WO2018097556A1 - 안테나 장치 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

안테나 장치 및 이를 포함하는 전자 장치 Download PDF

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WO2018097556A1
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radiating element
cover
disposed
antenna
relay
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하도혁
금준식
이정엽
이영주
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삼성전자 주식회사
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems

Definitions

  • Various embodiments of the present disclosure relate to an antenna device that forms part of a housing of an electronic device and an electronic device including the same.
  • Antennas of base stations used for wireless communication are generally placed outdoors in consideration of wide coverage and path loss, but customer premises equipment (CPE) that receives radio waves from antennas of base stations is usually managed. It can be placed indoors. Radio waves can be transmitted to the room or to the outside through the CPE.
  • CPE customer premises equipment
  • Such electronic devices including CPEs, base stations, and cellular phones, protect the antenna device with an exterior material such as a cover (for example, a radome) to protect it from the outside.
  • a cover for example, a radome
  • Radio waves radiated from an antenna disposed inside the electronic device or radio waves received by the antenna must pass through an exterior material such as a cover, and there is a problem in that loss of radio waves occurs due to the thickness of the cover and the distance between the antenna and the cover.
  • An antenna device and an electronic device including the same include a structure that may improve antenna efficiency in a cover.
  • an electronic device may include: an antenna substrate on which an array antenna including at least one radiating element is disposed; And a cover further spaced apart from the antenna substrate by a predetermined distance, the cover further including at least one relay device disposed to correspond to the at least one radiator.
  • an electronic device including, for example, a display disposed on a front surface of the electronic device; A cover disposed on a rear surface of the electronic device; The front and rear spaced apart to form a space and surrounds the space; And an antenna device configured to transmit and receive radio waves, wherein the antenna device is disposed in the electronic device, and includes an antenna substrate on which an array antenna including at least one radiating element is disposed; And at least one relay radiating element spaced apart from the antenna substrate by a predetermined distance and disposed on the cover to correspond to the at least one radiating element.
  • an antenna device and an electronic device including the same include a resonant structure capable of preventing attenuation of radio waves, and a structure capable of isolating each radiating unit of the antenna, thereby providing radio wave transmission efficiency and bandwidth. Can be improved.
  • FIG. 1 illustrates an antenna device and an electronic device such as a base station, a CPE, a router, a mobile terminal, a TV, and the like.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an antenna device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an antenna unit according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an antenna unit according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an antenna unit according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an antenna unit according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an antenna unit according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a conductive pattern according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a view illustrating a pattern in which conductive patterns are combined according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an antenna device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an antenna device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 12A is a front view of a mobile terminal according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 12B is a rear view of a mobile terminal according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a mobile terminal according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a mobile terminal according to various embodiments of the present disclosure.
  • 15 is a cross-sectional view of a mobile terminal according to various embodiments of the present disclosure.
  • 16A to 16C are diagrams for describing a method of manufacturing an antenna unit according to various embodiments of the present disclosure.
  • the expression “device configured to” may mean that the device “can” together with other devices or components.
  • processor configured (or configured to) perform A, B, and C may be implemented by executing a dedicated processor (eg, an embedded processor) to perform its operation, or one or more software programs stored in a memory device. It may mean a general purpose processor (eg, a CPU or an application processor) capable of performing the corresponding operations.
  • An electronic device may be, for example, a smartphone, a tablet PC, a mobile phone, a video phone, an e-book reader, a desktop PC, a laptop PC, a netbook computer, a workstation, a server, a PDA, a PMP. It may include at least one of a portable multimedia player, an MP3 player, a medical device, a camera, or a wearable device. Wearable devices may be accessory (e.g. watches, rings, bracelets, anklets, necklaces, eyeglasses, contact lenses, or head-mounted-devices (HMDs), textiles or clothing integrated (e.g.
  • HMDs head-mounted-devices
  • an electronic device may comprise, for example, a television, a digital video disk (DVD) player, Audio, Refrigerator, Air Conditioner, Cleaner, Oven, Microwave Oven, Washing Machine, Air Purifier, Set Top Box, Home Automation Control Panel, Security Control Panel, Media Box (e.g. Samsung HomeSync TM , Apple TV TM , or Google TV TM ) , A game console (eg, Xbox TM , PlayStation TM ), an electronic dictionary, an electronic key, a camcorder, or an electronic picture frame.
  • DVD digital video disk
  • the electronic device may include a variety of medical devices (e.g., various portable medical measuring devices such as blood glucose meters, heart rate monitors, blood pressure meters, or body temperature meters), magnetic resonance angiography (MRA), magnetic resonance imaging (MRI), Computed tomography (CT), cameras or ultrasounds), navigation devices, global navigation satellite systems (GNSS), event data recorders (EDRs), flight data recorders (FDRs), automotive infotainment devices, ship electronics (E.g., various portable medical measuring devices such as blood glucose meters, heart rate monitors, blood pressure meters, or body temperature meters), magnetic resonance angiography (MRA), magnetic resonance imaging (MRI), Computed tomography (CT), cameras or ultrasounds), navigation devices, global navigation satellite systems (GNSS), event data recorders (EDRs), flight data recorders (FDRs), automotive infotainment devices, ship electronics (E.g.
  • various portable medical measuring devices such as blood glucose meters, heart rate monitors, blood pressure meters, or body temperature meters
  • MRA magnetic resonance angiography
  • an electronic device may be a part of a furniture, building / structure or automobile, an electronic board, an electronic signature receiving device, a projector, or various measuring devices (eg, water, electricity, Gas, or a radio wave measuring instrument).
  • the electronic device may be flexible or a combination of two or more of the aforementioned various devices.
  • Electronic devices according to embodiments of the present disclosure are not limited to the above-described devices.
  • the term user may refer to a person who uses an electronic device or a device (eg, an artificial intelligence electronic device) that uses an electronic device.
  • FIG. 1 illustrates an antenna device and an electronic device such as a base station, a CPE, a router, a mobile terminal, a TV, and the like.
  • the base station 110 outputs a radio wave through an antenna, and the radio wave output from the antenna of the base station 110 may be transmitted to a customer premises equipment (hereinafter referred to as CPE) 120. On the contrary, the base station 110 may receive a radio wave output from the CPE 120.
  • CPE customer premises equipment
  • the CPE 120 is an end device connected to a network, and may include, for example, the mobile terminal 130, the TV 140, and the router 150.
  • the CPE 120 may be provided indoors, and in particular, may be disposed near a window.
  • the wireless communication frequency band of the TV 140 and the router 150 may be an ultra high frequency (eg, 28 GHz) band.
  • an ultra high frequency band eg, 28 GHz
  • Antenna devices such as the TV 140, the router 150, and electronic devices may include an appearance or appearance such as a case, a cover, and a radome to protect the interior.
  • radio waves radiated from the antenna included in the antenna device and the electronic device or radio waves received by the antenna must pass through an external appearance or appearance such as a case, a cover, and a radome. Radio waves can be attenuated when passing through an appearance or appearance, such as a case, cover, or radome.
  • An antenna device and an electronic device may be an array antenna, and the array antenna may include at least two radiation elements.
  • the case, cover, and radome may include an isolation structure capable of isolating each of the radiating elements of the array antenna, and / or a repeating radiation element capable of amplifying radio waves radiated from the radiating elements. It may include.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an antenna device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the antenna device is a base station 110, a CPE 120. Or router 150.
  • the antenna device may include an antenna unit 200, a cover 210, an antenna substrate 220, a main substrate 230, and a heatsink 280.
  • the main substrate 230 may include at least one component (231, 232, 233).
  • the at least one component 231, 232, 233 may be an integrated circuit (IC), a semiconductor chip, a radio frequency integrated circuit (RFIC) 231, or a processor 232 disposed on the main substrate 230.
  • the processor 232 may control the RFIC 231 received from the RFIC 231 and control other electronic components according to the reception sensitivity of the radio wave.
  • the RFIC 231 includes at least one connection means (e.g., ball grid array, 271, 272, 273), and the RFIC 231 uses at least one connection means 271, 272, 273 to antenna It may be electrically connected to the substrate 220.
  • the main substrate 230 may support the antenna substrate 220 and the antenna unit 200 through at least one support means 261 and 262.
  • the RFIC 231 is disposed on the antenna substrate 220 toward the main substrate 230, and an array antenna including at least one radiating element 221, 222 is disposed toward the cover 210. Can be.
  • the cover 210 may include at least one or more relay radiating elements 241 and 242 disposed at least partially to correspond to the radiating elements 221 and 222. At least one radiating element (221, 222) and at least one relay radiating element (241, 242) may be spaced apart by a predetermined distance or more.
  • the at least one relay radiating element 241, 242 may include a resonant structure so as to be electromagnetically coupled with the at least one radiating element 221, 222.
  • the at least one relay radiating element 241, 242 forms a resonant structure with the at least one radiating element 221, 222 to cover the radio waves by reducing attenuation of radio waves radiated from the at least one radiating element 221, 222. (210) It can radiate to the outside.
  • the at least one relay radiating element 241, 242 may transmit the radio wave transmitted from the outside through the cover 210 to the at least one radiating element 221, 222 through resonance.
  • the cover 210 may be a dielectric such as plastic.
  • Each of the radiating elements 221, 222 may be isolated through at least one isolation wall 251, 252, 253.
  • the radiating elements 221 and 222 on the array antenna may have high directivity by installing the partition walls 251 and 252.
  • the partitions 251, 252, and 253 may allow radio waves radiated through the radiating elements 221 and 222 to be radiated in a directed direction without being dispersed.
  • the partitions 251, 252, and 253 may be made of, for example, a material that may have conductivity. According to various embodiments, the partitions 251, 252, and 253 may be, for example, dielectrics coated with a material that may have conductivity.
  • the antenna unit 200 may include an antenna substrate 220 including at least one radiating element, a cover 210 spaced apart from the antenna substrate 220 by a predetermined distance or more, and at least one or more disposed toward the outside on the antenna substrate 220.
  • Each of the at least one radiating element 221, 222 and the at least one relay radiating element 241, 242 may be disposed to face each other.
  • the first radiating element 221 may be disposed to face the first relay radiating element 241 on the cover 210.
  • the at least one partition wall 251, 252, 253 may separate each of the at least one radiating element 221, 222, and may separate each of the at least one relay radiating element 241, 242.
  • the first radiating element 221 and the first relay radiating element 241 may be disposed between the first partition 251 and the second partition 252, and the first radiating element 221 and the first radiating element 221 may be disposed.
  • the first relay radiating element 241 may be separated from the other radiating element 222 and the other relay radiating element 242 by the first partition 251 and the second partition 252.
  • the second radiating element 222 and the second relay radiating element 242 may be disposed between the second partition 252 and the third partition 253, and the second radiating element 222 and the second radiating element 242 may be disposed.
  • the second relay radiating element 242 may be separated from the other radiating element 221 and the other relay radiating element 241 by the second partition 252 and the third partition 253.
  • the length of the at least one partition wall 251, 252, and 253 may be equal to the separation distance between the cover 210 and the antenna substrate 220.
  • FIG 3 is a diagram illustrating an antenna unit 200 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the antenna unit 200 may include an antenna substrate 220 including at least one radiating element, a cover 210 spaced apart from the antenna substrate 220 by a predetermined distance or more, and at least one or more disposed toward the outside on the antenna substrate 220.
  • Radiating elements 221 and 222 and relay radiating elements 241 and 242 disposed on at least a portion of the cover 210 and corresponding to the radiating elements 221 and 222 and the radiating elements 221 and 222 in the cover 210.
  • the first radiating element 221 may be disposed to face the first relay radiating element 241 on the cover 210 and the third relay radiating element 243 in the cover 210.
  • the second radiating element 222 may be disposed to face the second relay radiating element 242 on the cover 210 and the fourth relay radiating element 244 in the cover 210.
  • the at least one partition wall 251, 252, 253 may separate each of the at least one radiating element 221, 222, and may separate each of the at least one relay radiating element 241, 242.
  • the first radiating element 221 and the first relay radiating element 241 may be disposed between the first partition 251 and the second partition 252, and the first radiating element 221 and the first radiating element 221 may be disposed.
