WO2019139437A1 - 유전체를 포함하는 안테나 모듈 및 이를 포함하는 기지국 - Google Patents

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WO2019139437A1
WO2019139437A1 PCT/KR2019/000539 KR2019000539W WO2019139437A1 WO 2019139437 A1 WO2019139437 A1 WO 2019139437A1 KR 2019000539 W KR2019000539 W KR 2019000539W WO 2019139437 A1 WO2019139437 A1 WO 2019139437A1
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dielectric
radiator
top surface
disposed
length
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PCT/KR2019/000539
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박정민
이정엽
고승태
김윤건
이영주
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삼성전자 주식회사
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    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
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    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
    • H01Q9/0457—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means electromagnetically coupled to the feed line

Definitions

  • the present invention relates to an antenna module used in a next generation communication technology and a base station including the antenna module.
  • a 5G communication system or a pre-5G communication system is called a system after a 4G network (Beyond 4G network) communication system or after a LTE system (Post LTE).
  • 4G network Beyond 4G network
  • LTE system Post LTE
  • 5G communication systems are being considered for implementation in very high frequency (mmWave) bands (e.g., 60 gigahertz (60GHz) bands).
  • mmWave very high frequency
  • the 5G communication system In order to mitigate the path loss of the radio wave in the very high frequency band and to increase the propagation distance of the radio wave, in the 5G communication system, beamforming, massive MIMO, full-dimension MIMO (FD-MIMO ), Array antennas, analog beam-forming, and large scale antenna technologies are being discussed.
  • the 5G communication system has developed an advanced small cell, an advanced small cell, a cloud radio access network (cloud RAN), an ultra-dense network, (D2D), a wireless backhaul, a moving network, cooperative communication, Coordinated Multi-Points (CoMP), and interference cancellation Have been developed.
  • cloud RAN cloud radio access network
  • D2D ultra-dense network
  • CoMP Coordinated Multi-Points
  • ACM Advanced Coding Modulation
  • FQAM Hybrid FSK and QAM Modulation
  • SWSC Sliding Window Superposition Coding
  • FBMC Filter Bank Multi Carrier
  • SCMA subcarrier code multiple access
  • IoT Internet of Things
  • IoE Internet of Everything
  • M2M machine to machine
  • MTC Machine Type Communication
  • Next-generation communication systems can utilize a very high frequency band (mmWave). Therefore, in order to use the next generation communication system, there is a need for a structure of an antenna module capable of smooth communication in the very high frequency band. Accordingly, the present invention provides an antenna module structure capable of simplifying a fabrication process with high efficiency and gain in a next generation communication system.
  • a second dielectric formed on the upper surface of the first dielectric, the upper surface of the second dielectric being spaced apart from the upper surface of the first dielectric by a predetermined first length; And at least one antenna array disposed on the first dielectric and the second dielectric and including a feeding part for supplying an RF signal to the first radiator, .
  • the power feeder includes a first feeding part extending to an upper end surface of the second dielectric and supplying an RF signal related to a horizontal polarized wave to the first radiator and a second feeding part extending to a top surface of the second dielectric, And an extension line of the first feeding part and the second feeding part on the second dielectric top surface may be perpendicular to each other.
  • the first length may be determined based on a wavelength of a radio wave radiated through the first radiator.
  • the feeder and the first radiator may be spaced apart from each other by a predetermined second length.
  • the second length may be determined based on a frequency of a radio wave radiated through the first radiator.
  • the second dielectric may have a space formed along the outer periphery of the second dielectric.
  • the antenna module further comprises a second radiator disposed on a top surface of the first dielectric and a bottom surface of the second dielectric facing the space, the first radiator and the second radiator being connected via a via, As shown in FIG.
  • the antenna module is disposed on the top surface of the first dielectric and spaced apart from the second dielectric by a predetermined second length, and the top surface of the third dielectric is spaced apart from the top surface of the first dielectric by the first length.
  • a second radiator disposed on a top surface of the third dielectric and a divider for distributing the RF signal, wherein the RF unit distributes RF signals distributed through the divider to the first radiator and the second radiator, respectively, Can supply.
  • the second dielectric may be disposed on a top surface of the first dielectric in a columnar shape having a first length and the first radiator may be disposed on a top surface of the at least one second dielectric.
  • the antenna module further comprises at least one third dielectric disposed on the top surface of the first dielectric, the top surface of the third dielectric being spaced apart from the top surface of the first dielectric by a predetermined third length, 3 < / RTI > dielectric.
  • the third length is shorter than the first length and the difference between the first length and the third length is determined based on a frequency of a radio wave radiated through the first radiator or an area overlapping the first radiator and the power supply unit ≪ / RTI >
  • the antenna module may further include a wireless communication chip or a circuit board disposed on a lower surface of the first dielectric material and supplying an RF signal to the feeder via a via formed in the first dielectric material.
  • the power feeder includes a first feeding part extending to an upper end surface of the second dielectric and supplying an RF signal related to a horizontal polarization to the first radiator and a second feeding part extending to a top surface of the second dielectric, And an extension line of the first feeding part and the second feeding part on the second dielectric top surface may be perpendicular to each other.
  • the second dielectric may have a space formed along the outer periphery of the second dielectric.
  • the base station further includes a second radiator disposed on a lower surface of the second dielectric body facing the upper surface of the first dielectric body and the space between the first radiator and the second radiator, And can be electrically connected to each other through the contact holes.
  • a third dielectric formed on the upper surface of the first dielectric and spaced apart from the second dielectric by a predetermined second length, the upper surface of the third dielectric being spaced apart from the upper surface of the first dielectric by the first length,
  • a second radiator disposed on a top surface of the third dielectric and a divider for distributing the RF signal, wherein the power supply unit supplies the RF signal distributed through the distributor to the first radiator and the second radiator, respectively .
  • the second dielectric may be disposed on a top surface of the first dielectric in a columnar shape having a first length and the first radiator may be disposed on a top surface of the at least one second dielectric.
  • the base station further comprises at least one third dielectric disposed on the top surface of the first dielectric, the top surface of the third dielectric being spaced apart from the top surface of the first dielectric by a predetermined third length, And may extend to the top surface of the dielectric.
  • the base station may further include a wireless communication chip or a circuit board disposed on a lower surface of the first dielectric and supplying an RF signal to the feeder through a via formed in the first dielectric.
  • an antenna module can be constructed by disposing only a radiator or a feeder part in a three-dimensional dielectric structure, thereby simplifying the manufacturing process of the antenna module, It is possible to obtain the effect of reducing the defective rate of the defect.
  • the size of the antenna module can be reduced by improving the performance of the antenna module by utilizing a gap coupled structure that secures a distance between the feeding part and the radiator.
  • FIG. 1 is a side view of an antenna array according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A shows a first embodiment of an antenna array structure including two radiators.
  • FIG. 2B is an enlarged view of a portion A in the antenna array structure disclosed in FIG. 2A.
  • 3A shows a second embodiment of an antenna array structure including two radiators.
  • FIG. 3B is a side view of the antenna array disclosed in FIG. 3A.
  • FIG 4 is a side view of an antenna array when a space is formed in a second dielectric according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 5 is a side view of an antenna array when two radiators are disposed in one second dielectric according to an embodiment of the present invention.
  • 6A is a view showing a first embodiment of an antenna array structure when a space is formed in a second dielectric body.
  • 6B is a view showing a second embodiment of the antenna array structure when a space is formed in the second dielectric.
  • 6C is a view showing a third embodiment of the antenna array structure when a space is formed in the second dielectric.
  • FIG. 7 is a view illustrating an antenna module including 16 antenna arrays according to an embodiment of the present invention.
  • Computer program instructions may also be stored on a computer or other programmable data processing equipment so that a series of operating steps may be performed on a computer or other programmable data processing equipment to create a computer- It is also possible for the instructions to perform the processing equipment to provide steps for executing the functions described in the flowchart block (s).
  • each block may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing the specified logical function (s).
  • the functions mentioned in the blocks may occur out of order. For example, two blocks shown in succession may actually be executed substantially concurrently, or the blocks may sometimes be performed in reverse order according to the corresponding function.
  • " part " used in the present embodiment means a hardware component such as software or an FPGA or an ASIC, and 'part' performs certain roles.
  • 'part' is not meant to be limited to software or hardware.
  • &Quot; to " may be configured to reside on an addressable storage medium and may be configured to play one or more processors.
