WO2019139281A1 - 안테나 장치 - Google Patents

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WO2019139281A1
WO2019139281A1 PCT/KR2018/016589 KR2018016589W WO2019139281A1 WO 2019139281 A1 WO2019139281 A1 WO 2019139281A1 KR 2018016589 W KR2018016589 W KR 2018016589W WO 2019139281 A1 WO2019139281 A1 WO 2019139281A1
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WO
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shielding
base substrate
horizontal
antenna
shielding wall
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PCT/KR2018/016589
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김인호
최오석
양형석
박정욱
서진석
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주식회사 케이엠더블유
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Publication date
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    • H01Q1/521—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/28—Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems

Definitions

  • the present invention relates to an antenna device of a massive MIMO antenna composed of a dual polarization antenna array, and more particularly to a shielding wall for shielding a plurality of dual polarization antenna modules constituting a massive MIMO from each other.
  • Massive Multiple Input Multiple Output (MIMO) technology is a technology that dramatically increases the data transmission capacity by using multiple antennas.
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • the channel capacity increases and more data can be transmitted. For example, if the number of antennas is increased to 10, a channel capacity of about 10 times can be secured by using the same frequency band as that of the current single antenna system.
  • Massive MIMO technology is also referred to as FD-MIMO (Full Dimension) because massive MIMO technology enables 3D-beamforming while current cell operation is 2-dimension.
  • the object of the present invention is to achieve the object of miniaturization and weight reduction while improving CO-POL isolation characteristics.
  • an antenna device comprising: a base substrate; An antenna module array comprising a plurality of antenna module rows arranged in a first direction, the antenna module rows including at least one dual polarized antenna module arranged in a second direction perpendicular to the first direction on a base substrate ; And a first shielding wall disposed between adjacent rows of antenna modules, the first shielding wall being formed by a plurality of unitary partitions arranged in a second direction and spaced apart from each other.
  • the first shielding wall is formed by a unit barrier rib made of a conductive linear member.
  • the unit barrier ribs are characterized by comprising at least one vertical shielding member having one end seated on the base substrate and a horizontal shielding member connected to the vertical shielding member and spaced apart from the base substrate at a first spacing height.
  • the horizontal shield members are arranged in a line along the second direction.
  • the horizontal shielding member is characterized by being linear.
  • the length of the horizontal shielding member may be shorter than the spacing distance of the first direction of the antenna module array, the length of the horizontal shielding member being such that the mutual frequency interference is reduced in proportion to the reduced spacing distance of the antenna module.
  • the spacing of the horizontal shielding members may be arranged such that the mutual interference between the antenna modules due to the radio waves reflected by the unitary partition walls is reduced, And has an interval equal to or less than a certain number.
  • the length of the horizontal shielding member is not more than 1/4 of the array interval of the antenna module array in the first direction.
  • the arrangement interval of the horizontal shielding members is not more than twice the length of the horizontal shielding member.
  • the unit barrier rib includes two vertical shielding members, one end of the two vertical shielding members is connected to the reflector, and the other ends of the two vertical shielding members are connected to both ends of the horizontal shielding member, respectively.
  • the apparatus may further include a second shielding wall disposed outside the row of antenna modules disposed at both ends of the first direction, the second shielding wall being formed by a plurality of unitary partitions arranged in the second direction and spaced apart from each other, And the unit partition wall of the second shielding wall includes a horizontal shielding member spaced apart from the reflector at a second spacing height, and the second spacing height is lower than the first spacing height.
  • the vertical shielding member may further include a connection terminal portion formed at the other end, the unit barrier rib being connected to the base substrate.
  • connection terminal portion is characterized by including a pin member inserted through the base substrate.
  • connection terminal portion includes a lead member extended so as to be parallel to the base substrate, and the lead member is formed to be soldered on the base substrate.
  • the first shielding wall is formed of a printed circuit board erected on the base substrate and a unitary partition wall formed of a conductive pattern formed on the printed circuit board.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a conventional Massive MIMO dual polarization antenna having a shielding wall on its four sides.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of a first comparative embodiment in which longitudinally shielded walls are arranged in a Massive MIMO dual polarized antenna.
  • FIG. 3 is a graph showing X-POL isolation characteristics of a first comparative example by computer simulation.
  • FIG. 5 is a conceptual view showing a staple-shaped unitary partition wall constituting a shielding wall according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram showing that shielding walls according to an embodiment of the present invention are arranged on both sides of a dual-polarized antenna arrayed in the longitudinal direction.
  • FIG. 7 is a graph illustrating X-POL isolation characteristics by computer simulation of a shielding wall designed according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a graph showing CO-POL isolation characteristics by computer simulation of a turn wall designed according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram of a second comparative example in which the arrangement interval of the shielding walls according to an embodiment of the present invention is arranged at intervals larger than 1/3 of the used wavelength.
  • FIG. 10 is a graph showing X-POL isolation characteristics of a second comparative example by computer simulation.
  • 11 is a graph showing the CO-POL isolation characteristic of the second comparative example by computational simulation.
  • FIG. 12 is a conceptual view of a third comparative example, in which there is no horizontal shielding member of a unit barrier rib according to an embodiment of the present invention.
  • 13 is a graph showing the X-POL isolation characteristic of the third comparative example by computational simulation.
  • FIG. 15 is a conceptual view showing a shielding wall, which forms a unitary partition wall in a conductive pattern on a printed circuit board, according to another embodiment of the present invention.
  • 16 is an overall plan view of an antenna device according to an embodiment of the present invention, and is a conceptual diagram illustrating asymmetry of a shielding wall disposed at the outermost part.
  • FIG 17 is a perspective view of a fourth comparative embodiment showing a case where the outer ground of the outermost second shielding wall of the antenna device according to the embodiment of the present invention is sufficiently secured.
  • 19 is a graph showing the CO-POL isolation characteristic of the fourth comparative example by computer simulation.
  • FIG. 20 is a perspective view of a fifth comparative embodiment showing a case where the outer ground of the outermost second shielding wall of the antenna device according to the embodiment of the present invention is narrow.
  • 21 is a graph showing the X-POL isolation characteristic of the fifth comparative example by computer simulation.
  • FIG. 23 is a conceptual diagram showing a second partition wall of the second shielding wall at the outermost part of the antenna device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 is a conceptual diagram showing a case where a second partition is applied to the outermost second shielding wall of the antenna device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 25 is a graph showing X-POL isolation characteristics of the embodiment of FIG. 24 to which the second barrier rib by the computer simulation is applied.
  • FIG. 25 is a graph showing X-POL isolation characteristics of the embodiment of FIG. 24 to which the second barrier rib by the computer simulation is applied.
  • FIG. 26 is a graph showing the CO-POL isolation characteristic of the embodiment of FIG. 24 to which the second bank formed by the simulation is applied.
  • Fig. 27 is a conceptual diagram showing two forms in which an antenna module is arranged on a reflector.
  • FIG. 28 is a conceptual diagram illustrating a case where antenna modules of an antenna device according to an embodiment of the present invention are arranged side by side in two directions.
  • 29 is a graph showing X-POL isolation characteristics of the embodiment of FIG. 28 by computer simulation.
  • FIG. 30 is a graph showing the CO-POL isolation characteristic of the embodiment of FIG. 28 by computer simulation.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a conventional Massive MIMO dual polarization antenna having a shielding wall on its four sides.
  • a dual polarized antenna includes an antenna patch 910, a feed line 930, a base substrate including a reflector, and a shielding wall 920,
  • an X-POL (Dual Polarization) antenna is configured to have a shape of a rectangular antenna patch and have poles of +45 and -45 directions in the diagonal direction, respectively.
  • the X-POL antenna can be arranged in the same space twice as much as the V-POL (Single Polarization) antenna, so that a plurality of antennas can be constructed in a smaller size.
  • This antenna patch can minimize the frequency interference by ensuring a predetermined gap with the adjacent antenna patch.
  • the arrangement interval can not be narrowed.
  • the shielding wall 920 enclosing the antenna patch in a rectangular shape can reduce the spacing of the antenna patches 910, thereby reducing frequency interference and effectively performing 3D beamforming of the base station antenna .
  • this type of shielding wall 920 is disadvantageous in that it increases in weight and manufacturing cost.
  • the base substrate 310 may be a structure including a reflector and performs the function of providing the grounding of the antenna circuit and as a reflective surface, wherein the back radiation of the dual polarization antenna is reflected in the main radiation direction, The beam efficiency of the antenna is improved.
  • the antenna module 110 to be described later includes a feeder line for supplying an RF signal to the antenna patch 910 and the antenna patch 910.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of a first comparative embodiment in which longitudinally shielded walls are arranged in a Massive MIMO dual polarized antenna.