  • the first relay radiating element 241 may be separated from the other radiating element 222 and the other relay radiating element 242 by the first partition 251 and the second partition 252.
  • the second radiating element 222 and the second relay radiating element 242 may be disposed between the second partition 252 and the third partition 253, and the second radiating element 222 and the second radiating element 242 may be disposed.
  • the second relay radiating element 242 may be separated from the other radiating element 221 and the other relay radiating element 241 by the second partition 252 and the third partition 253.
  • the length of the at least one partition wall 251, 252, and 253 may be equal to the separation distance between the cover 210 and the antenna substrate 220.
  • the partitions 251, 252, and 253 may be made of, for example, a material that may have conductivity. According to various embodiments, the partitions 251, 252, and 253 may be, for example, dielectrics coated with a material that may have conductivity.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an antenna unit 200 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the antenna unit 200 includes an antenna substrate 220 including at least one radiating element, a cover 210 spaced apart from the antenna substrate 220 by a predetermined distance or more, an additional cover 211 covering the cover 210, and an antenna substrate. At least one radiating element 221, 222 disposed outwardly on 220, a relay radiating element 241, 242 disposed corresponding to the radiating element 221, 222 on at least a portion of the cover 210, further
  • the cover 211 may include relay radiating elements 243 and 244 and at least one or more partitions 251, 252, and 253 disposed corresponding to the radiating elements 221 and 222.
  • the additional cover 211 may be a dielectric of a material different from that of the cover 210. According to various embodiments, the additional cover 211 may be a dielectric of the same material as the cover 210.
  • Each may be arranged to face each other.
  • the first radiating element 221 may be disposed to face the first relay radiating element 241 on the cover 210 and the third relay radiating element 243 in the additional cover 211.
  • the second radiating element 222 may be disposed to face the second relay radiating element 242 on the cover 210 and the fourth relay radiating element 244 in the additional cover 211.
  • the at least one partition wall 251, 252, 253 may separate each of the at least one radiating element 221, 222, and may separate each of the at least one relay radiating element 241, 242.
  • the first radiating element 221 and the first relay radiating element 241 may be disposed between the first partition 251 and the second partition 252, and the first radiating element 221 and the first radiating element 221 may be disposed.
  • the first relay radiating element 241 may be separated from the other radiating element 222 and the other relay radiating element 242 by the first partition 251 and the second partition 252.
  • the second radiating element 222 and the second relay radiating element 242 may be disposed between the second partition 252 and the third partition 253, and the second radiating element 222 and the second radiating element 242 may be disposed.
  • the second relay radiating element 242 may be separated from the other radiating element 221 and the other relay radiating element 241 by the second partition 252 and the third partition 253.
  • the length of the at least one partition wall 251, 252, and 253 may be equal to the separation distance between the cover 210 and the antenna substrate 220.
  • the partitions 251, 252, and 253 may be made of, for example, a material that may have conductivity. According to various embodiments, the partitions 251, 252, and 253 may be, for example, dielectrics coated with a material that may have conductivity.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an antenna unit 200 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the antenna unit 200 may include an antenna substrate 220 including at least one radiating element, a cover 210 spaced apart from the antenna substrate 220 by a predetermined distance or more, and at least one or more disposed toward the outside on the antenna substrate 220.
  • Each of the at least one radiating element 221, 222, 223 and the at least one relay radiating element 241, 242, 243 may be disposed to face each other.
  • the first radiating element 221 may be disposed to face the first relay radiating element 241 on the cover 210.
  • the at least one partition wall 251, 252, 253, and 254 may separate at least one or more radiating elements 221, 222, and 223, and may separate each of the at least one or more relay radiating elements 241, 242, and 243.
  • the first radiating element 221 and the first relay radiating element 241 may be disposed between the first partition 251 and the second partition 252, and the first radiating element 221 and the first radiating element 221 may be disposed.
  • the first relay radiating element 241 may be separated from the other radiating element 222 and the other relay radiating element 242 by the first partition 251 and the second partition 252.
  • the second radiating element 222 and the second relay radiating element 242 may be disposed between the second partition 252 and the third partition 253, and the second radiating element 222 and the second radiating element 242 may be disposed.
  • the second relay radiating element 242 may be separated from the other radiating elements 221 and 223 and the other relay radiating elements 241 and 243 by the second partition 252 and the third partition 253.
  • a third radiating element 223 and a third relay radiating element 243 may be disposed between the third partition 253 and the fourth partition 254, and the third radiating element 223 and the third radiating element 243 may be disposed between the third partition 253 and the fourth partition 254.
  • the third relay radiating element 243 may be separated from the other radiating elements 221 and 222 and the other relay radiating elements 241 and 242 by the third partition 253 and the fourth partition 254.
  • the length of the at least one partition wall 251, 252, 253, and 254 may be equal to the separation distance between the cover 210 and the antenna substrate 220.
  • the partitions 251, 252, and 253 may be, for example, dielectrics coated with materials 501, 502, 503, 504, 505, and 506, which may have a conductive property.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an antenna unit 200 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the antenna unit 200 may include an antenna substrate 220 including at least one radiating element, a cover 210 spaced apart from the antenna substrate 220 by a predetermined distance or more, and at least one or more disposed toward the outside on the antenna substrate 220.
  • Each of the at least one radiating element 221, 222, 223 and the at least one relay radiating element 241, 242, 243 may be disposed to face each other.
  • the first radiating element 221 may be disposed to face the first relay radiating element 241 on the cover 210.
  • the at least one partition wall 251, 252, 253, and 254 may separate at least one or more radiating elements 221, 222, and 223, and may separate each of the at least one or more relay radiating elements 241, 242, and 243.
  • the first radiating element 221 and the first relay radiating element 241 may be disposed between the first partition 251 and the second partition 252, and the first radiating element 221 and the first radiating element 221 may be disposed.
  • the first relay radiating element 241 may be separated from the other radiating element 222 and the other relay radiating element 242 by the first partition 251 and the second partition 252.
  • the second radiating element 222 and the second relay radiating element 242 may be disposed between the second partition 252 and the third partition 253, and the second radiating element 222 and the second radiating element 242 may be disposed.
  • the second relay radiating element 242 may be separated from the other radiating elements 221 and 223 and the other relay radiating elements 241 and 243 by the second partition 252 and the third partition 253.
  • a third radiating element 223 and a third relay radiating element 243 may be disposed between the third partition 253 and the fourth partition 254, and the third radiating element 223 and the third radiating element 243 may be disposed between the third partition 253 and the fourth partition 254.
  • the third relay radiating element 243 may be separated from the other radiating elements 221 and 222 and the other relay radiating elements 241 and 242 by the third partition 253 and the fourth partition 254.
  • the length of the at least one partition wall 251, 252, 253, and 254 may be equal to the separation distance between the cover 210 and the antenna substrate 220.
  • the partitions 251, 252, and 253 may be made of, for example, a material that may have conductivity.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an antenna unit 200 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the antenna unit 200 may include an antenna substrate 220 including at least one radiating element, a cover 210 spaced apart from the antenna substrate 220 by a predetermined distance or more, and at least one or more disposed toward the outside on the antenna substrate 220.
  • Each of the at least one radiating element 221, 222, 223 and the at least one relay radiating element 241, 242, 243 may be disposed to face each other.
  • the first radiating element 221 may be disposed to face the first relay radiating element 241 on the cover 210.
  • At least one or more conductivity 700 may separate each of at least one or more radiating elements 221, 222, 223.
  • the conductive pattern 700 is disposed between the first radiating element 221 and the second radiating element 222, and the conductive pattern 700 is disposed between the second radiating element 222 and the third radiating element 223. 700 may be disposed.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a conductive pattern 700 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the conductive pattern 700 may be in a modified H shape.
  • the conductive pattern 700 may have a shape in which the horizontal stroke crosses the vertical stroke from side to side in capital letter H.
  • FIG. In various embodiments, the conductive pattern 700 may have a shape in which two crosses are coupled to each other in parallel.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a pattern in which a conductive pattern 700 is coupled according to various embodiments of the present disclosure.
  • the modified H-shaped conductive patterns 700 may be combined to form a net pattern, and the radiating elements 221, 222, and 223 of FIG. 7 may be disposed in respective empty spaces.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an antenna device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the antenna device is a base station 110, a CPE 120. Or router 150.
  • the antenna device may include an antenna unit 200, a cover 210, an antenna substrate 220, a main substrate 230, and a heat sink 280.
  • the main substrate 230 may include at least one component (231, 232, 233).
  • the at least one component 231, 232, 233 may be an integrated circuit (IC), a semiconductor chip, a radio frequency integrated circuit (RFIC) 231, or a processor 232 disposed on the main substrate 230.
  • the processor 232 may control the RFIC 231 received from the RFIC 231 and control other electronic components according to the reception sensitivity of the radio wave.
  • the RFIC 231 includes at least one connection means (e.g., ball grid array, 271, 272, 273), and the RFIC 231 uses at least one connection means 271, 272, 273 to antenna It may be electrically connected to the substrate 220.
  • the main substrate 230 may support the antenna substrate 220 and the antenna unit 200 through at least one support means 261 and 262.
  • the RFIC 231 is disposed on the antenna substrate 220 toward the main substrate 230, and an array antenna including at least one radiating element 221, 222 is disposed toward the cover 210. Can be.
  • the cover 210 may include at least one or more relay radiating elements 241 and 242 disposed at least partially to correspond to the radiating elements 221 and 222. At least one radiating element (221, 222) and at least one relay radiating element (241, 242) may be spaced apart by a predetermined distance or more.
  • the at least one relay radiating element 241, 242 may include a resonant structure so as to be electromagnetically coupled with the at least one radiating element 221, 222.
  • the at least one relay radiating element 241, 242 forms a resonance structure with the at least one radiating element 221, 222, thereby reducing the attenuation of radio waves radiated from the at least one radiating element 221, 222 to cover the cover 210.
  • the at least one relay radiating element 241, 242 may transmit the radio wave transmitted from the outside through the cover 210 to the at least one radiating element 221, 222 through resonance.
  • the cover 210 may be a dielectric such as plastic.
  • Ferroelectric 1010 may be disposed on at least a portion of the cover 210.
  • the ferroelectric 1010 disposed on a portion of the cover 210 may be disposed on the antenna unit 200, and relay radiating elements 241 and 242 may be disposed on the ferroelectric 1010.
  • the ferroelectric 1010 may be electrically connected to the main substrate 230 and the conductor 1020, and the dielectric constant may be changed under the control of the main substrate 230.
  • the main substrate 230 may transfer the electrical stimulation to the ferroelectric 1010 through the conductor 1020, and the ferroelectric 1010 subjected to the electrical stimulation may change the dielectric constant by changing the direction of polarization.
  • the ferroelectric 1010 may be at least one of BaTiO 3, SrTiO 3, and LiNbO 3.
  • the processor 232 included in the main substrate 230 may transmit an electrical signal that may change the dielectric constant of the ferroelectric 1010 to the ferroelectric 1010 through the conductor 1020 by determining the reception sensitivity or the radiation sensitivity of the radio wave. have.
  • Each of the radiating elements 221, 222 may be isolated through at least one isolation wall 251, 252, 253.
  • the radiating elements 221 and 222 on the array antenna may have high directivity by installing the partition walls 251 and 252.
  • the partitions 251, 252, and 253 may allow radio waves radiated through the radiating elements 221 and 222 to be radiated in a directed direction without being dispersed.
  • the partitions 251, 252, and 253 may be made of, for example, a material that may have conductivity. According to various embodiments, the partitions 251, 252, and 253 may be, for example, dielectrics coated with a material that may have conductivity.
  • the antenna unit 200 may include an antenna substrate 220 including at least one radiating element, a cover 210 spaced apart from the antenna substrate 220 by a predetermined distance or more, and at least one or more disposed toward the outside on the antenna substrate 220.
  • Each of the at least one radiating element 221, 222 and the at least one relay radiating element 241, 242 may be disposed to face each other.
  • the first radiating element 221 may be disposed to face the first relay radiating element 241 on the cover 210.
