으로 대칭이거나, 동일하거나 유사한 구조를 갖거나, 상이한 구조를 가질 수 있다. 이 실시예에서, 제3 안테나 요소(14c)와 제1 안테나 요소(14a)는 대칭 구조를 형성한다. 구체적으로, 제3 안테나 요소(14c)와 제1 안테나 요소(14a)는 제2 대칭면(N2)을 따라 대칭을 이룬다. 제2 대칭면(N2)은 안테나 구조(10) 상에서 실제 구조가 아니라는 점에 유의해야 한다. 제2 대칭면(N2)은 가상 평면이다. 도 18에서, 제2 대칭면(N2)은 점선으로 개략적으로 표시되어 있다.
도 15를 다시 참조한다. 제4 안테나 요소(14d)는 제1 금속층(181), 제2 금속층(182), 제1 금속 기둥(183), 제2 금속 기둥(184), 제3 금속 기둥(185), 제1 금속 연결 시트(186a) 및 제2 금속 연결 시트(186b)를 포함한다. 제1 금속층(181), 제2 금속층(182), 제1 금속 기둥(183), 제2 금속 기둥(184), 제3 금속 기둥(185), 제1 금속 연결 시트(186a) 및 제2 금속 연결 시트(186b)의 구조에 대해서는, 제1 안테나 요소(14a)의 제1 금속층(141), 제2 금속층(142), 제1 금속 기둥(143), 제2 금속 기둥(144), 제3 금속 기둥(145), 제1 금속 연결 시트(146a) 및 제2 금속 연결 시트(146b)의 구조를 참조하면 된다. 자세한 내용은 여기서 다시 설명하지 않는다.
제4 안테나 요소(14d)는 제3 안테나 요소(14c)의 측면에 위치하며, 제2 안테나 요소(14b)에 더 가깝다. 제4 안테나 요소(14d)는 제3 안테나 요소(14c)로부터 거리를 두고 그 반대편에 배치되고, 또한 제2 안테나 요소(14b)로부터 거리를 두고 그 반대편에 배치된다. 이 경우, 제4 안테나 요소(14d)는 제3 안테나 요소(14c)와 제2 안테나 요소(14b) 사이에 위치한다.
또한, 제4 안테나 요소(14d)의 제1 금속층(181)의 제1 에지(1811)와 제3 안테나 요소(14c)의 제1 금속층(171)의 제1 에지(1711)는 제3 갭(193)을 형성한다.
또한, 제4 안테나 요소(14d)의 제1 금속층(181)의 제3 에지(1813)와 제2 안테나 요소(14b)의 제1 금속층(161)의 제3 에지(1613)는 제4 갭(194)을 형성한다. 제4 갭(194)은 제1 갭(191), 제2 갭(192) 및 제3 갭(193)에 상호 연결된다. 이 경우, 제1 갭(191), 제2 갭(192), 제3 갭(193) 및 제4 갭(194)은 대략적으로 "십자형" 형상을 형성한다.
본 실시예에서, 제4 안테나 요소(14d)의 제2 금속층(182), 제2 금속 기둥(184), 제3 금속 기둥(185), 제1 금속 연결 시트(186a), 제2 금속 연결 시트(186b) 및 접지층(12)은 원을 그리면서 제4 공간(S4)을 형성한다. 제4 공간(S4)은 제1 공간(S1), 제2 공간(S2) 및 제3 공간(S3)에 상호 연결된다. 구체적으로 말하면, 제1 공간(S1), 제2 공간(S2), 제3 공간(S3), 제4 공간(S4)은 원을 그리며 큰 공간을 형성한다. 안테나 구조(10)의 다른 컴포넌트가 제4 공간(S4)에 배치될 수 있음을 이해할 수 있다. 이러한 방식으로, 한편으로는 안테나 구조(10)의 공간 활용도가 높다. 다른 한편으로, 안테나 구조(10)는 안테나 구조(10)의 소형화를 용이하게 하기 위해 콤팩트하게 배치될 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 제4 안테나 요소(14d)의 제1 금속 기둥(183) 및 제2 금속 기둥(184)은 제2 금속층(182)의 두 영역에서 서로 이격되어 전류 경로가 한 번 구부러진 상태로 배치될 수도 있다. 이와 같이, 안테나 구조의 전류 경로가 직선인 동일한 전류 경로를 갖는 안테나 구조에 비해, 본 실시예에서 안테나 구조(10)의 단면 높이가 작아져, 안테나 구조(10)의 박형화를 용이하게 달성할 수 있다.
예를 들어, 제4 안테나 요소(14d)는 대칭 구조, 부분적 대칭 구조, 동일하거나 유사한 부분을 갖는 구조, 또는 상이한 부분을 갖는 구조일 수 있다. 본 실시예에서, 제4 안테나 요소(14d)는 대칭 구조이다. 구체적으로, 도 18을 다시 참조한다. 제4 안테나 요소(14d)는 제4 안테나 요소(14d)의 대칭면을 따라 대칭적이다. 제4 안테나 요소(14d)의 대칭면은 제1 금속층(181)이 위치하는 평면에 수직이고, 제1 금속층(181)의 대각선(M4)은 제4 안테나 요소(14d)의 대칭면 상에 위치한다. 제1 금속층(181)의 대각선(M4)의 한쪽 끝은 제1 에지(1811)와 제3 에지(1813) 사이의 연결부에 위치하며, 다른 쪽 끝은 제2 에지(1812)와 제4 에지(1814) 사이의 연결부에 위치한다.
예를 들어, 제4 안테나 요소(14d)와 제3 안테나 요소(14c)는 대칭이거나, 부분적으로 대칭이거나, 동일하거나 유사한 구조를 갖거나, 상이한 구조를 가질 수 있다. 본 실시예에서, 제4 안테나 요소(14d) 및 제3 안테나 요소(14c)는 대칭 구조를 형성한다. 구체적으로, 제4 안테나 요소(14d) 및 제3 안테나 요소(14c)는 또한 제1 대칭면(N1)을 따라 대칭을 이룬다.
예를 들어, 제4 안테나 요소(14d)와 제2 안테나 요소(14b)는 대칭이거나, 부분적으로 대칭이거나, 동일하거나 유사한 구조를 갖거나, 상이한 구조를 가질 수 있다. 본 실시예에서, 제4 안테나 요소(14d) 및 제2 안테나 요소(14b)는 대칭 구조를 형성한다. 구체적으로, 제4 안테나 요소(14d)와 제2 안테나 요소(14b)는 제2 대칭면(N2)을 따라 대칭을 이룬다.
예를 들어, 제1 안테나 요소(14a), 제2 안테나 요소(14b), 제3 안테나 요소(14c) 및 제4 안테나 요소(14d)는 중심 대칭적이거나, 부분적으로 중심 대칭적이거나, 동일하거나 유사한 구조를 갖거나, 상이한 구조를 가질 수 있다. 이 실시예에서, 제1 안테나 요소(14a), 제2 안테나 요소(14b), 제3 안테나 요소(14c) 및 제4 안테나 요소(14d)는 중심점에 대하여 중심 대칭적이다. 중심점은 제1 대칭면(N1)과 제2 대칭면(N2) 사이의 접합부에 위치한다. 중심점은 제1 안테나 요소(14a), 제2 안테나 요소(14b), 제3 안테나 요소(14c) 및 제4 안테나 요소(14d)의 중심 위치이다. 본 실시예에서, 제1 안테나 요소(14a)의 대칭면, 제2 안테나 요소(14b)의 대칭면, 제3 안테나 요소(14c)의 대칭면, 및 제4 안테나 요소(14d)의 대칭면은 모두 중심점을 통과한다. 도 11을 참조하면, 제1 안테나 요소(14a)의 제2 금속 기둥(144)은 중심점으로부터 멀리 떨어진, 제1 안테나 요소(14a)의 제1 금속 기둥(143)의 측면에 위치한다. 제2 안테나 요소(14b)의 제2 금속 기둥(164)은 중심점으로부터 멀리 떨어진, 제2 안테나 요소(14b)의 제1 금속 기둥(163)의 측면에 위치한다. 도 17을 참조하면, 제3 안테나 요소(14c)의 제2 금속 기둥(174)은 중심점으로부터 멀리 떨어진, 제3 안테나 요소(14c)의 제1 금속 기둥(163)의 측면에 위치한다. 제4 안테나 요소(14d)의 제2 금속 기둥(184)은 중심점으로부터 멀리 떨어진, 제4 안테나 요소(14d)의 제1 금속 기둥(183)의 측면에 위치한다.
본 실시예에서, 안테나 요소(14)의 구조의 다양한 부분들을 콤팩트하게 배치하여 안테나 구조(10)에 제1 공간(S1), 제2 공간(S2), 제3 공간(S3) 및 제4 공간(S4)을 형성한다. 제1 공간(S1), 제2 공간(S2), 제3 공간(S3) 및 제4 공간(S4)에 안테나 구조(10)의 다른 컴포넌트들이 배치될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 이러한 방식으로, 한편으로는 안테나 구조(10)의 공간 활용도가 높다. 다른 한편으로, 안테나 구조(10)의 구조가 콤팩트하여 안테나 구조(10)의 소형화를 용이하게 한다. 또한, 안테나 구조(10)의 전류 경로가 한 번 구부러지도록 설정된다. 이와 같이, 안테나 구조(10)의 전류 경로가 직선인 동일한 전류 경로를 갖는 안테나 구조에 비해, 본 실시예의 안테나 구조(10)의 단면 높이(H)가 작을 뿐만 아니라, 안테나 구조(10)의 제1 갭(191), 제2 갭(192), 제3 갭(193) 및 제4 갭(194)의 폭도 작아진다. 예를 들어, 제1 갭(191), 제2 갭(192), 제3 갭(193) 및 제4 갭(194)의 폭은 각각 0.03λ0 내지 0.1λ0의 범위일 수 있다. 이러한 방식으로, 안테나 구조(10)의 소형화가 보다 용이하게 달성될 수 있다.
안테나 구조(10)의 제1 안테나 요소(14a), 제2 안테나 요소(14b), 제3 안테나 요소(14c) 및 제4 안테나 요소(14d)를 관련 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 실시예에서, 제1 안테나 요소(14a) 및 제4 안테나 요소(14d)는 전기 다이폴을 형성할 수 있다. 제2 안테나 요소(14b) 및 제3 안테나 요소(14c)는 또 다른 전기 다이폴을 형성할 수 있다. 또한, 제1 갭(191) 및 제3 갭(193)은 자기 다이폴을 형성할 수 있다. 제2 갭(192) 및 제4 갭(194)은 또 다른 자기 다이폴을 형성할 수 있다. 안테나 구조(10)의 급전 요소(13)는 관련 첨부 도면을 참조하여 이하에서 설명한다.
도 19는 도 4에 도시된 급전 요소의 구조에 대한 개략도이다. 급전 요소(13)는 제1 급전 브랜치(131), 제2 급전 브랜치(132), 제1 금속 홀(133) 및 제2 금속 홀(134)을 포함한다. 제1 금속 홀(133)의 구조는 비아의 벽면에 금속 재료의 층을 형성하여 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 금속 홀(133)은 대략 "튜브형" 구조를 갖는다. 또한, 제1 금속 홀(133)의 구조는 비아 내에 금속 재료를 채움으로써 형성될 수도 있다. 이 경우, 제1 금속 홀(133)은 "기둥형" 구조일 수 있다. 다른 실시예에서, 대안적으로, 제1 금속 홀(133)은 다른 구조일 수도 있다. 또한, 제2 금속 홀(134)의 구조에 대해서는, 본 실시예에서 제1 금속 홀(133)의 구조를 참조한다. 자세한 내용은 이하에서 다시 설명하지 않는다.
