WO2023204464A1 - 안테나 어레이의 편파들 간 디커플링을 위한 정합 네트워크 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

안테나 어레이의 편파들 간 디커플링을 위한 정합 네트워크 및 이를 포함하는 전자 장치 Download PDF

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WO2023204464A1
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antenna
decoupling
network circuit
array
sub
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PCT/KR2023/003887
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이석민
김윤건
최승호
고승태
이정엽
허준
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삼성전자 주식회사
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    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
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    • H01Q9/04—Resonant antennas
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    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna

Definitions

  • This disclosure relates to a matching network, and more specifically, to a matching network for decoupling between polarizations of an antenna array and an electronic device including the same.
  • An electronic device that uses beamforming technology in a wireless communication system includes a plurality of antenna elements. At this time, sub-array technology can be used to increase the gain of the signal radiated from the electronic device.
  • the electronic device may include an antenna substrate, an antenna array including a sub-array, and the sub-array may include a plurality of antenna elements.
  • the electronic device may include a feeding network circuit including a first power divider for a first polarization and a second power divider for a second polarization different from the first polarization. It may include a network circuit for decoupling the first signal of the first power divider and the second signal of the second power divider.
  • the sub-array may be disposed on the first side of the antenna substrate.
  • the feeding network circuit may be disposed on the first side of the antenna substrate or on a second side opposite to the first side.
  • the network circuit for decoupling may be disposed in an area between the first power divider and the second power divider on the first side or the second side of the antenna substrate.
  • an electronic device includes a processor, a metal plate, and a plurality of antenna substrates; and an array antenna including a plurality of sub-arrays.
  • a sub-array of a plurality of sub-arrays includes a first power divider for a first polarization and a second power divider for a second polarization different from the first polarization. It may include a feeding network circuit and a network circuit for decoupling the first signal of the first power divider and the second signal of the second power divider.
  • a sub-array of the plurality of sub-arrays may be disposed on a first surface of an antenna substrate corresponding to the sub-array.
  • the power supply network circuit may be disposed on a second side opposite to the first side.
  • the power supply network circuit may be disposed on a second side opposite to the first side.
  • the network circuit for decoupling may be disposed in an area between the first power divider and the second power divider on the first side or the second side.
  • FIG. 1 shows a wireless communication system according to embodiments.
  • FIG. 2 shows examples of antenna arrays according to embodiments.
  • Figure 3 shows examples of isolation characteristics of an antenna array according to embodiments.
  • FIG. 4 shows an example of a decoupling coupler according to embodiments.
  • FIG. 5 shows examples of deployment of a decoupling coupler according to embodiments.
  • 6A, 6B, and 6C show examples of shapes of decoupling couplers according to embodiments.
  • FIG. 7 shows examples of placement of a decoupling coupler and a power divider according to embodiments.
  • FIG. 8 shows other examples of arrangement of a decoupling coupler and a power divider according to embodiments.
  • FIG 9 shows an example of intra-subarray decoupling according to embodiments.
  • Figure 10 is a diagram for explaining the principle of a decoupling coupler according to embodiments.
  • FIG. 11 shows an example of an equivalent circuit of a power supply unit of a sub-array to which a decoupling coupler is coupled according to embodiments.
  • 12A and 12B show examples of placement of decoupling couplers according to embodiments.
  • 13A and 13B show examples of performance of a decoupling coupler according to embodiments.
  • FIG 14 shows an example of an array antenna with decoupling couplers according to one embodiment.
  • Figure 15 shows the functional configuration of an electronic device including an antenna with a decoupling coupler according to an embodiment.
  • '... part', '... base', '... water', and '... body' used hereinafter mean at least one shape structure or a unit that processes a function. It can mean.
  • 'A' to 'B' means at least one of the elements from A to (including A) and B (including B).
  • 'C' and/or 'D' means including at least one of 'C' or 'D', i.e. ⁇ 'C', 'D', 'C' and 'D' ⁇ .
  • the expressions greater than or less than may be used to determine whether a specific condition is satisfied or fulfilled, but this is only a description for expressing an example, and the description of more or less may be used. It's not exclusion. Conditions written as ‘more than’ can be replaced with ‘more than’, conditions written as ‘less than’ can be replaced with ‘less than’, and conditions written as ‘more than and less than’ can be replaced with ‘greater than and less than’.
  • the wireless communication environment 100 of FIG. 1 is a portion of nodes using a wireless channel, including a base station 110 and terminals (e.g., terminal 120-1, terminal 120-2, terminal 120-3). ), hereinafter (120)) is exemplified.
  • the base station 110 is a network infrastructure that provides wireless access to the terminal 120.
  • Base station 110 has coverage defined as a certain geographic area based on the distance over which signals can be transmitted.
  • the base station 110 includes 'access point (AP)', 'eNodeB (eNB)', '5G node (5th generation node)', and '5G NodeB (5G NodeB).
  • the base station 110 may transmit a downlink signal or receive an uplink signal.
  • the terminal 120 is a device used by a user and communicates with the base station 110 through a wireless channel. In some cases, the terminal 120 may be operated without user involvement. That is, the terminal 120 is a device that performs machine type communication (MTC) and may not be carried by the user.
  • the terminal 120 is a terminal, as well as 'user equipment (UE)', 'mobile station', 'subscriber station', and 'customer premises equipment (CPE)'. , ‘remote terminal’, ‘wireless terminal’, ‘electronic device’, or ‘vehicle terminal’, ‘user device’ or technical equivalent. It may be referred to by other terms with different meanings.
  • the base station 110 may be equipped with multiple antennas.
  • the base station 110 may include a Massive MIMO Unit (MMU).
  • MMU Massive MIMO Unit
  • a collection of multiple antennas is referred to as an antenna array 130, and each antenna included in the array may be referred to as an array element or an antenna element.
  • the antenna array 130 may be configured in various forms, such as a linear array or planar array.
  • the antenna array 130 may be referred to as a massive antenna array.
  • the main technology that improves the data capacity of 5G communications is beamforming technology using an antenna array connected to multiple RF paths.
  • the number of RF paths must be increased or the power per RF path must be increased.
  • Increasing the RF path increases the size of the product, and due to space constraints in installing actual base station equipment, it is currently at a level where it cannot be increased any further.
  • antenna gain can be increased by connecting multiple antenna elements using a divider (or splitter) in the RF path.
  • antenna elements corresponding to the RF path may be referred to as a sub-array.
  • the number of antennas (or antenna elements) of equipment that performs wireless communication is increasing.
  • the number of RF parts (e.g. amplifiers, filters) and components for processing RF signals received or transmitted through antenna elements has increased, so that when constructing communication equipment, it is necessary to meet communication performance while maintaining spatial Benefits and cost efficiency are essential.
  • the base station 110 of FIG. 1 is illustrated as an example to explain the antenna matching network of the present disclosure and the electronic device including the same, but embodiments of the present disclosure are not limited thereto.
  • a matching network and an electronic device including the same according to embodiments of the present disclosure in addition to the base station 110, include wireless equipment that performs the same function as the base station, wireless equipment (e.g., TRP) connected to the base station, and the terminal of FIG. 1 ( 120), or other communication equipment used for 5G communication, of course, are all possible.
  • an antenna array composed of sub-arrays is described as an example as a structure of a plurality of antennas for communication in a MIMO (Multiple Input Multiple Output) environment.
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • it can be easily changed for beamforming. Of course it is possible.
  • FIG. 2 shows examples of antenna arrays (eg, antenna array 130) according to embodiments.
  • the antenna array illustrates the antenna array of base station 110 in FIG. 1 .
  • miniaturization and weight reduction of the antenna array are required.
  • an antenna array can be used for beamforming.
  • an electronic device may use sub-array technology.
  • Sub-array technology refers to a technology for increasing the gain of a signal by dividing and feeding the supplied signal to several antenna elements. Sub-array technology can be equally applied when receiving signals.
