WO2022154412A1 - 히든 안테나 장치 및 이를 포함하는 차량 - Google Patents

히든 안테나 장치 및 이를 포함하는 차량 Download PDF

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WO2022154412A1
WO2022154412A1 PCT/KR2022/000393 KR2022000393W WO2022154412A1 WO 2022154412 A1 WO2022154412 A1 WO 2022154412A1 KR 2022000393 W KR2022000393 W KR 2022000393W WO 2022154412 A1 WO2022154412 A1 WO 2022154412A1
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antenna
substrate
horizontal
hidden
vertical
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PCT/KR2022/000393
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신용선
김진우
성상봉
오제승
설동범
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삼성전자 주식회사
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065—Patch antenna array
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/325—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle
    • H01Q1/3275—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle mounted on a horizontal surface of the vehicle, e.g. on roof, hood, trunk
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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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    • H01Q21/205—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a curvilinear path providing an omnidirectional coverage
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    • H01Q21/28—Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems
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    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array

Definitions

  • the present disclosure relates to a hidden antenna device and a vehicle including the antenna device.
  • MIMO Multi Input Multi Output
  • the existing antenna device did not have enough space to accommodate WiFi, BLE, SDARS, GNSS, V2X, and RKE antennas, including LTE antennas for MIMO.
  • the shark fin antenna device since the shark fin antenna device has a protruding structure, it is highly likely to be damaged by an external impact.
  • the hidden antenna module refers to an antenna module embedded in a vehicle.
  • a mmWave antenna capable of beamforming in the zenith and azimuth directions of the vehicle so that the hidden antenna module is less affected by the vehicle's metal structure (eg, the body) and allows 5G communication to proceed smoothly.
  • a layout structure is also needed.
  • a technical problem is to provide a hidden antenna device having a required beamforming characteristic.
  • a technical problem is to provide a vehicle including a hidden antenna device having a required beamforming characteristic.
  • a technical problem is to provide a vehicle including a hidden antenna device embedded in a vehicle body.
  • the housing a main board provided in the housing; a first antenna provided on the main board; and a horizontal antenna substrate provided on the main substrate. and a second antenna mounted on the horizontal antenna substrate, wherein the main substrate and the horizontal antenna substrate are disposed parallel to each other, and the second antenna is an antenna for transmitting and receiving millimeter wave (mmWave).
  • mmWave millimeter wave
  • a carrier substrate may be provided between the main substrate and the horizontal antenna substrate, wherein the horizontal antenna substrate is in contact with a top surface of the carrier substrate, and the carrier substrate may be spaced apart from the main substrate in a first direction.
  • a vertical antenna substrate provided on the carrier substrate; and a vertical antenna array mounted on the vertical antenna substrate, wherein the vertical antenna substrate may extend in the first direction.
  • It may further include; a first horizontal antenna array spaced apart from the second antenna in a second direction intersecting the first direction.
  • the first horizontal antenna array may be mounted on the horizontal antenna substrate.
  • a first peripheral antenna substrate spaced apart from the horizontal antenna substrate in the second direction may be further included, wherein the first horizontal antenna array may be mounted on the first peripheral antenna substrate.
  • the first horizontal antenna array When viewed along the first direction, the first horizontal antenna array may be spaced apart from the carrier substrate.
  • the second antenna may include a plurality of patch antennas arranged in an n x m shape, and each of the first to third horizontal antenna arrays may include a plurality of directional antennas.
  • the second antenna performs beam forming in the range of -45 degrees (°) to +45 degrees (°) along the zenith angle direction, and beam forming in the range of 0 degrees (°) to 360 degrees (°) along the azimuth direction. and wherein the first to third horizontal antenna arrays and the vertical antenna array are in the range of -90 degrees (°) to -45 degrees (°) and +45 degrees (°) to + along the zenith angle direction. It may be configured to perform beamforming in a range of 90 degrees (°), and perform beamforming in a range of 0 degrees (°) to 360 degrees (°) along an azimuth direction.
  • the vertical antenna substrate may be in contact with the ceiling of the housing.
  • the horizontal antenna substrate may be in contact with an upper surface of the main substrate.
  • the second antenna includes a plurality of patch antennas arranged in an n x m shape, and the second antenna performs beam forming in a range of -90 degrees (°) to +90 degrees (°) along a zenith angle direction, and an azimuth direction. It may be configured to perform beamforming in the range of 0 degrees (°) to 360 degrees (°) along the .
  • the first antenna may include at least one of a MIMO LTE antenna, a BLE/V2X antenna, a WiFi antenna, a GNSS (L1/L2) antenna, an SDARS antenna, and an RKE antenna supporting 4G/Sub-6GHz band.
  • the vehicle body and a hidden antenna device embedded in the vehicle body, wherein the hidden antenna device includes: a housing, a main board provided in the housing, a first antenna provided on the main board, and a horizontal antenna provided on the main board
  • the hidden antenna device includes: a housing, a main board provided in the housing, a first antenna provided on the main board, and a horizontal antenna provided on the main board
  • a vehicle comprising a substrate and a second antenna mounted on the horizontal antenna substrate, wherein the main substrate and the horizontal antenna substrate are disposed parallel to each other, and the second antenna is a millimeter wave (mmWave) transmission/reception antenna.
  • mmWave millimeter wave
  • the upper surface of the housing may be disposed at a height equal to or lower than the upper surface of the vehicle body adjacent to the housing.
  • a carrier substrate may be provided between the main substrate and the horizontal antenna substrate, wherein the horizontal antenna substrate is in contact with a top surface of the carrier substrate, and the carrier substrate may be spaced apart from the main substrate in a first direction.
  • a vertical antenna substrate provided on the carrier substrate; and a vertical antenna array mounted on the vertical antenna substrate, wherein the vertical antenna substrate may extend in the first direction.
  • It may further include; a first horizontal antenna array spaced apart from the second antenna in a second direction intersecting the first direction.
  • the horizontal antenna substrate may be in contact with an upper surface of the main substrate.
  • the present disclosure may provide a hidden antenna device having a required beamforming characteristic.
  • the present disclosure may provide a vehicle including a hidden antenna device having a required beamforming characteristic.
  • the present disclosure may provide a vehicle including a hidden antenna device embedded in a vehicle body.
  • FIG. 1 is a plan view of a millimeter wave antenna module according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 is a bottom view of the millimeter wave antenna module of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a side view of the millimeter wave antenna module of FIG. 1 .
  • FIG. 4 is another side view of the millimeter wave antenna module of FIG. 1 .
  • FIG. 5 is a plan view for explaining a radiation pattern of the millimeter wave antenna module of FIG. 1 .
  • FIG. 6 is a side view for explaining a radiation pattern of the millimeter wave antenna module of FIG. 1 .
  • FIG. 7 is a plan view of a millimeter wave antenna module according to an exemplary embodiment.
  • Fig. 8 is a perspective view of an antenna device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 8 .
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line B-B' of FIG. 8 .
  • FIG. 11 is a cross-sectional view corresponding to the line A-A' of FIG. 8 for explaining an antenna device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view corresponding to the line B-B' of FIG. 8 for explaining the antenna device of FIG. 11 .
  • FIG. 13 is a plan view of a vehicle according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 14 is a side view of the vehicle of FIG. 13 ;
  • 15 is a cross-sectional view taken along line C-C' of FIG. 13 .
  • on may include those directly over in contact as well as those over non-contact.
  • FIG. 1 is a plan view of a millimeter wave antenna module 11 according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 is a bottom view of the millimeter wave antenna module 11 of FIG. 1 .
  • 3 is a side view of the millimeter wave antenna module 11 of FIG. 1 .
  • FIG. 4 is a view showing the vertical antenna substrate of FIG. 1 .
  • FIG. 5 is a plan view for explaining a radiation pattern of the millimeter wave antenna module 11 of FIG. 1 . 6 is a side view for explaining a radiation pattern of the millimeter wave antenna module 11 of FIG. 1 .
  • a millimeter wave antenna module 11 may be provided.
  • the millimeter wave antenna module 11 may include a carrier substrate CS, a horizontal antenna substrate AS, a vertical antenna substrate VS, an RF front end circuit unit 150 , and an intermediate frequency chip 160 .
  • the carrier substrate CS may be a printed circuit board.
  • the carrier substrate CS may have a flat plate shape extending in one direction.
  • the carrier substrate CS may extend in the first direction DR1 .
  • the carrier substrate CS may include a top surface CSu and a bottom surface CSb that face each other.
  • 'Top surface' and 'bottom surface' are expressions to indicate that they are different surfaces, and do not refer to a surface facing a specific direction (for example, a surface facing a direction perpendicular to the ground surface and a surface facing the opposite direction) .
  • the horizontal antenna substrate AS may be provided on the upper surface CSu of the carrier substrate CS.
  • the horizontal antenna substrate AS may include a central antenna array 110 , a first peripheral antenna array 121 , a second peripheral antenna array 122 , and a third peripheral antenna array 123 .
  • the central antenna array 110 may include a plurality of patch antennas PA arranged in an n x m shape in a first direction DR1 and a second direction DR2 crossing the first direction DR1 .
  • the plurality of patch antennas PA may have n rows arranged along the first direction DR1 and m columns arranged along the second direction DR2 .
  • n and m may be the same.
  • the central antenna array 110 may include a plurality of 36 patch antennas PA arranged in a 6 ⁇ 6 shape.
  • the first to third peripheral antenna arrays 121 , 122 , and 123 may be disposed around the central antenna array 110 .
  • the first peripheral antenna array 121 may be spaced apart from the central antenna array 110 in the first direction DR1 .
  • the first peripheral antenna array 121 may be spaced apart from the carrier substrate CS in the first direction DR1.
  • the first peripheral antenna array 121 may include a plurality of first antennas AT1 arranged in the second direction DR2 .
  • the plurality of first antennas AT1 may include a directional antenna.
  • the plurality of first antennas AT1 may be a plurality of dipole antennas or a plurality of Yagi-Uda antennas. Although eight first antennas AT1 are illustrated, this is not limited thereto. In another example, the first peripheral antenna array 121 may include fewer than or more than eight first antennas AT1 .
  • the second peripheral antenna array 122 may be spaced apart from the central antenna array 110 in the second direction DR2 . When viewed along the fifth direction DR5 , the second peripheral antenna array 122 may be spaced apart from the carrier substrate CS in the second direction DR2 .