제1 급전 브랜치(131)는 순차적으로 연결된 제1 부분(1311), 제2 부분(1312a), 제3 부분(1312b), 제4 부분(1312c) 및 제5 부분(1313)을 포함한다. 제1 부분(1311)과 제5 부분(1313)은 동일한 층에 배치된다. 제2 부분(1312a), 제3 부분(1312b) 및 제4 부분(1312c)은 대략적으로 "U"자 형상을 형성한다. 예를 들어, 제2 부분(1312a) 및 제4 부분(1312c)은 각각 금속 홀 구조를 사용할 수 있다. 이 경우, 제3 부분(1312b)의 양 단부는 각각에 대해 하나의 금속 홀 구조를 이용하여 제1 부분(1311) 및 제5 부분(1313)에 각각 연결된다.
예를 들어, 제5 부분(1313)은 "T" 형상을 가질 수 있다.
본 실시예에서, 안테나 구조(10)의 공진 주파수는 제1 급전 브랜치(131)의 제1 부분(1311), 제2 부분(1312a), 제3 부분(1312b), 제4 부분(1312c) 및 제5 부분(1313)의 형상 또는 크기 등의 인자를 변경함으로써 변경될 수 있음을 이해할 수 있다.
도 19를 다시 참조한다. 제1 금속 홀(133)은 제1 홀 부분(1331) 및 제2 홀 부분(1332)을 포함한다. 제2 홀 부분(1332)은 제1 홀 부분(1331)에 연결된다. 제1 홀 부분(1331)의 직경은 제2 홀 부분(1332)의 직경보다 크다. 제1 금속 홀의 형성 과정에서, 두께가 다른 두 개의 칩 바디렉트릭 기판(하나의 칩 바디렉트릭 기판에는 제1 홀 부분(1331)이 제공되고, 다른 칩 바디렉트릭 기판에는 제2 홀 부분(1332)이 제공됨)이 본딩, 용접 등에 의해 하나의 통으로 적층될 수 있음을 이해할 수 있다.
제2 홀 부분(1332)은 제1 급전 브랜치(131)의 제1 부분(1311)에 연결된다.
도 19를 다시 참조한다. 제2 급전 브랜치(132)는 일반적으로 대략 "막대형"의 형상을 갖는다. 제2 급전 브랜치(132)는 순차적으로 연결되는 제1 부분(1321), 제2 부분(1322) 및 제3 부분(1323)을 포함한다. 제1 부분(1321), 제2 부분(1322) 및 제3 부분(1323)은 동일한 층에 배치된다.
예를 들어, 제1 부분(1321)의 폭은 제2 부분(1322)의 폭보다 크다. 제3 부분(1323)의 폭은 제1 부분(1321)의 폭 및 제2 부분(1322)의 폭보다 크다. 제2 부분(1322)과 제3 부분(1323)은 대략 "T" 형상을 형성한다.
본 실시예에서, 안테나 구조(10)의 공진 주파수는 제2 급전 브랜치(132)의 제1 부분(1321), 제2 부분(1322) 및 제3 부분(1323)의 형상 또는 크기 등의 인자를 변경함으로써 변경될 수 있음을 이해할 수 있다.
또한, 제2 금속 홀(134)은 제3 홀 부분(1341) 및 제4 홀 부분(1342)을 포함한다. 제3 홀 부분(1341)은 제4 홀 부분(1342)에 연결된다. 제3 홀 부분(1341)의 직경은 제4 홀 부분(1342)의 직경보다 크다. 제4 홀 부분(1342)은 제2 급전 브랜치(132)의 제1 부분(1321)에 연결된다. 이 실시예에서, 제2 금속 홀(134)의 구조는 제1 금속 홀(133)의 구조와 동일하다.
다른 실시예에서, 제1 급전 브랜치(131)의 구조는 또한 제2 급전 브랜치(132)의 구조일 수 있으며, 즉, 제1 급전 브랜치(131)는 "막대형"의 형상을 갖는다. 이 경우, 제1 급전 브랜치(131)와 제2 급전 브랜치(132)는 서로 다른 층에 배치되며, 즉, 제1 급전 브랜치(131)와 접지층(12) 사이의 거리가 제2 급전 브랜치(132)와 접지층(12) 사이의 거리보다 크거나 작아, 제1 급전 브랜치(131)와 제2 급전 브랜치(132) 사이의 단락을 피할 수 있다.
도 19를 참조하여 도 20 및 도 21을 참조한다. 도 20은 도 3에 도시된 안테나 구조(10)의 일부 구조에 대한 개략도이다. 도 21은 도 20에 도시된 안테나 구조(10)를 B-B 선을 따라 절단한 개략적인 단면도이다. 제1 금속 홀(133)의 제1 홀 부분(1331)은 접지층(12)의 제1 관통 홀(121)의 반대편에 배치된다. 제1 금속 홀(133)의 제1 홀 부분(1331)은 제1 관통 홀(121)을 통해 무선 주파수 회로(20)에 전기적으로 연결된다(도 3 참조). 예를 들어, 제1 홀 부분(1331)은 전도성 구조, 예를 들어, 마이크로 스트립 라인, 동축 케이블, 스트립 라인 또는 프로브를 사용하여 무선 주파수 회로(20)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 홀 부분(1331)은 접지층(12)과의 단락을 피하기 위해 접지층(12)으로부터 더 이격되어 있다.
제1 급전 브랜치(131)의 제1 부분(1311)과 제5 부분(1313)이 동일한 층에 배치되므로, 제1 급전 브랜치(131)의 제1 부분(1311)과 접지층(12) 사이의 거리는 제1 급전 브랜치(131)의 제5 부분(1313)과 접지층(12) 사이의 거리와 같다는 것을 이해할 수 있다.
또한, 제1 급전 브랜치(131)의 제1 부분(1311)의 일부는, 접지층(12)을 향하는, 즉 제1 안테나 요소(14a)의 제1 공간(S1)에 위치하는 제1 안테나 요소(14a)의 제2 금속층(142)의 측면에 위치한다. 제1 급전 브랜치(131)의 제5 부분(1313)의 일부는, 접지층(12)을 향하는, 즉 제4 안테나 요소(14d)의 제4 공간(S4)에 위치하는 제4 안테나 요소(14d)의 제2 금속층(182)의 측면에 위치한다. 또한, 제1 급전 브랜치(131)의 연장 방향은 제1 안테나 요소(14a)의 제1 금속층(141)의 대각선(M1)과 평행하며, 즉, 제1 급전 브랜치(131)의 연장 방향과 제2 안테나 요소(14b)의 제1 금속층(141)의 제1 에지(1411) 사이의 끼인각은 45일 수 있다. 또한, 제1 급전 브랜치(131)의 연장 방향은 제4 안테나 요소(14d)의 제1 금속층(181)의 대각선(M4)과 더 평행하며, 즉, 제1 급전 브랜치(131)의 연장 방향과 제4 안테나 요소(14d)의 제1 금속층(181)의 제1 에지(1811) 사이의 끼인각은 45°일 수 있다.
무선 주파수 회로(20)가 무선 주파수 신호를 전송할 때, 무선 주파수 신호는 제1 금속 홀(133)과 제1 급전 브랜치(131)의 제1 부분(1311), 제2 부분(1312a), 제3 부분(1312b), 제4 부분(1312c) 및 제5 부분(1313)을 통해 제4 안테나 요소(14d)의 제2 금속층(182) 및 제1 금속층(181)에 결합되어 공급될 수 있음을 이해할 수 있다. 이 경우, 접지층(12), 제3 금속 기둥(185), 제1 금속 연결 시트(186a), 제2 금속 기둥(184), 제2 금속층(182)의 제2 영역(182b), 제2 금속층(182)의 제1 영역(182a), 제1 금속 기둥(183) 및 제1 금속층(181)을 통과하는 전류 경로를 통해 전류 전달이 이루어진다.
또한, 무선 주파수 신호는 제1 금속 홀(133) 및 제1 급전 브랜치(131)의 제1 부분(1311)을 통해 제1 안테나 요소(14a)의 제2 금속층(142) 및 제1 금속층(141)에 결합되어 그에 공급될 수 있다. 이 경우, 접지층(12), 제3 금속 기둥(145), 제1 금속 연결 시트(146a), 제2 금속 기둥(144), 제2 금속층(142)의 제2 영역(142b), 제2 금속층(142)의 제1 영역(142a), 제1 금속 기둥(143) 및 제1 금속층(141)을 통과하는 전류 경로를 통해 전류 전달이 이루어진다.
도 19를 참조하여 도 22 및 도 23을 참조한다. 도 22는 도 3에 도시된 안테나 구조(10)의 일부 구조에 대한 개략도이다. 도 23은 도 22에 도시된 안테나 구조(10)를 선 C-C를 따라 절단한 개략적인 단면도이다. 제2 금속 홀(134)의 제3 홀 부분(1341)은 접지층(12)의 제2 관통 홀(122)의 반대편에 배치된다. 제2 금속 홀(134)의 제3 홀 부분(1341)은 제2 관통 홀(122)을 통해 무선 주파수 회로(20)에 전기적으로 연결된다(도 3 참조). 예를 들어, 제3 홀 부분(1341)은 전도성 구조, 예를 들어 마이크로 스트립 라인, 동축 케이블, 스트립 라인 또는 프로브 등을 사용하여 무선 주파수 회로(20)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 홀 부분(1341)은 접지층(12)과의 단락을 피하기 위해 접지층(12)으로부터 더 이격되어 있다.
본 실시예에서, 제2 급전 브랜치(132), 제1 급전 브랜치(131)의 제1 부분(1311) 및 제1 급전 브랜치(131)의 제5 부분(1313)은 동일한 층에 배치되므로, 제2 급전 브랜치(132)와 접지층(12) 사이의 거리, 제1 급전 브랜치(131)의 제1 부분(1311)과 접지층(12) 사이의 거리 및 제1 급전 브랜치(131)의 제5 부분(1313)과 접지층(12) 사이의 거리는 모두 동일하다.
또한, 제2 급전 브랜치(132)의 제1 부분(1321)의 일부는 접지층(12)을 향하는, 즉 제3 안테나 요소(14c)의 제3 공간(S3)에 위치하는, 제3 안테나 요소(14c)의 제2 금속층(172)의 측면에 위치한다. 제2 급전 브랜치(132)의 제3 부분(1323)의 일부는 접지층(12)을 향하는, 즉 제2 안테나 요소(14b)의 제2 공간(S2)에 위치하는 제2 안테나 요소(14b)의 제2 금속층(162)의 측면에 위치한다. 제2 급전 브랜치(132)의 연장 방향은 제3 안테나 요소(14c)의 제1 금속층(141)의 대각선(M3)과 평행하며, 즉 제2 급전 브랜치(132)의 연장 방향과 제2 안테나 요소(14b)의 제1 금속층(171)의 제1 에지(1711) 사이의 끼인각은 45°일 수 있다. 제2 급전 브랜치(132)의 연장 방향은 제2 안테나 요소(14b)의 제1 금속층(161)의 대각선(M2)과 더 평행하며, 즉, 제2 급전 브랜치(132)의 연장 방향과 제2 안테나 요소(14b)의 제1 금속층(161)의 제1 에지(1611) 사이의 끼인각은 45°일 수 있다.
무선 주파수 회로(20)가 무선 주파수 신호를 전송할 때, 무선 주파수 신호는 제2 금속 홀(134)과 제2 급전 브랜치(132)의 제1 부분(1321), 제2 부분(1322) 및 제3 부분(1323)을 통해 제2 안테나 요소(14b)의 제2 금속층(162)과 제1 금속층(161)에 결합되어 그에 공급될 수 있음을 이해할 수 있다. 이 경우, 접지층(12), 제3 금속 기둥(165), 제1 금속 연결 시트(166a), 제2 금속 기둥(164), 제2 금속층(162)의 제2 영역(162b), 제2 금속층(162)의 제1 영역(162a), 제1 금속 기둥(163) 및 제1 금속층(161)을 통과하는 전류 경로를 통해 전류 전달이 이루어진다.