  • Antenna elements configured as a sub-array may radiate signals transmitted (or fed) from a radio frequency integrated circuit (RFIC) or transmit signals received from other devices to the RFIC.
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • an electronic device may include a plurality of sub-arrays.
  • the beamwidth used to transmit a signal in a wireless channel depends on the spacing of the antenna elements of the antenna array.
  • the spacing between antenna elements within the antenna array can be determined based on price competitiveness and beamforming performance.
  • the spacing between antenna elements arranged in the horizontal direction in the first antenna array 210 may be 0.5 ⁇ .
  • the first antenna array 210 may form a beam having a beam width corresponding to about 90 degrees in the horizontal direction.
  • the spacing between antenna elements arranged in the horizontal direction in the second antenna array 220 may be 0.74 ⁇ .
  • the second antenna array 220 can form a beam with a beam width corresponding to about 65 degrees in the horizontal direction.
  • a dielectric substrate eg, a plastic substrate
  • the power divider e.g. 300 MHz broadband divider
  • Figure 3 shows examples of isolation characteristics of an antenna array according to embodiments.
  • the sub-arrays 310 may include two 3x1 sub-arrays. 3x1 sub-arrays can be arranged horizontally. Isolation characteristics may include co-pole isolation. A signal of a first polarization (e.g., about (+)45 degrees) and a signal of a second polarization orthogonal to the first polarization (e.g., about (-)45 degrees) are provided to the antenna elements of each sub-array. Power may be urgent. For example, the first polarization and the second polarization may be substantially perpendicular. The solid line represents a power divider to which a first polarized wave signal is fed, and the dotted line represents a power divider to which a second polarized wave signal is fed.
  • Co-pole isolation refers to the isolation characteristic between signals with the same polarization.
  • Co-pole isolation represents the isolation between the solid line of the sub-array on the left and the solid line of the sub-array on the right.
  • Co-pole isolation represents the isolation between the dotted line of the subarray on the left and the dotted line of the subarray on the right.
  • Antenna elements located on the left may have a radiation effect on antenna elements located on the right (i.e., patch-to-patch radiation). Additionally, an induced signal due to surface current of a substrate including sub-arrays may affect signals having the same polarization of other sub-arrays.
  • Sub-arrays 320 may include two 3x1 sub-arrays. 3x1 sub-arrays can be arranged horizontally. Isolation characteristics may include cross-pole isolation. Cross-pole isolation may be referred to as X-pol isolation.
  • a signal of a first polarization wave and a signal of a second polarization orthogonal to the first polarization wave may be fed to the antenna elements of each sub-array.
  • the solid line represents the feeder for the signal of the first polarization and the feeder for the signal of the second polarization in the first sub-array, and the dotted line represents the feeder for the signal of the first polarization and the feeder of the second polarization in the second subarray. Indicates the power supply for signals.
  • Cross-pole isolation refers to the isolation characteristic between signals with orthogonal polarization.
  • Cross-pole isolation represents isolation between solid lines of the first sub-array.
  • Cross-pole isolation represents the isolation between the dotted lines of the second sub-array.
  • the feeder located on the left may have a radiation effect on the feeder located on the right.
  • a power feeder located on the left side of the first sub-array may have a radiation effect on a power feeder located on the right side of the second sub-array (i.e., patch-to-patch radiation).
  • an induced signal due to surface current of a substrate including sub-arrays may affect signals having the same polarization of other sub-arrays.
  • Sub-arrays 330 may include two 3x1 sub-arrays. 3x1 sub-arrays can be arranged horizontally. Isolation characteristics may include adjacent cross-pole isolation. Adjacent cross-pole isolation may be referred to as adjacent X-pol isolation. A signal of a first polarization wave and a signal of a second polarization orthogonal to the first polarization wave may be fed to the antenna elements of each sub-array. The solid line indicates a power supply unit for signals of the second polarization in the first sub-array and a power supply unit for signals of the first polarization in the second sub-array.
  • Adjacent cross-pole isolation refers to the isolation characteristic between signals having orthogonal polarization among signals between adjacent sub-arrays. Adjacent cross-pole isolation represents the isolation between solid lines. In the arrangement of the sub-arrays 330, the polarizations of the two signals shown in solid lines are perpendicular to each other. Accordingly, adjacent cross-pole isolation performance between two sub-arrays may be higher than the above-described co-pole isolation or cross-pole isolation.
  • embodiments of the present disclosure propose an antenna design that is flexible in the arrangement of power dividers and improves cross-pole isolation performance without structures such as walls.
  • a decoupling coupler may illustrate a decoupling network circuit.
  • the decoupling network circuit refers to a matching circuit to increase isolation between ports of an antenna element.
  • a decoupling coupler is illustrated, but various implementation methods (e.g., transmission lines, strips, microstrips, or lumped elements such as capacitors or inductors) to perform the same technical function are used. Of course, one of the options can be used instead.
  • the sub-array 400 may include a 3x1 sub-array.
  • the sub-array may include three antenna elements.
  • the sub-array 400 may include a first antenna element 401, a second antenna element 403, and a third antenna element 405.
  • a signal 411 of a first polarization (eg, approximately (+)45 degrees) may be supplied to the sub-array 400.
  • the signal 411 of the first polarization is transmitted to each antenna element of the sub-array 400 (e.g., the first antenna element 401, the second antenna element 403, or the third antenna) through the first power divider 410. It can be delivered to the element 405).
  • a signal 421 of a second polarization (eg, approximately (-)45 degrees) may be supplied to the sub-array 400.
  • the signal 421 of the second polarization is transmitted to each antenna element of the sub-array 400 (e.g., the first antenna element 401, the second antenna element 403, or the third antenna) through the second power divider 420. It can be delivered to the element 405).
  • the signal flow of the first power divider 410 may affect the signal flow of the second power divider 420.
  • isolation e.g., cross-pole isolation
  • re-radiation is performed between two power dividers (the first power divider 410 and the second power divider 420).
  • a structure may be required.
  • a decoupling coupler 450 may be disposed between the first power divider 410 and the second power divider 420. As signals with different polarizations are fed within a certain distance, the signals affect other signals electrically and magnetically. This effect may be referred to as coupling.
  • the decoupling coupler 450 may be designed to isolate a first port into which a first polarized wave signal is input and a second port into which a second polarized wave signal is input.
  • the decoupling coupler 450 may function as a matching network so that the signal applied to the first port has less influence on the signal applied to the second port.
  • the decoupling coupler 450 may be implemented in the form of a microstrip or strip whose coupling amount is adjusted depending on the spacing and length of the line.
  • the decoupling coupler 450 is shown as being located between the second antenna element 403 and the third antenna element 405, but embodiments of the present disclosure are not limited thereto.
  • the decoupling coupler 450 is located in an area that can provide an electrical connection (e.g., direct power supply or coupled power supply) between the two power dividers, even if it is not between the second antenna element 403 and the third antenna element 405. can be located Specific examples are described in Figure 5.
  • FIG. 5 shows examples of deployment of a decoupling coupler (eg, decoupling coupler 450) according to embodiments.
  • the decoupling coupler may exemplify a decoupling network circuit (or decoupling matching network circuit).
  • the decoupling network circuit refers to a matching circuit to increase isolation between ports of an antenna element.
  • the sub-array may include a 3x1 sub-array.
  • the sub-array may include three antenna elements.
  • the sub-array may include a first antenna element 501, a second antenna element 503, and a third antenna element 505.
  • a signal 511 of the first polarization may be supplied to the sub-array.
  • the signal 511 of the first polarization may be transmitted to each antenna element of the sub-array through the first power divider.
  • a signal 521 of a second polarization may be supplied to the sub-array.
  • the second polarized signal 521 may be transmitted to each antenna element of the sub-array through the second power divider.