  • 'parts' may refer to components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, and processes, functions, , Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables.
  • components and components may be further combined with a smaller number of components and components or further components and components.
  • the components and components may be implemented to play back one or more CPUs in a device or a secure multimedia card.
  • 'to' may include one or more processors.
  • FIG. 1 is a side view of an antenna array according to an embodiment of the present invention.
  • the structure of the antenna module disclosed in this specification including FIG. 1 is applicable to a next generation communication system.
  • the antenna module structure disclosed in this specification can be applied to a communication system in which the operating frequency is 6 GHz or less.
  • the antenna module may include at least one antenna array 200, 300.
  • the antenna array 100 shown in FIG. 1 includes a first dielectric 101 having a plate shape, a first dielectric 101 disposed on the upper surface of the first dielectric 101, A first dielectric 120 disposed on the top surface of the second dielectric 110 and a second dielectric 110 formed on the first dielectric 101 and the second dielectric 110, 110 for supplying an RF signal to the first radiator 120.
  • first dielectric 101 and the second dielectric 110 are formed separately from the first dielectric 101 and the second dielectric 110.
  • the first dielectric 101 and the second dielectric 110 may be integrally formed.
  • the first dielectric 101 and the second dielectric 110 may be formed of one dielectric, and the second dielectric 100 may be formed on the upper surface of the first dielectric on which the second dielectric is disposed.
  • a protrusion can be formed so as to correspond to the height.
  • a metal plate 140 may be disposed on the lower surface of the first dielectric layer 101, and the metal plate 140 may be a ground layer.
  • a wireless communication chip 150 or a PCB may be disposed on the lower end surface of the metal plate 140 or the lower end surface of the first dielectric 101. The wireless communication chip 150 or the PCB may transmit an RF signal for operating the first radiator 120 as an antenna.
  • the wireless communication chip 150 may be electrically connected to the power feeder 130 through the first dielectric 101 via a via 160, and the wireless communication chip 150 May supply an RF signal to the first radiator 120 through the power feeder 130.
  • a first length which is a distance between the first radiator 120 and the first dielectric body 101, may be determined based on a wavelength of a radio wave radiated through the first radiator 120.
  • the first length may be proportional to the wavelength of a radio wave radiated through the first radiator 120.
  • the dielectric material can be replaced with a non-metallic material other than a dielectric material.
  • the dielectric structure including the first dielectric 101 and the second dielectric 110 may be manufactured through an injection process.
  • the first radiator 120 and the feeder 130 may be printed on the injected dielectric, pressed separately, or coupled to the injected dielectric.
  • the antenna module structure disclosed in this specification is simpler in manufacturing process than the antenna module structure using a printed circuit board (PCB).
  • PCB printed circuit board
  • cost reduction can be achieved by using the antenna module structure disclosed in this specification Can be expected.
  • FIG. 2A shows a first embodiment of an antenna array structure including two radiators.
  • the antenna array 200 shown in FIG. 2A includes a first dielectric 201 having a plate shape, a first dielectric 201 disposed on the upper surface of the first dielectric 201, A second dielectric 210 formed on the upper surface of the first dielectric 201 so as to be spaced apart from the second dielectric 210 by a predetermined second length, A third dielectric 212 formed to be separated from the upper surface of the first dielectric 201 by the first length, a first radiator 220 disposed on the upper surface of the second dielectric 210, A second radiator 222 disposed on the upper surface of the first radiator 212 and a power feeder 230, 232, 234, 236 for supplying an RF signal to the first radiator 220 and the second radiator 222, And a splitter 240, 242 for distributing an RF signal toward the first radiator 220 and the second radiator 222.
  • the feeder 230 includes feeders 230 and 232 facing the first radiator 220 through distributors 240 and 242 disposed on the upper surface of the first dielectric 201, And the feeders 234 and 236 facing the radiator 222.
  • the feeders 230 and 232 facing the first radiator 220 include a first feeder 230 for supplying an RF signal related to horizontal polarization to the first radiator 220, 1 radiator 220 and a second feeder 232 for supplying an RF signal associated with vertical polarization to the radiator 220.
  • the first feeding part 230 and the second feeding part 232 may be formed on the upper surface of the first dielectric body 201 through the side surface of the second dielectric body 210, 210, respectively.
  • the extension of the first feeder 230 and the extension of the second feeder 232 may be perpendicular to each other on the upper surface of the second dielectric 210.
  • the extension of the first feeder 230 and the extension of the second feeder 232 are perpendicular to each other so that the gain of the horizontal and vertical polarizations radiated through the first radiator 220 can be improved .
  • the present invention discloses that the first feeder 230 supplies the RF signal related to the horizontal polarization and the second feeder 232 can supply the RF signal related to the vertical polarization, but this may be reversed. That is, the first feeder 230 may supply the RF signal related to the vertical polarization and the second feeder 232 may supply the RF signal related to the horizontal polarization.
  • a third dielectric 212 disposed with a second length apart from the second dielectric 210, a second radiator 222 disposed on the third dielectric 212, and power feeders 234, 236 may be the same or similar to the antenna array structure using the second dielectric 210 described above.
  • the positions of the feeding parts disposed in the second dielectric 210 and the third dielectric 212 may be different.
  • the first feed part 230 is disposed at the right vertex of the lower surface of the square in the second dielectric 210 having the square top shape
  • the third feeding part 234 of the third dielectric 212 having the same shape as the upper end of the square is formed in the same plane as the second dielectric 210
  • the fourth power feeder 236 may be disposed at the left vertex of the bottom of the square.
  • first feeding part 230 and the third feeding part 234 may be arranged to correspond to the same positions of the second dielectric 210 and the third dielectric 212,
  • the fourth feeding portions 236 may be disposed at different positions.
  • the extension lines of the first feeder 230 and the second feeder 232 are perpendicular to each other on the upper surface of the second dielectric 210, and the third feeder 234 and the fourth feeder 236 may be perpendicular to each other at the top surface of the third dielectric 212.
  • the second feeder 232 and the fourth feeder 236 may be disposed at different positions in a dielectric having the same shape.
  • the second feeder 232 And the distance from the distributor 240 to the fourth feeding part 236 may be different from each other. That is, the phase difference of the RF signal applied through the second feeder 232 and the fourth feeder 236 can be compensated for by the distance difference.
  • FIG. 2A only the case where the shape of the upper surface of the second dielectric and the third dielectric has a square shape is shown. However, the shape of the second dielectric and the third dielectric should not be limited thereto, .
  • FIG. 2B is an enlarged view of a portion A in the antenna array structure disclosed in FIG. 2A.
  • the first feeder 230 and the second feeder 232 may be spaced apart from the first radiator 220 by a predetermined second length (a length)
  • the third feeder 234 and the fourth feeder 236 may be spaced apart from the second radiator 222 by the second length a.
  • each feeder and radiator may have a gap-coupled structure.
  • each of the feeding parts and the radiating elements are made of a metallic material, and each of the feeding parts and the radiating elements are spaced apart from each other by a second length, and a dielectric is disposed in a space between each of the feeding parts and the radiating element do. Therefore, the capacitor or the inductor is disposed between the feeding part and the radiator through the above-described structure, and the bandwidth of the radio wave radiated through the radiator can be improved.
  • the second length a may be determined based on the frequency of the radio wave radiated through the radiator.
  • 3A shows a second embodiment of an antenna array structure including two radiators.
  • the first radiator 312 may be disposed on the upper surface of the five second dielectric bodies 310, 311, 312, 313 and 314 and the other five second dielectric bodies 315, 316, 317, 318, and 319 may be disposed on the upper surface of the second radiator 322.
  • a third dielectric 350, 351 may be disposed on the top surface of the first dielectric 301 and the top surface of the third dielectric 350, 351 may be disposed on the top surface of the first dielectric 301 ) From the top surface of the base plate.
  • the feeding parts 330 and 332 may extend to the upper end surfaces of the third dielectric bodies 350 and 351. That is, the first feeder 330 may extend on the upper surface of the third dielectric 350 and the second feeder 332 may extend on the upper surface of the third dielectric 351 have. In this case, as described above, the extension line of the first power feeder 330 and the extension line of the second feeder 332 may be perpendicular to each other.
  • the third length may be shorter than the first length. That is, the heights of the third dielectrics 350, 351, 352 and 353 may be shorter than the heights of the second dielectrics 310, 311, 312, 313, 314, 315, 316, 317, 318 and 319. A detailed description thereof will be described later with reference to FIG. 3B.