또한, 무선 주파수 신호는 대안적으로, 제2 금속 홀(134) 및 제2 급전 브랜치(132)의 제1 부분(1321)을 통해 제3 안테나 요소(14c)의 제2 금속층(172) 및 제1 금속층(171)에 결합되어 그에 공급될 수 있다. 이 경우, 접지층(12), 제3 금속 기둥(175), 제1 금속 연결 시트(176a), 제2 금속 기둥(174), 제2 금속층(172)의 제2 영역(172b), 제2 금속층(172)의 제1 영역(172a), 제1 금속 기둥(173) 및 제1 금속층(171)을 통과하는 전류 경로를 통해 전류 전달이 이루어진다.
다른 실시예에서, 도 21을 다시 참조한다. 제1 급전 브랜치(131)의 제1 부분(1311)은 제1 안테나 요소(14a)의 제2 금속층(142)에 직접 연결될 수 있다. 또한, 제1 급전 브랜치(131)의 제5 부분(1313)은 제4 안테나 요소(14d)의 제2 금속층(182)에 직접 연결될 수 있다. 이와 같이, 무선 주파수 회로(20)가 무선 주파수 신호를 전송할 때, 무선 주파수 신호는 제1 금속 홀(133)과 제1 급전 브랜치(131)의 제1 부분(1311), 제2 부분(1312a), 제3 부분(1312b), 제4 부분(1312c) 및 제5 부분(1313)을 통해 제4 안테나 요소(14d)의 제2 금속층(182) 및 제1 금속층(181)에 직접 공급될 수 있다. 또한, 무선 주파수 신호는 제1 금속 홀(133) 및 제1 급전 브랜치(131)의 제1 부분(1311)을 통해 제1 안테나 요소(14a)의 제2 금속층(142) 및 제1 금속층(141)으로 직접 공급될 수도 있다.
다른 실시예에서, 도 23을 다시 참조한다. 제2 급전 브랜치(132)의 제1 부분(1321)은 제3 안테나 요소(14c)의 제2 금속층(172)에 직접 연결될 수 있다. 제2 급전 브랜치(132)의 제3 부분(1323)은 제2 안테나 요소(14b)의 제2 금속층(162)에 직접 연결될 수 있다. 이와 같이, 무선 주파수 회로(20)가 무선 주파수 신호를 전송할 때, 무선 주파수 신호는 제2 금속 홀(134)과 제2 급전 브랜치(132)의 제1 부분(1321), 제2 부분(1322) 및 제3 부분(1323)을 통해 제2 안테나 요소(14b)의 제2 금속층(162) 및 제1 금속층(161)에 직접 공급될 수 있다. 무선 주파수 신호는 대안적으로, 제2 금속 홀(134)과 제2 급전 브랜치(132)의 제1 부분(1321)을 통해 제3 안테나 요소(14c)의 제2 금속층(172) 및 제1 금속층(171)으로 직접 공급될 수 있다.
급전 요소(13)는 관련 첨부 도면을 참조하여 상술한 바와 같이 설명된다. 매칭 비아 그룹(15)의 구체적인 구조는 관련 첨부 도면을 참조하여 이하에서 상세히 설명한다.
도 24는 도 3에 도시된 안테나 구조(10)의 일부 구조에 대한 개략도이다. 복수의 매칭 비아 그룹(15)은 접지층(12)에 전기적으로 연결된다. 복수의 매칭 비아 그룹(15)은 제1 안테나 요소(14a), 제2 안테나 요소(14b), 제3 안테나 요소(14c) 및 제4 안테나 요소(14d)의 둘레에 위치한다. 복수의 매칭 비아 그룹(15)은 접지층(12)의 주변부에 위치하며, 즉 복수의 매칭 비아 그룹(15)은 접지층(12)의 에지 근처에 배치된다. 복수의 매칭 비아 그룹(15)은 제1 안테나 요소(14a), 제2 안테나 요소(14b), 제3 안테나 요소(14c) 및 제4 안테나 요소(14d)의 주위에 배치된다.
예를 들어, 4개의 매칭 비아 그룹(15)이 존재한다. 4개의 매칭 비아 그룹(15)은 접지층(12)의 4개의 모서리에 위치한다. 이 실시예에서는, 상세한 설명을 위해 매칭 비아 그룹(15) 중 하나를 예로 사용한다.
본 실시예에서, 매칭 비아 그룹(15)은 제1 매칭 비아(151), 제2 매칭 비아(152) 및 금속 연결 시트(153)를 포함한다. 제1 매칭 비아(151) 및 제2 매칭 비아(152)의 구조에 대해서는, 제1 안테나 요소(14a)의 제3 금속 기둥(145)의 구조를 참조한다(도 5 참조). 상세한 내용은 여기서 다시 설명하지 않는다.
예를 들어, 3개의 제1 매칭 비아(151)가 있다. 7개의 제2 매칭 비아(152)가 있다. 7개의 금속 연결 시트(153)가 있다.
복수의 제1 매칭 비아(151)는 서로 이격되어 있고, 제1 매칭 비아(151)의 각각의 한쪽 단부는 접지층(12)에 연결된다. 예를 들어, 복수의 제1 매칭 비아(151)는 "L" 모양으로 배열된다.
또한, 복수의 금속 연결 시트(153)는 접지층(12)으로부터 멀리 떨어진 제1 매칭 비아(151)의 측면에 위치하며, 서로 이격되어 있다. 금속 연결 시트(153) 중 하나는 복수의 제1 매칭 비아(151)에 연결된다. 이 경우, 제1 매칭 비아(151)는 금속 연결 시트(153)와 접지층(12) 사이에 위치한다.
예를 들어, 각각의 금속 연결 시트(153)는 "L" 형상을 갖는다.
또한, 복수의 제2 금속 기둥(144)은 서로 간격을 두고 배치된다. 복수의 제2 매칭 비아(152)도 "L" 형상으로 배열된다. 복수의 제2 매칭 비아(152) 각각은 금속 연결 시트(153) 각각에 연결된다.
서로 이격된 복수의 매칭 비아 그룹(15)이 접지층(12) 상에 배치됨에 따라, 매칭 비아 그룹(15)은 안테나 요소(14)와 접지층(12) 사이의 전류 경로를 확대할 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 매칭 비아 그룹(15)은 임피던스 매칭을 구현하기 위해 안테나 구조(10)의 임피던스를 튜닝하도록 구성될 수 있다. 또한, 매칭 비아 그룹(15)은 안테나 요소(14)와 접지층(12) 사이의 전류 경로를 확대할 수 있기 때문에, 실시예들에서 안테나 요소(14) 및 접지층(12)의 크기는 안테나 구조(10)의 소형화를 달성하기 위해 작게 만들어질 수 있다.
다른 실시예에서, 매칭 비아 그룹(15)은 제2 매칭 비아(152) 또는 금속 연결 시트(153)를 포함하지 않을 수 있으며, 즉, 매칭 비아 그룹(15)은 제1 매칭 비아(151)만을 포함한다.
도 25a는 본 출원의 실시예에 따라 안테나 구조(10)의 반사 계수가 주파수에 따라 변화하는 데이터 다이어그램이다. 도 25a의 실선은 S11 곡선을 나타내고, S11 곡선은 입력 반사 손실을 나타내기 위해 사용된다. 점선은 S21 곡선을 나타내며, S21 곡선은 두 포트 간의 절연을 나타내는 데 사용된다. 가로축은 주파수를 나타내며, 주파수 단위는 GHz이고 세로축은 단위인 dB를 나타낸다. 안테나 구조(10)가 커버할 수 있는 주파수 대역은 24.25GHz ~ 43.5GHz 범위이다. 반사 손실이 10dB보다 크고 절연이 15dB보다 크면, 안테나 성능 요구 사항을 충족한다. 이러한 방식으로, 안테나 구조(10)는 24.25GHz ~ 29.5GHz 및 37GHz ~ 43.5GHz 범위의 작동 주파수 대역에서 작동할 수 있다. 안테나 구조(10)는 주파수 대역(n257, n258, n259, n260, 및 n261)을 지원할 수 있다.
또한, 안테나 구조(10)는 두 개의 공진 주파수(중심 주파수라고도 함)를 갖는다. 두 개의 공진 주파수는 24GHz 및 33GHz이다.
안테나 구조(10)에 대응하는 신호 대역폭, △f=43.5 GHz-24.25 GHz=19.25 GHz.
중심 주파수 f0=(43.5 GHz+24.25 GHz)/2=33.875 GHz.
이 경우, 상대 대역폭 ffoc1=△f/f0=19.25 GHz/33.875 GHz=56.83%. 안테나 구조(10)는 광대역 안테나이다.
도 25b는 본 출원의 실시예에 따른 안테나 구조(10)의 편파의 한 유형을 나타내는 개략도이다. 도 25b에서 화살표의 방향은 전류의 방향을 나타낸다. 또한, 화살표의 음영은 전류 강도를 나타낸다. 화살표의 음영이 어두울수록 전류 강도가 높음을 나타낸다. 화살표의 음영이 밝을수록 전류 강도가 낮음을 나타낸다. 안테나 구조(10)의 제1 편파 유형은 안테나 구조(10)의 -45° 편파이다. 안테나 구조(10)의 대부분의 전류는 주로 제1 안테나 요소(14a) 및 제4 안테나 요소(14d)에 있으며, 작은 부분은 제2 안테나 요소(14b) 및 제3 안테나 요소(14c)에 있다. 제1 안테나 요소(14a)의 전류는 대각선(M1)을 따라 제4 안테나 요소(14d)를 향해 흐른다. 제4 안테나 요소(14d)의 전류는 대각선(M4)을 따라 제1 안테나 요소(14a)로부터 멀어지는 방향으로 흐른다.
도 25c는 본 출원의 실시예에 따른 안테나 구조(10)의 다른 유형의 편파에 대한 개략도이다. 도 25c에서 화살표의 방향은 전류의 방향을 나타낸다. 또한, 화살표의 음영은 전류 강도를 나타낸다. 화살표의 음영이 어두울수록 전류 강도가 높음을 나타낸다. 화살표의 음영이 밝을수록 전류 강도가 낮음을 나타낸다. 안테나 구조(10)의 제2 유형의 편파는 안테나 구조(10)의 +45° 편파이다. 안테나 구조(10)의 대부분의 전류는 주로 제2 안테나 요소(14b) 및 제3 안테나 요소(14c)에 있으며, 작은 부분은 제1 안테나 요소(14a) 및 제4 안테나 요소(14d)에 있다. 제2 안테나 요소(14b)의 전류는 대각선(M2)을 따라 제3 안테나 요소(14c)로부터 멀어지는 방향으로 흐른다. 제3 안테나 요소(14c)의 전류는 대각선(M3)을 따라 제2 안테나 요소(14b)를 향해 흐른다.
도 25b 및 도 25c로부터, 본 실시예에서의 안테나 구조(10)는 두 가지 유형의 편파를 갖는다는 것, 즉, 안테나 구조(10)가 이중 편파를 갖는다는 것을 알 수 있다.
