WO2021085910A1

WO2021085910A1 - 안테나 모듈

Info

Publication number: WO2021085910A1
Application number: PCT/KR2020/014245
Authority: WO
Inventors: 정홍대; 서윤식; 백형일; 박현주
Original assignee: 주식회사 아모텍
Priority date: 2019-10-31
Filing date: 2020-10-19
Publication date: 2021-05-06
Also published as: US20220368013A1; KR20210052082A; KR102347785B1; CN114651375A; US11949155B2

Abstract

인접하여 배치된 두 방사 패턴에 쓰루 홀을 통해 그라운드 벽을 형성하여 방사 패턴들 사이의 아이솔레이션(Isolation) 특성을 최대화하도록 한 안테나 모듈을 제시한다. 제시된 안테나 모듈은 베이스 기재의 상면에 배치된 제1 방사 패턴, 베이스 기재의 상면에서 제1 방사 패턴과 이격되어 배치된 제2 방사 패턴, 제2 방사 패턴과 마주하는 제1 방사 패턴의 일변과 나란하게 배치된 복수의 제1 쓰루 홀 및 제1 방사 패턴과 마주하는 제2 방사 패턴의 일변과 나란하게 배치된 복수의 제2 쓰루 홀을 포함한다.

Description

안테나 모듈

본 발명은 안테나 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 두 개의 주파수 대역에 공진하는 안테나는 두 개의 방사 패턴을 포함하여 구성된다. 이때, 두 개의 방사 패턴은 상호 간 간섭을 방지하기 위해서 일정 간격 이상 이격되도록 배치된다.

하지만, 안테나가 실장되는 전자기기가 소형인 경우 안테나의 사이즈가 작아지기 때문에 방사 패턴들 간의 이격 간격을 확보하기 어려워진다. 그에 따라, 종래의 안테나는 방사 패턴들 간의 간섭이 발생하여 아이솔레이션(Isolation) 특성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 인접하여 배치된 두 방사 패턴에 쓰루 홀을 통해 그라운드 벽을 형성하여 방사 패턴들 사이의 아이솔레이션 특성을 최대화하도록 한 안테나 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 모듈은 하면에 그라운드가 형성된 베이스 기재, 베이스 기재의 상면에 배치된 제1 방사 패턴, 베이스 기재의 상면에서 제1 방사 패턴과 이격되어 배치된 제2 방사 패턴, 베이스 기재 및 제1 방사 패턴을 관통하고, 제2 방사 패턴과 마주하는 제1 방사 패턴의 일변과 나란하게 배치된 복수의 제1 쓰루 홀 및 베이스 기재 및 제2 방사 패턴을 관통하고, 제1 방사 패턴과 마주하는 제2 방사 패턴의 일변과 나란하게 배치된 복수의 제2 쓰루 홀을 포함한다. 이때, 제1 방사 패턴의 면적은 제2 방사 패턴의 면적보다 좁게 형성된다.

복수의 제1 쓰루 홀은 제1 방사 패턴을 그라운드와 전기적으로 연결하고, 복수의 제2 쓰루 홀은 제2 방사 패턴을 그라운드와 전기적으로 연결한다.

본 발명의 실시 예에 따른 안테나 모듈은 베이스 기재의 상면에 배치되고, 제1 방사 패턴 및 제2 방사 패턴과 전기적으로 연결된 급전 패턴을 더 포함할 수 있다.

급전 패턴은 제1 방사 패턴과 전기적으로 연결된 제1 급전 패턴, 제2 방사 패턴과 전기적으로 연결된 제2 급전 패턴 및 제1 급전 패턴 및 제2 급전 패턴과 전기적으로 연결된 제3 급전 패턴을 포함할 수 있다.

이때, 베이스 기재는 상면에 제1 방사 패턴 및 제2 방사 패턴이 형성된 제1 베이스 기재 및 제1 베이스 기재의 하면에 배치된 제2 베이스 기재를 포함하고, 급전 패턴은 제2 베이스 기재에 배치되어 제1 방사 패턴 및 제1 급전 패턴을 전기적으로 연결하는 제1 연결 패턴, 제2 베이스 기재에 배치되어 제2 방사 패턴 및 제2 급전 패턴을 전기적으로 연결하는 제2 연결 패턴 및 제2 베이스 기재에 배치되어 제1 급전 패턴 및 제2 급전 패턴을 전기적으로 연결하는 제3 연결 패턴을 더 포함할 수 있다. 여기서, 베이스 기재는 제2 베이스 기재의 하면에 배치되고, 하면에 그라운드가 형성된 제3 베이스 기재를 더 포함할 수 있다.

한편, 급전 패턴은 베이스부, 베이스부에서 분기되어 제1 방사 패턴과 전기적으로 연결된 제1 분기부 및 베이스부에서 분기되어 제2 방사 패턴과 전기적으로 연결된 제2 분기부를 포함할 수도 있다.