  • the second peripheral antenna array 122 may include a plurality of second antennas AT2 arranged along the first direction DR1 .
  • the plurality of second antennas AT2 may include a directional antenna.
  • the plurality of second antennas AT2 may be a plurality of dipole antennas or a plurality of Yagi-Uda antennas. Although eight second antennas AT2 are illustrated, this is not limited thereto. In another example, the second peripheral antenna array 122 may include fewer than or more than eight second antennas AT2 .
  • the third peripheral antenna array 123 may be spaced apart from the central antenna array 110 in the third direction DR3 .
  • the third direction DR3 may be opposite to the first direction DR1 .
  • the third peripheral antenna array 123 may be spaced apart from the carrier substrate CS in the third direction DR3 .
  • the third peripheral antenna array 123 may include a plurality of third antennas AT3 arranged in the second direction DR2 .
  • the plurality of third antennas AT3 may include a directional antenna.
  • the plurality of third antennas AT3 may be a plurality of dipole antennas or a plurality of Yagi-Uda antennas. Eight third antennas AT3 are illustrated, but this is not limited thereto.
  • the third peripheral antenna array 123 may include fewer or more third antennas AT3 than eight.
  • the vertical antenna substrate VS may be provided on the upper surface CSu of the carrier substrate CS.
  • the vertical antenna substrate VS may be spaced apart from the horizontal antenna substrate AS in the fourth direction DR4 .
  • the fourth direction DR4 may be opposite to the second direction DR2 .
  • the vertical antenna substrate VS may extend in a direction crossing the upper surface CSu of the carrier substrate CS.
  • the vertical antenna substrate VS may extend in a fifth direction DR5 perpendicular to the upper surface CSu of the carrier substrate CS.
  • the extension direction of the vertical antenna substrate VS is not limited to the fifth direction DR5 .
  • the intersection angle between the extending direction of the vertical antenna substrate VS and the upper surface CSu of the carrier substrate CS may be greater than or less than 90 degrees (°).
  • the vertical antenna substrate VS may include a fourth peripheral antenna array 124 .
  • the fourth peripheral antenna array 124 may be provided on a surface facing the fourth direction DR4 of the vertical antenna substrate VS.
  • the fourth peripheral antenna array 124 may overlap the carrier substrate CS in the fifth direction DR5 .
  • the fourth peripheral antenna array 124 may include a plurality of fourth antennas AT4 arranged in the first direction DR1 .
  • the plurality of fourth antennas AT4 may include a directional antenna.
  • the plurality of fourth antennas AT4 may be a plurality of patch antennas, a plurality of dipole antennas, or a plurality of Yagi-Uda antennas. Eight fourth antennas AT4 are illustrated, but this is not limited thereto.
  • the fourth peripheral antenna array 124 may include fewer or more fourth antennas AT4 than eight.
  • a connector 130 and a flexible printed circuit board (FPCB) 140 may be provided between the horizontal antenna board AS and the vertical antenna board VS.
  • the vertical antenna board VS may be electrically connected to the carrier board CS by the connector 130 and the flexible printed circuit board 140 .
  • the connector 130 may be in contact with the upper surface CSu of the carrier substrate CS.
  • the flexible printed circuit board 140 may electrically connect the connector 130 and the vertical antenna board VS.
  • the RF front end circuit unit 150 and the intermediate frequency chip 160 may be provided on the bottom surface CSb of the carrier substrate CS.
  • the RF front end circuit unit 150 may be disposed on the opposite side of the horizontal antenna substrate AS with the carrier substrate CS interposed therebetween.
  • the RF front end circuit unit 150 may overlap the horizontal antenna substrate AS in the fifth direction DR5 .
  • the intermediate frequency chip 160 may be spaced apart from the RF front end circuit terminal 150 in the fourth direction DR4 .
  • the intermediate frequency chip 160 When viewed along the fifth direction DR5 , the intermediate frequency chip 160 may be spaced apart from the vertical antenna substrate VS along the fourth direction DR4 .
  • the RF front-end circuit unit 150 may process a signal received from the outside or a signal transmitted to the outside.
  • the signal received from the outside may be an electrical signal generated by receiving a radio frequency (RF) signal by the central antenna array 110 and the first to fourth peripheral antenna arrays 121 , 122 , 123 , and 124 .
  • the signal transmitted to the outside may be an electrical signal that is provided to the central antenna array 110 and the first to fourth peripheral antenna arrays 121 , 122 , 123 , and 124 and is converted into an RF signal.
  • the RF front end circuit stage 150 may include a low noise amplifier, a power amplifier, and a phase shifter.
  • the low noise amplifier low-noise amplifies a signal received through the central antenna array 110 and the first to fourth peripheral antenna arrays 121 , 122 , 123 , and 124 , and transmits the amplified signal to the intermediate frequency chip 160 .
  • the intermediate frequency chip 160 may modulate the frequency band of the amplified signal from the RF band to the intermediate frequency band.
  • the intermediate frequency chip 160 may convert the frequency band of the amplified signal from the 28 GHz band to the 10.6 GHz band.
  • the intermediate frequency chip 160 may convert a signal of the intermediate frequency band into a signal of the RF band.
  • the power amplifier may amplify the signal from the intermediate frequency chip 160 to high power.
  • the power amplifier may provide the amplified signal to the central antenna array 110 and the first to fourth peripheral antenna arrays 121 , 122 , 123 , and 124 .
  • the phase shifter controls the operating phases of each of the plurality of antennas AT1 , AT2 , AT3 , AT4 of the central antenna array 110 and the first to fourth peripheral antenna arrays 121 , 122 , 123 and 124 , respectively. can do. Accordingly, beam forming may be performed on beams emitted from each of the central antenna array 110 and the first to fourth peripheral antenna arrays 121 , 122 , 123 , and 124 .
  • the first peripheral antenna array 121 may transmit/receive an RF signal in the range of the first horizontal radiation area AR1 .
  • the first peripheral antenna array 121 may receive an RF signal incident to the first peripheral antenna array 121 through the first horizontal radiation area AR1 , and use the first horizontal radiation area AR1 .
  • An RF signal may be transmitted to the outside through the millimeter wave antenna module 11 .
  • the first horizontal radiation area AR1 may be an area having an azimuth angle of 90 degrees (°).
  • the first horizontal radiation area AR1 is indicated as an area corresponding to 0 degrees (°) to 90 degrees (°) along the azimuth direction.
  • the first peripheral antenna array 121 may perform beamforming within an area ranging from 0 degrees (°) to 90 degrees (°) (ie, the first horizontal radiation area AR1 ) along the azimuth direction.
  • the second peripheral antenna array 122 may transmit/receive an RF signal in the range of the second horizontal radiation area AR2 .
  • the second peripheral antenna array 122 may receive an RF signal incident to the second peripheral antenna array 122 through the second horizontal radiation area AR2 , and use the second horizontal radiation area AR2 .
  • An RF signal may be transmitted to the outside through the millimeter wave antenna module 11 .
  • the second horizontal radiation area AR2 may be an area having an azimuth angle of 90 degrees (°).
  • the second horizontal radiation area AR2 is indicated as an area corresponding to 90 degrees (°) to 180 degrees (°) along the azimuth direction.
  • the second peripheral antenna array 122 may perform beamforming within a range from 90 degrees (°) to 180 degrees (°) along the azimuth direction (ie, the second horizontal radiation area AR2 ).
  • the third peripheral antenna array 123 may transmit/receive an RF signal in the range of the third horizontal radiation area AR3 .
  • the third peripheral antenna array 123 may receive an RF signal incident to the third peripheral antenna array 123 through the third horizontal radiation area AR3 and may receive the third horizontal radiation area AR3 .
  • An RF signal may be transmitted to the outside through the millimeter wave antenna module 11 .
  • the third horizontal radiation area AR3 may be an area having an azimuth angle of 90 degrees (°).
  • the third horizontal radiation area AR3 is indicated as an area corresponding to 180 degrees (°) to 270 degrees (°) along the azimuth direction.
  • the third peripheral antenna array 123 may perform beamforming within a range from 180 degrees (°) to 270 degrees (°) along the azimuth direction (ie, the third horizontal radiation area AR3 ).
  • the fourth peripheral antenna array 124 may transmit/receive an RF signal in the range of the fourth horizontal radiation area AR4 .
  • the fourth peripheral antenna array 124 may receive the RF signal incident to the fourth peripheral antenna array 124 through the fourth horizontal radiation area AR4, and use the fourth horizontal radiation area AR4.
  • An RF signal may be transmitted to the outside through the millimeter wave antenna module 11 .
  • the fourth horizontal radiation area AR4 may be an area having an azimuth angle of 90 degrees (°).
  • the fourth horizontal radiation area AR4 is indicated as an area corresponding to 270 degrees (°) to 360 degrees (°) (ie, 0 degrees (°)) along the azimuth direction.
  • the fourth peripheral antenna array 124 may perform beamforming within a range from 270 degrees (°) to 360 degrees (°) along the azimuth direction (ie, the fourth horizontal radiation area AR4 ).
  • the central antenna array 110 may transmit/receive an RF signal in the range of the first vertical radiation region ZR1 .
  • the central antenna array 110 may receive an RF signal incident to the central antenna array 110 through the first vertical radiation region ZR1 , and a millimeter wave antenna through the first vertical radiation region ZR1 . It is possible to transmit an RF signal to the outside of the module 11 .
  • the first vertical radiation region ZR1 may have a zenith angle ranging from -45 degrees (°) to +45 degrees (°).
  • the central antenna array 110 adjusts the phase of the patch antennas in a range from -45 degrees (°) to +45 degrees (°) along the zenith angle direction (ie, the first vertical radiation region ZR1). ) can be performed in beamforming.
  • the first to fourth peripheral antenna arrays 121 , 122 , 123 , and 124 may transmit and receive RF signals in the range of the second vertical radiation region ZR2 .
  • the first to fourth peripheral antenna arrays 121 , 122 , 123 , and 124 may include the first to fourth peripheral antenna arrays 121 , 122 , 123 and 124 through the second vertical radiation region ZR2 .
  • ) may receive an RF signal incident thereto, and transmit the RF signal to the outside of the millimeter wave antenna module 11 through the second vertical radiation region ZR2.