  • the first decoupling coupler 551 may be disposed between the first antenna element 501 and the second antenna element 503.
  • the first decoupling coupler 551 may provide a connection between a first power divider to which the first polarized signal 511 is supplied and a second power divider to which the second polarized signal 512 is supplied.
  • the degree of isolation between the first polarized signal 511 and the second polarized signal 521 can be increased.
  • the first decoupling coupler 551 may include a strip-shaped transmission line.
  • the second decoupling coupler 552 may be disposed between the second antenna element 501 and the third antenna element 503.
  • the second decoupling coupler 552 may provide a connection between the first power divider to which the first polarized signal 511 is supplied and the second power divider to which the second polarized signal 512 is supplied.
  • the isolation between the first polarized signal 511 and the second polarized signal 521 can be increased through the second decoupling coupler 552.
  • the second decoupling coupler 552 may include a U-shaped transmission line.
  • the third decoupling coupler 553 may be disposed below the third antenna element 503.
  • the third decoupling coupler 553 may provide a connection between the first power divider to which the first polarized signal 511 is supplied and the second power divider to which the second polarized signal 512 is supplied.
  • the third decoupling coupler 553 the degree of isolation between the first polarization signal 511 and the second polarization signal 521 can be increased.
  • the third decoupling coupler 553 may include a loop-shaped transmission line.
  • decoupling couplers are not limited thereto. Even if one decoupling coupler is disposed between two dividers as shown in FIG. 4, it can be understood as an embodiment of the present disclosure. Additionally, according to one embodiment, some of the three decoupling couplers may be omitted. Additionally, according to one embodiment, all three decoupling couplers may have the same shape (eg, metal strip). Additionally, according to one embodiment, the shapes of the three decoupling couplers may be different from those of FIG. 5 . Additionally, according to one embodiment, the lengths of the three decoupling couplers may all be different. Additionally, according to one embodiment, the lengths of some of the three decoupling couplers may be the same.
  • FIGS. 6A, 6B, and 6C the influence of various types and sizes of decoupling couplers according to embodiments of the present disclosure will be described through FIGS. 6A, 6B, and 6C.
  • 6A, 6B, and 6C show examples of shapes of decoupling couplers according to embodiments.
  • Various shapes can be used to improve the coupling of power dividers that make up the subarray.
  • the shape of the decoupling coupler needs to be defined to obtain effective coupling performance in a narrow space.
  • various shapes of the decoupling coupler depicted in FIGS. 4 and 5 are described.
  • the type of decoupling coupler may be a strip line.
  • the shape of the decoupling coupler may be a straight strip line 601 with a length of 'L' and a width of 'W'.
  • the shape of the decoupling coupler may be a 'U' shaped strip line 603.
  • the shape of the decoupling coupler may be an arcuate strip line 605.
  • the shape of the decoupling coupler may be an 'M' shaped strip line 607.
  • the length of the strip line may be required to satisfy the following equation:
  • L is the length of the strip line, may be an effective wavelength. for example, Can be determined based on the equation below.
  • ⁇ eff means the effective dielectric constant.
  • ⁇ eff can be determined based on the equation below.
  • ⁇ r refers to the relative permittivity
  • W refers to the width
  • h refers to the thickness of the substrate.
  • the length of the patch can be determined based on the equation below.
  • the type of decoupling coupler may be a patch.
  • the shape of the decoupling coupler may be a straight patch 631 with a length of 'L' and a width of 'W'.
  • the shape of the decoupling coupler may be an oval patch 633.
  • the shape of the decoupling coupler may be a polygonal patch 635.
  • the length of the patch may be required to satisfy the following equation.
  • L is the length of the patch, may be an effective wavelength.
  • the type of decoupling coupler may be loop.
  • a loop-shaped decoupling coupler may be used.
  • the shape of the decoupling coupler may be a right-angled loop 661.
  • the shape of the decoupling coupler may be an elliptical loop 663.
  • the shape of the decoupling coupler may be a polygonal loop 665.
  • the length of the loop may be required to satisfy the following equation:
  • L is the length of the patch, may be an effective wavelength.
  • the decoupling coupler may be formed on the antenna substrate using a plating method.
  • the decoupling coupler may be formed on the antenna substrate using a Laser Direct Structuring (LDS) method.
  • the power divider may be formed on the antenna substrate using a plating method.
  • the power divider and decoupling coupler may be formed on the antenna substrate using an LDS (Laser Direct Structuring) method.
  • the decoupling coupler may be formed in the same manner as the feed lines of the power divider.
  • the material of the decoupling coupler may be the same as the material of the power divider.
  • FIG. 7 shows examples of arrangement of a decoupling coupler (eg, decoupling coupler 450) and a power divider according to embodiments.
  • the power divider refers to a circuit including a branch structure for applying a fed signal to each antenna element.
  • the power divider may include a power divider for the first polarization and a power divider for the second polarization.
  • the power divider refers to a circuit including a branch structure for applying a fed signal to each antenna element.
  • the power divider may include feed lines for providing signals.
  • Each antenna element of the sub-array may be connected to a power divider.
  • the line 710 represents a feed line constituting a power divider.
  • the antenna substrate 721 may be a substrate on which antenna elements are arranged.
  • the antenna substrate 721 may include a dielectric substrate.
  • the antenna substrate 721 may include a metal substrate.
  • the metal substrate 723 may be a substrate for providing a ground plane.
  • One or more antenna substrates (eg, antenna substrate 721) may be combined with the metal substrate 723.
  • the power divider may be disposed on the same first side of the antenna substrate 721 as the side on which the antenna elements are disposed. That is, the line 710 may be located on the first side of the antenna substrate 721.
  • the antenna substrate 721 may be coupled to the metal substrate 723 on a second side opposite to the first side of the antenna substrate 721. Referring to the front view, the antenna substrate 721 is stacked on the metal substrate 723, and the line 710 may be placed on the antenna substrate 721.
  • a coupler for decoupling matching between polarized waves may be disposed on the first side of the antenna substrate 721.
  • the decoupling coupler may be directly coupled with a power divider disposed on the same first side.
  • the decoupling coupler can distribute power through direct coupling (or direct connection) between the line for the first polarization and the line for the second polarization. Capacitance may be formed between the two lines. As power is distributed through high capacitance, the isolation characteristics between the two lines can be strengthened.
  • the decoupling coupler may be indirectly coupled with a power divider disposed on the same first side.
  • a decoupling coupler can distribute power by providing an indirect connection through coupling between a line for the first polarization and a line for the second polarization. Capacitance may be formed between the two lines. As power is distributed through high capacitance, the isolation characteristics between the two lines can be strengthened.
  • FIG. 8 shows other examples of arrangement of a decoupling coupler (eg, decoupling coupler 450) and a power divider according to embodiments.
  • the line 810 represents a feed line constituting a power divider.
  • the antenna substrate 821 may be a substrate on which antenna elements are arranged.
  • the antenna substrate 821 may include a dielectric substrate.
  • the antenna substrate 821 may include a metal substrate.
  • the metal substrate 823 may be a substrate for providing a ground plane. There may be a gap between the antenna substrate 821 and the metal substrate 823.
  • the antenna substrate 821 is shown as being separated from the metal substrate 823, but this means that there is a gap between the two substrates in some areas of the entire array antenna.
  • the antenna substrate 821 is coupled to the metal substrate 823 through another structure, or the antenna substrate 821 is connected to the metal substrate 823 by a support portion formed integrally with the antenna substrate 821. 823).
  • some regions of one dielectric may function as the antenna substrate 821, and other regions may function as a structure supporting the antenna substrate 821.
  • the power divider may be disposed on a second side of the antenna substrate 821 that is different from the first side on which the antenna elements are disposed.
  • the second side may be opposite to the first side. That is, the line 810 may be located on the second surface of the antenna substrate 821.