본 발명에 의하면, 안테나 모듈은 인접하여 배치된 두 방사 패턴에 쓰루 홀을 통해 그라운드 벽을 형성함으로써, 방사 패턴들 사이의 간섭을 최소화하여 아이솔레이션(Isolation) 특성을 최대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 모듈을 설명하기 위한 도면.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 모듈의 제1 방사 패턴 및 제2 방사 패턴의 다양한 변형 예를 설명하기 위한 도면.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 모듈의 급전 패턴을 설명하기 위한 도면.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 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.

도 1 내지 도 3를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 안테나 모듈은 베이스 기재(100), 제1 방사 패턴(200), 제2 방사 패턴(300), 복수의 제1 쓰루 홀(400), 복수의 제2 쓰루 홀(500), 급전 패턴(600)을 포함하여 구성된다.

베이스 기재(100)는 연성을 갖는 판상 기재이다. 베이스 기재(100)는 연성인쇄회로기판(FPCB)에 일반적으로 사용된 폴리이미드(Polyimide) 등으로 형성된다. 베이스 기재(100)는 사각형으로 형성되어, 제1 측면(SS1), 제2 측면(SS2), 제3 측면(SS3) 및 제4 측면(SS4)을 갖는 것을 일례로 한다.

베이스 기재(100)의 하면은 그라운드(GND)로 구성된다. 즉, 베이스 기재(100)의 하면은 구리(Copper) 재질의 그라운드층이 형성된 것을 일례로 한다. 이때, 그라운드(GND)는 베이스 기재(100)의 하면 전체에 형성된다. 물론, 그라운드(GND)는 베이스 기재(100)의 하면 중 일부에 형성될 수도 있으며, 적어도 복수의 제1 쓰루 홀(400) 및 복수의 제2 쓰루 홀(500)과 중첩되는 영역을 갖도록 형성된다.

제1 방사 패턴(200)은 사각형 형상으로 형성되며, 베이스 기재(100)의 상면에 배치된다. 제1 방사 패턴(200)은 베이스 기재(100)의 상면에서 제3 측면(SS3)에 인접하여 배치된다. 제1 방사 패턴(200)의 면적은 제2 방사 패턴(300)의 면적보다 좁게 형성된다. 그에 따라, 제1 방사 패턴(200)은 제2 방사 패턴(300)보다 높은 주파수 대역의 신호에 공진한다.

제2 방사 패턴(300)은 사각형 형상으로 형성되며, 베이스 기재(100)의 상면에 배치된다. 제2 방사 패턴(300)은 베이스 기재(100)의 상면에서 제4 측면(SS4)에 인접하여 배치된다. 제2 방사 패턴(300)의 면적은 제1 방사 패턴(200)의 면적보다 넓게 형성된다. 그에 따라, 제2 방사 패턴(300)은 제1 방사 패턴(200)보다 낮은 주파수 대역의 신호에 공진한다.

제1 방사 패턴(200) 및 제2 방사 패턴(300)은 각각 6㎓ 및 8㎓ 대역의 신호에 공진하는 것을 일례로 한다. 물론, 안테나 모듈의 사이즈가 커지는 경우, 제1 방사 패턴(200) 및 제2 방사 패턴(300)은 더 낮은 주파수 대역에서 서로 다른 주파수 신호에 공진할 수도 있다.

한편, 도 4 및 도 5을 참조하면, 제1 방사 패턴(200) 및 제2 방사 패턴(300)은 반원, 타원형 등과 같이 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 제1 방사 패턴(200) 및 제2 방사 패턴(300)은 동일한 형상을 갖되, 서로 다른 면적을 갖도록 형성될 수 있다.

도 6을 참조하면, 제1 방사 패턴(200) 및 제2 방사 패턴(300)은 서로 다른 형상으로 형성될 수도 있다. 즉, 제1 방사 패턴(200)은 사각형 형상으로 형성되고, 제2 방사 패턴(300)은 반원, 원형 등과 같이 사각형이 아닌 다른 다각형 형상으로 형성될 수 있다.

이처럼, 제1 방사 패턴(200) 및 제2 방사 패턴(300)은 넓은 원, 다각형 등의 형상으로 형성됨에 따라 방사 패턴의 지향성을 최대화할 수 있다.

복수의 제1 쓰루 홀(400)은 제1 방사 패턴(200) 및 베이스 기재(100)를 관통하여 형성된다. 복수의 제1 쓰루 홀(400)은 제1 방사 패턴(200)과 베이스 기재(100)의 하면에 형성된 그라운드(GND)와 전기적으로 연결한다.