  • FIG. 3 is a graph showing X-POL isolation characteristics of a first comparative example by computer simulation.
  • X-POL and CO-POL isolation characteristics usually require shielding performance of more than 20 dB.
  • the CO-POL isolation characteristics are excellent at -23.1 dB for S1,3, -23.6 dB for S2,4, whereas X-POL isolation is worse at S2.1 and -14.5 dB . It is understood that the radio waves are reflected to the shielding wall 210 between the adjacent antenna modules 110 in the direction in which the shielding wall 210 is not provided (the first direction D1) .
  • FIG. 5 is a conceptual view showing a staple-shaped unitary partition wall constituting a shielding wall according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram showing that shielding walls according to an embodiment of the present invention are arranged on both sides of a dual-polarized antenna arrayed in the longitudinal direction.
  • the shielding wall 42 of FIG. 6 may also be referred to as a first shielding wall 42 to distinguish it from a later-described second shielding wall 43.
  • the shielding wall 42 is configured such that staple-shaped unit barrier ribs 410 are arranged in a row in the longitudinal direction of the shielding wall 42 .
  • the unit barrier rib 410 includes a horizontal shielding member 412 corresponding to a crown at the top and a vertical shielding member 414 extending from both ends of the horizontal shielding member 412 to be connected to the plate- do.
  • the base substrate 310 and the vertical shielding member 414 include connection terminal portions 416 to facilitate surface mounting, soldering, and the like.
  • the horizontal shielding member 412 and the vertical shielding member 414 may be formed by bending wires so that the horizontal shielding member 412 and the vertical shielding member 414 It is a feature of the present invention that the shielding wall 42 is formed by arranging the unit partition walls 410 having a simple and easy-to-mount structure.
  • the unit barrier ribs 410 are mounted on the base substrate 310 and include connection terminal portions 417, 418 and 419 formed to be firmly supported to withstand external vibrations.
  • 5B shows a case in which the connection terminal portion 417 in the form of an insertion pin is included.
  • a through hole is formed in the base substrate 310 and a unit partition wall 410 is inserted in the through hole to form soldering
  • Fig. 5C and 5D show the case where the connection terminal portions 418 and 419 are formed in consideration of surface mounting and the end portions of the unit barrier ribs 410 are extended and bent inward or outward. This is a form in which the shape of the lead terminal portion of a general surface-mounted component is applied.
  • connection terminal portions 418 and 429 may be connected to a terminal portion (not shown) of a pad shape formed on the base substrate 310 by soldering.
  • the height of the vertical shielding member 414 corresponds to a height at which the horizontal shielding member 412 is spaced apart from the base substrate 310 as a reference plane.
  • the electromagnetic wave velocity corresponds to the speed of light (3 ⁇ 10 8 m / s) and is a product of the length of the wavelength and the frequency. That is, the wavelength of the mobile communication frequency band of 2.5 GHz is calculated as 120 mm.
  • the optimum shielding wall design factor values obtained through computer simulation are as follows.
  • the length of the horizontal shielding member 412 of the unit barrier rib 410 is preferably? / 8, preferably 1/8 of the wavelength of the used frequency, and 15 mm for the 2.5 GHz frequency.
  • the antenna module 110 has a reduced spacing in the first direction D1, and the length of the horizontal shielding member 412 in one embodiment is greater than that of the adjacent antenna module 110, It is preferable that the antenna module 110 has a length that is less than the interval in the first direction D1 of the antenna module 110.
  • the length of the horizontal shielding member 412 corresponds to 1/4 of the array interval of the antenna modules 110.
  • the length of the horizontal shielding member 412 corresponds to 1/4 of the array interval of the antenna modules 110 in the second direction D2. This is because in the arrangement of the unit barrier ribs 410 according to the embodiment of the present invention, the arrangement interval of the horizontal shield members 412 in the second direction D2 is shorter than the interval of the predetermined number of the horizontal shield members 412 As shown in Fig.
  • the arrangement interval of the horizontal shielding members 412 may be optimized below the size by the above-mentioned relationship.
  • the height of the vertical shielding member 414 is lambda / 10 of the wavelength of the used frequency and the distance between the horizontal shielding member 412 and the base substrate 310 is smaller than the length of the horizontal shielding member 412 And corresponds to 12 mm for the 2.5 GHz frequency.
  • the arrangement interval of the unit barrier ribs 410 is preferably smaller than? / 3, and in one embodiment, the unit barrier ribs 410 are designed to be? / 6.
  • the arrangement interval of the unit barrier ribs 41 is smaller than twice the length of the horizontal shielding member 412 because the shielding wall 42 It is preferable to shield radio waves that can be transmitted through.
  • the numerical values related to the size and arrangement of the unit barrier ribs 41 depend on the arrangement of the antenna module 110 and the size of the wavelength of the used frequency, and such numerical values can be easily optimized by computer simulation.
  • FIG. 7 is a graph illustrating X-POL isolation characteristics by computer simulation of a shielding wall designed according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a graph showing CO-POL isolation characteristics by computer simulation of a shielding wall designed according to an embodiment of the present invention.
  • the shielding wall 42 according to an exemplary embodiment of the present invention has an X-POL isolation of -21 dB and a CO-POL isolation characteristic of -20.5 dB , And -21.3 dB for S2,4, respectively.
  • the performance is excellent at -24 dB in case of X-POL isolation.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram of a second comparative example in which the arrangement interval of the shielding walls according to an embodiment of the present invention is arranged at intervals larger than 1/3 of the used wavelength.
  • FIG. 10 is a graph showing X-POL isolation characteristics of a second comparative example by computer simulation.
  • 11 is a graph showing the CO-POL isolation characteristic of the second comparative example by computational simulation.
  • FIG. 9 is a second comparative example in which only the arrangement interval is designed to be larger than? / 3 in the design of FIG. 6 according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 10 and 11 X- But the CO-POL isolation is not improved, and it is confirmed that S1,3 is -18 dB, S2,4 is -18.7 dB, and it does not satisfy the normally required minimum shielding value of -20 dB or more .
  • FIG. 12 is a conceptual view of a third comparative example, in which there is no horizontal shielding member of a unit barrier rib according to an embodiment of the present invention.
  • 13 is a graph showing the X-POL isolation characteristic of the third comparative example by computational simulation.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating the structure of a single rod without the horizontal shielding member 412 at the upper end of the unit barrier rib 410 according to an embodiment of the present invention. Improvement techniques have been disclosed. However, according to the computer simulation according to the third comparative example, the required sufficient performance can be secured at -24.8 dB for the X-POL isolation. However, the CO-POL isolation is obtained at the S1.3 value of -16.8 dB, -17.6 dB and the necessary performance is not secured.
  • the shielding wall 42 in which the unit barrier ribs 410 are arranged according to an embodiment of the present invention applied to the massive MIMO antenna is provided with an optimal horizontal shielding member 412 that satisfies the X-POL and CO- ) Length, the height of the vertical shielding member 414, and an array spacing of a predetermined size or smaller.
  • the CO-POL isolation performance is secured but the X-POL isolation performance is low in the case of the plate-shaped shielding wall 210 having a simple structure provided only in the second direction D2 which is the longitudinal direction.
  • the X-POL isolation is improved but the CO- It is difficult to secure.
  • the arrangement interval of the first direction D1 which is the horizontal direction of the antenna module 110 or the shielding wall 42 is 0.5 ⁇ and the arrangement interval of the second direction D2 which is the vertical direction of the antenna module 110
  • the CO-POL isolation between the horizontally arranged antenna modules 110 is generally determined by the spacing of the horizontal arrangement in the first direction D1.
  • the vertical distance between the elements of the antenna module 110 in the first direction D1 must be smaller than the wavelength of the used frequency l to prevent the generation of a grating lobe and is larger than the lambda / 2 size in order to reduce coupling between elements , It is preferable to set it to 0.7? Which is close to the middle.
  • the shielding wall 920 for covering all of the antenna modules 110 is not provided in a state in which the horizontal direction array interval in the first direction D1 is narrow and the shielding wall 920 for covering all the antenna modules 110 in the vertical direction, X-POL isolation becomes a problem when only the wall 210 is installed.
  • CO-POL isolation becomes a problem when the arrangement intervals of the unit partition walls 410 and 420 are wide as shown in Figs. 9 and 11, CO-POL isolation becomes a problem.
  • unit barrier rib 410 has been described as a staple form in which one side is missing from a rectangle, it is only one embodiment in consideration of easiness of manufacturing.