  • the antenna substrate 821 is stacked at intervals on the metal substrate 823, and the line 810 may be disposed on the back of the antenna substrate 821.
  • the power divider is located on the back of the antenna substrate 821, the upper surface of the antenna substrate 821 may have relatively more space. Accordingly, the design of other structures, such as antenna elements, may be facilitated.
  • a coupler for decoupling matching between polarized waves may be disposed on the first side of the antenna substrate 821.
  • the decoupling coupler may be indirectly connected to a power divider disposed on the other second side. Through the decoupling coupler, an indirect connection is provided through coupling between the line for the first polarization and the line for the second polarization, thereby allowing power to be distributed. Capacitance may be formed between the two lines. As power is distributed through high capacitance, the isolation characteristics between the two lines can be strengthened.
  • a coupler for decoupling matching between polarized waves may be disposed on the second surface of the antenna substrate 821.
  • the decoupling coupler may be directly connected to the power divider on the back of the antenna substrate 821 (e.g., example 832) or indirectly connected.
  • Decoupling is a function to reduce or eliminate RF (radio frequency) energy flowing into the input network and reduce the peak of current surge induced in the substrate.
  • the coupler may include an input port, a through port, a coupled port that extracts a portion of the power being passed, and an isolated port. Two lines are placed close together, and the amount of coupling can be adjusted based on the spacing between the lines and the length of each line.
  • the principle of the coupler may be applied to the antenna sub-array according to embodiments of the present disclosure, not for isolation between antenna elements, but for isolation between two ports feeding power to the antenna elements.
  • couplers can be placed between feed lines input to antenna ports (eg, a power divider for first polarization and a second power divider for second polarization).
  • the coupler is disposed between the power divider for the first polarization and the power divider for the second polarization in each sub-array of the antenna array so that the signal applied to the first port has less influence on the signal applied to the second port. It can be.
  • the coupler may be referred to as a decoupling coupler (or decoupling matching network (DMN) or decoupling network (DN)).
  • a decoupling coupler (e.g., decoupling coupler 450) according to embodiments of the present disclosure may be disposed for connection between two polarizations of a sub-array to improve cross-pole isolation performance.
  • the sub-array may include a first port 911 providing a first polarized signal and a second port 921 providing a second polarized signal.
  • the second polarization may be orthogonal to the first polarization.
  • the first polarization may be +45 degrees polarization
  • the second polarization may be -45 degrees polarization.
  • the first polarization may be N-polarization (N-pol)
  • the second polarization may be P-polarization (P-pol).
  • the decoupling coupler may function to prevent a signal of a specific polarization from being transmitted to another space (e.g., a radiation area of a signal of a different polarization in a side direction) or to reduce the intensity of the resulting radio waves. Coupling between polarizations can reduce the influence of signals of one polarization on signals of another polarization. Although only one sub-array is shown in FIG. 9, interference from different polarization waves may also occur between sub-arrays. Embodiments of the present disclosure may utilize decoupling couplers within the region of the sub-array instead of suppressing the interference through insertion of a wall-like structure. By eliminating the need for additional structures, placement restrictions on components for the antenna substrate (e.g. plastic ribs, screws) can be reduced.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the principle of a decoupling coupler (eg, decoupling coupler 450) according to embodiments.
  • a decoupling coupler may be placed between the two lines.
  • the two lines may include a first line for the first polarization and a second line for the second polarization.
  • the decoupling coupler can distribute power supplied from one line to another line for isolation between the two lines.
  • the decoupling coupler 1010 may be directly connected to the power divider.
  • the power divider may include a first power divider for N-pol and a second power divider for P-pol.
  • the decoupling coupler 1010 may directly connect the first power divider and the second power divider.
  • the decoupling coupler 1010 may function to cancel the signal transmitted from N-pol to P-pol. That is, signals coupled between two polarized waves can be canceled out.
  • the decoupling coupler 1060 may be indirectly connected to the power divider.
  • the power divider may include a first power divider for N-pol and a second power divider for P-pol.
  • An indirect connection refers to an electrical connection between two power dividers that is not directly connected, but is provided through a coupling power supply method.
  • the decoupling coupler 1060 may function to cancel the signal transmitted from N-pol to P-pol. That is, signals coupled between two polarized waves can be canceled out.
  • the decoupling coupler 1060 may re-radiate a signal derived from the antenna substrate. Through re-radiation, the amount of signal transmitted from the left sub-array to the right sub-array may decrease, or the amount of signal transmitted from the right sub-array to the left sub-array may decrease. By reducing unnecessary surface waves, coupling between signals of different polarization waves can be alleviated.
  • Equation 7 The loss during signal transmission is expressed in Equation 7 below.
  • ⁇ is the total loss
  • ⁇ C is the loss due to the metal conductor (i.e., loss due to metal conductivity)
  • ⁇ D is the loss due to the dielectric loss tangent (i.e., loss due to dielectric loss tangent)
  • ⁇ G is the conductivity of the dielectric.
  • Loss due to conductivity of dielectric ⁇ R means loss due to radiation.
  • the decoupling coupler can use the surface wave corresponding to ⁇ R for isolation.
  • the power divider is disposed on the back of the antenna substrate (i.e., the side opposite to the side on which the antenna element is disposed), and the decoupling coupler is disposed on the top of the antenna substrate. You can.
  • the decoupling coupler can re-radiate the supplied surface wave. In other words, the radiation losses can be reused for decoupling matching.
  • FIG. 11 shows an example of an equivalent circuit of a power supply unit of a sub-array to which a decoupling coupler (eg, a decoupling coupler 450) is coupled according to embodiments.
  • a decoupling coupler eg, a decoupling coupler 450
  • the sub-array 1130 may include a 3x1 sub-array.
  • the sub-array may include three antenna elements.
  • the sub-array includes a first antenna element (e.g., first antenna element 401, first antenna element 501), and a second antenna element (e.g., second antenna element 402, second antenna element 502). , and a third antenna element (eg, third antenna element 403, third antenna element 505).
  • a signal of the first polarization may be supplied to the sub-array 1130.
  • the signal of the first polarization may be transmitted to each antenna element of the sub-array 1130 through the first power divider 1120.
  • the first power divider 1120 may include three branches.
  • the first power divider 1120 may include three transmission lines.
  • the first power divider 1120 may include a first transmission line 1121, a second transmission line 1122, and a third transmission line 1123.
  • the signal that passes through each transmission line is applied to the corresponding antenna element.
  • a signal of a second polarization may be supplied to the sub-array 1130.
  • the signal of the second polarization may be transmitted to each antenna element of the sub-array 1130 through the second power divider 1140.
  • the second power divider 1140 may include three branches.
  • the second power divider 1140 may include three transmission lines.
  • the second power divider 1140 may include a fourth transmission line 1141, a fifth transmission line 1142, and a sixth transmission line 1143. The signal that passes through each transmission line is applied to the corresponding antenna element.
  • each decoupling coupler located in the sub-array 1130 can provide an electrical connection between both transmission lines. Decoupling couplers can reduce or block the signal supply from one transmission line to another.
  • the first decoupling coupler 1131 of the sub-array 1300 may electrically connect the first transmission line 1121 and the fourth transmission line 1141.
  • the first decoupling coupler 1131 may function to electrically and magnetically separate the first transmission line 1121 and the fourth transmission line 1141 through a matching network technique.
  • the second decoupling coupler 1132 of the sub-array 1300 may electrically connect the second transmission line 1122 and the fifth transmission line 1142.
  • the second decoupling coupler 1132 may function to electrically and magnetically separate the second transmission line 1122 and the fifth transmission line 1142 through a matching network technique.
  • the third decoupling coupler 1133 of the sub-array 1300 may electrically connect the third transmission line 1123 and the sixth transmission line 1143.
  • the third decoupling coupler 1133 may function to electrically and magnetically separate the third transmission line 1123 and the sixth transmission line 1143 through a matching network technique.