  • the antenna array structure including the second dielectric 315, 316, 317, 318, 319, the third dielectric 352, 353 and the feeders 334, 336 corresponding to the second radiator 322, May be the same or similar to the antenna array structure corresponding to the first radiator 320.
  • the first dielectric 301 and the distributors 340 and 342 may be the same or similar to the antenna array structure described in FIG. 2A.
  • FIG. 3B is a side view of the antenna array disclosed in FIG. 3A.
  • the third length which is the height of the third dielectric 352, 353, may be shorter than the first length, which is the height of the second dielectric 319.
  • a radiator 322 may be disposed on the upper surface of the second dielectric 319 and power feeders 334 and 336 may be disposed on the upper surfaces of the third dielectric 352 and 353.
  • each of the power feeding units may include a first feeding part 334 for forming a horizontal polarized wave and a second feeding part 336 for forming a vertical polarized wave as described above,
  • the third dielectric 352 on which the first feeder 334 is disposed and the third dielectric 353 on which the second feeder 336 is disposed may be perpendicular to each other. (That is, the longitudinal center lines of the third dielectric 352 and the third dielectric 353 may be perpendicular to each other.)
  • the third length of the third dielectric 352 and the third dielectric 353 on which the feeders 334 and 336 are disposed is shorter than the first length of the second dielectric 319 on which the radiator 322 is disposed, A difference in length may occur between the power supply unit 322 and the power feeders 334 and 336. For example, if the height of the second dielectric 319 is 3 mm and the height of the third dielectric 352 and 353 is 2 mm, there may be a length difference of 1 mm between the radiator 322 and the feeders 334 and 336 have.
  • the structure between the radiator 322 and the feeders 334 and 336 is a gap- .
  • a gap-coupled structure can be created in the antenna array, thereby improving the bandwidth of the frequency radiated through the radiator 322.
  • the difference between the first length and the third length may be determined by a frequency of a radio wave to be radiated through the radiator 322 or an area where the radiator 322 and the feed parts 334 and 336 overlap .
  • FIG 4 is a side view of an antenna array when a space is formed in a second dielectric according to an embodiment of the present invention.
  • a space 440 may be formed in the second dielectric 410 of the antenna array 400 along the outer periphery of the second dielectric 410.
  • the space 440 may be surrounded by the upper surfaces of the second dielectric 410 and the first dielectric 401 to form a closed space.
  • a radiator 420 may be included on the upper surface of the second dielectric body 410, and a power feeder 430 may be mounted on the radiator 420 along the side surface of the second dielectric body 410, Signal to the < / RTI >
  • the electric field distribution can be concentrated on the side surface of the second dielectric 410.
  • the electric field density of the side surface of the second dielectric body 410 may be higher than the electric field density of the internal space 440 of the second dielectric body 410.
  • the isolation of the vertical polarization and the horizontal polarization radiated through the radiator 420 can be improved, thereby improving the performance of the antenna array 400.
  • the space 440 formed in the second dielectric body is surrounded by the upper surface of the second dielectric body 410 and the upper surface of the first dielectric body 401 to form a closed space, Should not be limited to this.
  • the space 440 may also be formed as an open space, and a detailed description thereof will be described later with reference to FIGS. 6A to 6C.
  • FIG 5 is a side view of an antenna array when two radiators are disposed in one second dielectric according to an embodiment of the present invention.
  • the structure of the first dielectric 501, the second dielectric 510 and the feeding part 530 in the antenna array 500 shown in FIG. 5 may be the same as or similar to the antenna array structure disclosed in FIG. 4A. That is, a space 540 may be formed in the second dielectric 510 along the outer periphery of the second dielectric 510.
  • the antenna array 500 may include a first radiator 520 disposed on the upper surface of the second dielectric body and a second radiator 522 disposed on the lower surface of the second dielectric body, The radiator 520 and the second radiator 522 may be electrically connected to each other via vias. According to one embodiment, the antenna array 500 can enhance the gain value of the antenna array 500 by radiating radio waves through the two radiators 520 and 522.
  • FIG 5 shows only the case where the feeder 530 integrally supplies the RF signal to the first radiator 520 disposed on the upper surface of the second dielectric 510. However, It should not be limited.
  • the feeder 530 may directly supply an RF signal to the second radiator 522 disposed on the lower surface of the second dielectric 510,
  • the first radiator 520 may indirectly receive the RF signal.
  • 6A is a view showing a first embodiment of an antenna array structure when a space is formed in a second dielectric body.
  • FIG. 6A illustrates a case where a closed space 630 is formed in the second dielectric 610.
  • a second dielectric 610 formed to surround the space 630 may be disposed on the top surface of the first dielectric 600.
  • the second dielectric 610 has a square column shape with a space 630 formed therein.
  • the scope of the present invention should not be limited thereto.
  • the first feeder 621 and the second feeder 622 may be disposed on one side of the second dielectric 610, respectively.
  • the extension lines of the first power feeder 621 and the second feeder 622 may be perpendicular to each other on the upper surface of the second dielectric 610, as described above.
  • 6B is a view showing a second embodiment of the antenna array structure when a space is formed in the second dielectric.
  • FIG. 6B illustrates a case where an open space 630 is formed in the second dielectric layers 611, 612, 613, and 614.
  • 6B shows a structure of the antenna array 600 in which the second dielectric bodies 611, 612, 613, and 614 having four rectangular parallelepiped shapes surround the space 630.
  • the second dielectric 611, 612, 613, and 614 may be spaced apart from each other by a specific distance, and thus the second dielectric 611, 612, 613, and 614 may surround the second dielectric 611, (630) may be formed as an open space.
  • the first feeding portion 621 may be disposed on the second dielectric member 614, and the second feeding portion 622 may be disposed on the second dielectric member 613.
  • the extended line of the second dielectric 612 on which the first feeder 621 is disposed and the extension line of the second dielectric 613 on which the second feeder 622 is disposed may be perpendicular to each other.
  • 6C is a view showing a third embodiment of the antenna array structure when a space is formed in the second dielectric.
  • FIG. 6C illustrates a case where an open space 630 is formed in the second dielectric layers 611, 612, 613, and 614.
  • 6C shows a structure of the antenna array 600 in which four triangular-pillar-shaped second dielectric materials 611, 612, 613 and 614 surround the space 630.
  • the second dielectric 611, 612, 613, and 614 may be spaced apart from each other by a specific distance, and thus the second dielectric 611, 612, 613, and 614 may surround the second dielectric 611, (630) may be formed as an open space.
  • the first feeding portion 621 may be disposed on the second dielectric member 614, and the second feeding portion 622 may be disposed on the second dielectric member 613.
  • the extended line of the second dielectric 612 on which the first feeder 621 is disposed and the extension line of the second dielectric 613 on which the second feeder 622 is disposed may be perpendicular to each other.
  • FIG. 7 is a view illustrating an antenna module including 16 antenna arrays according to an embodiment of the present invention.
  • one antenna module 700 may include a plurality of antenna arrays, and FIG. 7 illustrates an example in which sixteen antenna arrays (a 4 * 4 array of antenna arrays) As shown in Fig.
  • each antenna array is spaced apart from the first radiator 720 by a second length, the first radiator 720 being spaced apart from the first dielectric 711 by a first length, And a second radiator 722 spaced apart from the dielectric 711 by the first length.
  • the first radiator 720 may be supplied with RF signals through the first feeder 730 and the second feeder 732 and the second radiator 722 may receive RF signals through the third feeder 730.
  • the RF signal can be supplied through the front portion 734 and the fourth feeding portion 736.
  • the first feeder 730 and the third feeder 734 are connected to a wireless communication chip (not shown) through a first distributor 740 disposed on the upper surface of the first dielectric 711, And the second feeder 732 and the fourth feeder 736 can receive the RF signal supplied from the wireless communication chip through the second distributor 742 .
  • the RF signal supplied to the radiator through the first feeder and the third feeder may be an RF signal related to the horizontal polarization
  • the RF signal supplied to the radiator through the second feeder and the fourth feeder may be vertically polarized / RTI > (Or vice versa), that is, the RF signal supplied to the radiator through the first feeder and the third feeder is an RF signal related to the vertically polarized wave, and is supplied to the radiator through the second feeder and the fourth feeder
  • the RF signal may be an RF signal associated with the horizontal polarization.