  • a partition wall having an outwardly inclined leg shape, or the like for example, Or a partition wall having an outwardly inclined leg shape, or the like.
  • the unit barrier rib 410 according to an embodiment of the present invention is included in the plane to which the shielding wall 42 belongs and the horizontal shield member 412 or the vertical shield member 414 is not necessarily straight, 110 of the first and second antennas. That is, the horizontally shielding member 412 of the unit barrier rib 410 according to the embodiment may be linearly projected on the first plane parallel to the antenna module 110. If the horizontal shielding member 412 is not straight, the distance between the both ends of the horizontal shielding member 412 and the arrangement interval of the unit barrier ribs 410 to satisfy the X-POL and CO-POL isolation may be optimized by computer simulation And can be designed through a process.
  • a unit barrier not shown, but in the form of a hollow plate should be interpreted as being included in the technical idea of the present invention. It is to be understood that the unit bulkhead having the hollow interior of the sheet material may have a shielding effect similar to that formed by the wire-shaped linear member, and such an embodiment should also be considered to be included in the scope of the present invention.
  • the width, height, and size of the inner space of the plate based on the frequency of the used frequency can be determined by computer simulation as in the case of the staple-shaped linear member.
  • the shielding wall 42 arranged in the longitudinal direction of the unit barrier ribs 410 in the second direction D2 according to the present invention has a structure in which the wire shape is bent so that the weight increase of the entire shielding wall 44 is insignificant It is also advantageous for production and mounting. Since the weight of the unit barrier rib 410 itself is very small, it is possible to firmly attach the unit barrier rib 410 even if it is coupled only by SMD soldering without forming a via for assembly in the base substrate 310 layer. A conventional technique may be applied to the case where the unit barrier ribs 410 are formed by various methods such as forming the extended end of the vertical shielding member 414 of the unit barrier rib 410 in parallel with the base substrate 310 And the base substrate 310 can be improved.
  • FIG. 15 is a conceptual view showing a shielding wall, which forms a unitary partition wall in a conductive pattern on a printed circuit board, according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 illustrates an embodiment in which a unitary barrier rib 410 according to an embodiment of the present invention is implemented as a conductive pattern 430 on a printed circuit board 432.
  • the unit barrier ribs 410 are formed on the printed circuit board 432 in such a manner that the conductive patterns are arranged at regular intervals in the second direction D2. do.
  • the conductive pattern 430 corresponding to the unit barrier rib 410 includes an upper pattern 434 and a connection pattern 436.
  • the top patterns 434 are linear and arranged in a second direction D2 and spaced apart from the base substrate 310.
  • the connection pattern 436 is formed to electrically connect both ends of the upper pattern 434 and the base substrate 310.
  • the upper pattern 434 is preferably arranged to have a length of? / 8 with respect to the wavelength of the used frequency and a distance of? / 10 from the base substrate 310 with reference to the frequency of the used frequency. It is preferable that the arrangement interval of the conductive patterns 430 on the printed circuit board 432 is smaller than? / 3, and the arrangement interval in one embodiment is? / 6.
  • the shielding wall 42 is realized by the conductive pattern 430 on the printed circuit board 432, the manufacturing cost of the shielding wall 42 is reduced and mounting on the base substrate 310 is simplified. There is an advantage that the shielding wall 42 having various types of conductive patterns 430 can be easily modified and designed according to the antenna device.
  • the Massive MIMO antenna is an external antenna used in a wireless communication base station, and is highly exposed to temperature change, vibration and the like, so that it is preferable to have a structure resistant to an external impact.
  • the unit barrier rib 410 according to an embodiment of the present invention can greatly facilitate the quality and operability of the soldering process as compared with soldering of a member having a wide metal piece or a copper foil layer that absorbs and dissipates heat applied at the time of soldering.
  • Massive MIMO antennas should be designed with mass production in mind.
  • the portion of the edge 510 of the entire antenna device is not formed in the second direction D2 with the symmetry between the antenna module 110 and the shielding wall 42.
  • the frequency characteristics of the antenna modules 110 disposed at the outermost periphery may be degraded.
  • 16 is an overall plan view of an antenna device according to an embodiment of the present invention, and is a conceptual diagram illustrating asymmetry of a shielding wall disposed at the outermost part.
  • the ground region of the edge 510 of the base substrate 310 is required to maintain the antenna characteristics, this region is not a part for transmitting / receiving actual radio frequency signals. Therefore, in order to reduce the size of the entire massive MIMO antenna The ground region of the edge 510 of the base substrate 310 is preferably minimized.
  • FIG 17 is a perspective view of a fourth comparative embodiment showing a case where the outer ground of the outermost second shielding wall of the antenna device according to the embodiment of the present invention is sufficiently secured.
  • 19 is a graph showing the CO-POL isolation characteristic of the fourth comparative example by computer simulation.
  • the shielding wall 42 shown in FIG. 17 is a case where the unit barrier rib 410 having the optimized numerical value according to the embodiment of the present invention is applied and the ground area of the edge 510 region of the base substrate 310 is sufficiently secured .
  • the CO-POL isolation characteristic is -19.8 dB
  • the X-POL isolation is -25 dB
  • the characteristics of the antenna module 110 located at the outer periphery are not significantly degraded .
  • FIG. 20 is a perspective view of a fifth comparative embodiment showing a case where the outer ground of the outermost second shielding wall of the antenna device according to the embodiment of the present invention is narrow.
  • 21 is a graph showing the X-POL isolation characteristic of the fifth comparative example by computer simulation.
  • the CO-POL isolation characteristic by the computer simulation is -20.6 dB
  • the X-POL isolation is -17.9 dB
  • the return loss is also reduced by 5 dB in the case of FIG.
  • the design specification of the second barrier rib 440 that minimizes the ground area of the edge 510 of the base substrate 310 while preventing the frequency characteristics of the adjacent antenna module 110 from being degraded is optimized by computer simulation Respectively.
  • FIG. 23 is a conceptual diagram showing a second partition wall of the second shielding wall at the outermost part of the antenna device according to the embodiment of the present invention.
  • the horizontal shielding member 412 of the second partition wall 440 constituting the second shielding wall 43 disposed at the edge 510 of the antenna device according to an embodiment of the present invention includes a And is formed to have a lower height than the first shielding wall 42 disposed.
  • the horizontal shielding member 412 has a second separation height lower than the first separation height? / 10 of the unit partition wall 410 disposed therein, and the height of? / 15 is the most excellent. That is, the length of the vertical shielding member 414 'of the second partition 440 disposed at the edge 510 is preferably a height of? / 15.
  • FIG. 24 is a conceptual diagram showing a case where a second partition is applied to the outermost second shielding wall of the antenna device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 25 is a graph showing X-POL isolation characteristics of the embodiment of FIG. 24 to which the second barrier rib by the computer simulation is applied.
  • FIG. 25 is a graph showing X-POL isolation characteristics of the embodiment of FIG. 24 to which the second barrier rib by the computer simulation is applied.
  • FIG. 26 is a graph showing the CO-POL isolation characteristic of the embodiment of FIG. 24 to which the second bank formed by the simulation is applied.
  • the height of the second shielding wall 43 has a height of? / 15 when it is disposed on both edges 510 and is disposed between the antenna modules 110 Is set to have a height of? / 10.
  • the CO-POL isolation characteristic is -19.3 dB, and the X-POL isolation is -25.1 dB, which means that the characteristics of the antenna module 110 located at the outer periphery are not significantly degraded.
  • the return loss is improved by 5 dB again, and a wide ground area is formed on the edge 510 It is interpreted as having a value similar to that of the case where it is placed.
  • the antenna device can reduce the overall size of the antenna device by reducing the height of the shielding wall 42 disposed on both side edges 510 of the antenna device compared to the shielding wall 42 disposed therein, To provide a massive MIMO antenna that can provide performance.
  • the second shielding wall 43 disposed on both side edges 510 of the antenna device can be manufactured by forming the second partition wall 440 with the conductive pattern 430 on the printed circuit board as shown in FIG. .
  • the shielding walls 42 and 43 are distinguished by the ability to transmit the shielding wall 42 or to attenuate the beam reflected from the shielding walls 42 and 43.
  • the antenna module 110 can be more freely arranged.
  • Fig. 27 is a conceptual diagram showing two forms in which an antenna module is arranged on a reflector.
  • the shielding wall 920 when the shielding wall 920 is disposed so as to surround all four sides of the antenna module 110, the side edges of the antenna module 110 are connected to each other as shown in FIG. 27 (b) And can be arranged so as to be arranged like a checkerboard so as to minimize the total occupation space of the antenna device.