  • the graph 1100 represents reflection parameters for each frequency domain.
  • the horizontal axis 1101 of the graph represents the frequency (unit: GHz (gigahertz)), and the vertical axis 1102 represents the size of the S 11 parameter (unit: dB (decibel)).
  • the graph 1150 shows the passing parameters for each frequency domain.
  • the horizontal axis 1151 of the graph represents the frequency (unit: GHz (gigahertz)), and the vertical axis 1152 represents the size of the S 21 parameter (unit: dB (decibel)).
  • the solid line relates to the sub-array 1130 in which the decoupling coupler is disposed
  • the dotted line relates to the sub-array in which the decoupling coupler is not disposed.
  • the S 21 parameter the higher the isolation performance.
  • the decoupling coupler that provides electrical connection between the two polarized waves is disposed in the sub-array 1130, the S 21 parameter decreases, and it is confirmed that other radiation performance is relatively insignificant.
  • decoupling couplers corresponding to each antenna element are illustrated to represent an equivalent circuit. , it does not necessarily mean that the decoupling coupler must be physically placed in each element. This is because, even if one decoupling coupler is located between the second antenna element and the third antenna element and directly connects the two power dividers, it can provide a decoupling effect to all antenna elements constituting the sub-array.
  • antenna elements are disposed on a first side (e.g., top side) of the antenna substrate, and a power divider is disposed on a second side (e.g., back side) opposite the first side of the antenna substrate.
  • first side e.g., top side
  • second side e.g., back side
  • the structure of the array antenna in which they are disposed is illustrated, but embodiments of the present disclosure are not limited to the specific structure shown in FIGS. 12A, 12B, 13A, 13B, and 14, which will be described later.
  • 12A and 12B show an example of the arrangement of a decoupling coupler (eg, decoupling coupler 450) according to embodiments.
  • a decoupling coupler eg, decoupling coupler 450
  • a first perspective view 1210 shows a first side (eg, top side) of the antenna substrate.
  • the antenna substrate may include a dielectric substrate.
  • Antenna elements may be disposed on the first side of the antenna substrate.
  • the antenna element may be a patch antenna.
  • the dielectric substrate may include a support portion to position the patch antenna at a certain height or higher.
  • the support may be dielectric.
  • a second perspective view 1215 shows a second side (eg, back side) of the antenna substrate.
  • a feeding network for a power divider may be disposed on the second side of the antenna substrate.
  • the feed network may include multiple feed lines.
  • the input line for the first polarization may be branched into individual feed lines through a first power divider.
  • the input line for the second polarization may be branched into individual feed lines through a second power divider. Signals from two feed lines can be applied to one antenna element.
  • the termination of each of the feed lines on the second side of the antenna substrate may correspond to an input port of the antenna element on the first side of the antenna substrate.
  • Side view 1220 shows an example of a stacked structure of an antenna substrate.
  • the antenna element 1221 may be disposed on the first side of the antenna substrate 1225.
  • the antenna substrate 1225 may be a dielectric.
  • the antenna substrate 1225 may include a support portion 1223.
  • the support portion 1223 may be coupled to the antenna element 1221 so that the antenna element 1221 is spaced a certain distance apart on the first surface.
  • the metal substrate 1227 is a substrate that provides a ground plane and may be spaced a certain distance away from the antenna substrate 1225. Power dividers may be placed through spaced apart spaces.
  • a feed line 1226 may be disposed on the second side of the antenna substrate 1225.
  • the feed line 1226 refers to a transmission line for feeding signals to the antenna element.
  • Feed line 1226 corresponds to a branch of the power divider.
  • the feed line 126 may be arranged according to the shape of the support portion 1223 to radiate an RF signal through the antenna element 1221.
  • a feed line 126 may be disposed along the second side of the support portion 1223 formed on the antenna substrate 1225.
  • the decoupling coupler 1250 may be disposed on the first side of the antenna substrate 1225.
  • the decoupling coupler 1250 may function to reduce the effect of signals caused by the feed line 1226 being coupled to other feed lines. Even if the decoupling coupler 1250 is not physically coupled to the feed line 1226, the existing coupling can be offset through coupling of the decoupling coupler 1250.
  • the decoupling coupler 1250 re-radiates the surface wave caused by the antenna substrate 1225 (e.g., re-radiation of the decoupling coupler 1060 in FIG. 10), so that the feed line 1226 radiates from another feed line (e.g., a different polarized wave). The signal transmitted through the feed line that provides may be reduced.
  • a first plan view 1230 shows the first side of the antenna substrate of an array antenna including two sub-arrays.
  • the first side illustrates the first side of the antenna substrate in first perspective view 1215.
  • each sub-array could be a 3x1 sub-array.
  • the sub-arrays may include a first sub-array and a second sub-array.
  • the first sub-array may include an antenna element 1221a, an antenna element 1222a, and an antenna element 1223a.
  • the second sub-array may include an antenna element 1221b, an antenna element 1222b, and an antenna element 1223b.
  • the first decoupling coupler 1231 may provide electrical connection between power dividers of the first sub-array.
  • the power dividers may include branches of feed lines to provide different polarizations. For example, for each element of the first sub-array, a conductive pattern 1298a for the first polarization and a conductive pattern 1299a for the second polarization are formed on one side of the antenna substrate (e.g., the first side). or a second side opposite to the first side).
  • a first decoupling coupler 1231 may be located between the power dividers on the first side of the antenna substrate to reduce mutual influence between signals of different polarizations. The first decoupling coupler 1231 may provide a coupling connection between two power dividers. Re-radiation resulting from the coupling connection may function to cancel out existing coupling effects.
  • the second decoupling coupler 1233 may provide electrical connection between power dividers of the second sub-array.
  • the power dividers may include branches of feed lines to provide different polarizations. For example, for each element of the second sub-array, a conductive pattern 1298b for the first polarization and a conductive pattern 1299b for the second polarization are formed on one side of the antenna substrate (e.g., the first side). or a second side opposite to the first side).
  • the second top view 1240 shows the first side of the antenna substrate of an array antenna including two sub-arrays.
  • each sub-array may be a 3x1 sub-array.
  • the sub-arrays may include a first sub-array and a second sub-array.
  • the first sub-array may include an antenna element 1221a, an antenna element 1222a, and an antenna element 1223a.
  • the second sub-array may include an antenna element 1221b, an antenna element 1222b, and an antenna element 1223b.
  • the third decoupling coupler 1241 may provide electrical connection between power dividers of the second sub-array.
  • the power dividers may include branches of feed lines to provide different polarizations.
  • a conductive pattern 1298a for the first polarization and a conductive pattern 1299a for the second polarization are formed on one side of the antenna substrate (e.g., the first side). or a second side opposite to the first side).
  • the fourth decoupling coupler 1243 may provide electrical connection between power dividers of the second sub-array.
  • the power dividers may include branches of feed lines to provide different polarizations.
  • a conductive pattern 1298b for the first polarization and a conductive pattern 1299b for the second polarization are formed on one side of the antenna substrate (e.g., the first side). or a second side opposite to the first side).
  • the decoupling coupler may have a shape other than a simple straight stripline or patch.
  • the shape of the decoupling coupler may be the shape illustrated in FIGS. 6A, 6B, and 6C. Different geometries may provide different amounts of coupling. Depending on the degree to which decoupling is needed, decoupling couplers of different shapes may be placed on the first side of the corresponding antenna substrate between the two power dividers.
  • An array antenna may include a plurality of sub-arrays. Each of the plurality of sub-arrays corresponds to a 3x1 sub-array and may be combined with a decoupling coupler.
  • the graph 1300 shows a sub-array (e.g., top view 1230 of FIG. 12A) in which decoupling couplers 1380 (e.g., first decoupling coupler 1231, second decoupling coupler 1233) are disposed. It shows the performance of the sub-array of the array antenna according to) and the sub-array without the decoupling coupler 1380.