  • the at least one partition wall 251, 252, 253 may separate each of the at least one radiating element 221, 222, and may separate each of the at least one relay radiating element 241, 242.
  • the first radiating element 221 and the first relay radiating element 241 may be disposed between the first partition 251 and the second partition 252, and the first radiating element 221 and the first radiating element 221 may be disposed.
  • the first relay radiating element 241 may be separated from the other radiating element 222 and the other relay radiating element 242 by the first partition 251 and the second partition 252.
  • the second radiating element 222 and the second relay radiating element 242 may be disposed between the second partition 252 and the third partition 253, and the second radiating element 222 and the second radiating element 242 may be disposed.
  • the second relay radiating element 242 may be separated from the other radiating element 221 and the other relay radiating element 241 by the second partition 252 and the third partition 253.
  • the length of the at least one partition wall 251, 252, and 253 may be equal to the separation distance between the cover 210 and the antenna substrate 220.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an antenna device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the antenna device is a base station 110, a CPE 120. Or router 150.
  • the antenna device may include an antenna unit 200, a cover 210, an antenna substrate 220, a main substrate 230, and a heat sink 280.
  • the main substrate 230 may include at least one component (231, 232, 233).
  • the at least one component 231, 232, 233 may be an integrated circuit (IC), a semiconductor chip, or a radio frequency integrated circuit (RFIC) 231 disposed on the main substrate 230.
  • IC integrated circuit
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the RFIC 231 includes at least one connection means (e.g., ball grid array, 271, 272, 273), and the RFIC 231 uses at least one connection means 271, 272, 273 to antenna It may be electrically connected to the substrate 220.
  • the main substrate 230 may support the antenna substrate 220 and the antenna unit 200 through at least one support means 261 and 262.
  • the RFIC 231 is disposed on the antenna substrate 220 toward the main substrate 230, and an array antenna including at least one radiating element 221, 222 is disposed toward the cover 210. Can be.
  • the cover 210 may include at least one or more relay radiating elements 241 and 242 disposed at least partially to correspond to the radiating elements 221 and 222. At least one radiating element (221, 222) and at least one relay radiating element (241, 242) may be spaced apart by a predetermined distance or more.
  • the at least one relay radiating element 241, 242 may include a resonant structure so as to be electromagnetically coupled with the at least one radiating element 221, 222.
  • the at least one relay radiating element 241, 242 forms a resonant structure with the at least one radiating element 221, 222 to cover the radio waves by reducing attenuation of radio waves radiated from the at least one radiating element 221, 222. (210) It can radiate to the outside.
  • the at least one relay radiating element 241, 242 may transmit the radio wave transmitted from the outside through the cover 210 to the at least one radiating element 221, 222 through resonance.
  • the cover 210 may be a dielectric such as plastic.
  • the cover 210 may have at least one piezoelectric actuator 1111, 1112 disposed thereon. At least one piezoelectric element 1111 and 1112 may have a film 1110 attached thereto.
  • Relay radiating elements 241 and 242 may be disposed on the film 1110.
  • the air gap between the relay radiating elements 241 and 242 and the radiating elements 221 and 222 may be changed in accordance with the change in length of the piezoelectric elements 1111 and 1112.
  • At least one piezoelectric element 1111 and 1112 may be electrically connected to the main substrate 230 and the conductor 1020, and the lengths of the piezoelectric elements 1111 and 1112 may be changed under the control of the main substrate 230. have.
  • the main substrate 230 may transfer the electrical stimulation to the piezoelectric elements 1111 and 1112 through the conductor 1020, and the lengths of the piezoelectric elements 1111 and 1112 subjected to the electrical stimulation may be changed.
  • the processor 232 included in the main substrate 230 may determine the reception sensitivity or the radiation sensitivity of the radio wave, and may transmit an electrical signal through the conductor 1020 to change the length of the piezoelectric elements 1111 and 1112. , 1112).
  • Each of the at least one radiating element 221, 222 and the at least one relay radiating element 241, 242 may be disposed to face each other.
  • the first radiating element 221 may be disposed to face the first relay radiating element 241 on the cover 210.
  • the gaps of the at least one radiating element 221 and 222 and the at least one relay radiating element 241 and 242 may be changed according to the change in length of the piezoelectric element 1111 and 1112.
  • 12A is a front view of a mobile terminal 130 according to various embodiments of the present disclosure.
  • 12B is a rear view of the mobile terminal 130 according to various embodiments of the present disclosure.
  • a display 1210 may be disposed on a front surface of the mobile terminal 130.
  • the display 1210 may further include a touch panel capable of receiving a touch input, and the display 1210 may be implemented as a touch screen.
  • a cover 1220 may be disposed on the rear surface of the portable terminal 130, and the camera 1240 may be exposed on at least a portion of the rear surface of the portable terminal 130.
  • An area where the camera 1240 is disposed may be an upper portion of the mobile terminal 130.
  • the front and rear surfaces of the portable terminal 130 may be spaced apart to form a space, and the frame 1230 may be surrounded by the space.
  • the frame 1230 may surround a space formed between the front and rear surfaces of the mobile terminal 130.
  • Cover 1220 and frame 1230 may be constructed of metal or a dielectric.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a mobile terminal 130 according to various embodiments of the present disclosure.
  • an electronic device such as the mobile terminal 130 may include an antenna unit 200, a display 1210, a cover 1220, an antenna substrate 220, and a main substrate 230. It may include.
  • Cover 1220 may be disposed.
  • the main substrate 230 may include at least one component (231, 232, 233).
  • the at least one component 231, 232, 233 may be an integrated circuit (IC), a semiconductor chip, a radio frequency integrated circuit (RFIC) 231, or a processor 232 disposed on the main substrate 230.
  • the processor 232 may control the RFIC 231 received from the RFIC 231 and control other electronic components according to the reception sensitivity of the radio wave.
  • the RFIC 231 includes at least one connection means (e.g., ball grid array, 271, 272, 273), and the RFIC 231 uses at least one connection means 271, 272, 273 to antenna It may be electrically connected to the substrate 220.
  • the main substrate 230 may support the antenna substrate 220 and the antenna unit 200 through at least one support means 261 and 262.
  • the RFIC 231 is disposed on the antenna substrate 220 toward the main substrate 230, and an array antenna including at least one radiating element 221, 222 is disposed toward the cover 1220. Can be.
  • the cover 1220 may include at least one or more relay radiating elements 241 and 242 disposed at least partially to correspond to the radiating elements 221 and 222. At least one radiating element (221, 222) and at least one relay radiating element (241, 242) may be spaced apart by a predetermined distance or more.
  • the at least one relay radiating element 241, 242 may include a resonant structure so as to be electromagnetically coupled with the at least one radiating element 221, 222.
  • the at least one relay radiating element 241, 242 forms a resonant structure with the at least one radiating element 221, 222 to cover the radio waves by reducing attenuation of radio waves radiated from the at least one radiating element 221, 222. 1220 may radiate to the outside.
  • the at least one relay radiating element 241, 242 may transmit radio waves transmitted from the outside through the cover 1220 to the at least one radiating element 221, 222 through resonance.
  • cover 1220 may be a dielectric such as plastic.
  • the cover 1220 may be an anodized metal.
  • the frame 1230 may be metal.
  • Each of the radiating elements 221, 222 may be isolated through at least one isolation wall 251, 252, 253.
  • the radiating elements 221 and 222 on the array antenna may have high directivity by installing the partition walls 251 and 252.
  • the partitions 251, 252, and 253 may allow radio waves radiated through the radiating elements 221 and 222 to be radiated in a directed direction without being dispersed.
  • the partitions 251, 252, and 253 may be made of, for example, a material that may have conductivity. According to various embodiments, the partitions 251, 252, and 253 may be, for example, dielectrics coated with a material that may have conductivity.
  • the antenna unit 200 includes at least one antenna substrate 220 including at least one radiating element, a cover 1220 spaced apart from the antenna substrate 220 by a predetermined distance or more, and at least one disposed outwardly on the antenna substrate 220.
  • Each of the at least one radiating element 221, 222 and the at least one relay radiating element 241, 242 may be disposed to face each other.
  • the first radiating element 221 may be disposed to face the first relay radiating element 241 on the cover 1220.
  • the at least one partition wall 251, 252, 253 may separate each of the at least one radiating element 221, 222, and may separate each of the at least one relay radiating element 241, 242.
  • the first radiating element 221 and the first relay radiating element 241 may be disposed between the first partition 251 and the second partition 252, and the first radiating element 221 and the first radiating element 221 may be disposed.
  • the first relay radiating element 241 may be separated from the other radiating element 222 and the other relay radiating element 242 by the first partition 251 and the second partition 252.
  • the second radiating element 222 and the second relay radiating element 242 may be disposed between the second partition 252 and the third partition 253, and the second radiating element 222 and the second radiating element 242 may be disposed.
  • the second relay radiating element 242 may be separated from the other radiating element 221 and the other relay radiating element 241 by the second partition 252 and the third partition 253.
  • the length of the at least one partition wall 251, 252, and 253 may be equal to the separation distance between the cover 1220 and the antenna substrate 220.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a mobile terminal 130 according to various embodiments of the present disclosure.
  • an electronic device such as the mobile terminal 130 may include the antenna unit 200, the display 1210, the cover 1220, the frame 1230, and the antenna substrate 220. It may include.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the 1250 region of FIG. 12B as an exemplary embodiment in which the antenna unit 200 is formed to include the frame 1230.
  • the antenna unit 200 may be disposed in the direction of the frame 1230 in the space between the display 1210 and the cover 1220 with respect to the front surface of the mobile terminal 130.
  • the RFIC 231 includes at least one connection means (e.g., ball grid array, 271, 272, 273), and the RFIC 231 uses at least one connection means 271, 272, 273 to antenna It may be electrically connected to the substrate 220.
  • connection means e.g., ball grid array, 271, 272, 273
  • an array antenna including at least one radiating element 221 may be disposed toward the frame 1230.
  • the frame 1230 may include at least one or more relay radiating elements 241 disposed at least partially to correspond to the radiating elements 221. At least one radiating element 221 and at least one relay radiating element 241 may be spaced apart by a predetermined distance or more.
  • the at least one relay radiating element 241 may include a resonant structure to be electromagnetically coupled with the at least one radiating element 221.
  • the at least one relay radiating element 241 forms a resonant structure with the at least one radiating element 221 to reduce attenuation of radio waves radiated from the at least one radiating element 221 to radiate radio waves out of the frame 1230. can do.
  • the at least one relay radiating element 241 may transmit the radio wave transmitted from the outside through the frame 1230 to the at least one radiating element 221 through resonance.
  • the frame 1230 may be a dielectric such as plastic.
  • the frame 1230 may be an anodized metal.
  • the frame 1230 may be metal.
  • Each of the radiating elements 221 may be isolated through at least one isolation wall 251, 252.
  • the radiating element 221 on the array antenna may have high directivity by installing partitions 251 and 252.
  • the partitions 251 and 252 allow the radio waves radiated through the radiating element 221 to radiate in a directed direction without being dispersed.
  • the partitions 251 and 252 may be made of, for example, a material that may have conductivity.
  • the partitions 251 and 252 may be, for example, dielectrics coated with a material that may have conductivity.
  • the antenna unit 200 includes at least one antenna substrate 220 including at least one radiating element, a frame 1230 spaced apart from the antenna substrate 220 by a predetermined distance or more, and at least one disposed outward on the antenna substrate 220.
  • the radiating element 221 may include a radiating element 241 and at least one or more partitions 251 and 252 disposed on at least a portion of the frame 1230 corresponding to the radiating element 221.
  • Each of the at least one radiating element 221 and the at least one relay radiating element 241 may be disposed to face each other.
  • the first radiating element 221 may be disposed to face the first relay radiating element 241 on the frame 1230.
  • the at least one partition wall 251, 252 may separate each of the at least one radiating element 221, and may separate each of the at least one relay radiating element 241.
  • the first radiating element 221 and the first relay radiating element 241 may be disposed between the first partition 251 and the second partition 252, and the first radiating element 221 and the first radiating element 221 may be disposed.