  • the shielding wall 42 when the shielding wall 42 is placed only in the second direction D2 as in the embodiment of the present invention, the X-POL isolation characteristic becomes a problem. In order to avoid this problem, it is generally arranged as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 27 (a), like the grid of the chessboard, the side edges are staggered from each other.
  • FIG. 28 is a conceptual diagram illustrating a case where antenna modules of an antenna device according to an embodiment of the present invention are arranged side by side in two directions.
  • 29 is a graph showing X-POL isolation characteristics of the embodiment of FIG. 28 by computer simulation.
  • FIG. 30 is a graph showing the CO-POL isolation characteristic of the embodiment of FIG. 28 by computer simulation.
  • the antenna module 110 of one embodiment is configured such that the arrangement of the antenna modules 110 in the first direction D1 is offset from the arrangement of the antenna modules 110 neighboring in the second direction D2, And are arranged next to each other in the first direction D1.
  • the arrangement of the antenna modules 110 in the fifth comparative example of FIG. 20 is changed to be arranged side by side.
  • the CO-POL isolation characteristic is -22.4 dB
  • the X-POL isolation is -20.8 dB
  • the CO-POL isolation -20.6 dB in FIG. 20 It can be confirmed that the shielding property is superior. This is because the beam radiated toward the side edge of the antenna module 110 by the unit barrier ribs 410 and 430 according to the embodiment of the present invention is effectively attenuated in the shielding wall 42, Can be interpreted to be effectively canceled by the phase difference at the position of the shielding wall 42 or the like.
  • the use of the shielding wall 42 employing the unit barrier ribs 410 and 430 according to an embodiment of the present invention has an advantage that the same number of antenna modules can be effectively arranged so as to have a narrow occupied area. 23, the size of the first direction D1 can be reduced by adopting the second partition 440 at the edge 510 of the antenna device.

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Abstract

본 발명은 Massive MIMO 안테나의 개별 안테나 모듈 사이를 차폐하는 차폐벽에 있어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐벽은 복수의 스테이플 형태의 단위 격벽이 차폐벽의 길이 방향으로 배열되어 형성되되, 단위 격벽은 사용 주파수 대역에 따라 최적의 폭 및 높이를 가지도록 설계되고, 사용 주파수 대역을 기준으로 소정의 간격 이하가 되도록 배열됨으로써, X-POL isolation 및 CO-POL isolation 특성을 모두 만족하면서도 소형, 경량으로 용이하게 제작 가능한 안테나 구조를 제공하는데 특징이 있다.

Description

안테나 장치
본 발명은 이중 편파 안테나 어레이로 구성된 Massive MIMO 안테나의 안테나 장치에 관한 것으로, 특히 Massive MIMO를 구성하는 복수의 이중 편파 안테나 모듈을 서로 차폐하는 차폐벽에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
Massive MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기술은 다수의 안테나를 사용하여 데이터 전송용량을 획기적으로 늘리는 기술로서, 송신기에서는 각각의 송신 안테나를 통해 서로 다른 데이터를 전송하고, 수신기에서는 적절한 신호처리를 통해 송신 데이터들을 구분해 내는 공간 다중화(Spatial multiplexing) 기법이다. 따라서 송수신 안테나의 개수를 동시에 증가시킴에 따라 채널 용량이 증가하여 더욱 많은 데이터를 전송할 수 있게 한다. 예를 들어 안테나 수를 10개로 증가시키면 현재의 단일 안테나 시스템에 비해 같은 주파수 대역을 사용하여 약 10배의 채널 용량을 확보할 수 있다.
4G LTE-advanced에서는 8개의 안테나까지 사용하고 있으며, 현재 pre-5G 단계에서 64 또는 128개의 안테나를 장착한 제품이 개발되고 있고, 5G에서는 훨씬 더 많은 수의 안테나를 갖는 기지국 장비가 사용될 것으로 예상되며, 이를 Massive MIMO 기술이라고 한다. 현재의 셀(Cell) 운영이 2-Dimension인데 반해, Massive MIMO 기술이 도입되면 3D-Beamforming이 가능해지므로 Massive MIMO 기술은 FD-MIMO(Full Dimension)라고도 불린다.
Massive MIMO 기술에서는 안테나 소자의 개수가 늘어나면서 전제 기지국 장비의 무게와 부피가 증가하게 된다. 건물 옥상, 높은 구조물 위 등 기지국이 설치되는 환경을 고려할 때, 이들 관련 부품의 소형화, 경량화 및 고성능화가 요구되고 있으나, 이중 편파 안테나 사이의 주파수 간섭을 최소화하기 위한 차폐벽 등으로 인해 소형화 및 경량화가 쉽지 않다.
본 발명에서는 이중 편파 안테나 사이를 통상의 박판 형태의 차폐벽 대신, 복수의 스테이플(staple) 형태의 단위 격벽이 배열되어 형성된 차폐벽을 사용함으로써, 복수로 배열된 이중 편파 안테나 간의 X-POL isolation 및 CO-POL isolation 특성을 모두 개선하면서 소형화, 경량화의 목적도 달성하는 것이 목적이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는, 베이스 기판; 제1방향으로 배열된 복수의 안테나 모듈열을 포함하는 안테나 모듈 어레이로서, 안테나 모듈열은 베이스 기판 상에서 제1방향에 수직인 제2방향으로 배열되는 하나 이상의 이중 편파 안테나 모듈을 포함하는 안테나 모듈 어레이; 및 이웃하는 안테나 모듈열 사이에 배치되는 제1 차폐벽으로서, 제2방향으로 배열되며 서로 이격되는 복수의 단위 격벽에 의해 형성되는 제1차폐벽을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1 차폐벽은 도전성 선형 부재로 이루어진 단위 격벽에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 단위 격벽은 일단이 베이스 기판에 안착된 하나 이상의 수직차폐부재, 및 수직차폐부재에 연결되어 베이스 기판으로부터 제1이격 높이로 이격 배치되는 수평차폐부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 수평차폐부재는 제2방향을 따라 일렬로 배열되는 것을 특징으로 한다.
또한, 수평차폐부재는 직선 형상인 것을 특징으로 한다.
또한, 수평차폐부재의 길이는 안테나 모듈의 감소된 배열 간격에 비례하여 상호 주파수 간섭을 줄일 수 있는 길이를 갖되, 안테나 모듈 어레이의 제1방향 배열 간격보다 작은 길이를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 수평차폐부재의 배열 간격은, 단위 격벽에 반사된 전파에 의한 안테나 모듈 사이에서의 상호 간섭을 줄이는 배열 간격을 갖되, 수평차폐부재의 제2방향으로의 배열 간격은 수평차폐부재 길이의 정배수 이하의 간격을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 수평차폐부재의 길이는 안테나 모듈 어레이의 제1방향 배열 간격의 1/4 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 수평차폐부재의 배열 간격은 수평차폐부재 길이의 2배 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 단위 격벽은 두 개의 수직차폐부재를 포함하고, 두 개의 수직차폐부재의 일단은 리플렉터에 연결되고, 두 개의 수직차폐부재의 타단은 수평차폐부재의 양단에 각각 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1방향의 양 끝단에 배치된 안테나 모듈열의 외측에 각각 배치되는 제2 차폐벽으로서, 제2방향으로 배열되며 서로 이격되는 복수의 단위 격벽에 의해 형성되는 제2차폐벽을 더 포함하되, 제2 차폐벽의 단위 격벽은, 리플렉터로부터 제2이격 높이로 이격 배치되는 수평차폐부재를 포함하고, 제2이격 높이는 제1이격 높이 보다 낮은 것을 특징으로 한다.
또한, 수직차폐부재는 단위 격벽이 베이스 기판과 연결되도록 형성된 접속단자부를 타단에 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 접속단자부는 베이스 기판을 관통하여 삽입되는 핀 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 접속단자부는 베이스 기판과 나란하도록 연장된 리드(lead) 부재를 포함하고, 리드 부재는 베이스 기판 상에 솔더링되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1 차폐벽은 베이스 기판 상에 직립된 인쇄회로기판 및 인쇄회로기판 상에 형성된 도전패턴으로 이루어지는 단위 격벽에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 복수의 스테이플 형태의 단위 격벽이 배열되어 형성된 차폐벽으로 이중 편파 안테나 사이를 차폐함으로써, 안테나 모듈을 더 높은 밀도로 용이하게 실장할 수 있어, 소형, 경량인 안테나 구조를 구현하면서도 주파수 간섭을 차폐하는 특성이 우수한 효과가 있다.
도 1은 네 방면에 차폐벽을 갖는 통상의 Massive MIMO 이중 편파 안테나를 나타내는 개념도이다.