도 25d는 실시예에 따른 패키지 기판 구조(90)의 일부의 개략적인 단면도이다. 패키지 기판 구조(90)는 다층 대칭 기판을 사용하여 배치될 수 있다. 패키지 기판 구조(90)는 안테나 층(91)과 프리프레그(prepreg, PP) 칩 바디렉트릭 층(92)이 적층된 것을 포함한다. 안테나 층(91)은 도 4 내지 도 24에 도시된 안테나 구조(10)를 배치하도록 구성된다. PP 칩 바디렉트릭 층(92)에는 복수의 라우팅 층이 존재한다. 도 25d에서, PP 칩 바디렉트릭 층(92) 내의 3개의 라우팅 층이 굵은 선으로 개략적으로 표시되어 있다. PP 칩 바디렉트릭 층(92) 내의 라우팅 층의 개수는 특별히 제한되지 않는다. 각각의 라우팅 층은 금속 홀 또는 금속 기둥을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. PP 칩 바디렉트릭 층(92)에서의 라우팅은 안테나 층(91)을 위한 무선 주파수 신호 라우팅, 접지 케이블, 전력 라우팅 등을 제공하는 데 사용될 수 있다. 물론, PP 칩 바디렉트릭 층(92)은 다른 칩 또는 디바이스를 위한 신호 라우팅, 접지 케이블, 전력 라우팅 등을 제공하기 위해 더 사용될 수 있다. 또한, PP 칩 바디렉트릭 층(92)은 안테나 층(91)을 올리기 위해 더 사용될 수 있다. 예를 들어, 안테나 구조(10)는 후면 커버(202)의 절연 부분을 통해 전자 디바이스(1)의 외부로 또는 그로부터 전자기파를 방출하거나 수신한다. PP 칩 바디렉트릭 층(92)을 통해, 안테나 구조(10)는 후면 커버(202)에 더 가깝게 위치할 수 있다.
본 실시예에서, 안테나 층(91)은 코어 기판(코어 칩 바디렉트릭 층이라고도 함)(911)과 금속층(912)이 적층된 것을 더 포함한다. 코어 칩 바디렉트릭 층(911)은 PP 칩 바디렉트릭 층(92) 위에 적층된다. 코어 칩 바디렉트릭 층(911)은 압입(press-fit) 등에 의해 PP 칩 바디렉트릭 층(92)에 연결될 수 있다. 금속층(912)은 칩 바디렉트릭 부분과 금속 부분을 포함한다. 칩 바디렉트릭 부분은 금속 부분을 완전히 둘러싸거나 반쯤 둘러싸고 있을 수 있다. 도 25d에서는, 금속층(912)의 금속 부분의 3개 층이 굵은 선으로 개략적으로 표시되어 있다. 금속층(912)의 금속 부분의 층의 수는 특별히 제한되지 않는다. 금속 부분의 각 층을 전기적으로 연결하기 위해, 금속 홀 또는 금속 기둥이 칩 바디렉트릭 부분에 배치될 수 있다. 예를 들어, PP 칩 바디렉트릭 층(92)은 코어 칩 바디렉트릭 층(911)에 대하여 대칭적으로 분포될 수 있다.
본 실시예에서, 도 4 내지 도 24에 도시된 안테나 구조(10)는 안테나 층(91)에 배치된다. 안테나 구조(10)의 각 안테나 요소(14)의 제1 금속층, 제2 금속층, 제1 금속 기둥, 제2 금속 기둥, 제1 금속 연결 시트 및 제2 금속 연결 시트는 모두 금속층(912) 내에 배치될 수 있다. 또한, 안테나 구조(10)의 각 안테나 요소(14)의 제3 금속 기둥과 접지층(12)은 모두 코어 칩 바디렉트릭 층(911) 내에 배치될 수 있다.
또한, 급전 요소(13)의 제1 급전 브랜치(131) 및 제2 급전 브랜치(132), 급전 요소(13)의 제1 금속 홀(133)의 제2 홀 부분(1332) 및 급전 요소(13)의 제2 금속 홀(134)의 제4 홀 부분(1342)은 모두 금속층(912) 내에 배치될 수 있다. 급전 요소(13)의 제1 금속 홀(133)의 제1 홀 부분(1331) 및 급전 요소(13)의 제2 금속 홀(134)의 제3 홀 부분(1341)은 모두 코어 칩 바디렉트릭 층(911) 내에 배치될 수 있다. 급전 요소(13)의 제1 금속 홀(133)의 제1 홀 부분(1331) 및 급전 요소(13)의 제2 금속 홀(134)의 제3 홀 부분(1341)은 PP 칩 바디렉트릭 층(92) 내의 신호 라우팅, 접지 케이블 및 전원 라우팅을 통해 무선 주파수 트랜시버 칩(21)에 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 매칭 비아 그룹(15)의 제1 매칭 비아(151) 및 금속 연결 시트(153)는 모두 금속층(912) 내에 배치될 수 있다. 매칭 비아 그룹(15)의 제2 매칭 비아(152)는 코어 칩 바디렉트릭 층(911)에 배치될 수 있다.
도 4 내지 도 24에 도시된 실시예와 동일하거나 유사한 기술적 내용은 다시 설명하지 않는다. 도 26은 본 출원의 실시예에 따른 다른 실시예에서 제1 안테나 요소(14a)의 제1 금속 연결 시트(146a) 및 제2 금속 연결 시트(146b)의 구조에 대한 개략도이다. 제1 금속 연결 시트(146a)는 서로 이격된 제3 영역(1463a) 및 제4 영역(1463b)을 포함한다. 도 26에서, 제3 영역(1463a)과 제4 영역(1463b)은 파선을 사용하여 개략적으로 구분된다. 제3 영역(1463a)의 일부는 제1 금속 연결 시트(146a)의 제1 연결부(1461) 내에 위치하며, 제3 영역(1463a)의 일부는 제1 금속 연결 시트(146a)의 제2 연결부(1462) 내에 위치한다. 제4 영역(1463b)의 일부가 제1 금속 연결 시트(146a)의 제1 연결부(1461)에 위치하며, 제4 영역(1463b)의 일부가 제1 금속 연결 시트(146a)의 제2 연결부(1462)에 위치한다. 예를 들어, 제3 영역(1463a) 및 제4 영역(1463b)은 각각 "L" 형상을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 제3 영역(1463a) 및 제4 영역(1463b)의 형상은 특별히 제한되지 않는다.
제1 실시예에서 제1 금속 연결 시트(146a)의 제1 연결부(1461)의 폭(a1) 및 제2 연결부(1462)의 폭(a2)과 비교하여, 본 실시예에서 제1 금속 연결 시트(146a)의 제1 연결부(1461)의 폭(a1) 및 제2 연결부(1462)의 폭(a2)이 더 크다는 것을 이해할 수 있다. 또한, 본 실시예에서의 제2 금속 연결 시트(146b)에 대해서는, 제1 실시예에서의 제2 금속 연결 시트(146b)의 배치 방식을 참조한다. 자세한 내용은 여기서 다시 설명하지 않는다.
도 26을 참조하여 도 27을 참조한다. 도 27은 본 출원의 실시예에 따른 다른 실시예에서의 안테나 구조(10)의 일부 구조에 대한 개략도이다. 제2 금속 기둥(144)은 제1 금속 연결 시트(146a)의 제3 영역(1463a)에 연결된다. 제3 금속 기둥(145)의 각각의 한쪽 단부는 제1 금속 연결 시트(146a)의 제4 영역(1463b)에 연결된다. 이러한 방식으로, 제2 금속 기둥(144) 및 제3 금속 기둥(145)은 제1 금속 연결 시트(146a)의 두 영역에서 서로 간격을 두고 배치된다. 즉, 제1 금속 연결 시트(146a)에 대한 제2 금속 기둥(144)의 투영은 제1 금속 연결 시트(146a)에 대한 제3 금속 기둥(145)의 투영과 중첩되지 않는다(즉, 중첩된 부분이 없다).
도 26 및 도 27을 참조하여 도 28을 참조한다. 도 28은 본 출원의 실시예에 따른 다른 구현에서의 안테나 구조(10)의 일부에 대한 개략적인 단면도이다. 제1 안테나 요소(14a)가 작동 상태에 있을 때, 전류 경로(도 28에서 단순히 굵은 선으로 표시됨)는 접지층(12), 제3 금속 기둥(145), 제1 금속 연결 시트(146a)의 제4 영역(1463b), 제1 금속 연결 시트(146a)의 제3 영역(1463a), 제2 금속 기둥(144), 제2 금속층(142), 제1 금속 기둥(143) 및 제1 금속층(141)을 포함한다. 이 경우, 전류가 제1 금속 연결 시트(146a)의 제4 영역(1463b)과 제1 금속 연결 시트(146a)의 제3 영역(1463a) 사이에 전달되고, 제2 금속층(142)의 두 영역 사이에 전달될 수 있기 때문에, 전류 경로는 두 번 구부러진 상태로 배치된다. 제1 구현에서의 전류 경로와 비교하여, 본 구현에서의 안테나 구조(10)의 단면 H는 더 작을 수 있다. 이러한 방식으로, 안테나 구조(10)의 얇은 두께를 달성하기가 더 용이하다.
예를 들어, 전류 경로의 길이(구체적으로, 전기적 길이는 안테나 구조(10)의 단면 높이(H)와 제2 금속층(142)의 에지 길이의 합과 같다)가 0.25λ0 내지 0.32λ0 범위 내에 있을 때, 본 실시예에서 안테나 구조(10)의 단면 높이(H)는 0.1λ0 내지 0.15λ0 범위 내에 있을 수 있다.
도 29는 본 출원의 실시예에 따른 다른 구현에서의 안테나 구조(10)의 구조의 개략도이다. 제2 안테나 요소(14b), 제3 안테나 요소(14c) 및 제4 안테나 요소(14d)의 배치 방식에 대해서는, 제1 안테나 요소(14a)의 배치 방식을 참조한다. 자세한 내용은 여기서 다시 설명하지 않는다.
본 실시예에서 제1 안테나 요소(14a), 제2 안테나 요소(14b), 제3 안테나 요소(14c) 및 제4 안테나 요소(14d)의 전류 경로는 모두 두 번 구부러진 상태로 배치될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 이와 같이, 안테나 구조(10)의 단면 높이(H)가 작아질 수 있을 뿐만 아니라, 제1 갭(191), 제2 갭(192), 제3 갭(193) 및 제4 갭(194)의 폭도 작아질 수 있다. 예를 들어, 제1 갭(191), 제2 갭(192), 제3 갭(193) 및 제4 갭(194)의 폭은 각각 0.03λ0 내지 0.1λ0의 범위 내에 있을 수 있다. 이러한 방식으로, 안테나 구조(10)의 소형화가 보다 용이하게 달성될 수 있다.
다른 실시예에서, 제1 안테나 요소(14a)는 제3 금속 연결 시트, 제4 금속 연결 시트, 제5 금속 연결 시트, ..., 및 m번째 금속 연결 시트를 더 포함할 수 있으며, 여기서 m은 정수이고 2보다 크다. m번째 금속 연결 시트의 배치 방식에 대해서는, 제1 금속 연결 시트(146a)의 배치 방식을 참조한다. 또한, 제1 안테나 요소(14a)는 제4 금속 기둥, 제5 금속 기둥, ..., 및 n번째 금속 기둥을 더 포함할 수 있는데, 여기서 n은 정수이고 3보다 크다. 이와 같이, m번째 금속 연결 시트 및 n번째 금속 기둥이 배치됨에 따라, 제1 안테나 요소(14a)의 전류 경로가 복수회 휘어진 상태로 배치되어 안테나 구조(10)의 단면 높이(H) 및 제1 갭(191), 제2 갭(192), 제3 갭(193) 및 제4 갭(194)의 폭이 더욱 감소될 수 있다.