  • the first relay radiating element 241 may be separated from other radiating elements and other relay radiating elements by the first partition 251 and the second partition 252.
  • the length of the at least one partition wall 251 and 252 may be equal to the separation distance between the frame 1230 and the antenna substrate 220.
  • 15 is a cross-sectional view of a mobile terminal 130 according to various embodiments of the present disclosure.
  • an electronic device such as the mobile terminal 130 may include the antenna unit 200, the display 1210, the cover 1220, the frame 1230, and the antenna substrate 220. It may include.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the 1250 region of FIG. 12B, according to an exemplary embodiment of the antenna unit 200 including the frame 1230.
  • the antenna unit 200 may be disposed in the direction of the frame 1230 in the space between the display 1210 and the cover 1220 with respect to the front surface of the mobile terminal 130.
  • the RFIC 231 includes at least one connection means (e.g., ball grid array, 271, 272, 273), and the RFIC 231 uses at least one connection means 271, 272, 273 to antenna It may be electrically connected to the substrate 220.
  • connection means e.g., ball grid array, 271, 272, 273
  • an array antenna including at least one radiating element 221 may be disposed toward the frame 1230.
  • the frame 1230 may include at least one or more relay radiating elements 1510 disposed within the frame 1230 at least partially disposed to correspond to the radiating elements 221. At least one radiating element 221 and at least one relay radiating element 1510 may be spaced apart by a predetermined distance or more.
  • the at least one relay radiating element 1510 may include a resonant structure to be electromagnetically coupled with the at least one radiating element 221.
  • the at least one relay radiating element 1510 forms a resonant structure with the at least one radiating element 221 to reduce attenuation of radio waves radiated from the at least one radiating element 221 to radiate radio waves out of the frame 1230. can do.
  • the at least one relay radiating element 1510 may transmit radio waves transmitted from the outside through the frame 1230 to the at least one radiating element 221 through resonance.
  • the at least one relay radiating element 1510 may include various metal patterns.
  • the frame 1230 may be a dielectric such as plastic.
  • the frame 1230 may be an anodized metal.
  • the frame 1230 may be metal.
  • Each of the radiating elements 221 may be isolated through at least one isolation wall 251, 252.
  • the radiating element 221 on the array antenna may have high directivity by installing partitions 251 and 252.
  • the partitions 251 and 252 allow the radio waves radiated through the radiating element 221 to radiate in a directed direction without being dispersed.
  • the partitions 251 and 252 may be made of, for example, a material that may have conductivity.
  • the partitions 251 and 252 may be, for example, dielectrics coated with a material that may have conductivity.
  • the antenna unit 200 includes at least one antenna substrate 220 including at least one radiating element, a frame 1230 spaced apart from the antenna substrate 220 by a predetermined distance or more, and at least one disposed outward on the antenna substrate 220.
  • the radiating element 221 may include a radiating element 1510 and at least one or more partitions 251 and 252 disposed in the frame 1230 to correspond to the radiating element 221.
  • Each of the at least one radiating element 221 and the at least one relay radiating element 1510 may be disposed to face each other.
  • the at least one partition 251, 252 may separate each of the at least one radiating element 221.
  • the first radiating element 221 may be disposed between the first partition 251 and the second partition 252, and the first radiating element 221 may include the first partition 251 and the second partition. 252 may be separated from other radiating elements.
  • the length of the at least one partition wall 251 and 252 may be equal to the separation distance between the frame 1230 and the antenna substrate 220.
  • 16A to 16C are diagrams for describing a method of manufacturing the antenna unit 200 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the cover 210 together forms at least one or more protrusions 1621, 1622, 1623 and arrays at least one or more protrusions 1621, 1622, 1623 upon molding the cover 210. It can be used as a partition (eg, 251, 252, 253) for isolating the radiating elements 221, 222 of the antenna.
  • Each of the at least one protrusion structure 1621, 1622, and 1623 may contact the antenna substrate 220 to separate each of the radiating elements 221 and 222 of the array antenna.
  • at least one rubber component 1611, 1612, 1613 may be disposed. The at least one rubber component 1611, 1612, 1613 may improve the coupling force between the at least one protrusion structure 1621, 1622, 1623 and the antenna substrate 220.
  • the first cover 210 is coupled with the second cover 310, and the second cover 310 together forms at least one or more protrusions 311, 312, 313 upon molding.
  • At least one protrusion structure 311, 312, 313 may be used as a partition wall (eg, 251, 252, 253) to isolate the radiating elements 221, 222 of the array antenna.
  • Each of the at least one protrusion structure 311, 312, and 313 may be in contact with the antenna substrate 220 to separate each of the radiating elements 221 and 222 of the array antenna.
  • At least one rubber component between the at least one protruding structure 311, 312, 313 and the antenna substrate 220.
  • 1611, 1612, 1613 may be disposed.
  • the at least one rubber component 1611, 1612, 1613 may improve the coupling force between the at least one protrusion 311, 312, 313 and the antenna substrate 220.
  • the cover 210 is coupled with at least one separately formed protrusion 411, 412, 413 and the at least one protrusion 411, 412, 413 radiates elements 221, 222 of the array antenna.
  • Each of the at least one protrusion structure 411, 412, and 413 may contact the antenna substrate 220 to separate each of the radiating elements 221 and 222 of the array antenna.
  • at least one rubber component 1611, 1612, 1613 may be disposed. The at least one rubber component 1611, 1612, 1613 may improve the coupling force between the at least one protrusion structure 411, 412, 413 and the antenna substrate 220.
  • module includes a unit composed of hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic blocks, components, or circuits.
  • the module may be an integrally formed part or a minimum unit or part of performing one or more functions.
  • Modules may be implemented mechanically or electronically, for example, application-specific integrated circuit (ASIC) chips, field-programmable gate arrays (FPGAs), or known or future developments that perform certain operations. It can include a programmable logic device.
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • FPGAs field-programmable gate arrays
  • At least a portion of an apparatus (eg, modules or functions thereof) or method (eg, operations) according to various embodiments may be stored on a computer-readable storage medium (eg, memory 830) in the form of a program module.
  • Computer-readable recording media include hard disks, floppy disks, magnetic media (e.g. magnetic tape), optical recording media (e.g. CD-ROM, DVD, magnetic-optical media (e.g. floppy disks), internal memory, etc.
  • Instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter Modules or program modules according to various embodiments may include at least one or more of the above-described components. In some embodiments, operations performed by a module, a program module, or another component may be executed sequentially, in parallel, repeatedly, or heuristically, or at least, or may include other components. Some operations may be executed in a different order, omitted, or other operations may be added.

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Abstract

안테나 장치는 적어도 하나 이상의 방사 소자를 포함하는 어레이 안테나가 배치되는 안테나 기판; 및 상기 안테나 기판과 일정 거리 이상 이격되며, 상기 적어도 하나 이상의 방사 소자와 대응하도록 배치된 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자를 더 포함하는 커버를 포함할 수 있다.

Description

안테나 장치 및 이를 포함하는 전자 장치
본 발명의 다양한 실시예는, 전자 장치의 하우징 일부를 구성하는 안테나 장치 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
휴대용 전자 장치의 보급 및 IoT(internet of things) 기술의 상용화에 따라 무선 통신에 대한 수요가 증가하고 있으며, 이에 따라 보다 향상된 이동 통신 기술들이 연구되고 있다. 현재 5세대 이동 통신에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 5세대 이동 통신의 경우 데이터 전송 속도를 높이기 위해 mmWave 대역 등 기존의 무선 통신에 사용하던 주파수 대역보다 높은 대역을 사용할 수 있도록 연구 중에 있다. 이와 같이, 높은 주파수 대역을 사용하는 경우, 전송 속도에 장점은 존재하나, 전파 감쇄가 심하므로 장거리 전송에 따른 전파 손실을 막기 위한 방법이 다각도로 연구되고 있다.
무선 통신에 사용되는 기지국의 안테나는 일반적으로 넓은 커버리지 및 경로 손실을 고려하여 실외에 배치하는 것이 일반적이나, 기지국의 안테나로부터 전파를 수신하는 고객 댁내장치(customer premises equipment, 이하 CPE)는 관리 측면에서 실내에 배치될 수 있다. CPE를 통해서 실내로 전파가 전달되거나 외부로 전달될 수 있다.
이와 같은, CPE, 기지국, 및 휴대 전화를 포함하는 전자 장치는 외부부터 보호하기 위해서 안테나 장치를 커버(예를 들어, 레이돔)와 같은 외장재로 보호한다.
전자 장치의 내부에 배치된 안테나에서 방사된 전파 또는 안테나로 수신되는 전파는 커버와 같은 외장재를 통과해야 하는데, 커버의 두께 및 안테나와 커버 사이의 거리로 인해서 전파의 손실이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치 및 이를 포함하는 전자 장치는 커버에 안테나 효율을 개선할 수 있는 구조를 포함한다.
전술한 과제 또는 다른 과제를 해결하기 위한, 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 안테나 장치는 적어도 하나 이상의 방사 소자를 포함하는 어레이 안테나가 배치되는 안테나 기판; 및 상기 안테나 기판과 일정 거리 이상 이격되며, 상기 적어도 하나 이상의 방사 소자와 대응하도록 배치된 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자를 더 포함하는 커버를 포함할 수 있다.
전술한 과제 또는 다른 과제를 해결하기 위한, 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 전자 장치는 상기 전자 장치의 전면에 배치되는 디스플레이; 상기 전자 장치의 후면에 배치되는 커버; 상기 전면과 후면은 이격되어 공간을 형성하며 상기 공간을 둘러싸는 프레임; 및 전파를 송수신하는 안테나 장치를 포함하며, 상기 안테나 장치는 상기 전자 장치 내부에 배치되며, 적어도 하나 이상의 방사 소자를 포함하는 어레이 안테나가 배치되는 안테나 기판; 및 상기 안테나 기판과 일정 거리 이상 이격되며, 상기 커버 상에 상기 적어도 하나 이상의 방사 소자와 대응하도록 배치된 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치 및 이를 포함하는 전자 장치는 전파의 감쇠를 방지할 수 있는 공진 구조를 포함하고, 안테나 각각의 방사 유닛을 격리할 수 있는 구조를 포함함으로써 전파 전송 효율 및 대역폭을 개선할 수 있다.
도 1는 기지국, CPE, 라우터, 휴대 단말, TV 등의 안테나 장치 및 전자 장치들을 간략히 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치에 관한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나부를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나부를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나부를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나부를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나부를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전도성 패턴을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전도성 패턴이 결합된 패턴을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치에 관한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치에 관한 도면이다.
도 12a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 휴대 단말의 전면도이다.
도 12b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 휴대 단말의 후면도이다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 휴대 단말의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 휴대 단말의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 휴대 단말의 단면도이다.
도 16a 내지 도 16c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나부 제작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드 또는 문신), 또는 생체 이식형 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 전자 장치는, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 미디어 박스(예: 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(예: XboxTM, PlayStationTM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 드론(drone), 금융 기관의 ATM, 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (예: 전구, 각종 센서, 스프링클러 장치, 화재 경보기, 온도조절기, 가로등, 토스터, 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 전자 장치는 가구, 건물/구조물 또는 자동차의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터, 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 플렉서블하거나, 또는 전술한 다양한 장치들 중 둘 이상의 조합일 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
도 1는 기지국, CPE, 라우터, 휴대 단말, TV 등의 안테나 장치 및 전자 장치들을 간략히 도시한 것이다.
기지국(110)은 안테나를 통해 전파를 출력하며, 기지국(110)의 안테나로부터 출력되는 전파는 고객 댁내장치(customer premises equipment, 이하 CPE, 120)로 전송될 수 있다. 반대로 CPE(120)가 출력하는 전파를 기지국(110)이 수신할 수도 있다.
CPE(120)는 네트워크에 연결된 종단 장치로써 휴대 단말(130), TV(140), 및 라우터(150) 등을 예로 들 수 있다. CPE(120)는 실내에 마련될 수 있으며, 특히 창문 부근에 배치될 수 있다.