  • the second vertical radiation region ZR2 may have a zenith angle ranging from +45 degrees (°) to +90 degrees (°) and from -90 degrees (°) to -45 degrees (°).
  • the first to fourth peripheral antenna arrays 121, 122, 123, and 124 are in the range of +45 degrees (°) to +90 degrees (°) and -90 degrees (°) to -45 degrees (°) along the zenith angle direction. ) (ie, the second vertical radiation region ZR2), the beamforming may be performed.
  • the zenith angle is divided into a positive angle part and a negative angle part above for clarity.
  • the zenith angle does not refer only to the angle in FIG. 6 .
  • the zenith angle may be an angle divided from each other based on 0 degrees (°) in any cross section along the fifth direction DR5 .
  • Millimeter wave beamforming is required to be performed in the range from -90 degrees (°) to +90 degrees (°) along the zenith direction and from 0 degrees (°) to 360 degrees (°) along the azimuth direction. do.
  • the present disclosure performs beamforming in a range from -90 degrees (°) to +90 degrees (°) along the zenith direction, and beamforming in a range from 0 degrees (°) to 360 degrees (°) along the azimuth direction. It is possible to provide a millimeter wave antenna module 11 that performs forming. Accordingly, the millimeter wave antenna module 11 having the required beamforming characteristics can be provided.
  • FIG. 7 is a plan view of a millimeter wave antenna module 12 according to an exemplary embodiment.
  • contents substantially the same as those described with reference to FIGS. 1 to 6 may not be described.
  • the millimeter wave antenna module 12 includes a carrier substrate CS, a horizontal antenna substrate CS, a first peripheral antenna substrate DS1, a second peripheral antenna substrate DS2, and a third peripheral antenna substrate. (DS3), a vertical antenna substrate (VS), an RF front end circuit stage 150, and may include an intermediate frequency chip (160).
  • the carrier substrate CS, the vertical antenna substrate VS, the RF front end circuit stage 150, and the intermediate frequency chip 160 are the carrier substrate CS and the vertical antenna substrate described with reference to FIGS. 1 to 4, respectively.
  • (VS), the RF front end circuitry 150, and the intermediate frequency chip 160 may be substantially the same.
  • the horizontal antenna substrate CS may be provided on the upper surface CSu of the carrier substrate CS.
  • the horizontal antenna substrate CS may cover a portion of the upper surface CSu of the carrier substrate CS. Another portion of the upper surface CSu of the carrier substrate CS may be exposed by the horizontal antenna substrate CS.
  • the horizontal antenna substrate CS may include a central antenna array 110 .
  • the central antenna array 110 may be substantially the same as described with reference to FIGS. 1 to 4 .
  • the first peripheral antenna substrate DS1 may be spaced apart from the horizontal antenna substrate CS in the first direction DR1 .
  • the upper surface CSu of the carrier substrate CS may be exposed between the first peripheral antenna substrate DS1 and the horizontal antenna substrate CS.
  • the first peripheral antenna substrate DS1 may be spaced apart from the carrier substrate CS in the first direction DR1 .
  • the first peripheral antenna substrate DS1 may include a first peripheral antenna array 121 .
  • the first peripheral antenna array 121 may be substantially the same as described with reference to FIGS. 1 to 4 .
  • a first connector 130a and a first flexible printed circuit board 140a may be provided between the first peripheral antenna board DS1 and the horizontal antenna board CS.
  • the first peripheral antenna board DS1 may be electrically connected to the carrier board CS by the first connector 130a and the first flexible printed circuit board 140a.
  • the first connector 130a may be provided on the upper surface CSu of the carrier substrate CS exposed between the first peripheral antenna substrate DS1 and the horizontal antenna substrate CS.
  • the first connector 130a may be in contact with the upper surface CSu of the carrier substrate CS.
  • the first flexible printed circuit board 140a may electrically connect the first connector 130a and the first peripheral antenna board DS1.
  • the second peripheral antenna substrate DS2 may be spaced apart from the horizontal antenna substrate CS in the second direction DR2 .
  • the upper surface CSu of the carrier substrate CS may be exposed between the second peripheral antenna substrate DS2 and the horizontal antenna substrate CS.
  • the second peripheral antenna substrate DS2 may be spaced apart from the carrier substrate CS in the second direction DR2 .
  • the second peripheral antenna substrate DS2 may include a second peripheral antenna array 122 .
  • the second peripheral antenna array 122 may be substantially the same as described with reference to FIGS. 1 to 4 .
  • a second connector 130b and a second flexible printed circuit board 140b may be provided between the second peripheral antenna board DS2 and the horizontal antenna board CS.
  • the second peripheral antenna board DS2 may be electrically connected to the carrier board CS by the second connector 130b and the second flexible printed circuit board 140b.
  • the second connector 130b may be provided on the upper surface CSu of the carrier substrate CS exposed between the second peripheral antenna substrate DS2 and the horizontal antenna substrate CS.
  • the second connector 130b may be in contact with the upper surface CSu of the carrier substrate CS.
  • the second flexible printed circuit board 140b may electrically connect the second connector 130b and the second peripheral antenna board DS2 to each other.
  • the third peripheral antenna substrate DS3 may be spaced apart from the horizontal antenna substrate CS in the third direction DR3 .
  • the upper surface CSu of the carrier substrate CS may be exposed between the third peripheral antenna substrate DS3 and the horizontal antenna substrate CS.
  • the third peripheral antenna substrate DS3 may be spaced apart from the carrier substrate CS along the third direction DR3 .
  • the third peripheral antenna substrate DS3 may include a third peripheral antenna array 123 .
  • the third peripheral antenna array 123 may be substantially the same as described with reference to FIGS. 1 to 4 .
  • a third connector 130c and a third flexible printed circuit board 140c may be provided between the third peripheral antenna board DS3 and the horizontal antenna board CS.
  • the third peripheral antenna board DS3 may be electrically connected to the carrier board CS by the third connector 130c and the third flexible printed circuit board 140c.
  • the third connector 130c may be provided on the upper surface CSu of the carrier substrate CS exposed between the third peripheral antenna substrate DS3 and the horizontal antenna substrate CS.
  • the third connector 130c may be in contact with the upper surface CSu of the carrier substrate CS.
  • the third flexible printed circuit board 140c may electrically connect the third connector 130c and the third peripheral antenna board DS3.
  • the vertical antenna substrate VS may be electrically connected to the carrier substrate CS by the fourth connector 130d and the fourth flexible printed circuit board 140d.
  • the fourth connector 130d and the fourth flexible printed circuit board 140d may be substantially the same as the connector 130 and the flexible printed circuit board 140 described with reference to FIGS. 1 to 4 , respectively.
  • the present disclosure performs beamforming in a range from -90 degrees (°) to +90 degrees (°) along the zenith direction, and beamforming in a range from 0 degrees (°) to 360 degrees (°) along the azimuth direction.
  • a millimeter wave antenna module 12 that performs forming may be provided. Accordingly, the millimeter wave antenna module 12 having the required beamforming characteristics can be provided.
  • FIG. 8 is a perspective view of an antenna device 1000 according to an exemplary embodiment.
  • 9 is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 8 .
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line B-B' of FIG. 8 .
  • contents substantially the same as those described with reference to FIGS. 1 to 6 may not be described.
  • an antenna device 1000 may be provided.
  • the antenna device 1000 may be a hidden antenna device.
  • the antenna device 1000 may include a case 1010 , a first antenna module 1100 , a second antenna module 1200 , a first connector 1310 , and a second connector 1320 .
  • the case 1010 may define an internal space accommodating the first antenna module 1100 , the second antenna module 1200 , the first connector 1310 , and the second connector 1320 .
  • the case 1010 may have a hard material. Accordingly, the case 1010 may protect the first antenna module 1100 , the second antenna module 1200 , the first connector 1310 , and the second connector 1320 .
  • the first antenna module 1100 may be substantially the same as the millimeter wave antenna modules 11 and 12 described with reference to FIGS. 1 to 4 or 7 .
  • the first antenna module 1100 may be disposed above the inner space of the case 1010 .
  • the first antenna module 1100 may be in close contact with the ceiling of the inner space of the case 1010 as much as possible.
  • the vertical antenna substrate (VS of FIGS. 1 to 4 or 7 ) may be in contact with the ceiling of the inner space of the case 1010 .
  • the position of the first antenna module 1100 may be fixed by a separate fixing member (not shown) connected to the case 1010 .
  • the second antenna module 1200 may be disposed under the inner space of the case 1010 .
  • the second antenna module 1200 may include a main board 1030 and antennas 1210 , 1220 , 1230 , 1240 , 1400 , and 1500 .
  • the antennas are LTE antennas 1210, 1220, 1230, 1240 for Long Term Evolution (LTE) communication service, BLE/V2X antenna for Bluetooth communication and Vehicle-to-Everything (V2X) communication. 1400 , and an L1/L2 antenna 1500 for receiving GPS signals.
  • LTE Long Term Evolution
  • BLE/V2X antenna for Bluetooth communication
  • V2X Vehicle-to-Everything
  • 1400 and an L1/L2 antenna 1500 for receiving GPS signals.
  • the positions of the LTE antennas 1210 , 1220 , 1230 , 1240 , the BLE/V2X antenna 1400 , and the L1/L2 antenna 1500 are not limited to those shown.
  • each of the LTE antennas 1210 , 1220 , 1230 , 1240 may be a MIMO LTE antenna supporting the 4G/Sub-6GHz band.
  • the second antenna module 1200 may further include at least one of a WiFi antenna, an SDARS antenna, and an RKE antenna.
  • the first connector 1310 and the second connector 1320 may pass through a pair of sidewalls disposed opposite to each other of the case 1010 , respectively.
  • the first connector 1310 and the second connector 1320 may electrically connect the first antenna module 1100 and the second antenna module 1200 to an external device of the antenna device 1000 .
  • the external device processes signals generated from the first antenna module 1100 and the second antenna module 1200 , and transmits a control signal to the first antenna module 1100 and the second antenna module 1200 .
  • the present disclosure performs beamforming in a range from -90 degrees (°) to 90 degrees (°) along the zenith direction, and beamforming in a range from 0 degrees (°) to 360 degrees (°) along the azimuth direction. It is possible to provide the antenna device 1000 including the millimeter wave antenna modules 11 and 12 that perform Accordingly, the antenna device 1000 including the millimeter wave antenna modules 11 and 12 having required beamforming characteristics may be provided.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view corresponding to the line A-A' of FIG. 8 for explaining the antenna device 1002 according to an exemplary embodiment.