도 29를 다시 참조한다. 안테나 구조(10)는 복수의 금속 단락 홀 그룹(19)을 더 포함한다. 복수의 금속 단락 홀 그룹(19)은 접지층(12)에 전기적으로 연결된다. 복수의 금속 단락 홀 그룹(19)은 제1 안테나 요소(14a), 제2 안테나 요소(14b), 제3 안테나 요소(14c) 및 제4 안테나 요소(14d)의 주변에 위치한다.
예를 들어, 4개의 금속 단락 홀 그룹(19)이 있다. 금속 단락 홀 그룹(19) 중 하나는 제1 안테나 요소(14a) 및 제2 안테나 요소(14b)의 동일한 측면에 위치하며, 제1 갭(191)의 연장 방향으로 배치된다. 금속 단락 홀 그룹(19) 중 하나는 제1 갭(191)의 반대편에 배치된다. 금속 단락 홀 그룹(19) 중 하나는 제1 안테나 요소(14a) 및 제3 안테나 요소(14c)의 동일한 측면에 위치하며, 제2 갭(192)의 연장 방향으로 배치된다. 금속 단락 홀 그룹(19) 중 하나는 제2 갭(192)의 반대편에 배치된다. 금속 단락 홀 그룹(19) 중 하나는 제3 안테나 요소(14c) 및 제4 안테나 요소(14d)의 동일한 측면에 위치하며, 제3 갭(193)의 연장 방향으로 배치된다. 금속 단락 홀 그룹(19) 중 하나는 제3 갭(193)의 반대편에 배치된다. 금속 단락 홀 그룹(19) 중 하나는 제4 안테나 요소(14d) 및 제2 안테나 요소(14b)의 동일한 측면에 위치하며, 제4 갭(194)의 연장 방향으로 배치된다. 금속 단락 홀 그룹(19) 중 하나는 제4 갭(194)의 반대편에 배치된다.
본 실시예에서는, 제4 안테나 요소(14d) 및 제2 안테나 요소(14b)의 동일한 측면에 배치된 금속 단락 홀 그룹(19)을 예로 들어 상세히 설명한다.
본 실시예에서, 금속 단락 홀 그룹(19)은 제1 단락 홀(197), 제2 단락 홀(198), 제1 금속 시트(199a) 및 제2 금속 시트(199b)를 포함한다. 제1 단락 홀(191) 및 제2 단락 홀(198)의 구조에 대해서는, 제1 안테나 요소(14a)의 제3 금속 기둥(145)의 구조를 참조한다(도 5 참조). 자세한 내용은 여기서 다시 설명하지 않는다.
예를 들어, 하나의 제1 단락 홀(191)이 있다. 두 개의 제2 단락 홀(198)이 있다. 하나의 제1 금속 시트(199a)와 하나의 제2 금속 시트(199b)가 있다.
제1 단락 홀(197)의 한쪽 끝은 접지층(12)에 연결되고, 다른 쪽 끝은 제1 금속 시트(199a)에 연결된다. 이 경우, 제1 단락 홀(197)은 접지층(12)과 제1 금속 시트(199a) 사이에 위치한다. 제2 단락 홀(198) 각각의 한쪽 끝은 제1 금속 시트(199a)에 연결되고, 다른 쪽 끝은 제2 금속 시트(199b)에 연결된다. 이 경우, 제2 단락 홀(198)은 제1 금속 시트(199a)와 제2 금속 시트(199b) 사이에 위치한다.
예를 들어, 제1 단락 홀(197) 및 제2 단락 홀(198)은 제1 금속 시트(199a)의 두 영역에서 서로 간격을 두고 배치될 수 있다. 자세한 내용은, 본 실시예에서 제2 금속 기둥(144) 및 제3 금속 기둥(145)이 제1 금속 연결 시트(146a)의 두 영역에서 서로 이격되는 방식을 참조한다.
도 30a는 본 출원의 실시예에 따라 안테나 구조(10)의 반사 계수가 주파수에 따라 변화하는 데이터 다이어그램이다. 도 30a의 실선은 S11 곡선을 나타내고, S11 곡선은 입력 반사 손실을 나타내기 위해 사용된다. 점선은 S21 곡선을 나타내며, S21 곡선은 두 포트 간의 절연을 나타내는 데 사용된다. 가로축은 주파수를 나타내며, 주파수 단위는 GHz이고 세로축은 단위인 dB를 나타낸다. 도 30a에 도시된 바와 같이, 안테나 구조(10)가 커버할 수 있는 주파수 대역은 24.25GHz ~ 43.5GHz 범위이다. 반사 손실이 10dB보다 크고 절연이 15dB보다 크면, 안테나 성능 요구 사항을 충족할 수 있다. 이러한 방식으로, 안테나 구조(10)는 24.25GHz ~ 29.5GHz 및 37GHz ~ 43.5GHz 범위의 작동 주파수 대역에서 작동할 수 있다. 안테나 구조(10)는 주파수 대역(n257, n258, n259, n260, 및 n261)을 지원할 수 있다.
또한, 안테나 구조(10)가 금속 단락 홀 그룹(19)을 포함할 때, 안테나 구조(10)는 4개의 공진 주파수, 즉 24 GHz, 32 GHz, 37 GHz 및 44 GHz를 갖는다는 것을 도 30a의 S11 곡선으로부터 알 수 있다. 한편으로, n257, n258, n259, n260 및 n261을 포함하는 주파수 대역 범위 내에서, 안테나 구조(10)는 또 다른 공진점을 갖는다는 것을 이해할 수 있다(그리고 공진 주파수는 44 GHz이다). 반면에, n257, n258, n259, n260 및 n261을 포함하는 주파수 대역 범위 내에서, 안테나 구조(10)는 또 다른 트랩 포인트를 갖는다(그리고 주파수는 대략 35 GHz이다). 이 경우, 제1 구현에서의 공진 주파수(33 GHz)는 두 개의 공진 주파수(32 GHz 및 37 GHz)로 분할될 수 있다.
도 30b는 본 발명의 실시예에 따른 n259의 주파수 대역에서 안테나 구조(10)에서의 전류의 개략도이다. 도 30b에서 보다 작은 화살표의 방향은 안테나 구조(10)의 각 위치에서 전류의 방향을 나타낸다. 또한, 보다 작은 화살표의 음영은 전류 강도를 나타낸다. 보다 작은 화살표의 음영이 어두울수록 전류 강도가 높음을 나타낸다. 보다 작은 화살표의 음영이 밝을수록 전류 강도가 낮음을 나타낸다. 도 30b에서 보다 더 큰 화살표의 방향은 안테나 요소(14)의 한쪽에서 전류의 전체 방향을 나타낸다. 안테나 구조(10)가 44 GHz일 때 안테나 구조(10) 주변에서 생성되는 전류는 도 30b에서 알 수 있다. 안테나 구조(10)의 동일한 측면 상에서의 전류의 방향은 기본적으로 동일한다. 예를 들어, 안테나 구조(10)의 왼쪽에 있는 전류는 대략 위를 향한다. 구체적으로, 제1 안테나 요소(14a)의 왼쪽에 있는 전류와 제3 안테나 요소(14c)의 왼쪽에 있는 전류는 모두 위쪽 방향이다. 도 30b에서는 큰 실선 화살표가 표현에 사용된다.
도 30c는 본 출원의 실시예에 따른 n259의 주파수 대역에서 안테나 구조(10)의 전기장의 개략도이다. 도 30c에서 화살표의 방향은 전기장의 방향을 나타낸다. 또한, 화살표의 음영은 전기장의 강도를 나타낸다. 화살표의 음영이 짙을수록 전기장의 강도가 높음을 나타낸다. 화살표의 음영이 밝을수록 전기장의 강도가 낮음을 나타낸다. 안테나 구조(10)가 44 GHz일 때 안테나 구조(10) 주위에 생성되는 전기장은 도 30c를 통해 알 수 있다. 안테나 구조(10)의 동일한 측면에서 전기장의 방향은 "음-양-음(negative-positive-negative)"이다. 예를 들어, 안테나 구조(10)의 좌측에 있는 전기장은 제1 영역(M1), 제2 영역(M2) 및 제3 영역(M3)을 포함한다. 제1 영역(M1)의 전기장은 위쪽 방향을 향한다. 제2 영역(M2)의 전기장은 아래쪽 방향을 향한다. 제3 영역(M3)의 전기장은 위쪽 방향을 향한다. 제1 영역(M1)에서 전기장의 위쪽 방향을 양이라고 한다. 제2 영역(M2)에서 전기장의 아래쪽 방향을 음이라고 한다. 제2 영역(M2)의 전기장은 상대적으로 작기 때문에, 안테나 구조(10)는 고차 모드에서(즉, 44 GHz의 공진 주파수에서) 정상적으로 작동할 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
도 30b 및 도 30c로부터 알 수 있는 바와 같이, 안테나 구조(10)가 44 GHz의 공진 위치에 있을 때, 안테나 구조(10)에 금속 단락 홀 그룹(19)이 제공되기 때문에, 안테나 구조(10)에 고차 형태의 필드가 도입되고, 전류가 기본적으로 동일한 방향으로 흐르며, 안테나 구조(10)가 새로운 공진점(44 GHz)을 갖는다는 것을 이해할 수 있다.
도 30d는 본 출원의 실시예에 따른 n260의 주파수 대역에서 안테나 구조 내의 전류의 개략도이다. 도 30d에서 보다 작은 화살표의 방향은 안테나 구조(10)의 각 위치에서 전류의 방향을 나타낸다. 또한, 보다 작은 화살표의 음영은 전류 강도를 나타낸다. 보다 작은 화살표의 음영이 어두울수록 전류 강도가 높음을 나타낸다. 보다 작은 화살표의 음영이 밝을수록 전류 강도가 낮음을 나타낸다. 도 30d에서 보다 큰 화살표의 방향은 안테나 요소(14)의 한 쪽에서 전류의 전반적인 방향을 나타낸다. 안테나 구조(10)가 35GHz에 있을 때 안테나 구조(10) 주변에서 생성되는 전류는 도 30d에서 알 수 있다. 안테나 구조(10)의 동일한 측면에서 전류의 방향은 기본적으로 반대이다. 예를 들어, 안테나 구조(10)의 왼쪽에 있는 전류는 반대 방향이다. 구체적으로, 제1 안테나 요소(14a)의 좌측에 있는 전류는 하향 방향이고(도 30d에서 더 큰 점선 화살표로 표시됨), 제3 안테나 요소(14c)의 좌측에 있는 전류는 상향 방향이다(도 30b에서 더 큰 실선 화살표로 표시됨).
도 30e는 본 출원의 실시예에 따른 n260의 주파수 대역에서 안테나 구조(10)의 전기장의 개략도이다. 도 30e에서 화살표의 방향은 전기장의 방향을 나타낸다. 또한, 화살표의 음영은 전기장의 강도를 나타낸다. 화살표의 음영이 짙을수록 전기장의 강도가 높음을 나타낸다. 화살표의 음영이 밝을수록 전기장의 강도가 낮음을 나타낸다. 안테나 구조(10)의 동일한 측면에 있는 전기장의 방향은 "음-양"이다. 예를 들어, 안테나 구조(10)의 왼쪽에 있는 전기장은 제1 영역(M1)과 제2 영역(M2)을 포함한다. 제1 영역(M1)의 전기장은 아래쪽 방향을 향한다. 제2 영역(M2)의 전기장은 위쪽 방향을 향한다. 제1 영역(M1)에서 전기장의 하향 방향을 음의 방향이라고 한다. 제2 영역(M2)에서 전기장의 위쪽 방향을 양의 방향이라고 한다. 이 경우 전기장의 방향은 "음-양"이다. 안테나 구조(10)는 고차 상쇄 모드에 있다.