  • the horizontal axis 1301 of the graph 1300 represents the frequency (unit: GHz (gigahertz)), and the vertical axis 1302 represents the size of the isolation performance (unit: dB (decibel)).
  • the first line 1311 represents the decoupling coupler.
  • the second line 1312 represents the cross-pole isolation performance of the sub-array with the decoupling coupler 1380.
  • the third line 1313 represents the co-pole isolation performance of the sub-array without the decoupling coupler 1380.
  • the fourth line 1314 represents the co-pole isolation performance of the sub-array with the decoupling coupler 1380 disposed.
  • the third line 1313 and the fourth line 1314 it is confirmed that there is little change in co-pole isolation performance.
  • the cross-pole isolation performance is improved by up to 9 dB (about -21 dB to -30 dB).
  • the decoupling coupler 1380 can improve cross-pole isolation performance within and between sub-arrays.
  • the graph 1350 shows a sub-array in which a straight decoupling coupler 1380 (e.g., a sub-array of an array antenna according to the top view 1230 of FIG. 12A) is disposed and a 'U'-shaped decoupling coupler 1385. It shows the performance of the sub-array (e.g., the sub-array of the array antenna according to the plan view 1240 of FIG. 12B) in which the third decoupling coupler 1241 and the fourth decoupling coupler 1243 are disposed.
  • a straight decoupling coupler 1380 e.g., a sub-array of an array antenna according to the top view 1230 of FIG. 12A
  • a 'U'-shaped decoupling coupler 1385 shows the performance of the sub-array in which the third decoupling coupler 1241 and the fourth decoupling coupler 1243 are disposed.
  • the horizontal axis 1351 of the graph 1350 represents frequency (unit: GHz (gigahertz)), and the vertical axis 1352 represents the size of isolation performance (unit: dB (decibel)).
  • the first line 1361 represents straight decoupling. It shows the cross-pole isolation performance of the sub-array on which the coupler 1380 is placed.
  • the second line 1312 shows the cross-pole isolation performance of the sub-array on which the 'U' type decoupling coupler 1385 is placed.
  • Third Line 1313 represents the co-pole isolation performance of the sub-array on which the straight decoupling coupler 1380 is disposed.
  • the fourth line 1314 represents the co-pole isolation performance of the sub-array on which the 'U'-shaped decoupling coupler 1385 is disposed. Indicates isolation performance.
  • cross-pole isolation performance is improved by up to 5 dB (from about -30 dB to -35.6 dB).
  • cross-pole isolation performance varies when the operating frequency changes, so the shape of the decoupling coupler may be specified based on the operating frequency.
  • the third line 1313 and the fourth line 1314 it is confirmed that in the corresponding frequency region, the co-pole isolation performance is improved by 2dB (about -24.3dB to -26.4dB).
  • An array antenna may include a plurality of sub-arrays.
  • the top view 1400 is a view of the array antenna 1400 from above.
  • the perspective view 1450 is a view viewed from the top-side to represent the array antenna 1400 three-dimensionally.
  • the array antenna 1400 may include four sub-arrays. Each sub-array may be a 3x1 sub-array.
  • the array antenna 1400 may include a first sub-array 1410, a second sub-array 1420, a third sub-array 1430, and a fourth sub-array 1440.
  • the first sub-array 1410 may include a first antenna element 1411, a second antenna element 1412, and a third antenna element 1413.
  • a first decoupling coupler 1417 may be disposed on the antenna substrate of the first sub-array 1410. According to one embodiment, the first decoupling coupler 1417 may be disposed in a corresponding space between the second antenna element 1412 and the third antenna element 1413 on one side of the antenna substrate.
  • the second sub-array 1420 may include a first antenna element 1421, a second antenna element 1422, and a third antenna element 1423.
  • a second decoupling coupler 1427 may be disposed on the antenna substrate of the second sub-array 1420.
  • the second decoupling coupler 1427 may be disposed in a corresponding space between the second antenna element 1422 and the third antenna element 1423 on one side of the antenna substrate.
  • the third sub-array 1430 may include a first antenna element 1431, a second antenna element 1432, and a third antenna element 1433.
  • a third decoupling coupler 1417 may be disposed on the antenna substrate of the third sub-array 1430.
  • the third decoupling coupler 1437 may be disposed in a corresponding space between the second antenna element 1432 and the third antenna element 1433 on one side of the antenna substrate.
  • the fourth sub-array 1440 may include a first antenna element 1441, a second antenna element 1442, and a third antenna element 1443.
  • a first decoupling coupler 1447 may be disposed on the antenna substrate of the fourth sub-array 1440. According to one embodiment, the fourth decoupling coupler 1447 may be disposed in a corresponding space between the second antenna element 1442 and the third antenna element 1443 on one side of the antenna substrate.
  • the decoupling coupler may be placed in a position to provide electrical connection to the power dividers of the sub-array in order to increase cross-pole isolation performance.
  • the first sub-array 1410 and the second sub-array 1420 each include a power divider therein.
  • a power divider (or feed lines, feed network) for the first sub-array 1410 may be placed on one side of the antenna board (eg, PCB).
  • the one side of the antenna substrate may be opposite to the one side of the antenna substrate on which the first antenna element 1411, the second antenna element 1412, and the third antenna element 1413 are disposed.
  • a power divider (or feed lines, feed network) for the second sub-array 1420 may be placed on one side of the antenna board (eg, PCB).
  • the one side of the antenna substrate may be opposite to the one side of the antenna substrate on which the first antenna element 1421, the second antenna element 1422, and the third antenna element 1423 are disposed.
  • the descriptions of the power dividers for the third sub-array 1430 and the fourth sub-array 1440 can be applied to the first sub-array 1410 and the second sub-array 1420 in the same or similar manner. .
  • the third sub-array 1430 may include a first antenna element 1431, a second antenna element 1432, a third antenna element 1433, and a power supply network circuit connected to each antenna element.
  • the power supply network circuit may include a first power divider 1435a and a second power divider 1435b.
  • the first power divider 1435a may have three branches to feed a signal of the first polarization to each of the first antenna element 1431, the second antenna element 1432, and the third antenna element 1433.
  • the second power divider 1435b may have three branches to feed a signal of the second polarization to each of the first antenna element 1431, the second antenna element 1432, and the third antenna element 1433. .
  • the third decoupling coupler 1437 for the third sub-array 1430 may electrically connect the first power divider 1435a and the second power divider 1435b.
  • a third decoupling coupler 1437 may be disposed on the first side of the antenna substrate, and a first power divider 1435a and a second power divider 1435b may be disposed on the second side opposite to the first side of the antenna substrate. there is.
  • the third decoupling coupler 1437 is located in the area between the first power divider 1435a and the second power divider 1435b, and is connected to the signals caused by the feed lines of the first polarization wave and the feed lines of the second polarization wave. The effect of coupling between signals caused by can be reduced.
  • the third decoupling coupler 1437 does not directly connect the first power divider 1435a and the second power divider 1435b, when viewed from above, the position where the third decoupling coupler 1437 is placed is the first power divider 1435a. It may overlap with the divider 1435a and the second power divider 1435b. In FIG. 14, the third decoupling coupler 1437 is not shown as directly connecting the first power divider 1435a and the second power divider 1435b. However, according to another embodiment, the third decoupling coupler 1437 is Located on the back, the first power divider 1435a and the second power divider 1435b may be directly connected through the third decoupling coupler 1437. Additionally, according to another embodiment, when viewed from above, the location where the third decoupling coupler 1437 is disposed may be located between the areas of the first power divider 1435a and the second power divider 1435b.
  • the fourth sub-array 1440 may include a first antenna element 1441, a second antenna element 1442, and a third antenna element 1443, and a power supply network circuit connected to each antenna element.