  • 12 is a cross-sectional view corresponding to the line B-B' of FIG. 8 for explaining the antenna device 1002 of FIG. 11 .
  • contents substantially the same as those described with reference to FIGS. 8 to 10 may not be described.
  • an antenna device 1002 may be provided.
  • the antenna device 1002 may be a hidden antenna device.
  • the antenna device 1002 may include a case 1010 , a third antenna module 1102 , a second antenna module 1200 , a first connector 1310 , and a second connector 1320 .
  • the case 1010 , the second antenna module 1200 , the first connector 1310 , and the second connector 1320 may be substantially the same as those described with reference to FIGS. 8 to 10 .
  • the third antenna module 1102 may be a PCB substrate 1114 including a plurality of patch antennas 1112 .
  • the third antenna module 1102 may be in contact with the upper surface of the lower substrate 1030 .
  • the third antenna module 1102 may be coupled to the lower substrate 1030 .
  • the plurality of patch antennas 1112 perform beamforming in a range from -90 [0] degrees (°) to 90 degrees (°) along the zenith direction, and from 0 degrees (°) to 360 degrees along the azimuth direction. Beamforming can be performed in a range up to (°). For example, the phases of the plurality of patch antennas 1112 may be adjusted to perform beamforming.
  • FIG. 13 is a plan view of a vehicle 2100 according to an exemplary embodiment.
  • 14 is a side view of the vehicle 2100 of FIG. 13 .
  • 15 is a cross-sectional view taken along line C-C' of FIG. 13 .
  • a vehicle 2000 may be provided.
  • the vehicle 2000 of the present disclosure may be any moving means in which the antenna device 2200 is inserted into the vehicle body 2100 .
  • vehicle 2000 is illustrated as being a passenger car, this is exemplary.
  • the vehicle 2000 may include a vehicle body 2100 having a roof 2110 .
  • the roof 2110 of the vehicle body 2100 may include metal.
  • the antenna device 2200 may be embedded in the roof 2110 .
  • the antenna device 2200 may be a hidden antenna device.
  • the antenna device 2200 may be the antenna device 1000 described with reference to FIGS. 8 to 10 or the antenna device 1002 described with reference to FIGS. 11 and 12 .
  • the upper surface of the antenna device 2200 may be disposed at a height equal to or lower than the upper surface of the vehicle body 2100 .
  • the upper surface of the antenna device 2200 may be coplanar with the upper surface of the roof 2110 .
  • the shark fin antenna device it protrudes from the upper surface of the roof of the vehicle body. Accordingly, the shark fin antenna device may be damaged.
  • the antenna device 2200 of the present disclosure may not protrude from the top surface of the roof 2110 . Accordingly, the possibility of damage during use of the antenna device 2200 may be low.
  • the present disclosure may provide a vehicle 2000 including an antenna device 2200 that performs beamforming in a range from -90 degrees (°) to +90 degrees (°) along the zenith angle direction.
  • the present disclosure may provide a vehicle 2000 including an antenna device 2200 that performs beamforming in a range from 0 degrees (°) to 360 degrees (°) along an azimuth direction. Accordingly, the vehicle 2000 including the antenna device 2200 having the required beamforming characteristics may be provided.
  • the present disclosure may provide a vehicle 2000 including an antenna device 2200 embedded in a vehicle body 2100 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

히든 안테나 장치는 하우징, 하우징 내에 제공되는 메인 기판, 메인 기판 제공되는 제1 안테나, 메인 기판 상에 제공되는 수평 안테나 기판, 및 수평 안테나 기판에 실장되는 제2 안테나를 포함하되, 메인 기판과 수평 안테나 기판은 서로 평행하게 배치되고, 제2 안테나는 밀리미터파(mmWave) 송수신용 안테나이다.

Description

히든 안테나 장치 및 이를 포함하는 차량
본 개시는 히든(Hidden) 안테나 장치 및 안테나 장치를 포함하는 차량에 관한 것이다.
최근 차량에 대한 다양한 통신 서비스와 멀티미디어 서비스 제공 요구가 늘어나고 있다. 자율 주행 자동차의 개발로 인해 도로 주변 인프라 및 차량과의 지속적인 통신, 교통 상황에 대한 정보 교환 또는 공유할 수 있도록 하는 통신 기술에 대한 필요성도 점점 더 높아지고 있다. 이에 따라 많은 정보들을 끊김없이 지원하기 위한 MIMO(Multi Input Multi Output) 통신 기술이 차량에 적용되었고, 차량에 장착 되어야 할 안테나 수도 종래 대비 많이 늘어났다.
최근에는 밀리미터파 안테나 장착에 대한 이슈도 대두되었다. 기존 안테나 장치인 샤크핀(Shark-Fin) 안테나 장치는 MIMO용 LTE 안테나를 포함한, WiFi, BLE, SDARS, GNSS, V2X, RKE 안테나 등을 수용할 수 있는 공간적 여유가 충분하지 않았다. 나아가, 샤크핀 안테나 장치는 돌출 구조를 가지므로 외부 충격에 의해 손상될 가능성이 높았다.
샤크핀 안테나 장치의 제약 사항을 극복하기 위해 히든(Hidden) 안테나 모듈이 개발되고 있다. 히든 안테나 모듈은 차량 내에 매립되는 안테나 모듈을 지칭한다. 히든 안테나 모듈에서 차량 금속 구조물(예를 들어, 차체)의 영향을 적게 받으며, 5G 통신이 원활하게 진행될 수 있도록, 차량의 천정각(Zenith) 방향과 방위각(Azimuth) 방향에서의 빔포밍이 가능한 mmWave 안테나 배치 구조 또한 필요한 상황이다.
기술적 과제는 요구되는 빔 포밍 특성을 갖는 히든 안테나 장치를 제공하는 것에 있다.
기술적 과제는 요구되는 빔포밍 특성을 갖는 히든 안테나 장치를 포함하는 차량을 제공하는 것에 있다.
기술적 과제는 차체에 매립되는 히든 안테나 장치를 포함하는 차량을 제공하는 것에 있다.
다만, 기술적 과제는 상기 개시에 한정되지 않는다.
일 측면에 있어서 하우징; 상기 하우징 내에 제공되는 메인 기판; 상기 메인 기판 상에 제공되는 제1 안테나; 및 상기 메인 기판 상에 제공되는 수평 안테나 기판; 및 상기 수평 안테나 기판에 실장되는 제2 안테나;를 포함하되, 상기 메인 기판과 상기 수평 안테나 기판은 서로 평행하게 배치되고, 상기 제2 안테나는 밀리미터파(mmWave) 송수신용 안테나인 히든 안테나 장치가 제공될 수 있다.
상기 메인 기판과 상기 수평 안테나 기판 사이에 제공되는 캐리어 기판;을 더 포함하되, 상기 수평 안테나 기판은 상기 캐리어 기판의 상면에 접하고, 상기 캐리어 기판은 상기 메인 기판으로부터 제1 방향을 따라 이격될 수 있다.
상기 캐리어 기판 상에 제공되는 수직 안테나 기판; 및 상기 수직 안테나 기판에 실장되는 수직 안테나 어레이;를 더 포함하되, 상기 수직 안테나 기판은 상기 제1 방향을 따라 연장할 수 있다.
상기 제2 안테나로부터 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따라 이격되는 제1 수평 안테나 어레이;를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 수평 안테나 어레이는 상기 수평 안테나 기판에 실장될 수 있다.
상기 수평 안테나 기판으로부터 상기 제2 방향을 따라 이격되는 제1 주변 안테나 기판;을 더 포함하되, 상기 제1 수평 안테나 어레이는 상기 제1 주변 안테나 기판에 실장될 수 있다.
상기 제1 방향을 따르는 관점에서, 상기 제1 수평 안테나 어레이는 상기 캐리어 기판으로부터 이격될 수 있다.
상기 제2 안테나를 사이에 두고 상기 수직 안테나 어레이로부터 이격되는 제2 수평 안테나 어레이; 및 상기 제2 안테나를 사이에 두고 상기 제1 수평 안테나 어레이로부터 이격되는 제3 수평 안테나 어레이;를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 안테나는 n x m 형태로 배열되는 복수의 패치 안테나들을 포함하고, 상기 제1 내지 제3 수평 안테나 어레이들의 각각은 복수의 지향성 안테나들을 포함할 수 있다.
상기 제2 안테나는, 천정각 방향을 따라 -45도(°) 내지 +45 도(°) 범위에서 빔 포밍을 수행하고, 방위각 방향을 따라 0 도(°) 내지 360 도(°) 범위에서 빔 포밍을 수행하도록 구성되고, 상기 제1 내지 제3 수평 안테나 어레이들 및 상기 수직 안테나 어레이는, 천정각 방향을 따라 -90도(°) 내지 -45도(°) 범위 및 +45도(°) 내지 +90도(°) 범위에서 빔 포밍을 수행하고, 방위각 방향을 따라 0 도(°) 내지 360도(°) 범위에서 빔 포밍을 수행하도록 구성될 수 있다.
상기 수직 안테나 기판은 상기 하우징의 천장에 접할 수 있다.
상기 수평 안테나 기판은 상기 메인 기판의 상면에 접할 수 있다.
상기 제2 안테나는 n x m 형태로 배열되는 복수의 패치 안테나들을 포함하고, 상기 제2 안테나는 천정각 방향을 따라 -90 도(°) 내지 +90 도(°) 범위에서 빔 포밍을 수행하고, 방위각 방향을 따라 0 도(°) 내지 360 도(°) 범위에서 빔 포밍을 수행하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 안테나는 4G/Sub-6GHz 대역을 지원하는 MIMO LTE 안테나, BLE/V2X 안테나, WiFi 안테나, GNSS(L1/L2) 안테나, SDARS 안테나, 및 RKE 안테나 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 측면에 있어서, 차체; 및 상기 차체에 매립되는 히든 안테나 장치;를 포함하되, 상기 히든 안테나 장치는: 하우징, 상기 하우징 내에 제공되는 메인 기판, 상기 메인 기판 상에 제공되는 제1 안테나, 상기 메인 기판 상에 제공되는 수평 안테나 기판, 및 상기 수평 안테나 기판에 실장되는 제2 안테나를 포함하되, 상기 메인 기판과 상기 수평 안테나 기판은 서로 평행하게 배치되고, 상기 제2 안테나는 밀리미터파(mmWave) 송수신용 안테나인 차량이 제공될 수 있다.