기지국(110), CPE(120), 휴대 단말(130). TV(140), 라우터(150)의 무선 통신 주파수 대역은 초고주파(예를 들어, 28GHz) 대역일 수 있다. 알려진 바와 같이, 초고주파 대역에서 높은 주파수 대역을 사용하는 경우, 전송 속도에 장점은 존재하나, 전파 감쇠가 심할 수 밖에 없다.
기지국(110), CPE(120), 휴대 단말(130). TV(140), 라우터(150)과 같은 안테나 장치 및 전자 장치는 내부를 보호하기 위해 케이스, 커버, 레이돔(radome)과 같은 외형 또는 외관을 포함할 수 있다.
따라서, 안테나 장치 및 전자 장치 내부에 포함된 안테나에서 방사되는 전파나 안테나로 수신되는 전파는 케이스, 커버, 레이돔과 같은 외형 또는 외관을 통과해야 한다. 전파는 케이스, 커버, 레이돔과 같은 외형 또는 외관을 통과할 때 감쇠될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치 및 전자 장치는 어레이 안테나(array antenna)일 수 있고, 어레이 안테나는 적어도 두 개 이상의 방사 소자(radiation element)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 케이스, 커버, 레이돔은 어레이 안테나의 방사 소자 각각을 격리할 수 있는 격리 구조, 및/또는 방사 소자에서 방사되는 전파를 증폭할 수 있는 중계 방사 소자(repeating radiation element)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치에 관한 도면이다.
안테나 장치는 기지국(110), CPE(120). 또는 라우터(150)일 수 있다.
안테나 장치는 안테나부(200), 커버(210), 안테나 기판(220), 메인 기판(230) 및 방열체(heatsink, 280)를 포함할 수 있다.
메인 기판(230) 상에 적어도 하나 이상의 컴포넌트(component, 231, 232, 233)를 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 컴포넌트(231, 232, 233)는 메인 기판(230) 상에 배치되는 IC(integrated circuit), 반도체 칩, RFIC(radio frequency integrated circuit, 231), 프로세서(232)일 수 있다. 프로세서(232)는 RFIC(231)로부터 전달받은 RFIC(231)를 제어하고, 전파의 수신 감도에 따라 다른 전자 부품을 제어할 수 있다.
RFIC(231)는 적어도 하나 이상의 접속 수단(예, BGA: ball grid array, 271, 272, 273)을 포함하고, RFIC(231)는 적어도 하나 이상의 접속 수단(271, 272, 273)을 이용하여 안테나 기판(220)과 전기적으로 연결될 수 있다. 메인 기판(230)은 적어도 하나 이상의 지지 수단(261, 262)을 통해서 안테나 기판(220) 및 안테나부(200)를 지지할 수 있다.
RFIC(231)는 안테나 기판(220) 상에 메인 기판(230)을 향해 배치되고, 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222)를 포함하는 어레이 안테나(array antenna)가 커버(210)를 향해 배치될 수 있다.
커버(210)는 적어도 일부에 방사 소자(221, 222)와 대응하도록 배치된 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242)를 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222)와 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242)는 일정 거리 이상으로 이격될 수 있다. 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242)는 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222)와 전자기적으로 커플링(coupling)될 수 있도록 공진 구조를 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242)는 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222)와 공진 구조를 형성하여, 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222)로부터 방사되는 전파의 감쇠를 줄여 전파를 커버(210) 외부로 방사할 수 있다. 반대로 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242)는 외부에서 커버(210)를 통해 전달되는 전파를 공진을 통해 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222)로 전달할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 커버(210)는 플라스틱과 같은 유전체(dielectric)일 수 있다.
방사 소자(221, 222) 각각은 적어도 하나 이상의 격벽(isolation wall, 251, 252, 253)을 통해 격리될 수 있다. 어레이 안테나 상의 방사 소자(221, 222)는 격벽(251, 252)을 설치하여 지향성을 높을 수 있다. 격벽(251, 252, 253)은 방사 소자 (221, 222)을 통해 방사되는 전파가 분산되지 않고 지향된 방향으로 방사되게 할 수 있다. 격벽(251, 252, 253)은 예를 들어, 전도성(conductive)을 가질 수 있는 재질로 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 격벽(251, 252, 253)은 예를 들어, 전도성(conductive)을 가질 수 있는 재질이 코팅된 유전체일 수 있다.
안테나부(200)는 적어도 하나 이상의 방사 소자를 포함하는 안테나 기판(220), 안테나 기판(220)부터 일정 거리 이상 이격된 커버(210), 안테나 기판(220) 상에서 외부를 향해 배치된 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222), 커버(210)의 적어도 일부에 방사 소자(221, 222)와 대응하여 배치된 중계 방사 소자(241, 242) 및 적어도 하나 이상의 격벽(251, 252, 253)을 포함할 수 있다.
적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222) 및 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242) 각각은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 방사 소자(221)은 커버(210) 상의 제 1 중계 방사 소자(241)와 마주보도록 배치될 수 있다.
적어도 하나 이상의 격벽(251, 252, 253)은 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222) 각각을 분리하고, 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242) 각각을 분리할 수 있다. 예를 들어, 제 1 격벽(251)과 제 2 격벽(252) 사이에 제 1 방사 소자(221) 및 제 1 중계 방사 소자(241)가 배치될 수 있고, 제 1 방사 소자(221) 및 제 1 중계 방사 소자(241)는 제 1 격벽(251)과 제 2 격벽(252)에 의해 다른 방사 소자(222) 및 다른 중계 방사 소자(242)와 분리될 수 있다. 다른 예에서, 제 2 격벽(252)과 제 3 격벽(253) 사이에 제 2 방사 소자(222) 및 제 2 중계 방사 소자(242)가 배치될 수 있고, 제 2 방사 소자(222) 및 제 2 중계 방사 소자(242)는 제 2 격벽(252)과 제 3 격벽(253)에 의해 다른 방사 소자(221) 및 다른 중계 방사 소자(241)와 분리될 수 있다. 적어도 하나 이상의 격벽(251, 252, 253)의 길이는 커버(210)와 안테나 기판(220) 사이의 이격 거리와 동일할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나부(200)를 나타내는 도면이다.
안테나부(200)는 적어도 하나 이상의 방사 소자를 포함하는 안테나 기판(220), 안테나 기판(220)부터 일정 거리 이상 이격된 커버(210), 안테나 기판(220) 상에서 외부를 향해 배치된 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222), 커버(210)의 적어도 일부에 방사 소자(221, 222)와 대응하여 배치된 중계 방사 소자(241, 242), 커버(210) 내에 방사 소자(221, 222)와 대응하여 배치된 중계 방사 소자(243,244) 및 적어도 하나 이상의 격벽(251, 252, 253)을 포함할 수 있다.
적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222), 커버(210) 상에 배치된 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242), 커버(210) 내에 배치된 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(243, 244) 각각은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 방사 소자(221)는 커버(210) 상의 제 1 중계 방사 소자(241), 및 커버(210) 내의 제 3 중계 방사 소자(243)와 마주보도록 배치될 수 있다. 제 2 방사 소자(222)는 커버(210) 상의 제 2 중계 방사 소자(242), 및 커버(210) 내의 제 4 중계 방사 소자(244)와 마주보도록 배치될 수 있다.
적어도 하나 이상의 격벽(251, 252, 253)은 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222) 각각을 분리하고, 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242) 각각을 분리할 수 있다. 예를 들어, 제 1 격벽(251)과 제 2 격벽(252) 사이에 제 1 방사 소자(221) 및 제 1 중계 방사 소자(241)가 배치될 수 있고, 제 1 방사 소자(221) 및 제 1 중계 방사 소자(241)는 제 1 격벽(251)과 제 2 격벽(252)에 의해 다른 방사 소자(222) 및 다른 중계 방사 소자(242)와 분리될 수 있다. 다른 예에서, 제 2 격벽(252)과 제 3 격벽(253) 사이에 제 2 방사 소자(222) 및 제 2 중계 방사 소자(242)가 배치될 수 있고, 제 2 방사 소자(222) 및 제 2 중계 방사 소자(242)는 제 2 격벽(252)과 제 3 격벽(253)에 의해 다른 방사 소자(221) 및 다른 중계 방사 소자(241)와 분리될 수 있다. 적어도 하나 이상의 격벽(251, 252, 253)의 길이는 커버(210)와 안테나 기판(220) 사이의 이격 거리와 동일할 수 있다. 격벽(251, 252, 253)은 예를 들어, 전도성(conductive)을 가질 수 있는 재질로 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 격벽(251, 252, 253)은 예를 들어, 전도성(conductive)을 가질 수 있는 재질이 코팅된 유전체일 수 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나부(200)를 나타내는 도면이다.
안테나부(200)는 적어도 하나 이상의 방사 소자를 포함하는 안테나 기판(220), 안테나 기판(220)부터 일정 거리 이상 이격된 커버(210), 커버(210)를 덮는 추가 커버(211), 안테나 기판(220) 상에서 외부를 향해 배치된 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222), 커버(210)의 적어도 일부에 방사 소자(221, 222)와 대응하여 배치된 중계 방사 소자(241, 242), 추가 커버(211) 내에 방사 소자(221, 222)와 대응하여 배치된 중계 방사 소자(243, 244) 및 적어도 하나 이상의 격벽(251, 252, 253)을 포함할 수 있다. 추가 커버(211)는 커버(210)와는 다른 소재의 유전체일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 추가 커버(211)는 커버(210)와 동종 소재의 유전체일 수 있다.
적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222), 커버(210) 상에 배치된 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242), 추가 커버(211) 내에 배치된 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(243, 244) 각각은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 방사 소자(221)는 커버(210) 상의 제 1 중계 방사 소자(241), 및 추가 커버(211) 내의 제 3 중계 방사 소자(243)와 마주보도록 배치될 수 있다. 제 2 방사 소자(222)는 커버(210) 상의 제 2 중계 방사 소자(242), 및 추가 커버(211) 내의 제 4 중계 방사 소자(244)와 마주보도록 배치될 수 있다.
적어도 하나 이상의 격벽(251, 252, 253)은 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222) 각각을 분리하고, 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242) 각각을 분리할 수 있다. 예를 들어, 제 1 격벽(251)과 제 2 격벽(252) 사이에 제 1 방사 소자(221) 및 제 1 중계 방사 소자(241)가 배치될 수 있고, 제 1 방사 소자(221) 및 제 1 중계 방사 소자(241)는 제 1 격벽(251)과 제 2 격벽(252)에 의해 다른 방사 소자(222) 및 다른 중계 방사 소자(242)와 분리될 수 있다. 다른 예에서, 제 2 격벽(252)과 제 3 격벽(253) 사이에 제 2 방사 소자(222) 및 제 2 중계 방사 소자(242)가 배치될 수 있고, 제 2 방사 소자(222) 및 제 2 중계 방사 소자(242)는 제 2 격벽(252)과 제 3 격벽(253)에 의해 다른 방사 소자(221) 및 다른 중계 방사 소자(241)와 분리될 수 있다. 적어도 하나 이상의 격벽(251, 252, 253)의 길이는 커버(210)와 안테나 기판(220) 사이의 이격 거리와 동일할 수 있다. 격벽(251, 252, 253)은 예를 들어, 전도성(conductive)을 가질 수 있는 재질로 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 격벽(251, 252, 253)은 예를 들어, 전도성(conductive)을 가질 수 있는 재질이 코팅된 유전체일 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나부(200)를 나타내는 도면이다.
안테나부(200)는 적어도 하나 이상의 방사 소자를 포함하는 안테나 기판(220), 안테나 기판(220)부터 일정 거리 이상 이격된 커버(210), 안테나 기판(220) 상에서 외부를 향해 배치된 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222, 223), 커버(210)의 적어도 일부에 방사 소자(221, 222, 223)와 대응하여 배치된 중계 방사 소자(241, 242, 243) 및 적어도 하나 이상의 격벽(251, 252, 253, 254)을 포함할 수 있다.
적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222, 223) 및 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242, 243) 각각은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 방사 소자(221)은 커버(210) 상의 제 1 중계 방사 소자(241)와 마주보도록 배치될 수 있다.