  • a partition 750 may be disposed between each antenna array to maintain isolation between the respective antenna arrays.
  • the barrier 750 may include a metal material and improve the isolation of the same polarization (horizontal polarization or vertical polarization) between the respective antenna array structures through the barrier 750.
  • the structure of the antenna module 700 according to the present invention may be arranged in a base station used in a next generation mobile communication system, and the base station transmits an ultiple user multiple input multiple (MU-MIMO) output, and massive-MIMO.
  • MU-MIMO ultiple user multiple input multiple

Landscapes

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Abstract

본 발명은 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 발명은 플레이트 형상을 가지는 제1 유전체, 상기 제1 유전체의 상단면에 배치되어, 상단면이 상기 제1 유전체의 상단면과 기설정된 제1 길이만큼 이격되도록 형성된 제2 유전체, 상기 제2 유전체의 상단면에 배치되는 제1 방사체 및 상기 제1 유전체 및 상기 제2 유전체에 배치되어 상기 제1 방사체에 RF 신호를 공급하는 급전부를 포함하는 적어도 하나의 안테나 어레이를 포함하는 안테나 모듈을 제공한다.

Description

유전체를 포함하는 안테나 모듈 및 이를 포함하는 기지국
본 발명은 차세대 통신 기술에서 이용되는 안테나 모듈 및 이를 포함하는 기지국에 관한 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
차세대 통신 시스템은 초고주파 대역(mmWave)을 이용할 수 있다. 따라서 차세대 통신 시스템을 이용하기 위해서는 상기 초고주파 대역에서도 원활하게 통신이 가능한 안테나 모듈 구조가 요구된다. 따라서 본 발명에서는 차세대 통신 시스템에서 높은 효율, 이득을 가지면서 제작 공정을 단순화할 수 있는 안테나 모듈 구조를 제공한다.
본 발명은 플레이트 형상을 가지는 제1 유전체, 상기 제1 유전체의 상단면에 배치되어, 상단면이 상기 제1 유전체의 상단면과 기설정된 제1 길이만큼 이격되도록 형성된 제2 유전체, 상기 제2 유전체의 상단면에 배치되는 제1 방사체 및 상기 제1 유전체 및 상기 제2 유전체에 배치되어 상기 제1 방사체에 RF 신호를 공급하는 급전부를 포함하는 적어도 하나의 안테나 어레이를 포함하는 안테나 모듈을 제공한다.
상기 급전부는 상기 제2 유전체의 상단면까지 연장되어 상기 제1 방사체로 수평편파와 관련된 RF 신호를 공급하는 제1 급전부 및 상기 제2 유전체의 상단면까지 연장되어 상기 제1 방사체로 수직편파와 관련된 RF 신호를 공급하는 제2 급전부를 포함하며 상기 제2 유전체 상단면에서 상기 제1 급전부와 상기 제2 급전부의 연장선은 서로 수직일 수 있다.
상기 제1 길이는 상기 제1 방사체를 통해 방사되는 전파의 파장에 기반하여 결정될 수 있다.
상기 급전부와 상기 제1 방사체는 기설정된 제2 길이만큼 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제2 길이는 상기 제1 방사체를 통해 방사되는 전파의 주파수에 기반하여 결정될 수 있다.
상기 제2 유전체는 상기 제2 유전체의 외곽을 따라 내부에 공간이 형성될 수 있다.
상기 안테나 모듈은 상기 제1 유전체의 상단면과 상기 공간을 통해 마주하는 상기 제2 유전체의 하단면에 배치되는 제2 방사체를 더 포함하며, 상기 제1 방사체와 상기 제2 방사체는 비아(via)를 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 안테나 모듈은 상기 제1 유전체의 상단면에 상기 제2 유전체와 기설정된 제2 길이만큼 이격되도록 배치되고, 상단면이 상기 제1 유전체의 상단면과 상기 제1 길이만큼 이격되도록 형성된 제3 유전체, 상기 제3 유전체의 상단면에 배치되는 제2 방사체 및 상기 RF 신호를 분배하는 분배기를 더 포함하며, 상기 급전부는 상기 분배기를 통해 분배되는 RF 신호를 상기 제1 방사체와 상기 제2 방사체에 각각 공급할 수 있다.
상기 제2 유전체는 높이가 상기 제1 길이인 기둥형상으로 상기 제1 유전체의 상단면에 적어도 하나 배치되며, 상기 제1 방사체는 상기 적어도 하나의 제2 유전체의 상단면에 배치될 수 있다.
상기 안테나 모듈은 상기 제1 유전체의 상단면에, 상단면이 상기 제1 유전체의 상단면과 기설정된 제3 길이만큼 이격되도록 배치되는 적어도 하나의 제3 유전체를 더 포함하며, 상기 급전부는 상기 제3 유전체의 상단면까지 연장되어 배치될 수 있다.
상기 제3 길이는 상기 제1 길이보다 짧으며, 상기 제1 길이와 상기 제3 길이의 차이는 상기 제1 방사체를 통해 방사되는 전파의 주파수 또는 상기 제1 방사체와 상기 급전부가 중첩되는 면적에 기반하여 결정될 수 있다.
상기 안테나 모듈은 상기 제1 유전체의 하단면에 배치되어 상기 제1 유전체에 형성된 비아(via)를 통해 상기 급전부로 RF신호를 공급하는 무선통신칩 또는 회로기판을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 플레이트 형상을 가지는 제1 유전체, 상기 제1 유전체의 상단면에 배치되어, 상단면이 상기 제1 유전체의 상단면과 기설정된 제1 길이만큼 이격되도록 형성된 제2 유전체, 상기 제2 유전체의 상단면에 배치되는 제1 방사체 및 상기 제1 유전체 및 상기 제2 유전체에 배치되어 상기 제1 방사체에 RF 신호를 공급하는 급전부를 포함하는 적어도 하나의 안테나 어레이를 포함하는 기지국을 제공한다.
상기 급전부는, 상기 제2 유전체의 상단면까지 연장되어 상기 제1 방사체로 수평편파와 관련된 RF 신호를 공급하는 제1 급전부 및 상기 제2 유전체의 상단면까지 연장되어 상기 제1 방사체로 수직편파와 관련된 RF 신호를 공급하는 제2 급전부를 포함하며, 상기 제2 유전체 상단면에서 상기 제1 급전부와 상기 제2 급전부의 연장선은 서로 수직일 수 있다.
상기 제2 유전체는 상기 제2 유전체의 외곽을 따라 내부에 공간이 형성될 수 있다.
상기 기지국은 상기 제1 유전체의 상단면과 상기 공간을 통해 마주하는 상기 제2 유전체의 하단면에 배치되는 제2 방사체를 더 포함하며, 상기 제1 방사체와 상기 제2 방사체는 비아(via)를 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 기지국은 상기 제1 유전체의 상단면에 상기 제2 유전체와 기설정된 제2 길이만큼 이격되도록 배치되고, 상단면이 상기 제1 유전체의 상단면과 상기 제1 길이만큼 이격되도록 형성된 제3 유전체, 상기 제3 유전체의 상단면에 배치되는 제2 방사체 및 상기 RF 신호를 분배하는 분배기를 더 포함하며, 상기 급전부는 상기 분배기를 통해 분배되는 RF 신호를 상기 제1 방사체와 상기 제2 방사체에 각각 공급할 수 있다.
상기 제2 유전체는 높이가 상기 제1 길이인 기둥형상으로 상기 제1 유전체의 상단면에 적어도 하나 배치되며, 상기 제1 방사체는 상기 적어도 하나의 제2 유전체의 상단면에 배치될 수 있다.
상기 기지국은 상기 제1 유전체의 상단면에, 상단면이 상기 제1 유전체의 상단면과 기설정된 제3 길이만큼 이격되도록 배치되는 적어도 하나의 제3 유전체를 더 포함하며, 상기 급전부는 상기 제3 유전체의 상단면까지 연장되어 배치될 수 있다.
상기 기지국은 상기 제1 유전체의 하단면에 배치되어 상기 제1 유전체에 형성된 비아(via)를 통해 상기 급전부로 RF신호를 공급하는 무선통신칩 또는 회로기판을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 입체형의 유전체 구조에 방사체 또는 급전부만을 배치하여 안테나 모듈을 구성할 수 있어, 안테나 모듈의 제조 공정이 간단해지며, 이를 통해 원가 절감, 제조 공정 효율 상승 및 안테나 모듈의 불량률 감소의 효과를 얻을 수 있다.