상기 하우징의 상면은 상기 하우징에 인접한 상기 차체의 상면과 같거나 그보다 낮은 높이에 배치될 수 있다.
상기 메인 기판과 상기 수평 안테나 기판 사이에 제공되는 캐리어 기판;을 더 포함하되, 상기 수평 안테나 기판은 상기 캐리어 기판의 상면에 접하고, 상기 캐리어 기판은 상기 메인 기판으로부터 제1 방향을 따라 이격될 수 있다.
상기 캐리어 기판 상에 제공되는 수직 안테나 기판; 및 상기 수직 안테나 기판에 실장되는 수직 안테나 어레이;를 더 포함하되, 상기 수직 안테나 기판은 상기 제1 방향을 따라 연장할 수 있다.
상기 제2 안테나로부터 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따라 이격되는 제1 수평 안테나 어레이;를 더 포함할 수 있다.
상기 수평 안테나 기판은 상기 메인 기판의 상면에 접할 수 있다.
본 개시는 요구되는 빔 포밍 특성을 갖는 히든 안테나 장치를 제공할 수 있다.
본 개시는 요구되는 빔포밍 특성을 갖는 히든 안테나 장치를 포함하는 차량을 제공할 수 있다
본 개시는 차체에 매립되는 히든 안테나 장치를 포함하는 차량을 제공할 수 있다.
다만, 발명의 효과는 상기 개시에 한정되지 않는다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 밀리미터파 안테나 모듈의 평면도이다.
도 2는 도 1의 밀리미터파 안테나 모듈의 저면도이다.
도 3은 도 1의 밀리미터파 안테나 모듈의 일 측면도이다.
도 4는 도 1의 밀리미터파 안테나 모듈의 타 측면도이다.
도 5는 도 1의 밀리미터파 안테나 모듈의 방사 패턴을 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 도 1의 밀리미터파 안테나 모듈의 방사 패턴을 설명하기 위한 측면도이다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른 밀리미터파 안테나 모듈의 평면도이다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른 안테나 장치의 사시도이다.
도 9는 도 8의 A-A’선을 따르는 단면도이다.
도 10은 도 8의 B-B’선을 따르는 단면도이다.
도 11은 예시적인 실시예에 따른 안테나 장치를 설명하기 위한 도 8의 A-A’선에 대응하는 단면도이다.
도 12는 도 11의 안테나 장치를 설명하기 위한 도 8의 B-B’선에 대응하는 단면도이다.
도 13은 예시적인 실시예에 따른 차량의 평면도이다.
도 14는 도 13의 차량의 측면도이다.
도 15는 도 13의 C-C’선을 따르는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다.
이하에서, "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"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” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 밀리미터파 안테나 모듈(11)의 평면도이다. 도 2는 도 1의 밀리미터파 안테나 모듈(11)의 저면도이다. 도 3은 도 1의 밀리미터파 안테나 모듈(11)의 일 측면도이다. 도 4는 도 1의 수직 안테나 기판을 나타내는 도면이다. 도 5는 도 1의 밀리미터파 안테나 모듈(11)의 방사 패턴을 설명하기 위한 평면도이다. 도 6은 도 1의 밀리미터파 안테나 모듈(11)의 방사 패턴을 설명하기 위한 측면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 밀리미터파 안테나 모듈(11)이 제공될 수 있다. 밀리미터파 안테나 모듈(11)은 캐리어 기판(CS), 수평 안테나 기판(AS), 수직 안테나 기판(VS), RF 프론트 엔드 회로단(150), 및 중간 주파수 칩(160)을 포함할 수 있다. 캐리어 기판(CS)은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)일 수 있다. 캐리어 기판(CS)은 일 방향을 따라 연장하는 평판 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 캐리어 기판(CS)은 제1 방향(DR1)을 따라 연장할 수 있다. 캐리어 기판(CS)은 서로 대향하는 상면(CSu) 및 바닥면(CSb)을 포함할 수 있다. ‘상면’과 ‘바닥면’은 서로 다른 면임을 나타내기 위한 표현이며, 특정한 방향을 향하는 면(예를 들어, 지표면에 수직한 방향을 향하는 면과 그 반대 방향을 향하는 면)을 지칭하는 것은 아니다.
수평 안테나 기판(AS)은 캐리어 기판(CS)의 상면(CSu) 상에 제공될 수 있다. 수평 안테나 기판(AS)은 중앙 안테나 어레이(110), 제1 주변 안테나 어레이(121), 제2 주변 안테나 어레이(122), 및 제3 주변 안테나 어레이(123)를 포함할 수 있다. 중앙 안테나 어레이(110)는 제1 방향(DR1) 및 제1 방향(DR1)에 교차하는 제2 방향(DR2)을 따라 n x m 형태로 배열되는 복수의 패치 안테나들(PA)을 포함할 수 있다. 다시 말해, 복수의 패치 안테나들(PA)은 제1 방향(DR1)을 따라 배열되는 n개의 행과 제2 방향(DR2)을 따라 배열되는 m개의 열을 가질 수 있다. 일 실시예에서, n과 m은 동일할 수 있다. 예를 들어, 중앙 안테나 어레이(110)는 6 x 6 형태로 배열되는 36 개의 복수의 패치 안테나들(PA)을 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 주변 안테나 어레이들(121, 122, 123)은 중앙 안테나 어레이(110) 주변에 배치될 수 있다. 제1 주변 안테나 어레이(121)는 중앙 안테나 어레이(110)로부터 제1 방향(DR1)을 따라 이격될 수 있다. 캐리어 기판(CS)의 상면(CSu)에 수직하는 제5 방향(DR5)을 따르는 관점에서, 제1 주변 안테나 어레이(121)는 캐리어 기판(CS)으로부터 제1 방향(DR1)을 따라 이격될 수 있다. 제1 주변 안테나 어레이(121)는 제2 방향(DR2)을 따라 배열되는 복수의 제1 안테나들(AT1)을 포함할 수 있다. 복수의 제1 안테나들(AT1)은 지향성 안테나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 제1 안테나들(AT1)은 복수의 다이폴 안테나들 또는 복수의 야기-우다 안테나들(Yagi-Uda antennas)일 수 있다. 8개의 제1 안테나들(AT1)이 도시되었으나, 이는 한정적인 것이 아니다. 다른 예에서, 제1 주변 안테나 어레이(121)는 8개보다 적거나 그보다 많은 제1 안테나들(AT1)을 포함할 수 있다.
제2 주변 안테나 어레이(122)는 중앙 안테나 어레이(110)로부터 제2 방향(DR2)을 따라 이격될 수 있다. 제5 방향(DR5)을 따르는 관점에서, 제2 주변 안테나 어레이(122)는 캐리어 기판(CS)으로부터 제2 방향(DR2)을 따라 이격될 수 있다. 제2 주변 안테나 어레이(122)는 제1 방향(DR1)을 따라 배열되는 복수의 제2 안테나들(AT2)을 포함할 수 있다. 복수의 제2 안테나들(AT2)은 지향성 안테나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 제2 안테나들(AT2)은 복수의 다이폴 안테나들 또는 복수의 야기-우다 안테나들일 수 있다. 8개의 제2 안테나들(AT2)이 도시되었으나, 이는 한정적인 것이 아니다. 다른 예에서, 제2 주변 안테나 어레이(122)는 8개보다 적거나 그보다 많은 제2 안테나들(AT2)을 포함할 수 있다.
제3 주변 안테나 어레이(123)는 중앙 안테나 어레이(110)로부터 제3 방향(DR3)을 따라 이격될 수 있다. 제3 방향(DR3)은 제1 방향(DR1)의 반대 방향일 수 있다. 제5 방향(DR5)을 따르는 관점에서, 제3 주변 안테나 어레이(123)는 캐리어 기판(CS)으로부터 제3 방향(DR3)을 따라 이격될 수 있다. 제3 주변 안테나 어레이(123)는 제2 방향(DR2)을 따라 배열되는 복수의 제3 안테나들(AT3)을 포함할 수 있다. 복수의 제3 안테나들(AT3)은 지향성 안테나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 제3 안테나들(AT3)은 복수의 다이폴 안테나들 또는 복수의 야기-우다 안테나들일 수 있다. 8개의 제3 안테나들(AT3)이 도시되었으나, 이는 한정적인 것이 아니다. 다른 예에서, 제3 주변 안테나 어레이(123)는 8개보다 적거나 그보다 많은 제3 안테나들(AT3)을 포함할 수 있다.
수직 안테나 기판(VS)은 캐리어 기판(CS)의 상면(CSu) 상에 제공될 수 있다. 수직 안테나 기판(VS)은 수평 안테나 기판(AS)으로부터 제4 방향(DR4)을 따라 이격될 수 있다. 제4 방향(DR4)은 제2 방향(DR2)의 반대 방향일 수 있다. 수직 안테나 기판(VS)은 캐리어 기판(CS)의 상면(CSu)에 교차하는 방향으로 연장할 수 있다. 예를 들어, 수직 안테나 기판(VS)은 캐리어 기판(CS)의 상면(CSu)에 수직하는 제5 방향(DR5)을 따라 연장할 수 있다. 다만, 수직 안테나 기판(VS)의 연장 방향은 제5 방향(DR5)으로 한정되는 것은 아니다. 다른 예에서, 수직 안테나 기판(VS)의 연장 방향과 캐리어 기판(CS)의 상면(CSu)의 교차 각도는 90 도(°)보다 크거나 작을 수 있다.
수직 안테나 기판(VS)은 제4 주변 안테나 어레이(124)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제4 주변 안테나 어레이(124)는 수직 안테나 기판(VS)의 제4 방향(DR4)을 향하는 표면 상에 제공될 수 있다. 제4 주변 안테나 어레이(124)는 제5 방향(DR5)을 따라 캐리어 기판(CS)과 중첩할 수 있다. 제4 주변 안테나 어레이(124)는 제1 방향(DR1)을 따라 배열되는 복수의 제4 안테나들(AT4)을 포함할 수 있다. 복수의 제4 안테나들(AT4)은 지향성 안테나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 제4 안테나들(AT4)은 복수의 패치 안테나들, 복수의 다이폴 안테나들, 또는 복수의 야기-우다 안테나들일 수 있다. 8개의 제4 안테나들(AT4)이 도시되었으나, 이는 한정적인 것이 아니다. 다른 예에서, 제4 주변 안테나 어레이(124)는 8개보다 적거나 그보다 많은 제4 안테나들(AT4)을 포함할 수 있다.