적어도 하나 이상의 격벽(251, 252, 253, 254)은 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222, 223) 각각을 분리하고, 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242, 243) 각각을 분리할 수 있다. 예를 들어, 제 1 격벽(251)과 제 2 격벽(252) 사이에 제 1 방사 소자(221) 및 제 1 중계 방사 소자(241)가 배치될 수 있고, 제 1 방사 소자(221) 및 제 1 중계 방사 소자(241)는 제 1 격벽(251)과 제 2 격벽(252)에 의해 다른 방사 소자(222) 및 다른 중계 방사 소자(242)와 분리될 수 있다. 다른 예에서, 제 2 격벽(252)과 제 3 격벽(253) 사이에 제 2 방사 소자(222) 및 제 2 중계 방사 소자(242)가 배치될 수 있고, 제 2 방사 소자(222) 및 제 2 중계 방사 소자(242)는 제 2 격벽(252)과 제 3 격벽(253)에 의해 다른 방사 소자(221, 223) 및 다른 중계 방사 소자(241, 243)와 분리될 수 있다. 다른 예에서, 제 3 격벽(253)과 제 4 격벽(254) 사이에 제 3 방사 소자(223) 및 제 3 중계 방사 소자(243)가 배치될 수 있고, 제 3 방사 소자(223) 및 제 3 중계 방사 소자(243)는 제 3 격벽(253)과 제 4 격벽(254)에 의해 다른 방사 소자(221, 222) 및 다른 중계 방사 소자(241, 242)와 분리될 수 있다. 적어도 하나 이상의 격벽(251, 252, 253, 254)의 길이는 커버(210)와 안테나 기판(220) 사이의 이격 거리와 동일할 수 있다. 격벽(251, 252, 253)은 예를 들어, 전도성(conductive)을 가질 수 있는 재질(501, 502, 503, 504, 505, 506)이 코팅된 유전체일 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나부(200)를 나타내는 도면이다.
안테나부(200)는 적어도 하나 이상의 방사 소자를 포함하는 안테나 기판(220), 안테나 기판(220)부터 일정 거리 이상 이격된 커버(210), 안테나 기판(220) 상에서 외부를 향해 배치된 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222, 223), 커버(210)의 적어도 일부에 방사 소자(221, 222, 223)와 대응하여 배치된 중계 방사 소자(241, 242, 243) 및 적어도 하나 이상의 격벽(251, 252, 253, 254)을 포함할 수 있다.
적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222, 223) 및 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242, 243) 각각은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 방사 소자(221)은 커버(210) 상의 제 1 중계 방사 소자(241)와 마주보도록 배치될 수 있다.
적어도 하나 이상의 격벽(251, 252, 253, 254)은 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222, 223) 각각을 분리하고, 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242, 243) 각각을 분리할 수 있다. 예를 들어, 제 1 격벽(251)과 제 2 격벽(252) 사이에 제 1 방사 소자(221) 및 제 1 중계 방사 소자(241)가 배치될 수 있고, 제 1 방사 소자(221) 및 제 1 중계 방사 소자(241)는 제 1 격벽(251)과 제 2 격벽(252)에 의해 다른 방사 소자(222) 및 다른 중계 방사 소자(242)와 분리될 수 있다. 다른 예에서, 제 2 격벽(252)과 제 3 격벽(253) 사이에 제 2 방사 소자(222) 및 제 2 중계 방사 소자(242)가 배치될 수 있고, 제 2 방사 소자(222) 및 제 2 중계 방사 소자(242)는 제 2 격벽(252)과 제 3 격벽(253)에 의해 다른 방사 소자(221, 223) 및 다른 중계 방사 소자(241, 243)와 분리될 수 있다. 다른 예에서, 제 3 격벽(253)과 제 4 격벽(254) 사이에 제 3 방사 소자(223) 및 제 3 중계 방사 소자(243)가 배치될 수 있고, 제 3 방사 소자(223) 및 제 3 중계 방사 소자(243)는 제 3 격벽(253)과 제 4 격벽(254)에 의해 다른 방사 소자(221, 222) 및 다른 중계 방사 소자(241, 242)와 분리될 수 있다. 적어도 하나 이상의 격벽(251, 252, 253, 254)의 길이는 커버(210)와 안테나 기판(220) 사이의 이격 거리와 동일할 수 있다. 격벽(251, 252, 253)은 예를 들어, 전도성(conductive)을 가질 수 있는 재질로 구성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나부(200)를 나타내는 도면이다.
안테나부(200)는 적어도 하나 이상의 방사 소자를 포함하는 안테나 기판(220), 안테나 기판(220)부터 일정 거리 이상 이격된 커버(210), 안테나 기판(220) 상에서 외부를 향해 배치된 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222, 223), 커버(210)의 적어도 일부에 방사 소자(221, 222, 223)와 대응하여 배치된 중계 방사 소자(241, 242, 243) 및 안테나 기판(220) 상에 배치되며 방사 소자(221, 222, 223)을 전자기적으로 분리하는 적어도 하나 이상의 전도성 패턴(700)을 포함할 수 있다.
적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222, 223) 및 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242, 243) 각각은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 방사 소자(221)은 커버(210) 상의 제 1 중계 방사 소자(241)와 마주보도록 배치될 수 있다.
적어도 하나 이상의 전도성(700)은 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222, 223) 각각을 분리할 수 있다. 예를 들어, 제 1 방사 소자(221)와 제 2 방사 소자(222) 사이에 전도성 패턴(700)이 배치되고, 제 2 방사 소자(222)와 제 3 방사 소자(223) 사이에 전도성 패턴(700)이 배치될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전도성 패턴(700)을 나타내는 도면이다.
전도성 패턴(700)은 변형된 H 자형 형태일 수 있다. 전도성 패턴(700)은 대문자 H에서 가로획이 좌우로 세로획을 넘은 형태일 수 있다. 다양한 실시예에서, 전도성 패턴(700)은 십자가 2개가 서로 병렬로 결합된 형태일 수 있다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전도성 패턴(700)이 결합된 패턴을 나타내는 도면이다.
도 9에서, 변형된 H 자형 형태의 전도성 패턴(700)이 결합하여 그물 패턴을 이루고 각각의 빈 공간에 도 7의 방사 소자(221, 222, 223)가 각각 배치될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치에 관한 도면이다.
안테나 장치는 기지국(110), CPE(120). 또는 라우터(150)일 수 있다.
안테나 장치는 안테나부(200), 커버(210), 안테나 기판(220), 메인 기판(230) 및 방열체(280)를 포함할 수 있다.
메인 기판(230) 상에 적어도 하나 이상의 컴포넌트(component, 231, 232, 233)를 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 컴포넌트(231, 232, 233)는 메인 기판(230) 상에 배치되는 IC(integrated circuit), 반도체 칩, RFIC(radio frequency integrated circuit, 231), 프로세서(232)일 수 있다. 프로세서(232)는 RFIC(231)로부터 전달받은 RFIC(231)를 제어하고, 전파의 수신 감도에 따라 다른 전자 부품을 제어할 수 있다.
RFIC(231)는 적어도 하나 이상의 접속 수단(예, BGA: ball grid array, 271, 272, 273)을 포함하고, RFIC(231)는 적어도 하나 이상의 접속 수단(271, 272, 273)을 이용하여 안테나 기판(220)과 전기적으로 연결될 수 있다. 메인 기판(230)은 적어도 하나 이상의 지지 수단(261, 262)을 통해서 안테나 기판(220) 및 안테나부(200)를 지지할 수 있다.
RFIC(231)는 안테나 기판(220) 상에 메인 기판(230)을 향해 배치되고, 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222)를 포함하는 어레이 안테나(array antenna)가 커버(210)를 향해 배치될 수 있다.
커버(210)는 적어도 일부에 방사 소자(221, 222)와 대응하도록 배치된 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242)를 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222)와 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242)는 일정 거리 이상으로 이격될 수 있다. 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242)는 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222)와 전자기적으로 커플링(coupling)될 수 있도록 공진 구조를 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242)는 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222)와 공진 구조를 형성하여, 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222)로부터 방사되는 전파의 감쇠를 줄여 커버(210) 전파를 외부로 방사할 수 있다. 반대로 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242)는 외부에서 커버(210)를 통해 전달되는 전파를 공진을 통해 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222)로 전달할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 커버(210)는 플라스틱과 같은 유전체(dielectric)일 수 있다.
커버(210)는 적어도 일부에 강유전체(ferroelectric, 1010)이 배치될 수 있다. 커버(210)의 일부에 배치된 강유전체(1010)는 안테나부(200)에 배치될 수 있고, 강유전체(1010) 상에 중계 방사 소자(241, 242)가 배치될 수 있다. 강유전체(1010)는 메인 기판(230)과 도전체(1020)를 이용해 전기적으로 연결되고, 메인 기판(230)의 제어 하에 유전율이 변경될 수 있다. 메인 기판(230)은 도전체(1020)를 통해 전기전 자극을 강유전체(1010)에 전달하고, 전기적 자극을 받은 강유전체(1010)는 분극의 방향을 바꿔 유전율을 변경할 수 있다. 예를 들어, 강유전체(1010)는 BaTiO3, SrTiO3, LiNbO3 중 적어도 하나 이상 일 수 있다. 메인 기판(230)에 포함된 프로세서(232)는 전파의 수신 감도 또는 방사 감도를 판단하여 강유전체(1010)의 유전율을 변경할 수 있는 전기적 신호를 도전체(1020)를 통해 강유전체(1010)로 전달할 수 있다.
방사 소자(221, 222) 각각은 적어도 하나 이상의 격벽(isolation wall, 251, 252, 253)을 통해 격리될 수 있다. 어레이 안테나 상의 방사 소자(221, 222)는 격벽(251, 252)을 설치하여 지향성을 높을 수 있다. 격벽(251, 252, 253)은 방사 소자 (221, 222)을 통해 방사되는 전파가 분산되지 않고 지향된 방향으로 방사되게 할 수 있다. 격벽(251, 252, 253)은 예를 들어, 전도성(conductive)을 가질 수 있는 재질로 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 격벽(251, 252, 253)은 예를 들어, 전도성(conductive)을 가질 수 있는 재질이 코팅된 유전체일 수 있다.
안테나부(200)는 적어도 하나 이상의 방사 소자를 포함하는 안테나 기판(220), 안테나 기판(220)부터 일정 거리 이상 이격된 커버(210), 안테나 기판(220) 상에서 외부를 향해 배치된 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222), 커버(210)의 적어도 일부에 방사 소자(221, 222)와 대응하여 배치된 중계 방사 소자(241, 242) 및 적어도 하나 이상의 격벽(251, 252, 253)을 포함할 수 있다.
적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222) 및 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242) 각각은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 방사 소자(221)은 커버(210) 상의 제 1 중계 방사 소자(241)와 마주보도록 배치될 수 있다.
적어도 하나 이상의 격벽(251, 252, 253)은 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222) 각각을 분리하고, 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242) 각각을 분리할 수 있다. 예를 들어, 제 1 격벽(251)과 제 2 격벽(252) 사이에 제 1 방사 소자(221) 및 제 1 중계 방사 소자(241)가 배치될 수 있고, 제 1 방사 소자(221) 및 제 1 중계 방사 소자(241)는 제 1 격벽(251)과 제 2 격벽(252)에 의해 다른 방사 소자(222) 및 다른 중계 방사 소자(242)와 분리될 수 있다. 다른 예에서, 제 2 격벽(252)과 제 3 격벽(253) 사이에 제 2 방사 소자(222) 및 제 2 중계 방사 소자(242)가 배치될 수 있고, 제 2 방사 소자(222) 및 제 2 중계 방사 소자(242)는 제 2 격벽(252)과 제 3 격벽(253)에 의해 다른 방사 소자(221) 및 다른 중계 방사 소자(241)와 분리될 수 있다. 적어도 하나 이상의 격벽(251, 252, 253)의 길이는 커버(210)와 안테나 기판(220) 사이의 이격 거리와 동일할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 장치에 관한 도면이다.
안테나 장치는 기지국(110), CPE(120). 또는 라우터(150)일 수 있다.