  • the power supply network circuit may include a third power divider 1445a and a second power divider 1434b.
  • the third power divider 1445a may have three branches to feed a signal of the first polarization to each of the first antenna element 1441, the second antenna element 1442, and the third antenna element 1443.
  • the fourth power divider 1445b may have three branches to feed a signal of the second polarization to each of the first antenna element 1441, the second antenna element 1442, and the third antenna element 1443. .
  • the fourth decoupling coupler 1447 for the fourth sub-array 1440 may electrically connect the third power divider 1445a and the fourth power divider 1445b.
  • a fourth decoupling coupler 1447 may be disposed on the first side of the antenna substrate, and a third power divider 1445a and a fourth power divider 1445b may be disposed on the second side opposite to the first side of the antenna substrate. there is.
  • the third decoupling coupler 1447 is located in the area between the third power divider 1445a and the fourth power divider 1445b, and is connected to the signals caused by the feed lines of the first polarization wave and the feed lines of the second polarization wave. The effect of coupling between signals caused by can be reduced.
  • the fourth decoupling coupler 1447 does not directly connect the third power divider 1445a and the second power divider 1445b, when viewed from above, the position where the fourth decoupling coupler 1447 is placed is the third power divider. It may overlap with (1445a) and the fourth power divider (1445b). In FIG. 14, the fourth decoupling coupler 1447 is not shown as directly connecting the first power divider 1445a and the second power divider 1445b. However, according to another embodiment, the third decoupling coupler 1447 is Located on the back, the third power divider 1445a and the fourth power divider 1445b may be directly connected through the fourth decoupling coupler 1447. Additionally, according to another embodiment, when viewed from above, the location where the fourth decoupling coupler 1447 is disposed may be located between the areas of the third power divider 1445a and the fourth power divider 1445b.
  • FIG. 15 illustrates the functional configuration of an electronic device including an antenna with a decoupling coupler, according to an embodiment.
  • the electronic device 1510 may be the base station 110 of FIG. 1 or an MMU of the base station 110.
  • the electronic device 1510 may communicate with the terminal 1520 (eg, the terminal 120). Meanwhile, unlike shown, the present disclosure does not exclude that the electronic device 1510 may be implemented in the terminal 120 of FIG. 1. Not only the antenna structure itself mentioned through FIGS. 1 to 14, but also electronic devices including the same are included in embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 1510 may include an antenna structure including a decoupling coupler disposed between power dividers electrically connected to the sub-array.
  • the electronic device 1510 may include an antenna unit 1511, a filter unit 1512, a radio frequency (RF) processing unit 1513, and a control unit 1514.
  • RF radio frequency
  • the antenna unit 1511 may include multiple antennas.
  • the antenna performs functions to transmit and receive signals through a wireless channel.
  • the antenna may include a radiator made of a conductor or conductive pattern formed on a substrate (eg, PCB).
  • the antenna can radiate an up-converted signal on a wireless channel or acquire a signal radiated by another device.
  • Each antenna may be referred to as an antenna element or antenna element.
  • the antenna unit 1511 may include an antenna array in which a plurality of antenna elements form an array.
  • the antenna unit 1511 may be electrically connected to the filter unit 1512 through RF signal lines.
  • the antenna unit 1511 may be placed on a PCB including multiple antenna elements.
  • the PCB may include a plurality of RF signal lines connecting each antenna element and the filter of the filter unit 1512. These RF signal lines may be referred to as a feeding network.
  • the antenna unit 1511 may provide the received signal to the filter unit 1512 or radiate the signal provided from the filter unit 1512 into the air.
  • the antenna unit 1511 may include an antenna element including a decoupling coupler.
  • the decoupling coupler refers to a matching network circuit for electrical connection between the power divider for the first polarization and the power divider for the second polarization in each sub-array of the antenna array.
  • the sub-array 400 of FIG. 4 is illustrated as an antenna having a decoupling coupler. However, if it is a matching network circuit for decoupling of the present disclosure as well as the shapes of FIGS. 6A to 6C, the descriptions described later will be the same or similar. can be applied.
  • the filter unit 1512 may perform filtering to transmit a signal of a desired frequency.
  • the filter unit 1512 may perform a function to selectively identify frequencies by forming a resonance.
  • the filter unit 1512 may include at least one of a band pass filter, a low pass filter, a high pass filter, or a band reject filter. . That is, the filter unit 1512 may include RF circuits for obtaining signals in a frequency band for transmission or a frequency band for reception.
  • the filter unit 1512 according to various embodiments may electrically connect the antenna unit 1511 and the RF processing unit 1513.
  • the RF processing unit 1513 may include a plurality of RF paths.
  • An RF path may be a unit of a path along which a signal received through an antenna or a signal radiated through an antenna passes. At least one RF path may be referred to as an RF chain.
  • the RF chain may include multiple RF elements.
  • RF devices may include amplifiers, mixers, oscillators, DACs, ADCs, etc.
  • the RF processing unit 1513 includes an up converter that upconverts a base band digital transmission signal to a transmission frequency, and a DAC that converts the upconverted digital transmission signal into an analog RF transmission signal. (digital-to-analog converter) may be included.
  • the upconverter and DAC form part of the transmit path.
  • the transmission path may further include a power amplifier (PA) or coupler (or combiner).
  • the RF processing unit 1513 includes an analog-to-digital converter (ADC) that converts an analog RF reception signal into a digital reception signal and a down converter that converts the digital reception signal into a baseband digital reception signal. ) may include.
  • ADC analog-to-digital converter
  • the ADC and down converter form part of the receive path.
  • the receive path may further include a low-noise amplifier (LNA) or coupler (or divider).
  • LNA low-noise amplifier
  • RF components of the RF processing unit can be implemented on a PCB.
  • the base station 1510 may include a structure in which an antenna unit 1511, a filter unit 1512, and an RF processing unit 1513 are stacked in this order. Antennas and RF components of the RF processing unit may be implemented on a PCB, and filters may be repeatedly fastened between the PCBs to form a plurality of layers
  • the control unit 1514 may control overall operations of the electronic device 1510.
  • the control unit 1514 may include various modules for performing communication.
  • the control unit 1514 may include at least one processor, such as a modem.
  • the control unit 1514 may include modules for digital signal processing.
  • the control unit 1514 may include a modem.
  • When transmitting data the control unit 1514 generates complex symbols by encoding and modulating the transmission bit stream. Additionally, for example, when receiving data, the control unit 1514 restores the received bit stream by demodulating and decoding the baseband signal.
  • the control unit 1514 can perform protocol stack functions required by communication standards.
  • FIG. 15 describes the functional configuration of an electronic device 1510 as equipment that can utilize the antenna structure of the present disclosure.
  • the example shown in FIG. 15 is only an exemplary configuration for utilizing the antenna structure according to various embodiments of the present disclosure described through FIGS. 1 to 14, and the embodiments of the present disclosure are shown in FIG. 15. It is not limited to the components of the equipment. Accordingly, an antenna module including an antenna structure, other configurations of communication equipment, and the antenna structure itself may also be understood as embodiments of the present disclosure.
  • a polarization of about (+) 45 degrees and a polarization of about (-) 45 degrees are described as examples, but in the two polarizations
  • the description can be applied to an antenna structure using vertical polarization and horizontal polarization, or an antenna structure using a polarization of about (+) 95 degrees and a polarization of about (-) 95 degrees.
  • Electronic devices may include an antenna substrate, an antenna array including a sub-array, and the sub-array may include a plurality of antenna elements.
  • the electronic device may include a feeding network circuit including a first power divider for a first polarization and a second power divider for a second polarization different from the first polarization. It may include a network circuit for decoupling the first signal of the first power divider and the second signal of the second power divider.
  • the sub-array may be disposed on the first side of the antenna substrate.
  • the feeding network circuit may be disposed on the first side of the antenna substrate or on a second side opposite to the first side.