뿐만 아니라, 급전부와 방사체간 이격거리를 확보하는 갭 커플드(gap coupled) 구조 등을 활용하여 안테나 모듈을 성능을 향상시킴으로써 안테나 모듈의 크기를 축소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 어레이의 측면도를 나타낸 도면이다.
도 2a는 두 개의 방사체를 포함하는 안테나 어레이 구조의 제1 실시예를 나타낸 도면이다.
도 2b는 도 2a에서 개시하고 있는 안테나 어레이 구조에서의 A부분을 확대한 도면이다.
도 3a는 두 개의 방사체를 포함하는 안테나 어레이 구조의 제2 실시예를 나타낸 도면이다.
도 3b는 도 3a에서 개시하고 있는 안테나 어레이의 측면도를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제2 유전체 내부에 공간이 형성되는 경우 안테나 어레이의 측면도를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 두 개의 방사체가 하나의 제2 유전체에 배치되는 경우 안테나 어레이의 측면도를 나타낸 도면이다.
도 6a는 제2 유전체 내부에 공간이 형성되는 경우 안테나 어레이 구조의 제1 실시예를 나타낸 도면이다.
도 6b는 제2 유전체 내부에 공간이 형성되는 경우 안테나 어레이 구조의 제2 실시예를 나타낸 도면이다.
도 6c는 제2 유전체 내부에 공간이 형성되는 경우 안테나 어레이 구조의 제3 실시예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 16개의 안테나 어레이를 포함하는 안테나 모듈을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 실시 예에서 '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 어레이의 측면도를 나타낸 도면이다.
도 1을 포함하여 본 명세서에서 개시하고 있는 안테나 모듈 구조에는 차세대 통신 시스템에도 적용이 가능한 구조이다. 특히, 본 명세서에서 개시하고 있는 안테나 모듈 구조는 동작 주파수가 6GHz 이하인 통신 시스템에 적용될 수 있다.
일실시예에 따르면, 안테나 모듈은 적어도 하나의 안테나 어레이(200, 300)를 포함할 수 있다. 예를 들어 하나의 안테나 모듈은 4*4 안테나 어레이 구조를 가질 수 있다. 즉, 하나의 안테나 모듈이 16개(4*4=16)의 안테나 어레이(200, 300)를 포함할 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 설명은 도 7을 통해 후술한다.
도 1에서 개시하고 있는 안테나 어레이(100)는 플레이트 형상을 가지는 제1 유전체(101), 상기 제1 유전체(101)의 상단면에 배치되어, 상단면이 상기 제1 유전체(101)의 상단면과 기설정된 제1 길이만큼 이격되도록 형성된 제2 유전체(110), 상기 제2 유전체(110)의 상단면에 배치되는 제1 방사체(120) 및 상기 제1 유전체(101) 및 상기 제2 유전체(110)에 배치되어 상기 제1 방사체(120)에 RF 신호를 공급하는 급전부(130)를 포함할 수 있다.
도 1에서는 상기 제1 유전체(101)와 상기 제2 유전체(110)과 별물로 형성된 경우를 가정하였으나, 상기 제1 유전체(101)와 상기 제2 유전체(110)는 일물로 형성될 수 있다. 일실시예에 따르면 제1 유전체(101)와 제2 유전체(110)는 하나의 유전체로 형성될 수 있으며, 상기 제2 유전체가 배치되는 제1 유전체의 상단면에 상기 제2 유전체(100)의 높이와 대응되도록 돌출부가 형성될 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 제1 유전체(101)의 하단면에는 금속 플레이트(140)가 배치될 수 있으며, 상기 금속 플레이트(140)는 그라운드층이 될 수 있다. 일실시예에 따르면, 상기 금속 플레이트(140)의 하단면 또는 상기 제1 유전체(101)의 하단면에는 무선통신칩(150) 또는 PCB (Printed Circuit Board)가 배치될 수 있다. 상기 무선통신칩(150) 또는 PCB는 상기 제1 방사체(120)를 안테나로써 동작시키기 위한 RF 신호를 전송할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 무선통신칩(150)은 비아(via, 160)를 통해 상기 제1유전체(101)를 관통하여 급전부(130)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 무선통신칩(150)은 상기 급전부(130)를 통해 제1 방사체(120)에 RF 신호를 공급할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 제1 방사체(120)와 상기 제1 유전체(101)간의 이격거리인 제1 길이는 상기 제1 방사체(120)를 통해 방사되는 전파의 파장에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 길이는 상기 제1 방사체(120)를 통해 방사되는 전파의 파장에 비례할 수 있다.
한편, 본 명세서에서는 유전체를 이용해 안테나 모듈을 구성하는 방법만을 개시하고 있으나, 유전체를 제외한 비금속성 물질로 상기 유전체를 대체할 수 있다. 일실시예에 따르면 상기 제1 유전체(101) 및 상기 제2 유전체(110)를 포함하는 유전체 구조는 사출 공정을 통해 제작할 수 있다. 일실시예에 따르면, 상기 제1 방사체(120)와 상기 급전부(130)는 상기 사출된 유전체에 프린트되어 형성되거나, 별도로 프레스 가공되어, 상기 사출된 유전체에 결합될 수 있다.
따라서, 본 명세서에서 개시하고 있는 안테나 모듈 구조는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)을 이용한 안테나 모듈 구조보다 제작 공정이 더욱 간명하다. 뿐만 아니라, 안테나 모듈을 구성하는 구성품의 개수가 인쇄회로기판을 이용한 안테나 모듈 구조보다 감소되므로(예를 들어, PCB가 제거될 수 있다.) 본 명세서에서 개시하고 있는 안테나 모듈 구조를 이용하는 경우 원가 절감의 효과를 기대할 수 있다.
도 2a는 두 개의 방사체를 포함하는 안테나 어레이 구조의 제1 실시예를 나타낸 도면이다.
도 2a에서 도시하고 있는 안테나 어레이(200)는 플레이트 형상을 가지는 제1 유전체(201), 상기 제1 유전체(201)의 상단면에 배치되어, 상단면이 상기 제1 유전체(201)의 상단면과 기설정된 제1 길이만큼 이격되도록 형성된 제2 유전체(210), 상기 제1 유전체(201)의 상단면에 상기 제2 유전체(210)와 기설정된 제2 길이만큼 이격되도록 배치되고, 상단면이 상기 제1 유전체(201)의 상단면과 상기 제1 길이만큼 이격되도록 형성된 제3 유전체(212), 상기 제2 유전체(210)의 상단면에 배치되는 제1 방사체(220), 상기 제3 유전체(212)의 상단면에 배치되는 제2 방사체(222), 상기 제1 방사체(220)와 상기 제2 방사체(222)에 RF 신호를 공급하는 급전부(230, 232, 234, 236), 상기 RF 신호를 상기 제1 방사체(220)와 상기 제2 방사체(222)를 향해 분배하는 분배기(240, 242)를 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 급전부(230)는 제1 유전체(201)의 상단면에 배치되는 분배기(240, 242)를 통해 제1 방사체(220)를 향하는 급전부(230, 232)와 제2 방사체(222)를 향하는 급전부(234, 236)로 구분할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 제1 방사체(220)를 향하는 급전부(230, 232)는 상기 제1 방사체(220)로 수평편파와 관련된 RF 신호를 공급하는 제1 급전부(230)와 상기 제1 방사체(220)로 수직편파와 관련된 RF 신호를 공급하는 제2 급전부(232)를 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 제1 급전부(230)와 상기 제2 급전부(232)는 상기 제1 유전체(201)의 상단면에서 제2 유전체(210)의 측면을 거쳐 상기 제2 유전체(210)의 상단면까지 연장되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 급전부(230)의 연장선과 상기 제2 급전부(232)의 연장선은 상기 제2 유전체(210) 상단면에서 서로 수직일 수 있다.
상기 제1 급전부(230)의 연장선과 상기 제2 급전부(232)의 연장선이 서로 수직을 이루게 함으로써 제1 방사체(220)를 통해 방사되는 수평편파와 수직편파의 게인값을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명에서는 제1 급전부(230)가 수평편파와 관련된 RF 신호를 공급하고 제2 급전부(232)가 수직편파와 관련된 RF 신호를 공급할 수 있다고 개시하고 있으나 이는 반대일 수 있다. 즉, 제1 급전부(230)가 수직편파와 관련된 RF 신호를 공급하고 제2 급전부(232)가 수평편파와 관련된 RF 신호를 공급할 수 있다.