복수의 제1 쓰루 홀(400)은 제1 방사 패턴(200) 상에 형성되되, 제1 방사 패턴(200)의 일변을 따라 나란히 배치된다. 복수의 제1 쓰루 홀(400)은 제2 방사 패턴(300)과 마주하는 제1 방사 패턴(200)의 일변에 배치된다.

일례로, 제1 방사 패턴(200)이 제1 변(S1), 제2 변(S2), 제3 변(S3) 및 제4 변(S4)을 갖는 사각형 형상으로 형성되고, 제1 변(S1)이 제2 방사 패턴(300)과 마주하는 변이면, 복수의 제1 쓰루 홀(400)은 제1 변(S1)과 나란하게 배치된다.

복수의 제2 쓰루 홀(500)은 제2 방사 패턴(300) 및 베이스 기재(100)를 관통하여 형성된다. 복수의 제2 쓰루 홀(500)은 제2 방사 패턴(300)과 베이스 기재(100)의 하면에 형성된 그라운드(GND)와 전기적으로 연결한다.

복수의 제2 쓰루 홀(500)은 제2 방사 패턴(300) 상에 형성되되, 제2 방사 패턴(300)의 일변을 따라 나란히 배치된다. 복수의 제2 쓰루 홀(500)은 제1 방사 패턴(200)과 마주하는 제2 방사 패턴(300)의 일변에 배치된다.

일례로, 제2 방사 패턴(300)이 제1 변(S1'), 제2 변(S2'), 제3 변(S3') 및 제4 변(S4')을 갖는 사각형 형상으로 형성되고 제1 변(S1')이 제1 방사 패턴(200)과 마주하는 변이면, 복수의 제2 쓰루 홀(500)은 제1 변(S1')과 나란하게 배치된다.

한편, 도 5와 같이, 제1 방사 패턴(200) 및 제2 방사 패턴(300)이 마주하는 부분이 라운드(호) 형상인 경우 방사 패턴 간의 이격 거리를 만족하지 못하는 일부에만 쓰루 홀(즉, 제1 쓰루 홀(400), 제2 쓰루 홀(500))이 형성될 수도 있다.

제1 방사 패턴(200)과 제2 방사 패턴(300) 사이의 간격은 대략 1mm 정도 이격된 정도로 간격이 매우 좁기 때문에, 두 방사 패턴 간의 간섭이 증가하여 아이솔레이션 특성이 저하된다.

본 발명의 실시 예에 따른 안테나 모듈은 제1 방사 패턴(200) 및 제2 방사 패턴(300)이 서로 마주하는 변에 인접하고 촘촘히 배열된 제1 쓰루 홀(400) 및 제2 쓰루 홀(500)을 제1 방사 패턴(200) 및 제2 방사 패턴(300)에 각각 형성됨에 따라, 복수의 제1 쓰루 홀(400) 및 복수의 제2 쓰루 홀(500)이 제1 방사 패턴(200) 및 제2 방사 패턴(300) 사이에 그라운드 벽(GW; GND Wall)을 형성하여 방사 패턴 간의 아이솔레이션 특성을 최대화할 수 있는 효과가 있다.

급전 패턴(600)은 제1 방사 패턴(200) 및 제2 방사 패턴(300)을 급전원(미도시)과 연결하기 위한 패턴으로, 제1 방사 패턴(200)과 제2 방사 패턴(300)과 전기적으로 연결된다. 급전 패턴(600)이 서로 다른 주파수 대역에 공진하는 제1 방사 패턴(200) 및 제2 방사 패턴(300)과 전기적으로 연결됨에 따라 2개의 주파수 대역에 공진하는 PIFA(Planar Inverted F Antenna) 형태의 이중 대역 안테나를 구성할 수 있다.

급전 패턴(600)은 제1 방사 패턴(200)과 전기적으로 연결된 제1 급전 패턴(612), 제2 방사 패턴(300)과 전기적으로 연결된 제2 급전 패턴(614) 및 제1 급전 패턴(612) 및 제2 급전 패턴(614)과 전기적으로 연결된 제3 급전 패턴(616)을 포함한다.

이때, 도 7을 참조하면, 안테나 모듈이 제1 베이스 기재(120), 제2 베이스 기재(140) 및 제3 베이스 기재(160)가 적층된 적층형 안테나로 구성된 것으로 가정한다.

제1 급전 패턴(612)은 제2 베이스 기재(140)의 상면에 배치된 제1 연결 패턴(622)을 통해 제1 방사 패턴(200)과 전기적으로 연결된다. 이때, 제1 연결 패턴(622)은 제1 베이스 기재(120)를 관통하여 형성된 비아 홀(미도시)을 통해 제1 방사 패턴(200) 및 제1 급전 패턴(612)과 전기적으로 연결된다.