수평 안테나 기판(AS)과 수직 안테나 기판(VS) 사이에 커넥터(130) 및 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)(140)이 제공될 수 있다. 수직 안테나 기판(VS)은 커넥터(130) 및 연성인쇄회로기판(140)에 의해 캐리어 기판(CS)과 전기적으로 연결될 수 있다. 커넥터(130)는 캐리어 기판(CS)의 상면(CSu)에 접할 수 있다. 연성인쇄회로기판(140)은 커넥터(130)와 수직 안테나 기판(VS)을 전기적으로 연결할 수 있다.
캐리어 기판(CS)의 바닥면(CSb) 상에 RF 프론트 엔드 회로단(150) 및 중간 주파수 칩(160)이 제공될 수 있다. RF 프론트 엔드 회로단(150)은 캐리어 기판(CS)을 사이에 두고 수평 안테나 기판(AS)의 반대편에 배치될 수 있다. 예를 들어, RF 프론트 엔드 회로단(150)은 제5 방향(DR5)을 따라 수평 안테나 기판(AS)과 중첩할 수 있다. 중간 주파수 칩(160)은 RF 프론트 엔드 회로단(150)으로부터 제4 방향(DR4)을 따라 이격될 수 있다. 제5 방향(DR5)을 따르는 관점에서, 중간 주파수 칩(160)은 수직 안테나 기판(VS)으로부터 제4 방향(DR4)을 따라 이격될 수 있다.
RF 프론트 엔드 회로단(150)은 외부로부터 수신된 신호 또는 외부로 송신되는 신호를 처리할 수 있다. 외부로부터 수신된 신호는 중앙 안테나 어레이(110) 및 제1 내지 제4 주변 안테나 어레이들(121, 122, 123, 124)이 RF(Radio Frequency) 신호를 수신하여 생성한 전기 신호일 수 있다. 외부로 송신되는 신호는 중앙 안테나 어레이(110) 및 제1 내지 제4 주변 안테나 어레이들(121, 122, 123, 124)에 제공되어 RF 신호로 변환되는 전기 신호일 수 있다. 예를 들어, RF 프론트 엔드 회로단(150)은 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier), 전력 증폭기(Power Amplifier), 및 위상 천이기(Phase Shifter)를 포함할 수 있다.
저잡음 증폭기는 중앙 안테나 어레이(110) 및 제1 내지 제4 주변 안테나 어레이들(121, 122, 123, 124)을 통해 수신된 신호를 저잡음 증폭하고, 증폭된 신호를 중간 주파수 칩(160)으로 전송할 수 있다. 중간 주파수 칩(160)은 증폭된 신호의 주파수 대역을 RF 대역에서 중간 주파수 대역으로 변조할 수 있다. 예를 들어, 중간 주파수 칩(160)은 증폭된 신호의 주파수 대역을 28 GHz 대역에서 10.6 GHz 대역으로 변환할 수 있다. 반대로 중간 주파수 칩(160)은 중간 주파수 대역의 신호를 RF 대역의 신호로 변환할 수 있다.
전력 증폭기는 중간 주파수 칩(160)으로부터 신호를 고출력 증폭할 수 있다. 전력 증폭기는 증폭된 신호를 중앙 안테나 어레이(110) 및 제1 내지 제4 주변 안테나 어레이들(121, 122, 123, 124)에 제공할 수 있다.
위상 천이기는 중앙 안테나 어레이(110) 및 제1 내지 제4 주변 안테나 어레이들(121, 122, 123, 124)의 각각의 복수의 안테나들(AT1, AT2, AT3, AT4)의 작동 위상들을 각각 제어할 수 있다. 이에 따라, 중앙 안테나 어레이(110) 및 제1 내지 제4 주변 안테나 어레이들(121, 122, 123, 124)의 각각에서 방사되는 빔에 대해 빔 포밍(Beam Foaming)이 수행될 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 주변 안테나 어레이(121)는 제1 수평 방사 영역(AR1)의 범위에서 RF 신호를 송수신할 수 있다. 다시 말해, 제1 주변 안테나 어레이(121)는 제1 수평 방사 영역(AR1)을 통해 제1 주변 안테나 어레이(121)로 입사하는 RF 신호를 수신할 수 있고, 제1 수평 방사 영역(AR1)을 통해 밀리미터파 안테나 모듈(11) 외부로 RF 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 제1 수평 방사 영역(AR1)은 방위각 90 도(°) 범위의 영역일 수 있다. 설명의 편의를 위해, 도 5에서 제1 수평 방사 영역(AR1)은 방위각 방향을 따라 0 도(°)에서 90 도(°)까지에 대응하는 영역으로 표시되었다. 제1 주변 안테나 어레이(121)는 방위각 방향을 따라 0 도(°)에서 90도 (°)까지의 영역(즉, 제1 수평 방사 영역(AR1)) 내에서 빔 포밍을 수행할 수 있다.
제2 주변 안테나 어레이(122)는 제2 수평 방사 영역(AR2)의 범위에서 RF 신호를 송수신할 수 있다. 다시 말해, 제2 주변 안테나 어레이(122)는 제2 수평 방사 영역(AR2)을 통해 제2 주변 안테나 어레이(122)로 입사하는 RF 신호를 수신할 수 있고, 제2 수평 방사 영역(AR2)을 통해 밀리미터파 안테나 모듈(11) 외부로 RF 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 제2 수평 방사 영역(AR2)은 방위각 90 도(°) 범위의 영역일 수 있다. 설명의 편의를 위해, 도 5에서 제2 수평 방사 영역(AR2)은 방위각 방향을 따라 90 도(°)에서 180 도(°)까지에 대응하는 영역으로 표시되었다. 제2 주변 안테나 어레이(122)는 방위각 방향을 따라 90 도(°)에서 180도 (°)까지의 범위(즉, 제2 수평 방사 영역(AR2)) 내에서 빔 포밍을 수행할 수 있다.
제3 주변 안테나 어레이(123)는 제3 수평 방사 영역(AR3)의 범위에서 RF 신호를 송수신할 수 있다. 다시 말해, 제3 주변 안테나 어레이(123)는 제3 수평 방사 영역(AR3)을 통해 제3 주변 안테나 어레이(123)로 입사하는 RF 신호를 수신할 수 있고, 제3 수평 방사 영역(AR3)을 통해 밀리미터파 안테나 모듈(11) 외부로 RF 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 제3 수평 방사 영역(AR3)은 방위각 90 도(°) 범위의 영역일 수 있다. 설명의 편의를 위해, 도 5에서 제3 수평 방사 영역(AR3)은 방위각 방향을 따라 180 도(°)에서 270 도(°)까지에 대응하는 영역으로 표시되었다. 제3 주변 안테나 어레이(123)는 방위각 방향을 따라 180 도(°)에서 270도 (°)까지의 범위(즉, 제3 수평 방사 영역(AR3)) 내에서 빔 포밍을 수행할 수 있다.
제4 주변 안테나 어레이(124)는 제4 수평 방사 영역(AR4)의 범위에서 RF 신호를 송수신할 수 있다. 다시 말해, 제4 주변 안테나 어레이(124)는 제4 수평 방사 영역(AR4)을 통해 제4 주변 안테나 어레이(124)로 입사하는 RF 신호를 수신할 수 있고, 제4 수평 방사 영역(AR4)을 통해 밀리미터파 안테나 모듈(11) 외부로 RF 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 제4 수평 방사 영역(AR4)은 방위각 90 도(°) 범위의 영역일 수 있다. 설명의 편의를 위해, 도 5에서 제4 수평 방사 영역(AR4)은 방위각 방향을 따라 270 도(°)에서 360 도(°)(즉, 0 도(°))까지에 대응하는 영역으로 표시되었다. 제4 주변 안테나 어레이(124)는 방위각 방향을 따라 270 도(°)에서 360도 (°)까지의 범위(즉, 제4 수평 방사 영역(AR4)) 내에서 빔 포밍을 수행할 수 있다.
도 6을 참조하면, 중앙 안테나 어레이(110)는 제1 수직 방사 영역(ZR1)의 범위에서 RF 신호를 송수신할 수 있다. 다시 말해, 중앙 안테나 어레이(110)는 제1 수직 방사 영역(ZR1)을 통해 중앙 안테나 어레이(110)로 입사하는 RF 신호를 수신할 수 있고, 제1 수직 방사 영역(ZR1)을 통해 밀리미터파 안테나 모듈(11) 외부로 RF 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 제1 수직 방사 영역(ZR1)은 천정 각(Zenith Angle) -45도(°) ~ +45도(°) 범위의 영역일 수 있다. 예를 들어, 중앙 안테나 어레이(110)는 패치 안테나들에 위상을 조절하여 천정각 방향을 따라 -45 도(°)에서 +45 도 (°)까지의 범위(즉, 제1 수직 방사 영역(ZR1)) 내에서 빔 포밍을 수행할 수 있다.
제1 내지 제4 주변 안테나 어레이들(121, 122, 123, 124)은 제2 수직 방사 영역(ZR2)의 범위에서 RF 신호를 송수신할 수 있다. 다시 말해, 제1 내지 제4 주변 안테나 어레이들(121, 122, 123, 124)은, 제2 수직 방사 영역(ZR2)을 통해 제1 내지 제4 주변 안테나 어레이들(121, 122, 123, 124)로 입사하는 RF 신호를 수신할 수 있고, 제2 수직 방사 영역(ZR2)을 통해 밀리미터파 안테나 모듈(11) 외부로 RF 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 제2 수직 방사 영역(ZR2)은 천정각 +45도(°) 내지 +90도(°) 범위 및 -90도(°) 내지 -45도(°)의 영역일 수 있다. 제1 내지 제4 주변 안테나 어레이들(121, 122, 123, 124)은 천정각 방향을 따라 +45도(°) 내지 +90도(°) 범위 및 -90도(°) 내지 -45도(°)까지의 범위(즉, 제2 수직 방사 영역(ZR2)) 내에서 빔 포밍을 수행할 수 있다.