일실시예에 따르면, 제2 유전체(210)와 제2 길이만큼 이격되어 배치되는 제3 유전체(212)와 상기 제3 유전체(212)에 배치되는 제2 방사체(222) 및 급전부(234, 236)도 앞서 언급한 제2 유전체(210)를 이용한 안테나 어레이 구조와 동일 또는 유사할 수 있다.
다만, 제2 유전체(210)와 제3 유전체(212)에 배치되는 급전부의 위치가 상이할 수 있다. 도 2에서 개시하고 있는 안테나 모듈 구조의 예를 들어, 상단면이 정사각형의 형상을 가지는 제2 유전체(210)에서 제1 급전부(230)가 정사각형 하단면 오른쪽 꼭지점에 배치되고, 제2 급전부(232)가 정사각형 상단면 오른쪽 꼭지점에 배치된다면, 동일하게 상단면이 정사각형의 형상을 가지는 제3 유전체(212)에서 제3 급전부(234)는 제2 유전체(210)와 동일하게 정사각형 하단면 오른쪽 꼭지점에 배치되나, 제4 급전부(236)는 정사각형 하단의 왼쪽 꼭지점에 배치될 수 있다.
즉, 제1 급전부(230)와 제3 급전부(234)는 제2 유전체(210)와 제3 유전체(212)의 동일한 위치에 대응되도록 배치될 수 있으나, 제2 급전부(232)와 제4 급전부(236)는 서로 다른 위치에 배치될 수 있다. 다만, 이 경우에도 제1 급전부(230)와 제2 급전부(232)의 연장선은 제2 유전체(210)의 상단면에서 서로 수직이며, 제3 급전부(234)와 제4 급전부(236)는 제3 유전체(212)의 상단면에서 서로 수직일 수 있다.
상기 제2 급전부(232)와 상기 제4 급전부(236)는 서로 동일한 형상을 가지는 유전체에서 다른 위치에 배치될 수 있으므로, 일실시예에 따르면 상기 분배기(240)에서 제2 급전부(232)까지의 거리와 상기 분배기(240)에서 제4 급전부(236)까지의 거리는 서로 다를 수 있다. 즉, 상기 거리차이를 통해 제2 급전부(232)와 제4 급전부(236)를 통해 인가되는 RF 신호의 위상 차이를 보상할 수 있다.
한편, 도 2a에서는 상기 제2 유전체 및 상기 제3 유전체 상단면의 형상이 정사각형 형상을 가지는 경우만을 도시하였으나, 제2 유전체 및 제3 유전체의 형상이 이에 국한되어서는 안 될 것이며, 다양한 형상을 가질 수 있다.
도 2b는 도 2a에서 개시하고 있는 안테나 어레이 구조에서의 A부분을 확대한 도면이다.
일실시예에 따르면, 상기 제1 급전부(230)와 상기 제2 급전부(232)는 상기 제1 방사체(220)와 기설정된 제2 길이(a 길이)만큼 이격되어 배치될 수 있으며, 상기 제3 급전부(234)와 상기 제4 급전부(236)는 상기 제2 방사체(222)와 상기 제2 길이(a)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
즉, 각각의 급전부와 방사체는 갭-커플드(gap coupled) 구조를 가질 수 있다. 상기 각각의 급전부와 방사체는 모두 금속성 물질로 구성이 되며, 상기 각각의 급전부와 상기 방사체는 서로 제2 길이만큼 이격되어 배치되고, 상기 각각의 급전부와 상기 방사체 사이의 공간에는 유전체가 배치된다. 따라서 상기와 같은 구조를 통해 급전부와 방사체 사이에 커패시터 또는 인덕터가 배치되는 효과를 얻을 수 있으며, 이를 통해 방사체를 통해 방사되는 전파의 대역폭을 향상시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 상기 제2 길이(a)는 상기 방사체를 통해 방사되는 전파의 주파수에 기반하여 결정될 수 있다.
도 3a는 두 개의 방사체를 포함하는 안테나 어레이 구조의 제2 실시예를 나타낸 도면이다.
일실시예에 따르면, 상기 제1 유전체(301)의 상단면에는 높이가 제1 길이인 기둥형상의 제2 유전체(310, 311, 312, 313, 314, 315, 316, 317, 318, 319)가 복수개 배치될 수 있다.
일실시예에 따르면 다섯 개의 제2 유전체(310, 311, 312, 313, 314)의 상단면에 제1 방사체(312)가 배치될 수 있으며, 다른 다섯 개의 제2 유전체(315, 316, 317, 318, 319)의 상단면에 제2 방사체(322)가 배치될 수 있다.
일실시예에 따르면, 제3 유전체(350, 351)는 상기 제1 유전체(301)의 상단면에 배치될 수 있으며, 상기 제3 유전체(350, 351)의 상단면은 상기 제1 유전체(301)의 상단면으로부터 제3 길이만큼 이격될 수 있다.
일실시예에 따르면, 급전부(330, 332)는 상기 제3 유전체(350, 351)의 상단면까지 연장되어 배치될 수 있다. 즉, 제1 급전부(330)는 제3 유전체(350)의 상단면에 연장되어 배치될 수 있으며, 제2 급전부(332)는 제3 유전체(351)의 상단면에 연장되어 배치될 수 있다. 이 경우, 앞서 개시한 바와 같이 상기 제1 급전부(330)의 연장선과 상기 제2 급전부(332)의 연장선은 서로 수직일 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 제3 길이는 상기 제1 길이보다 짧을 수 있다. 즉, 제3 유전체(350, 351, 352, 353)의 높이는 제2 유전체(310, 311, 312, 313, 314, 315, 316, 317, 318, 319)의 높이보다 짧을 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 3b에 대한 설명으로 후술한다.
제2 방사체(322)에 대응되는 안테나 어레이 구조(제2 유전체(315, 316, 317, 318, 319), 제3 유전체(352, 353) 및 급전부(334, 336)를 포함하는 안테나 어레이)는 제1 방사체(320)에 대응되는 안테나 어레이 구조와 동일 또는 유사할 수 있다. 또한, 도 3a에서 도시하고 있는 안테나 어레이(300) 구조에서 제1 유전체(301) 및 분배기(340, 342)는 도 2a에서 설명한 안테나 어레이 구조와 동일 또는 유사할 수 있다.
도 3b는 도 3a에서 개시하고 있는 안테나 어레이의 측면도를 나타낸 도면이다.
일실시예에 따르면, 제3 유전체(352, 353)의 높이인 제3 길이는 제2 유전체(319)의 높이인 제1 길이보다 짧을 수 있다. 제2 유전체(319)의 상단면에는 방사체(322)가 배치될 수 있으며, 각각의 제3 유전체(352, 353) 상단면에는 급전부(334, 336)가 배치될 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 각각의 급전부는 앞서 개시한 바와 같이 수평 편파를 형성하기 위한 제1 급전부(334)와 수직 편파를 형성하기 위한 제2 급전부(336)를 포함할 수 있으며, 상기 제1 급전부(334)가 배치되는 제3 유전체(352)와 상기 제2 급전부(336)가 배치되는 제3 유전체(353)는 서로 수직 관계에 있을 수 있다. (즉, 352 제3 유전체와 353 제3 유전체의 길이방향 중심선이 서로 수직 관계에 있을 수 있다.)
상기 급전부(334, 336)가 배치되는 제3 유전체(352, 353)의 높이인 제3 길이는 방사체(322)가 배치되는 제2 유전체(319)의 높이인 제1 길이보다 짧으므로, 방사체(322)와 급전부(334, 336) 사이에는 길이차이가 발생할 수 있다. 예를 들어 제2 유전체(319)의 높이가 3mm이고, 제3 유전체(352, 353)의 높이가 2mm라면, 방사체(322)와 급전부(334, 336) 사이에는 1mm의 길이차이가 존재할 수 있다.
이 경우 방사체(322)와 급전부(334, 336) 사이에는 유전체 또는 공기에 의해서 채워지므로, 이와 같은 방사체(322)와 급전부(334, 336)간 의 구조는 앞서 살펴본 갭 커플드 구조가 될 수 있다.