제2 급전 패턴(614)은 제2 베이스 기재(140)의 상면에 배치된 제2 연결 패턴(624)을 통해 제2 방사 패턴(300)과 전기적으로 연결된다. 이때, 제2 연결 패턴(624)은 제1 베이스 기재(120)를 관통하여 형성된 비아 홀(미도시)을 통해 제2 방사 패턴(300) 및 제2 급전 패턴(614)과 전기적으로 연결된다.

제3 급전 패턴(616)은 제2 베이스 기재(140)의 상면에 배치된 제3 연결 패턴(626)을 통해 제1 급전 패턴(612) 및 제2 급전 패턴(614)과 전기적으로 연결된다. 이때, 제3 급전 패턴(616)은 제1 베이스 기재(120)를 관통하여 형성된 비아 홀(미도시)을 통해 제1 급전 패턴(612) 및 제2 급전 패턴(614)과 전기적으로 연결된다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 안테나 모듈이 하나의 베이스 기재(100)로만 구성된 경우, 급전 패턴(600)은 급전원(미도시)과 연결되는 베이스부(632), 베이스부(632)에서 분기되어 제1 방사 패턴(200)과 전기적으로 연결되는 제1 분기부(634) 및 베이스부(632)에서 분기되어 제2 방사 패턴(300)과 전기적으로 연결되는 제2 분기부(636)으로 구성될 수 있다. 이때, 베이스부(632), 제1 분기부(634) 및 제2 분기부(636)는 일체로 형성될 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형 예 및 수정 예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

Claims

하면에 그라운드가 형성된 베이스 기재;

상기 베이스 기재의 상면에 배치된 제1 방사 패턴;

상기 베이스 기재의 상면에서 상기 제1 방사 패턴과 이격되어 배치된 제2 방사 패턴;

상기 베이스 기재 및 상기 제1 방사 패턴을 관통하고, 상기 제2 방사 패턴과 마주하는 상기 제1 방사 패턴의 일변과 나란하게 배치된 복수의 제1 쓰루 홀; 및

상기 베이스 기재 및 상기 제2 방사 패턴을 관통하고, 상기 제1 방사 패턴과 마주하는 상기 제2 방사 패턴의 일변과 나란하게 배치된 복수의 제2 쓰루 홀을 포함하는 안테나 모듈.
제1항에 있어서,

상기 제1 방사 패턴의 면적은 상기 제2 방사 패턴의 면적보다 좁게 형성된 안테나 모듈.
제1항에 있어서,

상기 복수의 제1 쓰루 홀은 상기 제1 방사 패턴을 상기 그라운드와 전기적으로 연결하는 안테나 모듈.
제1항에 있어서,

상기 복수의 제2 쓰루 홀은 상기 제2 방사 패턴을 상기 그라운드와 전기적으로 연결하는 안테나 모듈.
제1항에 있어서,

상기 베이스 기재의 상면에 배치되고, 상기 제1 방사 패턴 및 상기 제2 방사 패턴과 전기적으로 연결된 급전 패턴을 더 포함하는 안테나 모듈.
제5항에 있어서,

상기 급전 패턴은,

상기 제1 방사 패턴과 전기적으로 연결된 제1 급전 패턴;

상기 제2 방사 패턴과 전기적으로 연결된 제2 급전 패턴; 및

상기 제1 급전 패턴 및 상기 제2 급전 패턴과 전기적으로 연결된 제3 급전 패턴을 포함하는 안테나 모듈.
제6항에 있어서,

상기 베이스 기재는;

상면에 상기 제1 방사 패턴 및 상기 제2 방사 패턴이 형성된 제1 베이스 기재; 및

상기 제1 베이스 기재의 하면에 배치된 제2 베이스 기재를 포함하는 안테나 모듈.
제7항에 있어서,

상기 급전 패턴은,

상기 제2 베이스 기재에 배치되어 상기 제1 방사 패턴 및 상기 제1 급전 패턴을 전기적으로 연결하는 제1 연결 패턴;

상기 제2 베이스 기재에 배치되어 상기 제2 방사 패턴 및 상기 제2 급전 패턴을 전기적으로 연결하는 제2 연결 패턴; 및

상기 제2 베이스 기재에 배치되어 상기 제1 급전 패턴 및 상기 제2 급전 패턴을 전기적으로 연결하는 제3 연결 패턴을 더 포함하는 안테나 모듈.
제7항에 있어서,

상기 베이스 기재는

상기 제2 베이스 기재의 하면에 배치되고, 하면에 그라운드가 형성된 제3 베이스 기재를 더 포함하는 안테나 모듈.
제5항에 있어서,

상기 급전 패턴은,

베이스부;

상기 베이스부에서 분기되어 상기 제1 방사 패턴과 전기적으로 연결된 제1 분기부; 및

상기 베이스부에서 분기되어 상기 제2 방사 패턴과 전기적으로 연결된 제2 분기부를 포함하는 안테나 모듈.