도 2는 Massive MIMO 이중 편파 안테나에 세로 방향 차폐벽을 배치한 제1비교실시예의 개념도이다.
도 3은 전산모사에 의한 제1비교실시예의 X-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 4는 전산모사에 의한 제1비교실시예의 CO-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐벽을 구성하는 스테이플 형태의 단위 격벽을 나타내는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐벽이 세로 방향으로 나열된 이중 편파 안테나의 양측에 배열된 것을 나타내는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 설계된 차폐벽의 전산모사에 의한 X-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따라 설계된 차례벽의 전산모사에 의한 CO-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐벽의 배치 간격을 사용 파장의 1/3 보다 큰 간격으로 배치한 제2비교실시예의 개념도이다.
도 10은 전산모사에 의한 제2비교실시예의 X-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 11은 전산모사에 의한 제2비교실시예의 CO-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 12는 제3비교실시예로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 격벽의 수평차폐부재가 없는 경우의 개념도이다.
도 13은 전산모사에 의한 제3비교실시예의 X-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 14는 전산모사에 의한 제3비교실시예의 CO-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른, 인쇄회로기판 상에 도전 패턴으로 단위 격벽을 형성하는, 차폐벽을 나타내는 개념도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 전체 평면도로서, 최외곽에 배치된 차폐벽의 비대칭성을 설명하는 개념도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 최외곽의 제2차폐벽의 외곽 그라운드가 충분히 확보된 경우를 나타내는 제4비교실시예의 사시도이다.
도 18은 전산모사에 의한 제4비교실시예의 X-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 19는 전산모사에 의한 제4비교실시예의 CO-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 최외곽의 제2차폐벽의 외곽 그라운드가 협소한 경우를 나타내는 제5비교실시예의 사시도이다.
도 21은 전산모사에 의한 제5비교실시예의 X-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 22는 전산모사에 의한 제5비교실시예의 CO-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 최외곽의 제2차폐벽의 제2격벽을 나타내는 개념도이다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 최외곽의 제2차폐벽에 제2격벽을 적용한 경우를 나타내는 개념도이다.
도 25는 전산모사에 의한 제2격벽이 적용된, 도 24의 일 실시예의 X-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 26은 전산모사에 의한 제2격벽이 적용된, 도 24의 일 실시예의 CO-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 27은 리플렉터 상에 안테나 모듈이 배치되는 두 형태를 나타내는 개념도이다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 안테나 모듈이 두 방향으로 나란히 배치된 경우를 나타내는 개념도이다.
도 29은 전산모사에 의한 도 28의 일 실시예의 X-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 30은 전산모사에 의한 도 28의 일 실시예의 CO-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 네 방면에 차폐벽을 갖는 통상의 Massive MIMO 이중 편파 안테나를 나타내는 개념도이다.
일반적으로 이중 편파 안테나는 안테나 패치(patch, 910), 급전선로(930), 리플렉터(reflector)를 포함하는 베이스 기판 및 차폐벽(920)을 포함하며, 무선 통신 기기의 안테나 형태는 다양한 형태가 활용되고 있으나, 사각형 안테나 패치의 형태를 가지고, 대각선 방향으로 각각 +45, -45 방향의 폴을 가지도록 X-POL(Dual Polarization) 안테나가 구성되는 경우가 가장 일반적이다. 이러한 X-POL안테나는 V-POL(Single Polarization)안테나에 비해 같은 공간에 두 배의 안테나를 배치할 수 있어 다수의 안테나를 더 작은 크기로 구축할 수 있다. 이러한 안테나 패치는 인접한 안테나 패치와 소정의 간격이 확보되어야 주파수 간섭을 최소화할 수 있다. 그러나 이동 통신 주파수 대역을 감안하면 배치 간격을 좁힐 수 없어 기지국 안테나 크기 축소에는 한계가 있다.
도 1과 같이 안테나 패치를 사각으로 둘러싸는 차폐벽(920)을 구비함으로써 안테나 패치(910)의 배열 간격을 줄여 주파수 간섭을 줄이면서 기지국 안테나의 3D 빔 포밍(beam forming)이 효과적으로 수행될 수 있다. 그러나 이러한 형태의 차폐벽(920)은 무게 및 제조비용이 많이 증가하는 단점이 있다.
베이스 기판(310)은 리플렉터를 포함하는 구조일 수 있고, 안테나 회로의 접지를 제공하는 역할과 반사 표면으로서의 기능을 수행하며, 이중 편파 안테나의 후방 방사는 주 방사 방향으로 반사되며, 이에 의해 이중 편파 안테나의 빔 효율이 향상된다. 후술하는 안테나 모듈(110)은 안테나 패치(910) 및 안테나 패치(910)에 RF 신호를 공급하는 급전선로를 포함하는 것을 의미한다.
도 2는 Massive MIMO 이중 편파 안테나에 세로 방향 차폐벽을 배치한 제1비교실시예의 개념도이다.
무게 및 제조비용을 절감하기 위한 하나의 방안으로 도 2와 같이 세로방향인 일방향(제2방향(D2))으로만 차폐벽(210)을 설치하는 제1비교실시예를 고려할 수 있다. 그러나 이러한 구조는 안테나 모듈(110)을 기준으로 제1방향(D1) 및 제2 방향(D2)의 주변부가 완전 대칭이 아니기 때문에 CO-POL isolation은 개선되지만, X-POL isolation 특성은 저하된다.
도 3은 전산모사에 의한 제1비교실시예의 X-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 4는 전산모사에 의한 제1비교실시예의 CO-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
통상 Massive MIMO 안테나에서는 X-POL 및 CO-POL isolation 특성은 20 dB 이상의 차폐 성능을 요구한다. 도 3 및 도 4를 참조하면, CO-POL isolation 특성은 S1,3의 경우 -23.1 dB, S2,4의 경우 -23.6 dB로 우수한 반면, X-POL isolation은 S2,1이 -14.5 dB로 나빠지는 것을 확인할 수 있다. 차폐벽(210)이 설치되지 않은 방향(제1방향(D1))의 이웃한 안테나 모듈(110) 사이에서 전파가 차폐벽(210)에 반사되어 서로 간에 간섭을 일으켜 특성이 저하되는 것으로 이해될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐벽을 구성하는 스테이플 형태의 단위 격벽을 나타내는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐벽이 세로 방향으로 나열된 이중 편파 안테나의 양측에 배열된 것을 나타내는 개념도이다.
본 발명을 기술함에 있어 후술하는 제2차폐벽(43)과 구분하기 위해 도 6의 차폐벽(42)은 제1차폐벽(42)으로도 기재될 수 있다.
도 5의 (a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐벽(42)은 스테이플 형태의 단위 격벽(410)이 차폐벽(42)의 길이 방향으로 일렬로 배열된 형태로 구성된다. 단위 격벽(410)은 상단의 크라운(crown)에 해당하는 수평차폐부재(412), 수평차폐부재(412)의 양단에서 연장되어 판형 베이스 기판(310)에 연결되는 수직차폐부재(414)를 포함한다. 베이스 기판(310)과 수직차폐부재(414)는 표면실장, 납땜 등이 용이하도록 접속단자부(416)를 포함한다.
즉, 안테나 모듈(110)이 놓인 평면과 나란한 위치에 수평차폐부재(412)가 배치되며, 수평차폐부재(412)와 수직차폐부재(414)는 모두 와이어(wire)가 절곡되어 형성될 수 있는 단순하고 실장이 용이한 구조를 가지는 단위 격벽(410)을 배열함으로써 차폐벽(42)을 구성하는 것이 본 발명의 특징이다.
단위 격벽(410)은 베이스 기판(310) 상에 실장되어 외부 진동에도 충분히 견딜 수 있도록 견고하게 지지하도록 형성된 접속단자부(417, 418, 419)를 포함하는 형태로, 도 5의 (b) 내지 (d)와 같이 형성될 수 있다. 도 5의 (b)는 삽입 핀 형태의 접속단자부(417)를 포함하는 경우이며, 베이스 기판(310)에 관통 구멍이 형성되고, 단위 격벽(410)이 관통 구멍에 삽입되어 솔더링(soldering) 등의 통상적인 방법으로 연결되는 경우를 나타낸다. 도 5의 (c) 및 (d)는 표면 실장을 고려한 형태의 접속단자부(418, 419)를 포함하는 경우이며, 단위 격벽(410)의 종단부가 연장되되 내측 혹은 외측으로 절곡된 형태를 나타내며, 일반적인 표면실장 부품의 리드 단자부의 형태를 응용한 형태이다. 이러한 접속단자부(418, 429)는 베이스 기판(310) 상에 형성된 패드 형태의 단자부(미도시)에 솔더링에 의해 연결될 수 있다. 이들 실시예는 단지 예시일 뿐, 본 발명의 기술 내용을 한정하는 것은 아니며 이외에도 다양한 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차폐벽(42)의 성능, 즉, 단위 격벽(410)에 반사된 전파에 의한 안테나 모듈(110) 사이에서의 상호 간섭을 줄이는 성능을 결정하는 인자로는 단위 격벽(410)의 배열 간격, 수평차폐부재(412)의 길이 및 수직차폐부재(414)의 높이를 들 수 있다. 일 실시예에서 수직차폐부재(414)의 높이는 베이스 기판(310)을 기준면으로 하여 수평차폐부재(412)가 이격 배치되는 높이에 해당한다.