따라서, 상기 제1 길이와 제3 길이의 차이로 인하여 안테나 어레이에 갭 커플드 구조가 생성될 수 있고, 이를 통해 상기 방사체(322)를 통해 방사되는 주파수의 대역폭을 향상시킬 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 제1 길이와 제3 길이의 차이는 상기 방사체(322)를 통해 방사하고자 하는 전파의 주파수 또는 상기 방사체(322)와 상기 급전부(334, 336)가 중첩되는 면적에 기반하여 결정될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제2 유전체 내부에 공간이 형성되는 경우 안테나 어레이의 측면도를 나타낸 도면이다.
일실시예에 따르면, 안테나 어레이(400)를 구성하는 제2 유전체(410)의 내부에는 상기 제2 유전체(410)의 외곽을 따라 공간(440)이 형성될 수 있다. 상기 공간(440)은 상기 제2 유전체(410)와 제1 유전체(401)의 상단면에 의해 둘러싸여 닫힌 공간을 형성할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 제2 유전체(410)의 상단면에는 방사체(420)가 포함될 수 있으며, 상기 제2 유전체(410)의 측면을 따라 급전부(430)가 상기 방사체(420)에 RF 신호를 공급할 수 있도록 배치될 수 있다.
일실시예에 따르면, 제2 유전체(410)의 내부에 공간(440)이 형성되고, 상기 급전부(430)를 통해 상기 방사체(420)에 RF 신호가 인가되는 경우, 상기 RF 신호에 의해 발생하는 전기장 분포는 상기 제2 유전체(410)의 측면에 집중될 수 있다. 즉, 상기 제2 유전체(410) 측면의 전기장 밀도가 제2 유전체(410) 내부 공간(440)의 전기장 밀도보다 높을 수 있다.
따라서, 상기 방사체(420)를 통해 방사되는 수직 편파와 수평 편파의 아이솔레이션(isolation)이 향상될 수 있으며, 이를 통해 안테나 어레이(400)의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 4 에서는 제2 유전체 내부에 형성되는 공간(440)이 제2 유전체(410)와 제1 유전체(401)의 상단면에 의해 둘러싸여 닫힌 공간을 형성하는 경우만을 도시하고 있으나, 본 발명의 권리범위가 이에 국한되어서는 안 될 것이다. 상기 공간(440)은 열린 공간으로도 형성될 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 도 6a 내지 도 6c에 대한 설명으로 후술한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 두 개의 방사체가 하나의 제2 유전체에 배치되는 경우 안테나 어레이의 측면도를 나타낸 도면이다.
도 5에서 도시하고 있는 안테나 어레이(500)에서 제1 유전체(501), 제2 유전체(510), 급전부(530)의 구조는 도 4a에서 개시한 안테나 어레이 구조와 동일 또는 유사할 수 있다. 즉, 제2 유전체(510) 내부에는 제2 유전체(510)의 외곽을 따라 공간(540)이 형성될 수 있다.
다만, 도 5의 안테나 어레이(500)는 제2 유전체의 상단면에 제1 방사체(520)가 배치되며, 제2 유전체의 하단면에 제2 방사체(522)가 배치될 수 있으며, 상기 제1 방사체(520)와 상기 제2 방사체(522)는 비아를 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 일실시예에 따르면, 상기 안테나 어레이(500)는 두 개의 방사체(520, 522)를 통해 전파를 방사함으로써 안테나 어레이(500)의 게인값을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 5에서는 급전부(530)가 제2 유전체(510)의 상단면에 배치된 제1 방사체(520)에 RF 신호를 집적적으로 공급하는 경우만을 도시하였으나, 본 발명의 권리범위가 이에 국한되어서는 안 될 것이다.
예를 들어, 상기 급전부(530)는 제2 유전체(510)의 하단면에 배치된 제2 방사체(522)에 RF 신호를 직접적으로 공급할 수 있으며, 제2 유전체(510)에 형성된 비아를 통해 제1 방사체(520)가 간접적으로 RF 신호를 수신할 수도 있다.
도 6a는 제2 유전체 내부에 공간이 형성되는 경우 안테나 어레이 구조의 제1 실시예를 나타낸 도면이다.
보다 구체적으로 도 6a는 제2 유전체(610) 내부에 닫힌 공간(630)이 형성되는 경우를 나타낸 도면이다. 일실시예에 따르면, 제1 유전체(600)의 상단면에 상기 공간(630)을 둘러싸도록 형성된 제2 유전체(610)가 배치될 수 있다. 도 6a에서는 제2 유전체(610)가 내부에 공간(630)이 형성된 정사각형 기둥 형상인 경우를 도시하였으나, 본 발명의 권리범위가 이에 국한되어서는 안 될 것이다.
일실시예에 따르면 제1 급전부(621)와 제2 급전부(622)는 각각 상기 제2 유전체(610)의 일측면에 배치될 수 있다. 이 경우, 앞서 개시한 바와 같이 상기 제1 급전부(621)와 상기 제2 급전부(622)의 연장선은 제2 유전체(610)의 상단면에서 서로 수직일 수 있다.
도 6b는 제2 유전체 내부에 공간이 형성되는 경우 안테나 어레이 구조의 제2 실시예를 나타낸 도면이다.
보다 구체적으로 도 6b는 제2 유전체(611, 612, 613, 614) 내부에 열린 공간(630)이 형성되는 경우를 나타낸 도면이다. 즉, 도 6b는 4개의 직육면체 형상을 가지는 제2 유전체(611, 612, 613, 614)가 공간(630)을 둘러싸는 안테나 어레이(600) 구조를 도시한다.
일실시예에 따르면 상기 각각의 제2 유전체(611, 612, 613, 614)는 서로 특정 거리만큼 이격되어 배치될 수 있으며, 이에 따라 상기 제2 유전체(611, 612, 613, 614)가 에워싸는 공간(630)은 열린 공간으로 형성될 수 있다.
일실시예에 따르면 제1 급전부(621)는 도면부호 614의 제2 유전체에 배치될 수 있으며, 제2 급전부(622)는 도면부호 613의 제2 유전체에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 급전부(621)가 배치되는 제2 유전체(612)의 연장선과 제2 급전부(622)가 배치되는 제2 유전체(613)의 연장선은 서로 수직일 수 있다.
도 6c는 제2 유전체 내부에 공간이 형성되는 경우 안테나 어레이 구조의 제3 실시예를 나타낸 도면이다.
보다 구체적으로 도 6c는 제2 유전체(611, 612, 613, 614) 내부에 열린 공간(630)이 형성되는 경우를 나타낸 도면이다. 즉, 도 6c는 4개의 삼각기둥 형상을 가지는 제2 유전체(611, 612, 613, 614)가 공간(630)을 둘러싸는 안테나 어레이(600) 구조를 도시한다.
일실시예에 따르면 상기 각각의 제2 유전체(611, 612, 613, 614)는 서로 특정 거리만큼 이격되어 배치될 수 있으며, 이에 따라 상기 제2 유전체(611, 612, 613, 614)가 에워싸는 공간(630)은 열린 공간으로 형성될 수 있다.
일실시예에 따르면 제1 급전부(621)는 도면부호 614의 제2 유전체에 배치될 수 있으며, 제2 급전부(622)는 도면부호 613의 제2 유전체에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 급전부(621)가 배치되는 제2 유전체(612)의 연장선과 제2 급전부(622)가 배치되는 제2 유전체(613)의 연장선은 서로 수직일 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 16개의 안테나 어레이를 포함하는 안테나 모듈을 나타낸 도면이다.
앞서 개시한 바와 같이 일실시예에 따르면 하나의 안테나 모듈(700)은 복수개의 안테나 어레이를 포함할 수 있으며, 도 7은 16개의 안테나 어레이(4*4 안테나 어레이 배열)가 하나의 안테나 모듈(700)에 배치된 경우를 나타낸 도면이다.