도 30d 및 도 30e로부터 알 수 있는 바와 같이, 35 GHz 트랩 포인트에서, 안테나 구조(10)에 금속 단락 홀 그룹(19)이 제공되기 때문에, 역 유형의 필드(reverse type of field)가 안테나 구조(10)에 도입된다. 이 경우, 전류가 역전되어 트랩 포인트가 생성된다. 또한. 트랩 포인트로 인해, 본래 위치에서의 공진 모드가 두 개의 공진점으로 분할된다. 따라서, 도 30a의 S11에는 공진점이 하나 더 있고 트랩점이 하나 더 있다.
도 31은 본 출원의 실시예에 따른 또 다른 구현에서의 안테나 구조(10)의 일 구조의 개략도이다. 본 실시예에서, 제1 안테나 요소(14a), 제2 안테나 요소(14b), 제3 안테나 요소(14c) 및 제4 안테나 요소(14d)의 전류 경로는 모두 한 번 구부러진 상태로 배치된다. 구체적으로, 제1 안테나 요소(14a), 제2 안테나 요소(14b), 제3 안테나 요소(14c) 및 제4 안테나 요소(14d)의 배치 방식에 대해서는 도 4 내지 도 24에 설명된 제1 안테나 요소(14a), 제2 안테나 요소(14b), 제3 안테나 요소(14c) 및 제4 안테나 요소(14d)의 배치 방식을 참조하면 된다. 자세한 내용은 여기서 다시 설명하지 않는다.
또한, 본 실시예에서의 안테나 구조(10)는 복수의 금속 단락 홀 그룹(19)을 더 포함한다. 금속 단락 홀 그룹(19)의 배치 방식에 대해서는, 도 29에 설명된 금속 단락 홀 그룹(19)을 참조한다. 자세한 내용은 여기서 다시 설명하지 않는다.
도 32a는 본 출원의 실시예에 따라 안테나 구조(10)의 반사 계수가 주파수에 따라 변화하는 데이터 다이어그램이다. 도 32a의 실선은 S11 곡선을 나타내고, S11 곡선은 입력 반사 손실을 나타내기 위해 사용된다. 점선은 S21 곡선을 나타내며, S21 곡선은 두 포트 간의 절연을 나타내는 데 사용된다. 가로축은 주파수를 나타내며, 주파수 단위는 GHz이고 세로축은 단위인 dB를 나타낸다. 도 32a에서 도시된 바와 같이, 안테나 구조(10)가 커버할 수 있는 주파수 대역은 24.25GHz ~ 43.5GHz 범위이다. 또한, 반사 손실이 10dB보다 크고 절연이 15dB보다 크면 안테나 성능 요구 사항이 충족된다. 이러한 방식으로, 안테나 구조(10)는 24.25GHz ~ 29.5GHz 및 37GHz ~ 43.5GHz 범위의 작동 주파수 대역에서 작동할 수 있다. 안테나 구조(10)는 주파수 대역(n257, n258, n259, n260, 및 n261)을 지원할 수 있다.
도 32b는 본 출원의 실시예에 따른 칩(1)의 개략적인 단면도이다. 본 실시예에서의 칩(1)은 AiP(안테나-인-패키지) 솔루션에 기초한 칩일 수 있다.
칩(1)은 안테나 구조(10), 칩 본체(40), 패키지 기판(51) 및 사출 성형 조각(52)을 포함한다. 안테나 구조(10)와 칩 본체(40)는 모두 패키지 기판(51) 상에 배치되고, 패키지 기판(51)에 전기적으로 연결된다. 사출 성형 조각(52)은 안테나 구조(10)와 칩 본체(40)를 패키징한다. 예를 들어, 사출 성형 조각(52)은 안테나 구조(10)를 완전히 둘러싸고 있다. 사출 성형 조각(52)은 칩 본체(40)를 완전히 둘러싸고 있다. 다른 실시예에서, 사출 성형 조각(52)은 대안적으로 안테나 구조(10)를 반쯤 둘러싸고 있을 수 있다. 사출 성형 조각(52)은 칩 본체(40)를 반 정도 둘러싸는 것일 수도 있다. 안테나 구조(10)에 대해서는, 도 4 내지 도 24에 도시된 안테나 구조(10), 도 26 내지 도 29에 도시된 안테나 구조(10), 또는 도 31에 도시된 안테나 구조(10)를 참조한다. 자세한 내용은 여기서 다시 설명하지 않는다.
예를 들어, 칩 본체(40)는 무선 주파수 트랜시버 칩이다. 안테나 구조(10)는 패키지 기판(51)을 통해 칩 본체(40)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 칩 본체(40)는 패키지 기판(51)을 통해 안테나 구조(10)에 무선 주파수 신호를 전송하여, 안테나 구조(10)가 무선 주파수 신호에 기초하여 전자기파를 방사하도록 한다. 또한, 안테나 구조(10)가 전자파를 수신하여 그 전자파를 무선 주파수 신호로 변환하는 경우, 칩 본체(40)는 안테나 구조(10)에 의해 변환된 무선 주파수 신호를 추가로 수신할 수 있다.
예를 들어, 패키지 기판(51) 상에 매칭 회로(도면에는 도시되지 않음)가 추가로 배치될 수 있다. 매칭 회로는 안테나 구조(10)와 칩 본체(40) 사이에 전기적으로 연결된다.
다른 실시예에서, 칩은 대안적으로, AiM(안테나 인 모듈) 솔루션에 기초한 칩이거나, AoC(안테나 온 칩) 솔루션에 기초한 칩일 수 있다.
본 실시예에서, 칩(1)은 전자 디바이스 내에서 사용될 수 있다. 구체적으로, 칩(1)은 전자 디바이스의 회로 보드 상에 배치될 수 있다. 칩(1)의 패키지 기판(51)은 회로 보드에 전기적으로 연결될 수 있다.
본 실시예에서는, 안테나 구조(10)가 패키지 기판(51) 상에 배치되고, 사출 성형 조각(52)에 의해 둘러싸여 있기 때문에, 안테나 구조(10), 칩 본체(40) 및 패키지 부재(50)가 보다 높은 집적도를 갖는다는 것을 이해할 수 있다. 도 33은 본 출원의 다른 실시예에 따른 전자 디바이스(1)의 구조에 대한 개략도이다. 전자 디바이스(1)는 기지국, CPE(고객 구내 장비), 무선 액세스 포인트 디바이스(예를 들어, 무선 라우터), 또는 비 밀리미터파 신호(예를 들어, 저주파 신호)를 전송하도록 구성된 디바이스일 수 있다. 도 33에 도시된 실시예에서 전자 디바이스(1)가 기지국인 예가 설명을 위해 사용된다.
전자 디바이스(1)는 안테나 구조(10)를 포함한다. 안테나 구조(10)가 전자 디바이스(1) 내부에 위치하기 때문에, 도 33에서, 안테나 구조(10)는 점선으로 표시되어 있음에 유의해야 한다. 예를 들어, 이 실시예에서 안테나 구조(10)가 커버하는 주파수 대역은 1.5GHz 내지 3GHz일 수 있다. 다른 실시예에서, 안테나 구조(10)는 대안적으로, 다른 주파수 대역을 커버할 수 있다.
도 34는 도 33에 도시된 안테나 구조(10)의 분해 사시도이다. 안테나 구조(10)는 칩 바디렉트릭 층(11), 접지층(12), 급전 요소(13), 복수의 안테나 요소(14) 및 복수의 매칭 금속 벽(15)을 포함한다. 칩 바디렉트릭 층(11), 접지층(12) 및 급전 요소(13)의 배치 방식에 대해서는, 전술한 실시예에서 칩 바디렉트릭 층(11), 접지층(12) 및 급전 요소(13)의 배치 방식을 참조한다. 자세한 내용은 여기서 다시 설명하지 않는다. 다른 실시예에서, 칩 바디렉트릭 층(11), 접지층(12) 및 급전 요소(13)의 크기, 형상 등은 실제 요구사항에 따라 유연하게 설정될 수 있다.
도 35는 도 34의 제1 안테나 요소(14a)의 분해 사시도이다. 제1 안테나 요소(14a)는 제1 금속층(141), 제2 금속층(142), 제1 금속 벽(143), 제2 금속 벽(144), 제3 금속 벽(145) 및 금속 연결 시트(146)를 포함한다. 제1 금속 벽(143)은 본 실시예에서 제1 전도성 부재를 형성한다. 제2 금속 벽(144), 제3 금속 벽(145) 및 금속 연결 시트(146)는 본 실시예에서 제2 전도성 부재를 형성한다.
본 실시예에서, 제1 금속층(141) 및 제2 금속층(142)의 배치 방식에 대해서는, 전술한 실시예에서의 제1 금속층(141) 및 제2 금속층(142)의 배치 방식을 참조한다. 자세한 내용은 여기서 다시 설명하지 않는다. 제1 금속층(141) 및 제2 금속층(142)의 크기, 형상 등은 실제 요구사항에 따라 유연하게 설정될 수 있다.
예를 들어, 제1 금속 벽(143), 제2 금속 벽(144), 제3 금속 벽(145) 및 금속 연결 시트(146)는 모두 "L" 형상을 갖는다. 다른 실시예에서, 제1 금속 벽(143), 제2 금속 벽(144), 제3 금속 벽(145) 및 금속 연결 시트(146)는 모두 호 형상을 가질 수 있다.
제2 금속층(142)은 서로 이격된 제1 영역(142a) 및 제2 영역(142b)을 포함한다. 도 35에서, 제1 영역(142a)과 제2 영역(142b)은 점선을 사용하여 개략적으로 구분된다.
예를 들어, 제1 영역(142a) 및 제2 영역(142b)은 모두 "L" 형상을 갖는다. 제1 영역(142a)은 제2 금속층(142)의 제1 에지(1421) 및 제3 에지(1423)를 포함한다. 제2 영역(142b)은 제2 금속층(142)의 제2 에지(1422) 및 제4 에지(1424)를 포함한다.
금속 연결 시트(146)는 서로 이격된 제3 영역(1463a) 및 제4 영역(1463b)을 포함한다. 도 35에서, 제3 영역(1463a)과 제4 영역(1463b)은 점선을 사용하여 개략적으로 구분된다.
예를 들어, 제3 영역(1463a) 및 제4 영역(1463b) 모두는 각각 "L" 형상을 가질 수 있다.
도 35를 참조하여 도 36 및 도 37을 참조한다. 도 36은 도 33에 도시된 안테나 구조(10)의 일부 구조의 개략도이다. 도 37은 도 33에 도시된 안테나 구조(10)의 구조 일부의 개략도이다. 제3 금속 벽(145)의 한쪽 끝은 접지층(12)에 연결되고, 다른 쪽 끝은 금속 연결 시트(146)의 제4 영역(1463b)에 연결된다. 즉, 제3 금속 벽(145)은 접지층(12)과 금속 연결 시트(146)의 제4 영역(1463b) 사이에 연결된다. 제2 금속 벽(144)의 한쪽 끝은 금속 연결 시트(146)의 제3 영역(1463a)에 연결되고, 다른 쪽 끝은 제2 금속층(142)의 제2 영역(142b)에 연결된다. 즉, 제2 금속 벽(144)은 금속 연결 시트(146)의 제3 영역(1463a)과 제2 금속층(142)의 제2 영역(142b) 사이에 연결된다. 제1 금속 벽(143)의 한쪽 끝은 제2 금속층(142)의 제1 영역(142a)에 연결되고, 다른 쪽 끝은 제1 금속층(141)에 연결된다. 즉, 제1 금속 벽(143)은 제2 금속층(142)의 제1 영역(142a)과 제1 금속층(141) 사이에 연결된다.