전자파 속도는 빛의 속도(3x108 m/s)에 해당하며 파장의 길이와 주파수의 곱인 관계를 가진다. 즉, 이동 통신 주파수의 대역인 2.5 GHz의 파장은 120 mm로 계산된다. 전산모사를 통해 도출한 본 발명의 일 실시예에 따른 최적의 차폐벽 설계 인자 값은 다음과 같다.
단위 격벽(410)의 수평차폐부재(412)의 길이는 λ/8로, 사용 주파수 파장의 1/8 크기인 것이 바람직하며, 2.5 GHz 주파수의 경우 15 mm에 해당한다. 일 실시예에서 안테나 모듈(110)은 제1방향(D1)으로 통상의 경우보다 감소된 배열 간격을 가지는 경우이며, 일 실시예의 수평차폐부재(412)의 길이는 이를 고려해 인접한 안테나 모듈(110) 사이의 상호 주파수 간섭을 줄일 수 있는 길이를 갖되, 안테나 모듈(110)의 제1방향(D1) 배열 간격보다 작은 길이를 갖는 것이 바람직하다.
제2방향(D2)의 안테나 모듈(110) 배열 간격이 λ/2 인 경우이며, 수평차폐부재(412)의 길이는 안테나 모듈(110) 배열 간격의 1/4의 크기에 해당한다. 이는, 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 격벽(410)의 배열에 있어서, 제2방향(D2)으로의 수평차폐부재(412)의 배열 간격이 수평차폐부재(412) 길이의 정배수의 간격을 갖는 것이 바람직한 것으로 해석할 수 있다. 안테나 모듈(110)의 배치가 일 실시예와 상이한 경우 수평차폐부재(412)의 배열 간격은 상술한 관계에 의한 크기 이하에서 최적화될 수도 있다. 수직차폐부재(414)의 높이로서 제1이격 높이는 사용 주파수 파장의 λ/10로, 수평차폐부재(412)와 베이스 기판(310) 사이의 간격은 수평차폐부재(412)의 길이보다 작은 것이 바람직하며, 2.5 GHz 주파수의 경우 12 mm에 해당한다. 단위 격벽(410)의 배열 간격은 λ/3보다 작은 것이 바람직하며, 일 실시예의 경우 λ/6으로 설계되어 단위 격벽(410)이 배열된다. 일 실시예와 안테나 모듈(110)의 기본 배치 형태가 다른 경우를 고려하여 서술하면, 단위 격벽(41)의 배열 간격은 수평차폐부재(412) 길이의 두 배보다는 작은 것이 차폐벽(42)을 관통하여 전달될 수 있는 전파를 차폐하기 위해 바람직하다. 단위 격벽(41)의 크기, 배치와 관련된 수치는 안테나 모듈(110)의 배치와 사용 주파수 파장의 크기에 의해 좌우된다고 할 수 있으며, 이러한 수치는 전산모사에 의해 용이하게 최적화될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 설계된 차폐벽의 전산모사에 의한 X-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따라 설계된 차폐벽의 전산모사에 의한 CO-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐벽(42)은 X-POL isolation은 S2,1이 -24 dB, CO-POL isolation 특성은 S1,3의 경우 -20.5 dB, S2,4의 경우 -21.3 dB로 두 가지 모두 규격을 만족함을 확인할 수 있으며, 특히 X-POL isolation의 경우 -24 dB로 매우 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐벽의 배치 간격을 사용 파장의 1/3 보다 큰 간격으로 배치한 제2비교실시예의 개념도이다.
도 10은 전산모사에 의한 제2비교실시예의 X-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 11은 전산모사에 의한 제2비교실시예의 CO-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 6의 설계에서 배열 간격 만을 λ/3 보다 크게 설계한 제2비교실시예로서, 도 10 및 도 11을 참조하면, X-POL isolation은 -31.1 dB로 매우 좋으나, CO-POL isolation이 개선되지는 않으며, S1,3은 -18 dB, S2,4는 -18.7 dB로서, 통상 요구되는 최소한의 차폐값인 -20 dB 이상을 만족시키지 못하는 것으로 확인된다.
도 12는 제3비교실시예로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 격벽의 수평차폐부재가 없는 경우의 개념도이다.
도 13은 전산모사에 의한 제3비교실시예의 X-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 14는 전산모사에 의한 제3비교실시예의 CO-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 6의 설계에서 단위 격벽(410) 상단의 수평차폐부재(412)가 없는 단일 봉 형태를 가정한 것으로, 이와 유사한 형태의 봉을 배치하여 안테나 특성을 개선하는 기술이 공개된 바 있다. 그러나, 제3비교실시예에 따른 전산모사에 의하면 X-POL isolation은 -24.8 dB로써, 필요 충분한 성능이 확보된다고 할 수 있으나, CO-POL isolation은 S1,3이 -16.8 dB, S2,4가 -17.6 dB로 나와 필요 성능이 확보되지 않는다.
즉, Massive MIMO 안테나에 적용되는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 격벽(410)이 배열된 차폐벽(42)은 X-POL 및 CO-POL isolation 특성을 모두 만족시키는 최적의 수평차폐부재(412) 길이, 수직차폐부재(414) 높이, 그리고 소정의 크기 혹은 그 보다 작은 배열 간격을 가지도록 설계될 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, 세로 방향인 제2방향(D2)으로만 설치된 판 형태의 단순한 구조의 차폐벽(210)의 경우 CO-POL isolation 성능은 확보되나 X-POL isolation 성능이 낮다. 한편, 도 9 및 도 11의 제2 및 제3비교실시예와 같이 단위 격벽(410, 420) 사이의 배열간격이 λ/3보다 큰 경우에는 X-POL isolation은 개선되지만 CO-POL isolation 성능의 확보가 어렵다.
일 실시예에서 안테나 모듈(110) 또는 차폐벽(42)의 수평 방향인 제1방향(D1)의 배열 간격은 0.5λ, 안테나 모듈(110)의 수직 방향인 제2방향(D2)의 배열 간격은 0.7λ로 설정되어 있으며, 수평 배치된 안테나 모듈(110) 사이의 CO-POL isolation은 일반적으로 제1방향(D1)인 수평 배열의 간격이 좌우한다. 그러나 안테나 후면에 실장되는 각종 관련 부품 및 회로, 그리고 기지국 안테나 구조 등을 고려하면 제1방향(D1)인 수평 방향의 배열 간격은 설계에 있어 제약 사항이 많다. 안테나 모듈(110) 소자 간의 제1방향(D1)인 수직 방향 거리는 격자 로브(grating lobe)의 발생을 방지하기 위해 사용 주파수 파장 λ보다 작아야 되며, 소자 간 커플링을 줄이기 위해 λ/2 크기보다 커야 하므로, 그 중간에 근접한 0.7λ로 설정하는 것이 바람직하다.
제1방향(D1)인 수평 방향 배열 간격이 좁은 상태에서 각각의 안테나 모듈(110)을 모두 감싸는 차폐벽(920)을 설치하지 않고, 도 2와 같이 제2방향(D2)인 세로 방향의 차폐벽(210)만 설치하는 경우 X-POL isolation이 문제가 된다. 반면, 도 9나 도 11과 같이 단위 격벽(410, 420)의 배열 간격이 넓은 경우에는 CO-POL isolation이 문제가 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단위 격벽(410)은 직사각형에서 한 변이 빠진 형태인 스테이플 형태를 개시하였으나, 이는 제조상의 용이성을 감안한 하나의 실시예일 뿐이며, 예를 들어 'π' 형태, 또는 내측으로 혹은 외측으로 기울어진 다리 모양을 가진 격벽 등과 같이 스테이플 형태에서 다양한 형태로 변형 실시될 수 있다.