위에서 천정각을 양의 각도 부분과 음의 각도 부분으로 나눠서 설명한 것은 명확한 설명을 위한 것이다. 천정각은 도 6에서의 각도만을 지칭하는 것이 아니다. 천정각은 제5 방향(DR5)을 따르는 어떠한 단면에서 0도(°)를 기준으로 서로 나뉘는 각도일 수 있다.
밀리미터파의 빔 포밍은 천정각 방향을 따라 -90 도(°)에서 +90 도(°)까지의 범위 및 방위각 방향을 따라 0 도(°)에서 360 도(°)까지의 범위에서 수행될 것이 요구된다. 본 개시는 천정각 방향을 따라 -90 도(°)에서 +90 도(°)까지의 범위에서 빔 포밍을 수행하고, 방위각 방향을 따라 0 도(°)에서 360 도(°)까지의 범위에서 빔 포밍을 수행하는 밀리미터파 안테나 모듈(11)을 제공할 수 있다. 따라서, 요구되는 빔포밍 특성을 갖는 밀리미터파 안테나 모듈(11)이 제공될 수 있다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른 밀리미터파 안테나 모듈(12)의 평면도이다. 설명의 간결함을 위해, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다.
도 7을 참조하면, 밀리미터파 안테나 모듈(12)은 캐리어 기판(CS), 수평 안테나 기판(CS), 제1 주변 안테나 기판(DS1), 제2 주변 안테나 기판(DS2), 제3 주변 안테나 기판(DS3), 수직 안테나 기판(VS), RF 프론트 엔드 회로단 (150), 및 중간 주파수 칩(160)을 포함할 수 있다. 캐리어 기판(CS), 수직 안테나 기판(VS), RF 프론트 엔드 회로단 (150), 및 중간 주파수 칩(160)은 각각 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명되는 캐리어 기판(CS), 수직 안테나 기판(VS), RF 프론트 엔드 회로단 (150), 및 중간 주파수 칩(160)과 실질적으로 동일할 수 있다.
수평 안테나 기판(CS)은 캐리어 기판(CS)의 상면(CSu) 상에 제공될 수 있다. 수평 안테나 기판(CS)은 캐리어 기판(CS)의 상면(CSu)의 일부를 덮을 수 있다. 캐리어 기판(CS)의 상면(CSu)의 다른 일부는 수평 안테나 기판(CS)에 의해 노출될 수 있다. 수평 안테나 기판(CS)은 중앙 안테나 어레이(110)를 포함할 수 있다. 중앙 안테나 어레이(110)는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일할 수 있다.
제1 주변 안테나 기판(DS1)은 수평 안테나 기판(CS)으로부터 제1 방향(DR1)으로 이격될 수 있다. 예를 들어, 제1 주변 안테나 기판(DS1)과 수평 안테나 기판(CS) 사이에 캐리어 기판(CS)의 상면(CSu)이 노출될 수 있다. 제5 방향(DR5)을 따르는 관점에서, 제1 주변 안테나 기판(DS1)은 캐리어 기판(CS)으로부터 제1 방향(DR1)을 따라 이격될 수 있다. 제1 주변 안테나 기판(DS1)은 제1 주변 안테나 어레이(121)를 포함할 수 있다. 제1 주변 안테나 어레이(121)는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일할 수 있다.
제1 주변 안테나 기판(DS1)과 수평 안테나 기판(CS) 사이에 제1 커넥터(130a) 및 제1 연성인쇄회로기판(140a)이 제공될 수 있다. 제1 주변 안테나 기판(DS1)은 제1 커넥터(130a) 및 제1 연성인쇄회로기판(140a)에 의해 캐리어 기판(CS)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 커넥터(130a)는 제1 주변 안테나 기판(DS1)과 수평 안테나 기판(CS) 사이에 노출되는 캐리어 기판(CS)의 상면(CSu) 상에 제공될 수 있다. 예를 들어, 제1 커넥터(130a)는 캐리어 기판(CS)의 상면(CSu)에 접할 수 있다. 제1 연성인쇄회로기판(140a)은 제1 커넥터(130a)와 제1 주변 안테나 기판(DS1)을 전기적으로 연결할 수 있다.
제2 주변 안테나 기판(DS2)은 수평 안테나 기판(CS)으로부터 제2 방향(DR2)으로 이격될 수 있다. 예를 들어, 제2 주변 안테나 기판(DS2)과 수평 안테나 기판(CS) 사이에 캐리어 기판(CS)의 상면(CSu)이 노출될 수 있다. 제5 방향(DR5)을 따르는 관점에서, 제2 주변 안테나 기판(DS2)은 캐리어 기판(CS)으로부터 제2 방향(DR2)을 따라 이격될 수 있다. 제2 주변 안테나 기판(DS2)은 제2 주변 안테나 어레이(122)를 포함할 수 있다. 제2 주변 안테나 어레이(122)는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일할 수 있다.
제2 주변 안테나 기판(DS2)과 수평 안테나 기판(CS) 사이에 제2 커넥터(130b) 및 제2 연성인쇄회로기판(140b)이 제공될 수 있다. 제2 주변 안테나 기판(DS2)은 제2 커넥터(130b) 및 제2 연성인쇄회로기판(140b)에 의해 캐리어 기판(CS)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 커넥터(130b)는 제2 주변 안테나 기판(DS2)과 수평 안테나 기판(CS) 사이에 노출되는 캐리어 기판(CS)의 상면(CSu) 상에 제공될 수 있다. 예를 들어, 제2 커넥터(130b)는 캐리어 기판(CS)의 상면(CSu)에 접할 수 있다. 제2 연성인쇄회로기판(140b)은 제2 커넥터(130b)와 제2 주변 안테나 기판(DS2)을 전기적으로 연결할 수 있다.
제3 주변 안테나 기판(DS3)은 수평 안테나 기판(CS)으로부터 제3 방향(DR3)으로 이격될 수 있다. 예를 들어, 제3 주변 안테나 기판(DS3)과 수평 안테나 기판(CS) 사이에 캐리어 기판(CS)의 상면(CSu)이 노출될 수 있다. 제5 방향(DR5)을 따르는 관점에서, 제3 주변 안테나 기판(DS3)은 캐리어 기판(CS)으로부터 제3 방향(DR3)을 따라 이격될 수 있다. 제3 주변 안테나 기판(DS3)은 제3 주변 안테나 어레이(123)를 포함할 수 있다. 제3 주변 안테나 어레이(123)는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일할 수 있다.
제3 주변 안테나 기판(DS3)과 수평 안테나 기판(CS) 사이에 제3 커넥터(130c) 및 제3 연성인쇄회로기판(140c)이 제공될 수 있다. 제3 주변 안테나 기판(DS3)은 제3 커넥터(130c) 및 제3 연성인쇄회로기판(140c)에 의해 캐리어 기판(CS)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 커넥터(130c)는 제3 주변 안테나 기판(DS3)과 수평 안테나 기판(CS) 사이에 노출되는 캐리어 기판(CS)의 상면(CSu) 상에 제공될 수 있다. 예를 들어, 제3 커넥터(130c)는 캐리어 기판(CS)의 상면(CSu)에 접할 수 있다. 제3 연성인쇄회로기판(140c)은 제3 커넥터(130c)와 제3 주변 안테나 기판(DS3)을 전기적으로 연결할 수 있다.
수직 안테나 기판(VS)은 제4 커넥터(130d) 및 제4 연성인쇄회로기판(140d)에 의해 캐리어 기판(CS)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제4 커넥터(130d) 및 제4 연성인쇄회로기판(140d)은 각각 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명되는 커넥터(130) 및 연성인쇄회로기판(140)과 실질적으로 동일할 수 있다.
본 개시는 천정각 방향을 따라 -90 도(°)에서 +90 도(°)까지의 범위에서 빔 포밍을 수행하고, 방위각 방향을 따라 0 도(°)에서 360 도(°)까지의 범위에서 빔 포밍을 수행하는 밀리미터파 안테나 모듈(12)을 제공할 수 있다. 따라서, 요구되는 빔포밍 특성을 갖는 밀리미터파 안테나 모듈(12)이 제공될 수 있다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른 안테나 장치(1000)의 사시도이다. 도 9는 도 8의 A-A’선을 따르는 단면도이다. 도 10은 도 8의 B-B’선을 따르는 단면도이다. 설명의 간결함을 위해, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 안테나 장치(1000)가 제공될 수 있다. 안테나 장치(1000)는 히든 안테나 장치일 수 있다. 안테나 장치(1000)는 케이스(1010), 제1 안테나 모듈(1100), 제2 안테나 모듈(1200), 제1 커넥터(1310), 및 제2 커넥터(1320)를 포함할 수 있다. 케이스(1010)는 제1 안테나 모듈(1100), 제2 안테나 모듈(1200), 제1 커넥터(1310), 및 제2 커넥터(1320)를 수용하는 내부 공간을 정의할 수 있다. 케이스(1010)는 단단한 재질을 가질 수 있다. 이에 따라, 케이스(1010)는 제1 안테나 모듈(1100), 제2 안테나 모듈(1200), 제1 커넥터(1310), 및 제2 커넥터(1320)를 보호할 수 있다.
제1 안테나 모듈(1100)은 도 1 내지 도 4 또는 도 7을 참조하여 설명되는 밀리미터파 안테나 모듈(11, 12)과 실질적으로 동일할 수 있다. 제1 안테나 모듈(1100)은 케이스(1010)의 내부 공간 상부에 배치될 수 있다. 제1 안테나 모듈(1100)은 케이스(1010)의 내부 공간의 천장에 최대한 밀착될 수 있다. 예를 들어, 수직 안테나 기판(도 1 내지 도 4 또는 도 7의 VS)이 케이스(1010)의 내부 공간의 천장에 접할 수 있다. 일 예에서, 제1 안테나 모듈(1100)의 위치는 케이스(1010)에 연결되는 별도의 고정 부재(미도시)에 의해 고정될 수 있다.