이러한 실시예에서, 금속 연결 시트(146)에 대한 제3 금속 벽(145)의 투영은 금속 연결 시트(146)에 대한 제2 금속 벽(144)의 투영과 중첩되지 않는다. 또한, 제2 금속층(142)에 대한 제2 금속 벽(144)의 투영은 제2 금속층(142) 에 대한 제1 금속 벽(143)의 투영과 중첩되지 않는다. 다른 실시예에서, 금속 연결 시트(146)에 대한 제3 금속 벽(145)의 투영은 금속 연결 시트(146)에 대한 제2 금속 벽(144)의 투영과 적어도 부분적으로 중첩된다.
예를 들어, 제2 금속층(142)의 제1 에지(1421)는 제1 금속층(141)의 제1 에지(1411)의 반대편에 배치된다. 제2 금속층(142)의 제3 에지(1423)는 제1 금속층(141)의 제3 에지(1413)의 반대편에 배치된다.
제2 금속층(142), 제1 금속 벽(143), 제2 금속 벽(144), 제3 금속 벽(145), 금속 연결 시트(146) 및 접지층(12)은 원을 그리며 제1 공간(S1)을 형성한다. 안테나 구조(10)의 다른 컴포넌트가 제1 공간(S1)에 배치될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 이러한 방식으로, 한편으로는 안테나 구조(10)의 공간 활용도가 높다. 다른 한편으로, 안테나 구조(10)는 안테나 구조(10)의 소형화를 용이하게 하기 위해 콤팩트하게 배치될 수 있다.
본 실시예에서, 제2 금속 벽(144) 및 제3 금속 벽(145)은 금속 연결 시트(146)의 두 영역에서 서로 이격되고, 제1 금속 벽(143) 및 제2 금속 벽(144)은 제2 금속층(142)의 두 영역에서 서로 이격되므로, 제1 안테나 요소(14a)가 작동 상태에 있을 때, 전류 경로는 접지층(12), 제3 금속 벽(145), 금속 연결 시트(146), 제2 금속 벽(144), 제2 금속층(142), 제1 금속 벽(143) 및 제1 금속층(141)을 포함할 수 있다. 금속 연결 시트(146)의 제3 영역(1463a)과 제4 영역(1463b) 사이에 전류가 전달되고, 제2 금속층(142)의 제1 영역(142a)과 제2 영역(142b) 사이에 전류가 전달될 수 있기 때문에, 전류 경로는 두 번 구부러진 상태로 배치될 수 있다. 이와 같이, 안테나 구조의 전류 경로가 직선인 동일한 전류 경로를 갖는 안테나 구조에 비해, 본 실시예에서 안테나 구조(10)의 단면 높이(H)가 작아져, 안테나 구조(10)의 소형화가 용이해진다.
다른 실시예에서, 제1 안테나 요소(14a)는 제3 금속 벽(145) 또는 금속 연결 시트(146)를 포함하지 않을 수 있다. 이 경우, 제2 금속 벽(144)은 접지층(12)에 직접 연결된다. 이러한 방식으로, 제1 안테나 요소(14a)의 전류 경로는 한 번 구부러진 형태로 배치된다.
다른 실시예에서, 제1 안테나 요소(14a)는 제2 금속 연결 시트, 제3 금속 연결 시트, ... 및 m번째 금속 연결 시트를 더 포함할 수 있으며, 여기서 m은 정수이고 1보다 크다. m번째 금속 연결 시트의 배치 방식에 대해서는 금속 연결 시트(146a)의 배치 방식을 참조한다. 또한, 제1 안테나 요소(14a)는 제4 금속 벽, 제5 금속 벽, ..., 및 n번째 금속 벽을 더 포함할 수 있으며, 여기서 n은 정수이고 3보다 크다. 이와 같이, 제1 금속 연결 시트 및 제 n번째 금속 벽이 배치됨에 따라, 제1 안테나 요소(14a)의 전류 경로는 복수회 구부러진 상태로 배치될 수 있다.
예를 들어, 제1 안테나 요소(14a)는 대칭 구조, 부분적 대칭 구조, 동일 또는 유사한 부분을 갖는 구조, 또는 상이한 부분을 갖는 구조일 수 있다. 본 실시예에서, 제1 안테나 요소(14a)는 대칭 구조이다. 구체적으로, 도 37을 다시 참조한다. 제1 안테나 요소(14a)는 제1 안테나 요소(14a)의 대칭면을 따라 대칭적이다. 제1 안테나 요소(14a)의 대칭면은 제1 금속층(141)이 위치하는 평면에 수직이고, 제1 금속층(141)의 대각선(M1)은 제1 안테나 요소(14a)의 대칭면 상에 위치한다.
도 38은 도 33에 도시된 안테나 구조(10)의 구조의 개략도이다. 제2 안테나 요소(14b), 제3 안테나 요소(14c) 및 제4 안테나 요소(14d)의 배치 방식에 대해서는, 제1 안테나 요소(14a)의 배치 방식을 참조한다. 또한, 제1 안테나 요소(14a), 제2 안테나 요소(14b), 제3 안테나 요소(14c) 및 제4 안테나 요소(14d) 사이의 위치 관계 및 연결 관계에 대해서는, 제1 실시예에서의 제1 안테나 요소(14a), 제2 안테나 요소(14b), 제3 안테나 요소(14c) 및 제4 안테나 요소(14d) 사이의 위치 관계 및 연결 관계를 참조한다. 자세한 내용은 여기서 다시 설명하지 않는다.
본 실시예에서는, 안테나 요소(14)의 구조의 다양한 부분을 콤팩트하게 배치하여 안테나 구조(10)에 새로운 공간을 생성한다. 구체적으로, 안테나 구조(10)에는 제1 공간(도 36 참조), 제2 공간(도 36 참조), 제3 공간(도면에 도시되지 않음) 및 제4 공간(도면에 도시되지 않음)이 형성된다. 안테나 구조(10)의 다른 컴포넌트가 제1 공간(S1), 제2 공간(S2), 제3 공간 및 제4 공간에 배치될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 이러한 방식으로, 한편으로는 안테나 구조(10)의 공간 활용도가 높다. 다른 한편으로, 안테나 구조(10)의 구조가 콤팩트하여, 안테나 구조(10)의 소형화를 용이하게 한다. 또한, 안테나 구조(10)의 전류 경로가 두 번 구부러지도록 설정되어 있다. 이와 같이, 안테나 구조(10)의 전류 경로가 직선인 동일한 전류 경로를 갖는 안테나 구조에 비해, 본 실시예의 안테나 구조(10)의 단면 높이(H)가 작을 뿐만 아니라, 안테나 구조(10)의 제1 갭(191), 제2 갭(192), 제3 갭(193) 및 제4 갭(194)의 폭도 작아진다.
예를 들어, 제2 안테나 요소(14b)와 제1 안테나 요소(14a)는 대칭적이거나, 부분적으로 대칭적이거나, 동일하거나 유사한 구조를 갖거나, 상이한 구조를 가질 수 있다. 제2 안테나 요소(14b)와 제1 안테나 요소(14a)는 대칭 구조를 형성한다. 구체적으로, 제2 안테나 요소(14b)와 제1 안테나 요소(14a)는 제1 대칭면을 따라 대칭을 이룬다. 제1 대칭면은 제1 안테나 요소(14a)의 제1 금속층(141)이 위치하는 평면에 수직이며, 제1 안테나 요소(14a)와 제2 안테나 요소(14b) 사이의 중심 평면(N1)은 제1 대칭면 상에 위치한다.
예를 들어, 제3 안테나 요소(14c)와 제1 안테나 요소(14a)는 대칭적이거나, 부분적으로 대칭적이거나, 동일하거나 유사한 구조를 갖거나, 상이한 구조를 가질 수 있다. 이 실시예에서, 제3 안테나 요소(14c)와 제1 안테나 요소(14a)는 대칭 구조를 형성한다. 구체적으로, 제3 안테나 요소(14c)와 제1 안테나 요소(14a)는 제2 대칭면을 따라 대칭을 이룬다. 제2 대칭면은 제3 안테나 요소(14c)의 제1 금속층(171)이 위치하는 평면에 수직이며, 제1 안테나 요소(14a)와 제3 안테나 요소(14c) 사이의 중심 평면(n2)은 제2 대칭면 상에 위치한다.
예를 들어, 제4 안테나 요소(14d)와 제3 안테나 요소(14c)는 대칭적이거나, 부분적으로 대칭적이거나, 동일하거나 유사한 구조를 갖거나, 상이한 구조를 가질 수 있다. 본 실시예에서, 제4 안테나 요소(14d) 및 제3 안테나 요소(14c)는 대칭 구조를 형성한다. 구체적으로, 제4 안테나 요소(14d) 및 제3 안테나 요소(14c)는 제1 대칭면을 따라 대칭을 이룬다. 또한, 중심 평면(N1)은 제4 안테나 요소(14d)와 제3 안테나 요소(14c) 사이의 중심선이다.
예를 들어, 제4 안테나 요소(14d)와 제2 안테나 요소(14b)는 대칭적이거나, 부분적으로 대칭적이거나, 동일하거나 유사한 구조를 갖거나, 상이한 구조를 가질 수 있다. 본 실시예에서, 제4 안테나 요소(14d) 및 제2 안테나 요소(14b)는 대칭 구조를 형성한다. 구체적으로, 제4 안테나 요소(14d)와 제2 안테나 요소(14b)는 제2 대칭면을 따라 대칭을 이룬다. 중심 평면(n2)은 또한 제2 안테나 요소(14b)와 제4 안테나 요소(14d) 사이의 중심선이다.
예를 들어, 제1 안테나 요소(14a), 제2 안테나 요소(14b), 제3 안테나 요소(14c) 및 제4 안테나 요소(14d)는 중심 대칭적이거나, 부분적으로 중심 대칭적이거나, 동일하거나 유사한 구조를 가지거나, 상이한 구조를 가질 수 있다. 이 실시예에서, 제1 안테나 요소(14a), 제2 안테나 요소(14b), 제3 안테나 요소(14c) 및 제4 안테나 요소(14d)는 중심 축에 대하여 중심 대칭적이다. 중심축은 중심 평면(1)과 중심 평면(2)의 교차점이다.
도 38을 다시 참조한다. 복수의 매칭 금속 벽(15)은 접지층(12)의 주변에 위치하며, 즉 복수의 매칭 금속 벽(15)은 접지층(12)의 가장자리 부근에 배치된다. 복수의 매칭 금속 벽(15)은 접지층(12)의 주변에 배치된다.
예를 들어, 4개의 매칭 금속 벽(15)이 있다. 4개의 매칭 금속 벽(15)은 접지층(12)의 4개의 모서리에 위치한다. 예를 들어, 각각의 매칭 금속 벽(15)은 "L" 형상 또는 호 형상을 갖는다.
서로 간격을 두고 배치되는 복수의 매칭 금속 벽(15)이 접지층(12) 상에 배치됨에 따라, 매칭 금속 벽(15)은 안테나 요소(14)와 접지층(12) 사이의 전류 경로를 확대할 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 매칭 금속 벽(15)은 임피던스 매칭을 구현하기 위해 안테나 구조(10)의 임피던스를 튜닝하도록 구성될 수 있다. 또한, 매칭 금속 벽(15)은 안테나 요소(14)와 접지층(12) 사이의 전류 경로를 증가시킬 수 있기 때문에, 본 실시예에서 안테나 요소(14) 및 접지층(12)의 크기는 안테나 구조(10)의 소형화를 달성하기 위해 작게 만들어질 수 있다.
다른 실시예에서, 본 실시예에서의 안테나 구조(10)의 배치 방식에 대해서는, 제1 실시예의 제2 구현에서의 안테나 구조(10)의 배치 방식을 참조한다. 이 경우, 안테나 구조(10)의 전류 경로는 복수회 구부러진 상태로 배치될 수 있다. 또한, 안테나 구조(10)는 금속 단락 홀 그룹(19)을 더 포함한다. 이 경우, 안테나 구조(10)의 대역폭 능력이 더욱 향상될 수 있고, 새로운 트랩 포인트가 생성될 수 있다.