본 발명에 일 실시예에 따른 단위 격벽(410)은 차폐벽(42)이 속한 평면에 포함되되, 수평차폐부재(412) 또는 수직차폐부재(414)가 반드시 직선이 아니어도 이웃하는 안테나 모듈(110) 사이의 주파수 간섭을 차폐하는 역할을 수행할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 단위 격벽(410)의 수평차폐부재(412)는 안테나 모듈(110)과 평행한 제1평면에 투영된 형태가 직선일 수 있다. 수평차폐부재(412)가 직선이 아닌 경우 X-POL 및 CO-POL isolation을 만족시키기 위한 수평차폐부재(412) 양단 사이의 거리나 단위 격벽(410)의 배열 간격은 전산모사 등을 이용한 최적화의 과정을 거쳐 설계될 수 있다.
또한, 도시하지는 않았으나 속이 빈 판재 형태의 단위 격벽도 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. 판재의 내부가 빈 형태의 단위 격벽도 전기적으로는 와이어 형태의 선형 부재로 형성되는 모양과 유사한 차폐효과를 가질 수 있다고 해석되어야 하며, 이러한 실시 형태도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 보아야 한다. 이 경우, 사용 주파수 파장을 기준으로 한 판재의 폭, 높이, 내부 빈 영역의 크기 등은 스테이플 형태의 선형 부재의 경우와 마찬가지로 전산모사를 통해 최적의 설계 수치를 도출할 수 있다.
본 발명에 따른 스테이플 형태의 단위 격벽(410)이 제2방향(D2)인 세로 방향으로 배열된 차폐벽(42)은 와이어 형태가 절곡된 구조를 가져 전체 차폐벽(44)의 무게 증가가 미미할 뿐만 아니라 생산 및 실장에 유리하다. 단위 격벽(410) 자체의 무게가 매우 작기 때문에 베이스 기판(310) 층에 조립용 비아(via)를 형성하지 않고 SMD 솔더링에 의해서만 결합되어도 견고하게 부착상태를 유지할 수 있다. 통상의 기술자라면, 단위 격벽(410)의 수직차폐부재(414) 종단을 추가로 절곡하여 연장된 형태가 베이스 기판(310)과 평행하도록 형성하는 등, 다양한 방법을 통해 표면실장 된 단위 격벽(410)과 베이스 기판(310)의 결합 강도를 향상시킬 수 있을 것이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른, 인쇄회로기판 상에 도전 패턴으로 단위 격벽을 형성하는, 차폐벽을 나타내는 개념도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 격벽(410)을 인쇄회로기판(432) 상에 도전패턴(430)으로 구현한 실시예를 나타낸다. 인쇄회로기판(432)은 유전체 재료 기판으로 이루어지며, 일 실시예에서 단위 격벽(410)은 인쇄회로기판(432) 상에 도전성 패턴이 제2방향(D2)으로 일정한 간격으로 배열되는 형태로 형성된다. 바람직하게는 단위 격벽(410)에 해당하는 도전패턴(430)은 상단패턴(434)과 연결패턴(436)을 포함한다. 상단패턴(434)은 직선 형태이며, 제2방향(D2)으로 나란히 배치되고, 베이스 기판(310)으로부터 이격되어 배치된다. 연결패턴(436)은 상단패턴(434)의 양단과 베이스 기판(310)을 전기적으로 연결하도록 형성된다. 상단패턴(434)은 사용주파수 파장을 기준으로 λ/8의 길이인 것과, 베이스 기판(310)으로부터 사용주파수 파장을 기준으로 λ/10의 이격거리를 갖도록 배치되는 것이 바람직하다. 인쇄회로기판(432) 상에서 도전패턴(430)의 배열 간격은 λ/3보다 작은 것이 바람직하며, 일 실시예에서의 배열 간격은 λ/6이다.
인쇄회로기판(432) 상에 도전패턴(430)으로 차폐벽(42)을 구현함에 따라 차폐벽(42)의 제조 비용이 절감되고, 베이스 기판(310)에의 실장이 매우 간편해지는 장점이 있으며, 안테나 장치에 따라 다양한 형태의 도전패턴(430)을 가지는 차폐벽(42)을 손쉽게 변경 설계할 수 있는 장점이 있다.
기본적으로 Massive MIMO 안테나는 무선 통신 기지국에 사용되는 외부용 안테나로서 온도 변화, 진동 등에 심하게 노출되는 제품이므로 외부 충격에 강한 구조를 갖는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 격벽(410)은 솔더링시 가해진 열을 빨리 흡수, 발산시키는 넓은 금속편 혹은 동박층을 가지는 부재의 솔더링에 비해 솔더링 공정의 품질 및 작업성도 매우 용이해질 수 있다. 대량 생산을 염두에 두고 설계되어야 하는 Massive MIMO 안테나로서는 매우 유리한 점이라 할 수 있다.
한편, 전체 안테나 장치의 가장자리(510) 부분은 제2방향(D2)으로 안테나 모듈(110)과 차폐벽(42) 사이의 대칭이 형성되지 않는다. 이 경우, 베이스 기판(310)의 가장자리(510) 그라운드 면적이 충분히 확보되지 않으면 최외곽에 배치된 안테나 모듈(110)들의 주파수 특성이 저하될 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 전체 평면도로서, 최외곽에 배치된 차폐벽의 비대칭성을 설명하는 개념도이다.
베이스 기판(310) 가장자리(510)의 그라운드 영역은 안테나 특성을 유지하기 위해 필요하지만, 이 영역은 실제 무선 주파수 신호를 주고 받는 역할을 수행하는 부분은 아니므로 전체 Massive MIMO 안테나의 크기를 줄이는 차원에서 베이스 기판(310)의 가장자리(510) 그라운드 영역은 최소화되는 것이 바람직하다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 최외곽의 제2차폐벽의 외곽 그라운드가 충분히 확보된 경우를 나타내는 제4비교실시예의 사시도이다.
도 18은 전산모사에 의한 제4비교실시예의 X-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 19는 전산모사에 의한 제4비교실시예의 CO-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 17의 차폐벽(42)은 본 발명의 일 실시예에 따른 최적화된 수치의 단위 격벽(410)이 적용된 경우이며, 베이스 기판(310)의 가장자리(510) 영역의 그라운드 면적은 충분히 확보된 경우를 나타낸다. 이에 대한 도 18 및 도 19의 전산모사 결과에 의하면, CO-POL isolation 특성은 -19.8 dB, X-POL isolation은 -25 dB로, 외곽에 위치한 안테나 모듈(110)의 특성이 크게 저하되지는 않는 것을 알 수 있다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 최외곽의 제2차폐벽의 외곽 그라운드가 협소한 경우를 나타내는 제5비교실시예의 사시도이다.
도 21은 전산모사에 의한 제5비교실시예의 X-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 22는 전산모사에 의한 제5비교실시예의 CO-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 17의 결과와 비교하여, 도 20 내지 도 22를 참조하면, 베이스 기판(310)의 가장자리(510) 영역의 그라운드 면적이 매우 협소한 경우, 가장자리(510)에 위치한 안테나 모듈(110)의 주파수 특성이 저하되는 것을 확인할 수 있다. 이 경우, 전산모사에 의한 CO-POL isolation 특성은 -20.6 dB, X-POL isolation은 -17.9 dB이며, 도 17의 경우에 대해 리턴 손실(Return Loss)도 5 dB 저하되는 것으로 해석되었다.
이에, 베이스 기판(310) 가장자리(510) 영역의 그라운드 면적은 최소화하면서도 인접한 안테나 모듈(110)의 주파수 특성 저하를 방지할 수 있는 제2격벽(440)의 설계사양을 전산모사에 의한 최적화 과정을 거쳐 확보하였다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 최외곽의 제2차폐벽의 제2격벽을 나타내는 개념도이다.
도 23을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 가장자리(510)에 배치되는 제2차폐벽(43)을 구성하는 제2격벽(440)의 수평차폐부재(412)는 내부에 배치되는 제1차폐벽(42)에 비해 낮은 높이를 갖도록 형성된다. 전산모사에 의한 최적화 결과 수평차폐부재(412)는 내부에 배치되는 단위 격벽(410)의 제1이격 높이 λ/10보다 낮은 제2이격 높이로서 λ/15의 높이가 가장 우수한 특성을 보인다. 즉, 가장자리(510)에 배치되는 제2 격벽(440)의 수직차폐부재(414')의 길이는 λ/15의 높이가 바람직하다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 최외곽의 제2차폐벽에 제2격벽을 적용한 경우를 나타내는 개념도이다.
도 25는 전산모사에 의한 제2격벽이 적용된, 도 24의 일 실시예의 X-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 26은 전산모사에 의한 제2격벽이 적용된, 도 24의 일 실시예의 CO-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 24를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2차폐벽(43)의 높이는 양 가장자리(510)에 배치되는 경우 λ/15의 높이를 가지며, 안테나 모듈(110)의 사이에 배치되는 경우 λ/10의 높이를 가지도록 설정된다.