안테나 장치는 안테나부(200), 커버(210), 안테나 기판(220), 메인 기판(230) 및 방열체(280)를 포함할 수 있다.
메인 기판(230) 상에 적어도 하나 이상의 컴포넌트(component, 231, 232, 233)를 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 컴포넌트(231, 232, 233)는 메인 기판(230) 상에 배치되는 IC(integrated circuit), 반도체 칩, RFIC(radio frequency integrated circuit, 231)일 수 있다.
RFIC(231)는 적어도 하나 이상의 접속 수단(예, BGA: ball grid array, 271, 272, 273)을 포함하고, RFIC(231)는 적어도 하나 이상의 접속 수단(271, 272, 273)을 이용하여 안테나 기판(220)과 전기적으로 연결될 수 있다. 메인 기판(230)은 적어도 하나 이상의 지지 수단(261, 262)을 통해서 안테나 기판(220) 및 안테나부(200)를 지지할 수 있다.
RFIC(231)는 안테나 기판(220) 상에 메인 기판(230)을 향해 배치되고, 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222)를 포함하는 어레이 안테나(array antenna)가 커버(210)를 향해 배치될 수 있다.
커버(210)는 적어도 일부에 방사 소자(221, 222)와 대응하도록 배치된 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242)를 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222)와 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242)는 일정 거리 이상으로 이격될 수 있다. 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242)는 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222)와 전자기적으로 커플링(coupling)될 수 있도록 공진 구조를 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242)는 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222)와 공진 구조를 형성하여, 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222)로부터 방사되는 전파의 감쇠를 줄여 전파를 커버(210) 외부로 방사할 수 있다. 반대로 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242)는 외부에서 커버(210)를 통해 전달되는 전파를 공진을 통해 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222)로 전달할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 커버(210)는 플라스틱과 같은 유전체(dielectric)일 수 있다.
커버(210)는 적어도 일부에 적어도 하나 이상의 압전 소자(piezoelectric actuator, 1111, 1112)가 배치될 수 있다. 적어도 하나 이상의 압전 소자(1111, 1112)는 필름(1110)이 부착될 수 있다.
필름(1110) 상에 중계 방사 소자(241, 242)가 배치될 수 있다. 중계 방사 소자(241, 242)와 방사 소자(221, 222) 사이의 공극(air gap)은 압전 소자(1111, 1112)의 길이 변화에 따라 공극이 변화될 수 있다.
적어도 하나 이상의 압전 소자(1111, 1112)는 메인 기판(230)과 도전체(1020)를 이용해 전기적으로 연결되고, 메인 기판(230)의 제어 하에 압전 소자(1111, 1112)의 길이가 변경될 수 있다. 메인 기판(230)은 도전체(1020)를 통해 전기전 자극을 압전 소자(1111, 1112)에 전달하고, 전기적 자극을 받은 압전 소자(1111, 1112)는 길이를 변경할 수 있다. 메인 기판(230)에 포함된 프로세서(232)는 전파의 수신 감도 또는 방사 감도를 판단하여 압전 소자(1111, 1112)의 길이를 변경할 수 있는 전기적 신호를 도전체(1020)를 통해 압전 소자(1111, 1112)로 전달할 수 있다.
적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222) 및 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242) 각각은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 방사 소자(221)은 커버(210) 상의 제 1 중계 방사 소자(241)와 마주보도록 배치될 수 있다.
적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222) 및 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242)의 공극은 압전 소자(1111, 1112)의 길이 변화에 따라 변경될 수 있다.
도 12a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 휴대 단말(130)의 전면도이다. 도 12b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 휴대 단말(130)의 후면도이다.
도 12a 및 도 12b를 참조하면, 휴대 단말(130)의 전면은 디스플레이(1210)가 배치될 수 있다. 디스플레이(1210)는 터치 입력을 수신할 수 있는 터치 패널을 더 포함할 수 있고, 디스플레이(1210)는 터치스크린으로 구현될 수 있다. 휴대 단말(130)의 후면은 커버(1220)가 배치될 수 있고, 휴대 단말(130)의 후면의 적어도 일부에 카메라(1240)가 노출될 수 있다. 카메라(1240)가 배치된 영역은 휴대 단말(130)의 상단 부분일 수 있다. 휴대 단말(130)의 전면과 후면은 이격되어 공간을 형성하며, 공간을 프레임(1230)이 둘러싸일 수 있다. 프레임(1230)은 휴대 단말(130)의 전면과 후면 사이에 형성된 공간을 둘러쌀 수 있다. 커버(1220) 및 프레임(1230)은 금속 또는 유전체로 구성될 수 있다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 휴대 단말(130)의 단면도이다.
도 12a, 도 12b 및 도 13을 참조하면, 휴대 단말(130)과 같은 전자 장치는 안테나부(200), 디스플레이(1210), 커버(1220), 안테나 기판(220), 및 메인 기판(230)를 포함할 수 있다.
휴대 단말(130)의 전면을 기준으로 디스플레이(1210), 메인 기판(230), 안테나 기판(220), 커버(1220) 순서로 디스플레이(1210), 메인 기판(230), 안테나 기판(220) 및 커버(1220)가 배치될 수 있다.
메인 기판(230) 상에 적어도 하나 이상의 컴포넌트(component, 231, 232, 233)를 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 컴포넌트(231, 232, 233)는 메인 기판(230) 상에 배치되는 IC(integrated circuit), 반도체 칩, RFIC(radio frequency integrated circuit, 231), 프로세서(232)일 수 있다. 프로세서(232)는 RFIC(231)로부터 전달받은 RFIC(231)를 제어하고, 전파의 수신 감도에 따라 다른 전자 부품을 제어할 수 있다.
RFIC(231)는 적어도 하나 이상의 접속 수단(예, BGA: ball grid array, 271, 272, 273)을 포함하고, RFIC(231)는 적어도 하나 이상의 접속 수단(271, 272, 273)을 이용하여 안테나 기판(220)과 전기적으로 연결될 수 있다. 메인 기판(230)은 적어도 하나 이상의 지지 수단(261, 262)을 통해서 안테나 기판(220) 및 안테나부(200)를 지지할 수 있다.
RFIC(231)는 안테나 기판(220) 상에 메인 기판(230)을 향해 배치되고, 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222)를 포함하는 어레이 안테나(array antenna)가 커버(1220)를 향해 배치될 수 있다.
커버(1220)는 적어도 일부에 방사 소자(221, 222)와 대응하도록 배치된 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242)를 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222)와 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242)는 일정 거리 이상으로 이격될 수 있다. 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242)는 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222)와 전자기적으로 커플링(coupling)될 수 있도록 공진 구조를 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242)는 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222)와 공진 구조를 형성하여, 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222)로부터 방사되는 전파의 감쇠를 줄여 전파를 커버(1220) 외부로 방사할 수 있다. 반대로 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242)는 외부에서 커버(1220)를 통해 전달되는 전파를 공진을 통해 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222)로 전달할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 커버(1220)는 플라스틱과 같은 유전체(dielectric)일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 커버(1220)는 양극산화된 금속(anodized metal)일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프레임(1230)은 금속(metal)일 수 있다.
방사 소자(221, 222) 각각은 적어도 하나 이상의 격벽(isolation wall, 251, 252, 253)을 통해 격리될 수 있다. 어레이 안테나 상의 방사 소자(221, 222)는 격벽(251, 252)을 설치하여 지향성을 높을 수 있다. 격벽(251, 252, 253)은 방사 소자 (221, 222)을 통해 방사되는 전파가 분산되지 않고 지향된 방향으로 방사되게 할 수 있다. 격벽(251, 252, 253)은 예를 들어, 전도성(conductive)을 가질 수 있는 재질로 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 격벽(251, 252, 253)은 예를 들어, 전도성(conductive)을 가질 수 있는 재질이 코팅된 유전체일 수 있다.
안테나부(200)는 적어도 하나 이상의 방사 소자를 포함하는 안테나 기판(220), 안테나 기판(220)부터 일정 거리 이상 이격된 커버(1220), 안테나 기판(220) 상에서 외부를 향해 배치된 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222), 커버(210)의 적어도 일부에 방사 소자(221, 222)와 대응하여 배치된 중계 방사 소자(241, 242) 및 적어도 하나 이상의 격벽(251, 252, 253)을 포함할 수 있다.
적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222) 및 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242) 각각은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 방사 소자(221)은 커버(1220) 상의 제 1 중계 방사 소자(241)와 마주보도록 배치될 수 있다.
적어도 하나 이상의 격벽(251, 252, 253)은 적어도 하나 이상의 방사 소자(221, 222) 각각을 분리하고, 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241, 242) 각각을 분리할 수 있다. 예를 들어, 제 1 격벽(251)과 제 2 격벽(252) 사이에 제 1 방사 소자(221) 및 제 1 중계 방사 소자(241)가 배치될 수 있고, 제 1 방사 소자(221) 및 제 1 중계 방사 소자(241)는 제 1 격벽(251)과 제 2 격벽(252)에 의해 다른 방사 소자(222) 및 다른 중계 방사 소자(242)와 분리될 수 있다. 다른 예에서, 제 2 격벽(252)과 제 3 격벽(253) 사이에 제 2 방사 소자(222) 및 제 2 중계 방사 소자(242)가 배치될 수 있고, 제 2 방사 소자(222) 및 제 2 중계 방사 소자(242)는 제 2 격벽(252)과 제 3 격벽(253)에 의해 다른 방사 소자(221) 및 다른 중계 방사 소자(241)와 분리될 수 있다. 적어도 하나 이상의 격벽(251, 252, 253)의 길이는 커버(1220)와 안테나 기판(220) 사이의 이격 거리와 동일할 수 있다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 휴대 단말(130)의 단면도이다.
도 12a, 도 12b 및 도 13을 참조하면, 휴대 단말(130)과 같은 전자 장치는 안테나부(200), 디스플레이(1210), 커버(1220), 프레임(1230), 및 안테나 기판(220)을 포함할 수 있다. 도 14는 안테나부(200)에 프레임(1230)을 포함하도록 형성된 경우에 관한 실시예로서, 도 12b에서 1250 영역의 단면도이다.
휴대 단말(130)의 전면을 기준으로 디스플레이(1210) 및 커버(1220) 사이 공간에 프레임(1230) 방향으로 안테나부(200)가 배치될 수 있다.
RFIC(231)는 적어도 하나 이상의 접속 수단(예, BGA: ball grid array, 271, 272, 273)을 포함하고, RFIC(231)는 적어도 하나 이상의 접속 수단(271, 272, 273)을 이용하여 안테나 기판(220)과 전기적으로 연결될 수 있다.
RFIC(231)는 적어도 하나 이상의 방사 소자(221)를 포함하는 어레이 안테나(array antenna)가 프레임(1230)을 향해 배치될 수 있다.
프레임(1230)은 적어도 일부에 방사 소자(221)와 대응하도록 배치된 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241)를 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 방사 소자(221)와 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241)는 일정 거리 이상으로 이격될 수 있다. 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241)는 적어도 하나 이상의 방사 소자(221)와 전자기적으로 커플링(coupling)될 수 있도록 공진 구조를 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241)는 적어도 하나 이상의 방사 소자(221)와 공진 구조를 형성하여, 적어도 하나 이상의 방사 소자(221)로부터 방사되는 전파의 감쇠를 줄여 전파를 프레임(1230) 외부로 방사할 수 있다. 반대로 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241)는 외부에서 프레임(1230)을 통해 전달되는 전파를 공진을 통해 적어도 하나 이상의 방사 소자(221)로 전달할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프레임(1230)은 플라스틱과 같은 유전체(dielectric)일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프레임(1230)은 양극산화된 금속(anodized metal)일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프레임(1230)은 금속(metal)일 수 있다.
방사 소자(221) 각각은 적어도 하나 이상의 격벽(isolation wall, 251, 252)을 통해 격리될 수 있다. 어레이 안테나 상의 방사 소자(221)는 격벽(251, 252)을 설치하여 지향성을 높을 수 있다. 격벽(251, 252)은 방사 소자 (221)을 통해 방사되는 전파가 분산되지 않고 지향된 방향으로 방사되게 할 수 있다. 격벽(251, 252)은 예를 들어, 전도성(conductive)을 가질 수 있는 재질로 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 격벽(251, 252)은 예를 들어, 전도성(conductive)을 가질 수 있는 재질이 코팅된 유전체일 수 있다.