일실시예에 따르면 각각의 안테나 어레이는 제1 유전체(711)에서 제1 길이만큼 이격되어 배치되는 제1 방사체(720)와 상기 제1 방사체(720)와 제2 길이만큼 이격되며, 상기 제1 유전체(711)와 상기 제1 길이만큼 이격되어 배치되는 제2 방사체(722)를 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 제1 방사체(720)는 제1 급전부(730)와 제2 급전부(732)를 통해 RF 신호를 공급받을 수 있으며, 상기 제2 방사체(722)는 제3 급전부(734)와 제4 급전부(736)를 통해 RF 신호를 공급받을 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 제1 급전부(730) 및 제3 급전부(734)는 상기 제1 유전체(711)의 상단면에 배치되는 제1 분배기(740)를 통해 무선통신칩(미도시)으로부터 공급되는 RF 신호를 공급받을 수 있으며, 상기 제2 급전부(732) 및 제4 급전부(736)는 제2 분배기(742)를 통해 무선통신칩으로부터 공급되는 RF 신호를 공급받을 수 있다. 이 경우 상기 제1 급전부 및 제3 급전부를 통해 방사체에 공급되는 RF 신호는 수평편파와 관련된 RF 신호일 수 있으며, 제2 급전부 및 제4 급전부를 통해 방사체에 공급되는 RF 신호는 수직편파와 관련된 RF 신호일 수 있다. (또는 이와 반대일 수 있다. 즉, 제1 급전부 및 제3 급전부를 통해 방사체에 공급되는 RF 신호는 수직편파와 관련된 RF 신호이며, 제2 급전부 및 제4 급전부를 통해 방사체에 공급되는 RF 신호는 수평편파와 관련된 RF 신호일 수 있다.)
일실시예에 따르면 각각의 안테나 어레이 사이에는 각각의 안테나 어레이간 아이솔레이션을 유지하기 위해 격벽(750)이 배치될 수 있다. 상기 격벽(750)은 금속물질을 포함할 수 있으며, 상기 격벽(750)을 통해 각각의 안테나 어레이 구조 사이에 동일 편파(수평 편파 또는 수직 편파)의 아이솔레이션을 향상시킬 수 있다.
일실시예에 따르면 본 발명에 따른 안테나 모듈(700) 구조는 차세대 이동 통신시스템에서 이용되는 기지국에 배치될 수 있으며, 상기 기지국은 상기 안테나 모듈(700)을 통해 MU-MIMO (ultiple user multiple input multiple output), massive-MIMO 등 다양한 통신 방식을 운용할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예컨대, 본 발명에서 제안하는 방법들의 일부분들이 서로 조합되어 기지국과 단말이 운용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 적어도 하나의 안테나 어레이를 포함하는 안테나 모듈에 있어서,
    상기 안테나 어레이는,
    플레이트 형상을 가지는 제1 유전체;
    상기 제1 유전체의 상단면에 배치되어, 상단면이 상기 제1 유전체의 상단면과 기설정된 제1 길이만큼 이격되도록 형성된 제2 유전체;
    상기 제2 유전체의 상단면에 배치되는 제1 방사체; 및
    상기 제1 유전체 및 상기 제2 유전체에 배치되어 상기 제1 방사체에 RF 신호를 공급하는 급전부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    안테나 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 급전부는,
    상기 제2 유전체의 상단면까지 연장되어 상기 제1 방사체로 수평편파와 관련된 RF 신호를 공급하는 제1 급전부; 및
    상기 제2 유전체의 상단면까지 연장되어 상기 제1 방사체로 수직편파와 관련된 RF 신호를 공급하는 제2 급전부를 포함하며,
    상기 제2 유전체 상단면에서 상기 제1 급전부와 상기 제2 급전부의 연장선은 서로 수직인 것을 특징으로 하는,
    안테나 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 길이는 상기 제1 방사체를 통해 방사되는 전파의 파장에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는,
    안테나 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 급전부와 상기 제1 방사체는 기설정된 제2 길이만큼 이격되어 배치되고, 상기 제2 길이는 상기 제1 방사체를 통해 방사되는 전파의 주파수에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는,
    안테나 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유전체의 상단면과 상기 공간을 통해 마주하는 상기 제2 유전체의 하단면에 배치되는 제2 방사체를 더 포함하며,
    상기 제2 유전체는 상기 제2 유전체의 외곽을 따라 내부에 공간이 형성되고, 상기 제1 방사체와 상기 제2 방사체는 비아(via)를 통해 서로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는,
    안테나 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유전체의 상단면에 상기 제2 유전체와 기설정된 제2 길이만큼 이격되도록 배치되고, 상단면이 상기 제1 유전체의 상단면과 상기 제1 길이만큼 이격되도록 형성된 제3 유전체;
    상기 제3 유전체의 상단면에 배치되는 제2 방사체; 및
    상기 RF 신호를 분배하는 분배기를 더 포함하며,
    상기 급전부는 상기 분배기를 통해 분배되는 RF 신호를 상기 제1 방사체와 상기 제2 방사체에 각각 공급하는 것을 특징으로 하는,
    안테나 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유전체의 상단면에 상단면이 상기 제1 유전체의 상단면과 기설정된 제3 길이만큼 이격되도록 배치되는 적어도 하나의 제3 유전체를 더 포함하고,
    상기 제2 유전체는 높이가 상기 제1 길이인 기둥형상으로 상기 제1 유전체의 상단면에 적어도 하나 배치되며, 상기 제1 방사체는 상기 적어도 하나의 제2 유전체의 상단면에 배치되며, 상기 급전부는 상기 제3 유전체의 상단면까지 연장되어 배치되는 것을 특징으로 하는,
    안테나 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제3 길이는 상기 제1 길이보다 짧으며, 상기 제1 길이와 상기 제3 길이의 차이는 상기 제1 방사체를 통해 방사되는 전파의 주파수 또는 상기 제1 방사체와 상기 급전부가 중첩되는 면적에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는,
    안테나 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유전체의 하단면에 배치되어 상기 제1 유전체에 형성된 비아(via)를 통해 상기 급전부로 RF신호를 공급하는 무선통신칩 또는 회로기판을 더 포함하는,
    안테나 모듈.
  10. 복수개의 안테나 어레이를 포함하는 기지국에 있어서,
    상기 안테나 어레이는,
    플레이트 형상을 가지는 제1 유전체;
    상기 제1 유전체의 상단면에 배치되어, 상단면이 상기 제1 유전체의 상단면과 기설정된 제1 길이만큼 이격되도록 형성된 제2 유전체;
    상기 제2 유전체의 상단면에 배치되는 제1 방사체; 및
    상기 제1 유전체 및 상기 제2 유전체에 배치되어 상기 제1 방사체에 RF 신호를 공급하는 급전부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    기지국.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 급전부는,
    상기 제2 유전체의 상단면까지 연장되어 상기 제1 방사체로 수평편파와 관련된 RF 신호를 공급하는 제1 급전부; 및
    상기 제2 유전체의 상단면까지 연장되어 상기 제1 방사체로 수직편파와 관련된 RF 신호를 공급하는 제2 급전부를 포함하며,
    상기 제2 유전체 상단면에서 상기 제1 급전부와 상기 제2 급전부의 연장선은 서로 수직인 것을 특징으로 하는,
    기지국.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 유전체의 상단면과 상기 공간을 통해 마주하는 상기 제2 유전체의 하단면에 배치되는 제2 방사체를 더 포함하고,
    상기 제2 유전체는 상기 제2 유전체의 외곽을 따라 내부에 공간이 형성되며, 상기 제1 방사체와 상기 제2 방사체는 비아(via)를 통해 서로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는,
    기지국.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1 유전체의 상단면에 상기 제2 유전체와 기설정된 제2 길이만큼 이격되도록 배치되고, 상단면이 상기 제1 유전체의 상단면과 상기 제1 길이만큼 이격되도록 형성된 제3 유전체;
    상기 제3 유전체의 상단면에 배치되는 제2 방사체; 및
    상기 RF 신호를 분배하는 분배기를 더 포함하며,
    상기 급전부는 상기 분배기를 통해 분배되는 RF 신호를 상기 제1 방사체와 상기 제2 방사체에 각각 공급하는 것을 특징으로 하는,
    기지국.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제1 유전체의 상단면에, 상단면이 상기 제1 유전체의 상단면과 기설정된 제3 길이만큼 이격되도록 배치되는 적어도 하나의 제3 유전체를 더 포함하고,
    상기 제2 유전체는 높이가 상기 제1 길이인 기둥형상으로 상기 제1 유전체의 상단면에 적어도 하나 배치되며, 상기 제1 방사체는 상기 적어도 하나의 제2 유전체의 상단면에 배치되며, 상기 급전부는 상기 제3 유전체의 상단면까지 연장되어 배치되는 것을 특징으로 하는,
    기지국.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제1 유전체의 하단면에 배치되어 상기 제1 유전체에 형성된 비아(via)를 통해 상기 급전부로 RF신호를 공급하는 무선통신칩 또는 회로기판을 더 포함하는,
    기지국.
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