제2 안테나 모듈(1200)은 케이스(1010) 내부 공간의 하부에 배치될 수 있다. 제2 안테나 모듈(1200)은 메인 기판(1030) 및 안테나들(1210, 1220, 1230, 1240, 1400, 1500)을 포함할 수 있다. 일 예에서, 안테나들은 LTE(Long Term Evolution) 통신 서비스를 위한 LTE 안테나들(1210, 1220, 1230, 1240), 블루투스(Bluetooth) 통신 및 V2X(Vehicle-to-Everything) 통신을 위한 BLE/V2X 안테나(1400), 및 GPS 신호 수신을 위한 L1/L2 안테나(1500)를 포함할 수 있다. LTE 안테나들(1210, 1220, 1230, 1240), BLE/V2X 안테나(1400), 및 L1/L2 안테나(1500)의 위치는 도시된 것에 한정되지 않는다. LTE 안테나들(1210, 1220, 1230, 1240), BLE/V2X 안테나(1400), 및 L1/L2 안테나(1500)의 위치는 필요에 따라 정해질 수 있다. 일 예에서, LTE 안테나들(1210, 1220, 1230, 1240)의 각각은 4G/Sub-6GHz 대역을 지원하는 MIMO LTE 안테나일 수 있다. 일 예에서, 제2 안테나 모듈(1200)은 WiFi 안테나, SDARS 안테나, 및 RKE 안테나 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
제1 커넥터(1310) 및 제2 커넥터(1320)는 케이스(1010)의 서로 반대편에 배치되는 한 쌍의 측벽들을 각각 관통할 수 있다. 제1 커넥터(1310) 및 제2 커넥터(1320)는 제1 안테나 모듈(1100) 및 제2 안테나 모듈(1200)을 안테나 장치(1000)의 외부 장치에 전기적으로 연결할 수 있다. 예를 들어, 외부 장치는 제1 안테나 모듈(1100) 및 제2 안테나 모듈(1200)로부터 생성되는 신호를 처리하고, 제1 안테나 모듈(1100) 및 제2 안테나 모듈(1200)에 제어 신호를 전송할 수 있다.
본 개시는 천정각 방향을 따라 -90 도(°)에서 90 도(°)까지의 범위에서 빔 포밍을 수행하고, 방위각 방향을 따라 0 도(°)에서 360 도(°)까지의 범위에서 빔 포밍을 수행하는 밀리미터파 안테나 모듈(11, 12)을 포함하는 안테나 장치(1000)를 제공할 수 있다. 따라서, 요구되는 빔포밍 특성을 갖는 밀리미터파 안테나 모듈(11, 12)을 포함하는 안테나 장치(1000)가 제공될 수 있다.
도 11은 예시적인 실시예에 따른 안테나 장치(1002)를 설명하기 위한 도 8의 A-A’선에 대응하는 단면도이다. 도 12는 도 11의 안테나 장치(1002)를 설명하기 위한 도 8의 B-B’선에 대응하는 단면도이다. 설명의 간결함을 위해, 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 안테나 장치(1002)가 제공될 수 있다. 안테나 장치(1002)는 히든 안테나 장치일 수 있다. 안테나 장치(1002)는 케이스(1010), 제3 안테나 모듈(1102), 제2 안테나 모듈(1200), 제1 커넥터(1310), 및 제2 커넥터(1320)를 포함할 수 있다. 케이스(1010), 제2 안테나 모듈(1200), 제1 커넥터(1310), 및 제2 커넥터(1320)는 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일할 수 있다.
제3 안테나 모듈(1102)은 복수의 패치 안테나들(1112)을 포함하는 PCB 기판(1114)일 수 있다. 제3 안테나 모듈(1102)은 하부 기판(1030)의 상면에 접할 수 있다. 예를 들어, 제3 안테나 모듈(1102)은 하부 기판(1030)에 결합될 수 있다.
복수의 패치 안테나들(1112)은 천정각 방향을 따라 -90[0] 도(°)에서 90 도(°)까지의 범위에서 빔 포밍을 수행하고, 방위각 방향을 따라 0 도(°)에서 360 도(°)까지의 범위에서 빔 포밍을 수행할 수 있다. 예를 들어, 복수의 패치 안테나들(1112)의 위상이 조절되어, 빔 포밍을 수행할 수 있다.
도 13은 예시적인 실시예에 따른 차량(2100)의 평면도이다. 도 14는 도 13의 차량(2100)의 측면도이다. 도 15는 도 13의 C-C’선을 따르는 단면도이다. 설명의 간결함을 위해, 앞에서 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 차량(2000)이 제공될 수 있다. 본 개시의 차량(2000)은 그 차체(2100) 내에 안테나 장치(2200)가 삽입되는 임의의 이동 수단일 수 있다. 차량(2000)이 승용차인 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것이다. 차량(2000)은 지붕(2110)을 갖는 차체(2100)를 포함할 수 있다. 차체(2100)의 지붕(2110)은 금속을 포함할 수 있다.
도 15를 참조하면, 안테나 장치(2200)는 지붕(2110) 내에 매립될 수 있다. 안테나 장치(2200)는 히든 안테나 장치일 수 있다. 안테나 장치(2200)는 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명되는 안테나 장치(1000) 또는 도 11 및 도 12를 참조하여 설명되는 안테나 장치(1002)일 수 있다. 안테나 장치(2200)의 상면은 차체(2100)의 상면과 같거나 그보다 낮은 높이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 안테나 장치(2200)의 상면은 지붕(2110)의 상면과 공면을 이룰 수 있다. 샤크 핀 안테나 장치의 경우, 차체의 지붕의 상면으로부터 돌출된다. 이에 따라, 샤크핀 안테나 장치가 파손될 수 있었다. 본 개시의 안테나 장치(2200)는 지붕(2110)의 상면으로부터 돌출되지 않을 수 있다. 이에 따라, 안테나 장치(2200)의 사용 중 파손 가능성이 낮을 수 있다.
본 개시는 천정각 방향을 따라 -90 도(°)에서 +90 도(°)까지의 범위에서 빔 포밍을 수행하는 안테나 장치(2200)를 포함하는 차량(2000)을 제공할 수 있다. 본 개시는 방위각 방향을 따라 0 도(°)에서 360 도(°)까지의 범위에서 빔 포밍을 수행하는 안테나 장치(2200)를 포함하는 차량(2000)을 제공할 수 있다. 따라서, 요구되는 빔포밍 특성을 갖는 안테나 장치(2200)를 포함하는 차량(2000)이 제공될 수 있다. 본 개시는 차체(2100)에 매립되는 안테나 장치(2200)를 포함하는 차량(2000)을 제공될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예들에 대한 이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상의 설명을 위한 예시를 제공한다. 따라서 본 발명의 기술적 사상은 이상의 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 상기 실시예들을 조합하여 실시하는 등 여러 가지 많은 수정 및 변경이 가능함은 명백하다.

Claims (15)

  1. 하우징;
    상기 하우징 내에 제공되는 메인 기판;
    상기 메인 기판 상에 제공되는 제1 안테나; 및
    상기 메인 기판 상에 제공되는 수평 안테나 기판; 및
    상기 수평 안테나 기판에 실장되는 제2 안테나;를 포함하되,
    상기 메인 기판과 상기 수평 안테나 기판은 서로 평행하게 배치되고,
    상기 제2 안테나는 밀리미터파(mmWave) 송수신용 안테나인 히든 안테나 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 기판과 상기 수평 안테나 기판 사이에 제공되는 캐리어 기판;을 더 포함하되,
    상기 수평 안테나 기판은 상기 캐리어 기판의 상면에 접하고,
    상기 캐리어 기판은 상기 메인 기판으로부터 제1 방향을 따라 이격되는 히든 안테나 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 캐리어 기판 상에 제공되는 수직 안테나 기판; 및
    상기 수직 안테나 기판에 실장되는 수직 안테나 어레이;를 더 포함하되,
    상기 수직 안테나 기판은 상기 제1 방향을 따라 연장하는 히든 안테나 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 안테나로부터 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따라 이격되는 제1 수평 안테나 어레이;를 더 포함하는 히든 안테나 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 수평 안테나 어레이는 상기 수평 안테나 기판에 실장되는 히든 안테나 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 수평 안테나 기판으로부터 상기 제2 방향을 따라 이격되는 제1 주변 안테나 기판;을 더 포함하되,
    상기 제1 수평 안테나 어레이는 상기 제1 주변 안테나 기판에 실장되는 히든 안테나 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 방향을 따르는 관점에서, 상기 제1 수평 안테나 어레이는 상기 캐리어 기판으로부터 이격되는 히든 안테나 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 안테나를 사이에 두고 상기 수직 안테나 어레이로부터 이격되는 제2 수평 안테나 어레이; 및
    상기 제2 안테나를 사이에 두고 상기 제1 수평 안테나 어레이로부터 이격되는 제3 수평 안테나 어레이;를 더 포함하는 히든 안테나 장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 수직 안테나 기판은 상기 하우징의 천장에 접하는 히든 안테나 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 수평 안테나 기판은 상기 메인 기판의 상면에 접하는 히든 안테나 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 안테나는 4G/Sub-6GHz 대역을 지원하는 MIMO LTE 안테나, BLE/V2X 안테나, WiFi 안테나, GNSS(L1/L2) 안테나, SDARS 안테나, 및 RKE 안테나 중 적어도 하나를 포함하는 히든 안테나 장치.
  12. 차체; 및
    상기 차체에 매립되는 히든 안테나 장치;를 포함하되,
    상기 히든 안테나 장치는: 하우징, 상기 하우징 내에 제공되는 메인 기판, 상기 메인 기판 상에 제공되는 제1 안테나, 상기 메인 기판 상에 제공되는 수평 안테나 기판, 및 상기 수평 안테나 기판에 실장되는 제2 안테나를 포함하되,
    상기 메인 기판과 상기 수평 안테나 기판은 서로 평행하게 배치되고,
    상기 제2 안테나는 밀리미터파(mmWave) 송수신용 안테나인 차량.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 하우징의 상면은 상기 하우징에 인접한 상기 차체의 상면과 같거나 그보다 낮은 높이에 배치되는 차량.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 메인 기판과 상기 수평 안테나 기판 사이에 제공되는 캐리어 기판;을 더 포함하되,
    상기 수평 안테나 기판은 상기 캐리어 기판의 상면에 접하고,
    상기 캐리어 기판은 상기 메인 기판으로부터 제1 방향을 따라 이격되는 차량.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 캐리어 기판 상에 제공되는 수직 안테나 기판; 및
    상기 수직 안테나 기판에 실장되는 수직 안테나 어레이;를 더 포함하되,
    상기 수직 안테나 기판은 상기 제1 방향을 따라 연장하는 차량.
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