안테나부(200)는 적어도 하나 이상의 방사 소자를 포함하는 안테나 기판(220), 안테나 기판(220)부터 일정 거리 이상 이격된 프레임(1230), 안테나 기판(220) 상에서 외부를 향해 배치된 적어도 하나 이상의 방사 소자(221), 프레임(1230)의 적어도 일부에 방사 소자(221)와 대응하여 배치된 중계 방사 소자(241) 및 적어도 하나 이상의 격벽(251, 252)을 포함할 수 있다.
적어도 하나 이상의 방사 소자(221) 및 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241) 각각은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 방사 소자(221)은 프레임(1230) 상의 제 1 중계 방사 소자(241)와 마주보도록 배치될 수 있다.
적어도 하나 이상의 격벽(251, 252)은 적어도 하나 이상의 방사 소자(221) 각각을 분리하고, 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(241) 각각을 분리할 수 있다. 예를 들어, 제 1 격벽(251)과 제 2 격벽(252) 사이에 제 1 방사 소자(221) 및 제 1 중계 방사 소자(241)가 배치될 수 있고, 제 1 방사 소자(221) 및 제 1 중계 방사 소자(241)는 제 1 격벽(251)과 제 2 격벽(252)에 의해 다른 방사 소자 및 다른 중계 방사 소자와 분리될 수 있다. 적어도 하나 이상의 격벽(251, 252)의 길이는 프레임(1230)과 안테나 기판(220) 사이의 이격 거리와 동일할 수 있다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 휴대 단말(130)의 단면도이다.
도 12a, 도 12b 및 도 13을 참조하면, 휴대 단말(130)과 같은 전자 장치는 안테나부(200), 디스플레이(1210), 커버(1220), 프레임(1230), 및 안테나 기판(220)을 포함할 수 있다. 도 15는 안테나부(200)에 프레임(1230)을 포함하도록 형성된 경우에 관한 실시예로서, 도 12b에서 1250 영역의 단면도이다.
휴대 단말(130)의 전면을 기준으로 디스플레이(1210) 및 커버(1220) 사이 공간에 프레임(1230) 방향으로 안테나부(200)가 배치될 수 있다.
RFIC(231)는 적어도 하나 이상의 접속 수단(예, BGA: ball grid array, 271, 272, 273)을 포함하고, RFIC(231)는 적어도 하나 이상의 접속 수단(271, 272, 273)을 이용하여 안테나 기판(220)과 전기적으로 연결될 수 있다.
RFIC(231)는 적어도 하나 이상의 방사 소자(221)를 포함하는 어레이 안테나(array antenna)가 프레임(1230)을 향해 배치될 수 있다.
프레임(1230)은 적어도 일부에 방사 소자(221)와 대응하도록 배치된 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(1510)를 프레임(1230) 내부에 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 방사 소자(221)와 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(1510)는 일정 거리 이상으로 이격될 수 있다. 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(1510)는 적어도 하나 이상의 방사 소자(221)와 전자기적으로 커플링(coupling)될 수 있도록 공진 구조를 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(1510)는 적어도 하나 이상의 방사 소자(221)와 공진 구조를 형성하여, 적어도 하나 이상의 방사 소자(221)로부터 방사되는 전파의 감쇠를 줄여 전파를 프레임(1230) 외부로 방사할 수 있다. 반대로 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(1510)는 외부에서 프레임(1230)을 통해 전달되는 전파를 공진을 통해 적어도 하나 이상의 방사 소자(221)로 전달할 수 있다. 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(1510) 다양한 금속 패턴을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프레임(1230)은 플라스틱과 같은 유전체(dielectric)일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프레임(1230)은 양극산화된 금속(anodized metal)일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프레임(1230)은 금속(metal)일 수 있다.
방사 소자(221) 각각은 적어도 하나 이상의 격벽(isolation wall, 251, 252)을 통해 격리될 수 있다. 어레이 안테나 상의 방사 소자(221)는 격벽(251, 252)을 설치하여 지향성을 높을 수 있다. 격벽(251, 252)은 방사 소자 (221)을 통해 방사되는 전파가 분산되지 않고 지향된 방향으로 방사되게 할 수 있다. 격벽(251, 252)은 예를 들어, 전도성(conductive)을 가질 수 있는 재질로 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 격벽(251, 252)은 예를 들어, 전도성(conductive)을 가질 수 있는 재질이 코팅된 유전체일 수 있다.
안테나부(200)는 적어도 하나 이상의 방사 소자를 포함하는 안테나 기판(220), 안테나 기판(220)부터 일정 거리 이상 이격된 프레임(1230), 안테나 기판(220) 상에서 외부를 향해 배치된 적어도 하나 이상의 방사 소자(221), 프레임(1230)의 내부에 방사 소자(221)와 대응하여 배치된 중계 방사 소자(1510) 및 적어도 하나 이상의 격벽(251, 252)을 포함할 수 있다.
적어도 하나 이상의 방사 소자(221) 및 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자(1510) 각각은 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
적어도 하나 이상의 격벽(251, 252)은 적어도 하나 이상의 방사 소자(221) 각각을 분리할 수 있다. 예를 들어, 제 1 격벽(251)과 제 2 격벽(252) 사이에 제 1 방사 소자(221)가 배치될 수 있고, 제 1 방사 소자(221)는 제 1 격벽(251)과 제 2 격벽(252)에 의해 다른 방사 소자와 분리될 수 있다. 적어도 하나 이상의 격벽(251, 252)의 길이는 프레임(1230)과 안테나 기판(220) 사이의 이격 거리와 동일할 수 있다.
도 16a 내지 도 16c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나부(200) 제작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16a에서, 커버(210)는 커버(210) 성형(molding) 시에 함께 적어도 하나 이상의 돌출구조(1621, 1622, 1623)를 성형하고, 적어도 하나 이상의 돌출구조(1621, 1622, 1623)를 어레이 안테나의 방사 소자(221, 222)을 격리하기 위한 격벽(예, 251, 252, 253)으로 이용할 수 있다. 적어도 하나 이상의 돌출구조(1621, 1622, 1623) 각각은 안테나 기판(220)과 맞닿아 어레이 안테나의 방사 소자(221, 222) 각각을 분리할 수 있다. 적어도 하나 이상의 돌출구조(1621, 1622, 1623) 각각이 안테나 기판(220)과 결합할 때, 적어도 하나 이상의 돌출구조(1621, 1622, 1623)와 안테나 기판(220) 사이에는 적어도 하나 이상의 고무 부품(1611, 1612, 1613)이 배치될 수 있다. 적어도 하나 이상의 고무 부품(1611, 1612, 1613)은 적어도 하나 이상의 돌출구조(1621, 1622, 1623)와 안테나 기판(220) 간의 결합력을 향상시킬 수 있다.
도 16b에서, 제 1 커버(210)는 제 2 커버(310)와 결합되고, 제 2 커버(310)는 성형(molding) 시에 함께 적어도 하나 이상의 돌출구조(311, 312, 313)를 성형하고, 적어도 하나 이상의 돌출구조(311, 312, 313)를 어레이 안테나의 방사 소자(221, 222)을 격리하기 위한 격벽(예, 251, 252, 253)으로 이용할 수 있다. 적어도 하나 이상의 돌출구조(311, 312, 313) 각각은 안테나 기판(220)과 맞닿아 어레이 안테나의 방사 소자(221, 222) 각각을 분리할 수 있다. 적어도 하나 이상의 돌출구조(311, 312, 313) 각각이 안테나 기판(220)과 결합할 때, 적어도 하나 이상의 돌출구조(311, 312, 313)와 안테나 기판(220) 사이에는 적어도 하나 이상의 고무 부품(1611, 1612, 1613)이 배치될 수 있다. 적어도 하나 이상의 고무 부품(1611, 1612, 1613)은 적어도 하나 이상의 돌출구조(311, 312, 313)와 안테나 기판(220) 간의 결합력을 향상시킬 수 있다.
도 16c에서, 커버(210)는 별도로 성형된 적어도 하나 이상의 돌출구조(411, 412, 413)과 결합하고, 적어도 하나 이상의 돌출구조(411, 412, 413)를 어레이 안테나의 방사 소자(221, 222)을 격리하기 위한 격벽(예, 251, 252, 253)으로 이용할 수 있다. 적어도 하나 이상의 돌출구조(411, 412, 413) 각각은 안테나 기판(220)과 맞닿아 어레이 안테나의 방사 소자(221, 222) 각각을 분리할 수 있다. 적어도 하나 이상의 돌출구조(411, 412, 413) 각각이 안테나 기판(220)과 결합할 때, 적어도 하나 이상의 돌출구조(411, 412, 413)와 안테나 기판(220) 사이에는 적어도 하나 이상의 고무 부품(1611, 1612, 1613)이 배치될 수 있다. 적어도 하나 이상의 고무 부품(1611, 1612, 1613)은 적어도 하나 이상의 돌출구조(411, 412, 413)와 안테나 기판(220) 간의 결합력을 향상시킬 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있으며, 예를 들면, 어떤 동작들을 수행하는, 알려졌거나 앞으로 개발될, ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays), 또는 프로그램 가능 논리 장치를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체(예: 메모리(830))에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서(예: 프로세서(820))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(예: 자기테이프), 광기록 매체(예: CD-ROM, DVD, 자기-광 매체 (예: 플롭티컬 디스크), 내장 메모리 등을 포함할 수 있다. 명령어는 컴파일러에 의해 만들어지는 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른, 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.

Claims (15)

  1. 적어도 하나 이상의 방사 소자를 포함하는 어레이 안테나가 배치되는 안테나 기판; 및
    상기 안테나 기판과 일정 거리 이상 이격되며, 상기 적어도 하나 이상의 방사 소자와 대응하도록 배치된 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자를 더 포함하는 커버를 포함하는 안테나 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자는
    상기 커버 상에 상기 안테나 장치의 내부 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자는
    상기 적어도 하나 이상의 방사 소자와 공진을 형성하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 커버는
    내부에 상기 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자를 더 포함하는 안테나 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    메인 기판을 더 포함하고,
    상기 안테나 기판은
    일 면에 상기 어레이 안테나를 배치하고,
    타 면에 상기 메인 기판에 배치된 RFIC(radio frequency integrated circuit)와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 커버는
    적어도 일부에 강유전체가 배치되며,
    상기 강유전체 상에 상기 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자가 배치되며,
    상기 메인 기판은
    전파 감도에 따라 상기 강유전체의 유전율을 제어할 수 있는 신호를 생성하는 프로세서를 더 포함하며, 상기 강유전체와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 커버는
    적어도 일부에 적어도 하나 이상의 압전 소자가 배치되며,
    상기 적어도 하나 이상의 압전 소자는 필름과 결합하고, 상기 필름 상에 상기 적어도 하나 이상의 중계 방사 소자가 배치되며,
    상기 메인 기판은
    전파 감도에 따라 상기 압전 소자의 길이를 제어할 수 있는 신호를 생성하는 프로세서를 더 포함하며, 상기 압전 소자와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 방사 소자 사이에 배치되는 적어도 하나 이상의 전도성 패턴을 더 포함하는 안테나 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 커버와 상기 안테나 기판의 이격 거리만큼의 길이를 가지는 적어도 하나 이상의 격벽을 더 포함하는 안테나 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 격벽은
    상기 적어도 하나 이상의 방사 소자 각각을 분리하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 격벽은
    전도성 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 격벽은
    유전체로 구성되며, 상기 유전체에 전도성 물질이 코팅된 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 격벽은
    상기 커버의 성형(molding) 시에 함께 성형되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 격벽은
    추가 커버의 성형 시에 함께 성형되며, 상기 커버와 상기 추가 커버가 결합되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  15. 제 9항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 격벽은
    상기 커버와 별도로 성형되어 상기 커버와 결합되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
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