도 25 및 도 26을 참조하면, CO-POL isolation 특성은 -19.3 dB, X-POL isolation은 -25.1 dB로, 외곽에 위치한 안테나 모듈(110)의 특성이 크게 저하되지는 않는 것을 알 수 있다. 도 20의 경우와 비교하면, 수평차폐부재(412)의 배치 높이를 베이스 기판(310)에 보다 가깝게 배치함으로써 리턴 손실(return loss)이 5 dB 다시 개선되어, 넓은 그라운드 영역이 가장자리(510)에 배치되는 경우와 비슷한 수준의 값을 가지는 것으로 해석되었다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는, 안테나 장치의 양측 가장자리(510)에 배치되는 차폐벽(42)의 높이를 내부에 배치되는 차폐벽(42)에 비해 낮춤으로써 전체적인 크기를 줄이면서도 충분한 성능을 제공할 수 있는 Massive MIMO 안테나를 제공할 수 있다. 안테나 장치의 양측 가장자리(510)에 배치되는 제2차폐벽(43)은 도15에 기술한 바와 마찬가지로 인쇄회로기판 상에 도전 패턴(430)으로 제2격벽(440)을 형성함으로써 제작될 수 있다.
본 발명의 여러 실시예에 따른 차폐벽(42, 43)은 차폐벽(42)을 투과하거나, 차폐벽(42, 43)에서 반사되는 빔을 감쇠하는 성능이 뛰어난 특징이 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 격벽(410, 430)이 채용된 차폐벽(42, 43)을 사용하는 경우, 안테나 모듈(110)의 배치를 보다 자유롭게 실시할 수 있다.
도 27은 리플렉터 상에 안테나 모듈이 배치되는 두 형태를 나타내는 개념도이다.
도 1을 다시 참조하면, 안테나 모듈(110)의 네 측면을 모두 감싸는 형태로 차폐벽(920)이 배치되는 경우에는, 도 27의 (b)와 같이 안테나 모듈(110)의 각 측면 모서리가 서로 나란하도록 바둑판처럼 배치되어 안테나 장치의 전체 점유 공간을 최소화할 수 있도록 배치될 수 있다. 그러나 본 발명의 일 실시예와 같이 제2방향(D2)으로만 차폐벽(42)이 놓이는 경우에는 X-POL isolation 특성이 문제가 되어, 이를 회피하기 위해 도 2와 같이 배치되는 것이 일반적이다. 즉, 도 27의 (a)와 같이 체스판의 그리드처럼 서로 측면 모서리가 엇갈리도록 배치된다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 안테나 모듈이 두 방향으로 나란히 배치된 경우를 나타내는 개념도이다.
도 29은 전산모사에 의한 도 28의 일 실시예의 X-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 30은 전산모사에 의한 도 28의 일 실시예의 CO-POL isolation 특성을 나타내는 그래프이다.
도 28을 참조하면, 일 실시예의 안테나 모듈(110)은 제1방향(D1)으로의 안테나 모듈(110)의 배치가 제2방향(D2)으로 이웃한 안테나 모듈(110)의 배치와 엇갈리지 않고 제1방향(D1)으로 나란히 이웃하게 배치된다. 도 28의 일 실시예는 도 20의 제5비교실시예에서 안테나 모듈(110)의 배치만 서로 나란히 배치되도록 변경된 경우이다.
도 29 및 도 30의 전산모사 결과에 의하면, CO-POL isolation 특성은 -22.4 dB, X-POL isolation은 -20.8 dB로, 도 20의 CO-POL isolation -20.6 dB, X-POL isolation -17.9 dB에 비해 오히려 차폐 특성이 우수한 것을 확인할 수 있다. 이는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 격벽(410, 430)에 의해 안테나 모듈(110)의 측면 모서리를 향해 방사되는 빔이 차폐벽(42)에서 효과적으로 감쇠 되고, 더불어 이웃한 안테나 모듈들에서 방사되는 빔들이 차폐벽(42)의 위치에서 위상차 등에 의해 효과적으로 상쇄되는 것으로 해석될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단위 격벽(410, 430)을 채용한 차폐벽(42)을 사용함으로써 같은 숫자의 안테나 모듈을 더 좁은 점유 면적을 가지도록 효과적으로 배치할 수 있는 장점이 있다. 또한, 도 23과 같이 안테나 장치의 가장자리(510)에는 제2격벽(440)을 채용함으로써 제1방향(D1)의 크기도 줄일 수 있는 장점이 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION
본 특허출원은, 본 명세서에 그 전체가 참고로서 포함되는, 2018년 01월 12일자로 한국에 출원한 특허출원번호 제10-2018-0004286호에 대해 우선권을 주장한다.

Claims (15)

  1. 베이스 기판;
    제1방향으로 배열된 복수의 안테나 모듈열을 포함하는 안테나 모듈 어레이로서, 상기 안테나 모듈열은 상기 베이스 기판 상에서 상기 제1방향에 수직인 제2방향으로 배열되는 하나 이상의 이중 편파 안테나 모듈을 포함하는 안테나 모듈 어레이; 및
    이웃하는 안테나 모듈열 사이에 배치되는 제1 차폐벽으로서, 상기 제2방향으로 배열되며 서로 이격되는 복수의 단위 격벽에 의해 형성되는 제1차폐벽
    을 포함하는 안테나 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 차폐벽은 도전성 선형 부재로 이루어진 단위 격벽에 의해 형성되는 안테나 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 단위 격벽은,
    일단이 상기 베이스 기판에 안착된 하나 이상의 수직차폐부재, 및
    상기 수직차폐부재에 연결되어 상기 베이스 기판으로부터 제1이격 높이로 이격 배치되는 수평차폐부재를 포함하는 안테나 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 수평차폐부재는 상기 제2방향을 따라 일렬로 배열되는 안테나 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 수평차폐부재는 직선 형상인 안테나 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 수평차폐부재의 길이는,
    상기 안테나 모듈의 감소된 배열 간격에 비례하여 상호 주파수 간섭을 줄일 수 있는 길이를 갖되, 상기 안테나 모듈 어레이의 상기 제1방향 배열 간격보다 작은 길이를 갖는 안테나 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 수평차폐부재의 배열 간격은,
    상기 단위 격벽에 반사된 전파에 의한 상기 안테나 모듈 사이에서의 상호 간섭을 줄이는 배열 간격을 갖되, 상기 수평차폐부재의 상기 제2방향으로의 배열 간격은 상기 수평차폐부재 길이의 정배수 이하의 간격을 갖는 안테나 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 수평차폐부재의 길이는,
    상기 안테나 모듈 어레이의 상기 제1방향 배열 간격의 1/4 이하인 것인 안테나 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 수평차폐부재의 배열 간격은,
    상기 수평차폐부재 길이의 2배 이하인 안테나 장치.
  10. 제 3항에 있어서,
    상기 단위 격벽은 두 개의 수직차폐부재를 포함하고, 두 개의 수직차폐부재의 일단은 상기 베이스 기판에 연결되고, 두 개의 수직차폐부재의 타단은 상기 수평차폐부재의 양단에 각각 연결되는 안테나 장치.
  11. 제 3항에 있어서,
    상기 제1방향의 양 끝단에 배치된 상기 안테나 모듈열의 외측에 각각 배치되는 제2 차폐벽으로서, 상기 제2방향으로 배열되며 서로 이격되는 복수의 단위 격벽에 의해 형성되는 제2차폐벽을 더 포함하되,
    상기 제2 차폐벽의 단위 격벽은, 상기 베이스 기판으로부터 제2이격 높이로 이격 배치되는 수평차폐부재를 포함하고,
    상기 제2이격 높이는 상기 제1이격 높이 보다 낮은 안테나 장치.
  12. 제 3항에 있어서,
    상기 수직차폐부재는,
    상기 단위 격벽이 상기 베이스 기판과 연결되도록 형성된 접속단자부를 타단에 더 포함하는 안테나 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 접속단자부는 상기 베이스 기판을 관통하여 삽입되는 핀 부재를 포함하는 안테나 장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 접속단자부는 상기 베이스 기판과 나란하도록 연장된 리드(lead) 부재를 포함하고, 상기 리드 부재는 상기 베이스 기판 상에 솔더링되도록 형성되는 안테나 장치.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 차폐벽은 상기 베이스 기판 상에 직립된 인쇄회로기판 및 상기 인쇄회로기판 상에 형성된 도전패턴으로 이루어지는 단위 격벽에 의해 형성되는 안테나 장치.
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