다른 실시예에서, 본 실시예에서 안테나 구조(10)를 배치하는 방식에 대해서는, 제1 실시예의 제3 구현예에서의 안테나 구조(10)를 배치하는 방식을 참조한다. 예를 들어, 안테나 구조(10)는 금속 단락 홀 그룹(19)을 더 포함한다.
전술한 설명은 단지 본 출원의 특정 실시예일 뿐, 본 출원의 보호 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 출원에 개시된 기술 범위 내에서 당업자가 쉽게 파악할 수 있는 모든 변형 또는 대체물은 본 출원의 보호 범위에 속한다. 따라서 본 출원의 보호 범위는 청구항의 보호 범위를 따른다.

Claims (20)

  1. 안테나 구조로서,
    접지층, 급전 요소, 및 안테나 요소를 포함하되,
    상기 안테나 요소는, 제1 금속층, 제2 금속층, 제1 전도성 부재 및 제2 전도성 부재를 포함하고, 상기 제1 금속층과 상기 접지층은 서로 간격을 두고 반대편에 배치되고, 상기 제2 금속층은 상기 제1 금속층과 상기 접지층 사이에 위치하며 상기 제1 금속층 및 상기 접지층 모두로부터 이격되고, 상기 제2 금속층은 서로 이격된 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 전도성 부재는 상기 제1 금속층과 상기 제2 금속층의 상기 제1 영역 사이에 연결되고, 상기 제2 전도성 부재는 상기 접지층과 상기 제2 금속층의 상기 제2 영역 사이에 연결되며,
    상기 급전 요소는 상기 접지층을 향하는, 상기 제2 금속층의 측면에 위치하고, 상기 급전 요소는 상기 제2 금속층과 상기 제1 금속층에 급전하도록 구성된,
    안테나 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전도성 부재는 복수의 제1 금속 기둥이고,
    상기 제2 전도성 부재는 제1 금속 연결 시트, 복수의 제2 금속 기둥 및 복수의 제3 금속 기둥을 포함하며, 상기 제1 금속 연결 시트는 상기 제2 금속층과 상기 접지층 사이에 위치하며, 상기 복수의 제2 금속 기둥은 상기 제1 금속 연결 시트와 상기 제2 금속층의 상기 제2 영역 사이에 연결되고, 상기 복수의 제3 금속 기둥은 상기 제1 금속 연결 시트와 상기 접지층 사이에 연결되는,
    안테나 구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제3 금속 기둥의 직경은 상기 제2 금속 기둥의 직경보다 큰,
    안테나 구조.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 복수의 제1 금속 기둥은 L자형 또는 호 형상(arc shape)으로 배열되고, 상기 제1 금속 연결 시트는 L자형 또는 호 형상을 가지며, 상기 복수의 제2 금속 기둥은 L자형 또는 호 형상으로 배열되고, 상기 복수의 제3 금속 기둥은 L자형 또는 호 형상으로 배열되는,
    안테나 구조.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 금속 연결 시트에 대한 상기 제3 금속 기둥의 투영은 상기 제1 금속 연결 시트에 대한 상기 제2 금속 기둥의 투영과 적어도 부분적으로 중첩되는,
    안테나 구조.
  6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 금속 연결 시트는 서로 이격된 제3 영역 및 제4 영역을 포함하며,
    상기 제2 금속 기둥은 상기 제1 금속 연결 시트의 상기 제3 영역과 상기 제2 금속층의 상기 제2 영역 사이에 연결되고, 상기 제3 금속 기둥은 상기 제1 금속 연결 시트의 상기 제4 영역과 상기 접지층 사이에 연결되는,
    안테나 구조.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    4개의 안테나 요소가 있고, 상기 4개의 안테나 요소는 2개의 행 및 2개의 열로 배열되고 서로 이격되며, 상기 4개의 안테나 요소는 중심점을 가지며, 상기 4개의 안테나 요소는 제1 안테나 요소, 제2 안테나 요소, 제3 안테나 요소 및 제4 안테나 요소이고,
    상기 제1 안테나 요소의 제2 전도성 부재는 상기 중심점으로부터 더 멀리 떨어진, 상기 제1 안테나 요소의 제1 전도성 부재의 측면 상에 위치하고, 상기 제2 안테나 요소의 제2 전도성 부재는 상기 중심점으로부터 더 멀리 떨어진, 상기 제2 안테나 요소의 제1 전도성 부재의 측면 상에 위치하고, 상기 제3 안테나 요소의 제2 전도성 부재는 상기 중심점으로부터 더 멀리 떨어진, 상기 제3 안테나 요소의 제1 전도성 부재의 측면 상에 위치하며, 상기 제4 안테나 요소의 제2 전도성 부재는 상기 중심점으로부터 더 멀리 떨어진, 상기 제4 안테나 요소의 제1 전도성 부재의 측면 상에 위치하고,
    상기 급전 요소는 상기 제1 안테나 요소의 상기 제2 전도성 부재, 상기 제2 안테나 요소의 상기 제2 전도성 부재, 상기 제3 안테나 요소의 상기 제2 전도성 부재 및 상기 제4 안테나 요소의 상기 제2 전도성 부재에 의해 둘러싸인 공간에 위치하는,
    안테나 구조.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 안테나 요소, 상기 제2 안테나 요소, 상기 제3 안테나 요소 및 상기 제4 안테나 요소는 중심 대칭 구조를 형성하는,
    안테나 구조.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 급전 요소는 서로 이격된 제1 급전 브랜치 및 제2 급전 브랜치를 포함하고,
    상기 제1 급전 브랜치의 일단은 상기 접지층을 향하는, 상기 제1 안테나 요소의 제2 금속층의 측면에 위치하고, 상기 제1 급전 브랜치의 타단은 상기 접지층을 향하는, 상기 제4 안테나 요소의 제2 금속층의 측면에 위치하고, 상기 제1 급전 브랜치는 상기 제1 안테나 요소의 상기 제2 금속층, 상기 제1 안테나 요소의 제1 금속층, 상기 제4 안테나 요소의 상기 제2 금속층 및 상기 제4 안테나 요소의 제1 금속층에 급전하도록 구성되고,
    상기 제2 급전 브랜치의 일단은 상기 접지층을 향하는, 상기 제2 안테나 요소의 제2 금속층의 측면에 위치하고, 상기 제2 급전 브랜치의 타단은 상기 접지층을 향하는 상기 제3 안테나 요소의 제2 금속층의 측면에 위치하고, 상기 제2 급전 브랜치는 상기 제2 안테나 요소의 상기 제2 금속층, 상기 제2 안테나 요소의 제1 금속층, 상기 제3 안테나 요소의 상기 제2 금속층 및 상기 제3 안테나 요소의 제1 금속층에 급전하도록 구성된,
    안테나 구조.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 안테나 요소, 상기 제2 안테나 요소, 상기 제3 안테나 요소 및 상기 제4 안테나 요소는 모두 대칭 구조이고, 상기 제1 안테나 요소의 대칭면, 상기 제2 안테나 요소의 대칭면, 상기 제3 안테나 요소의 대칭면 및 상기 제4 안테나 요소의 대칭면은 모두 중심점을 통과하고,
    상기 제1 급전 브랜치의 연장 방향은 상기 제1 안테나 요소의 대칭면 및 상기 제4 안테나 요소의 대칭면과 평행하고, 상기 제2 급전 브랜치의 연장 방향은 상기 제2 안테나 요소의 대칭면 및 상기 제3 안테나 요소의 대칭면과 평행한,
    안테나 구조.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 제1 급전 브랜치는 순차적으로 연결된 제1 부분, 제2 부분, 제3 부분, 제4 부분 및 제5 부분을 포함하고, 상기 제1 부분과 상기 접지층 사이의 거리, 상기 제5 부분과 상기 접지층 사이의 거리, 및 상기 제2 급전 브랜치와 상기 접지층 사이의 거리는 모두 동일하며, 상기 제2 부분, 상기 제3 부분 및 상기 제4 부분은 "U"자 형상을 이루고, 상기 제3 부분은 상기 제2 급전 브랜치와 상기 접지층 사이에 위치하는,
    안테나 구조.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 제1 급전 브랜치와 상기 접지층 사이의 거리가 상기 제2 급전 브랜치와 상기 접지층 사이의 거리보다 크거나 작은,
    안테나 구조.
  13. 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안테나 구조는 복수의 금속 단락 홀 그룹을 더 포함하고, 상기 복수의 금속 단락 홀 그룹은 상기 접지층에 전기적으로 연결되고 상기 제1 안테나 요소, 상기 제2 안테나 요소, 상기 제3 안테나 요소 및 상기 제4 안테나 요소의 주변에 위치하고,
    상기 제1 안테나 요소와 상기 제2 안테나 요소는 제1 갭을 형성하고, 상기 제1 갭과 적어도 하나의 금속 단락 홀 그룹은 상기 제1 갭의 연장 방향으로 배치되고, 상기 제1 안테나 요소와 상기 제3 안테나 요소는 제2 갭을 형성하고, 적어도 하나의 금속 단락 홀 그룹이 상기 제2 갭의 연장 방향으로 배치되고, 상기 제3 안테나 요소와 상기 제4 안테나 요소가 제3 갭을 형성하고, 적어도 하나의 금속 단락 홀 그룹이 상기 제3 갭의 연장 방향으로 배치되고, 상기 제4 안테나 요소와 상기 제2 안테나 요소가 제4 갭을 형성하고, 적어도 하나의 금속 단락 홀 그룹이 상기 제4 갭의 연장 방향으로 배치되는,
    안테나 구조.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안테나 구조는 복수의 매칭 비아 그룹을 더 포함하고, 상기 복수의 매칭 비아 그룹은 상기 접지층에 전기적으로 연결되고, 상기 복수의 매칭 비아 그룹은 상기 안테나 요소의 주변에 위치하며, 상기 복수의 매칭 비아 그룹은 상기 안테나 요소 주위에 배치되는,
    안테나 구조.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안테나 구조는 칩 바디렉트릭 층(chip bodylectric layer)을 더 포함하고, 상기 접지층, 상기 급전 요소 및 상기 안테나 요소는 모두 상기 칩 바디렉트릭 층에 배치되는,
    안테나 구조.
  16. 무선 주파수 회로, 및 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 안테나 구조를 포함하는 안테나 모듈로서,
    상기 무선 주파수 회로는 상기 안테나 구조의 급전 요소에 전기적으로 연결된,
    안테나 모듈.
  17. 회로 보드와, 제16항에 따른 안테나 모듈을 포함하는 전자 디바이스로서,
    상기 안테나 모듈은 상기 회로 보드 상에 배치된,
    전자 디바이스.
  18. 패키지 기판, 사출 성형 조각, 칩 본체, 및 제1항 내지 제15항 중 어느 하나에 따른 안테나 구조를 포함하는 칩으로서,
    상기 안테나 구조와 상기 칩 본체 모두는 상기 패키지 기판 상에 배치되고 상기 패키지 기판에 전기적으로 연결되며, 상기 사출 성형 조각은 상기 안테나 구조와 상기 칩 본체를 패키징하도록 구성된,
    칩.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 칩 본체는 무선 주파수 트랜시버 칩이고, 상기 안테나 구조는 상기 패키지 기판을 통해 상기 칩 본체에 전기적으로 연결되는,
    칩.
  20. 회로 보드와, 제18항 또는 제19항에 따른 칩을 포함하는 전자 디바이스로서,
    상기 칩은 상기 회로 보드 상에 배치되는,
    전자 디바이스.
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