  • the network circuit for decoupling may be disposed in an area between the first power divider and the second power divider on the first side or the second side of the antenna substrate.
  • the second polarization may be orthogonal to the first polarization.
  • the feeding network circuit may be disposed on the first side of the antenna substrate.
  • the network circuit for decoupling may be disposed on the first side of the antenna substrate.
  • the power supply network circuit and the decoupling network circuit may be electrically connected through coupling.
  • the feeding network circuit may be disposed on the first side of the antenna substrate.
  • the network circuit for decoupling may be disposed on the first side of the antenna substrate.
  • the power supply network circuit and the decoupling network circuit may be electrically connected through direct power supply.
  • the feeding network circuit may be disposed on the second side of the antenna substrate.
  • the network circuit for decoupling may be disposed on the first side of the antenna substrate.
  • the power supply network circuit and the decoupling network circuit may be electrically connected through coupling power supply.
  • each of the antenna elements may include a patch antenna.
  • the antenna substrate may include a dielectric substrate.
  • the dielectric substrate may include a protrusion for supporting each of the antenna elements on a first surface of the dielectric substrate.
  • the power supply network circuit may be disposed on a second side of the dielectric substrate opposite to the first side.
  • the network circuit for decoupling may include a detachable metal strip.
  • the length and width of the metal strip may be based on the structure of the antenna substrate, the physical properties of the substrate, and the operating frequency.
  • the network circuit for decoupling may include a strip line type, patch type, or loop type coupler.
  • the matching network circuit for decoupling may include a metal strip.
  • the length and width of the metal strip may be specified based on the structure of the antenna substrate, the physical properties of the substrate, and the operating frequency.
  • the metal strip is formed in the area to form a capacitance according to the coupling amount of the first signal and the second signal between the first power divider and the second power divider. can be placed.
  • the metal strip may be made of a deformable material.
  • the antenna elements may include a first antenna element, a second antenna element, and a third antenna element.
  • the first power divider may be configured to feed a signal of the first polarization to each of the first antenna element, the second antenna element, and the third antenna element.
  • the second power divider may be configured to feed a signal of the second polarization to each of the first antenna element, the second antenna element, and the third antenna element.
  • the network circuit for decoupling may be disposed between antenna elements on the same or rear surface as the feeding network circuit in the antenna substrate, or in at least one of spaces at both ends of all antenna elements.
  • an electronic device includes a processor, a metal plate, a plurality of antenna substrates; and an array antenna including a plurality of sub-arrays.
  • a sub-array of a plurality of sub-arrays includes a first power divider for a first polarization and a second power divider for a second polarization different from the first polarization. It may include a feeding network circuit and a network circuit for decoupling the first signal of the first power divider and the second signal of the second power divider.
  • a sub-array of the plurality of sub-arrays may be disposed on a first surface of an antenna substrate corresponding to the sub-array.
  • the power supply network circuit may be disposed on a second side opposite to the first side.
  • the power supply network circuit may be disposed on a second side opposite to the first side.
  • the network circuit for decoupling may be disposed in an area between the first power divider and the second power divider on the first side or the second side.
  • the second polarization may be orthogonal to the first polarization.
  • the power supply network circuit may be disposed on the first side.
  • the network circuit for decoupling may be disposed on the first side of the antenna substrate.
  • the power supply network circuit and the decoupling network circuit may be electrically connected through coupling.
  • the power supply network circuit may be disposed on the first side.
  • the network circuit for decoupling may be disposed on the first side of the antenna substrate.
  • the power supply network circuit and the decoupling network circuit may be electrically connected through direct power supply.
  • the power supply network circuit may be disposed on the second side.
  • the network circuit for decoupling may be disposed on the first side of the antenna substrate.
  • the power supply network circuit and the decoupling network circuit may be electrically connected through coupling power supply.
  • each of the plurality of antenna substrates may include a dielectric substrate.
  • the dielectric substrate may further include a protrusion to support the antenna element.
  • a feed line of a feed network circuit may be disposed on the opposite side of the protrusion of the dielectric substrate.
  • the network circuit for decoupling may include a detachable metal strip.
  • the length and width of the metal strip may be based on the structure of the antenna substrate, the physical properties of the substrate, and the operating frequency.
  • the matching network circuit for decoupling may include a metal strip.
  • the length and width of the metal strip may be specified based on the structure of the antenna substrate, the physical properties of the substrate, and the operating frequency.
  • the metal strip is formed in the area to form a capacitance according to the coupling amount of the first signal and the second signal between the first power divider and the second power divider. can be placed.
  • the metal strip may be made of a deformable material.
  • the network circuit for decoupling may include a strip line type, patch type, or loop type coupler.
  • the sub-array may be a 3x1 sub-array.
  • the network circuit for decoupling is arranged in at least one of spaces between antenna elements or at both ends of all antenna elements on the same or rear surface as the feeding network circuit in the antenna substrate corresponding to the sub-array.
  • An array antenna may include a deformable structure in a dielectric substrate around a power divider.
  • a decoupling coupler may be disposed to transfer power between a power divider capable of antenna feeding and a radiator that radiates energy.
  • the decoupling coupler according to embodiments may function as a decoupling matching network.
  • a decoupling coupler can provide an electrical connection between the two power dividers. As the decoupling coupler is disposed, isolation performance can be secured without additional space such as a wall. Additionally, by placing the power divider behind the antenna substrate, the space between the antenna substrate and the antenna element can be secured to facilitate design. Additionally, the decoupling coupler has the advantage of less gain loss and easier implementation than the defected ground method.
  • This disclosure provides an antenna structure for securing space for a power divider in an antenna array including a plurality of sub-arrays, and an electronic device including the same. provides.
  • the present disclosure provides a matching network for improving isolation performance between sub-arrays in an electronic device including an array antenna, and an electronic device including the same.
  • a matching network and an electronic device including the same reduce the spatial constraints of the power divider through a coupler disposed between power dividers that provide different polarizations, and divide the two polarizations into two polarizations. Isolation performance can be improved.
  • a computer-readable storage medium that stores one or more programs (software modules) may be provided.
  • One or more programs stored in a computer-readable storage medium are configured to be executable by one or more processors in an electronic device (configured for execution).
  • One or more programs include instructions that cause the electronic device to execute methods according to embodiments described in the claims or specification of the present disclosure.
  • These programs may include random access memory, non-volatile memory, including flash memory, read only memory (ROM), and electrically erasable programmable ROM. (electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), magnetic disc storage device, compact disc-ROM (CD-ROM), digital versatile discs (DVDs), or other types of disk storage. It can be stored in an optical storage device or magnetic cassette. Alternatively, it may be stored in a memory consisting of a combination of some or all of these. Additionally, multiple configuration memories may be included.
  • non-volatile memory including flash memory, read only memory (ROM), and electrically erasable programmable ROM. (electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), magnetic disc storage device, compact disc-ROM (CD-ROM), digital versatile discs (DVDs), or other types of disk storage. It can be stored in an optical storage device or magnetic cassette. Alternatively, it may be stored in a memory consisting of a combination of some or all of these. Additionally, multiple configuration memories may
  • the program may be distributed through a communication network such as the Internet, an intranet, a local area network (LAN), a wide area network (WAN), or a storage area network (SAN), or a combination thereof. It may be stored on an attachable storage device that is accessible. This storage device can be connected to a device performing an embodiment of the present disclosure through an external port. Additionally, a separate storage device on a communications network may be connected to the device performing embodiments of the present disclosure.
  • a communication network such as the Internet, an intranet, a local area network (LAN), a wide area network (WAN), or a storage area network (SAN), or a combination thereof. It may be stored on an attachable storage device that is accessible. This storage device can be connected to a device performing an embodiment of the present disclosure through an external port. Additionally, a separate storage device on a communications network may be connected to the device performing embodiments of the present disclosure.

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

실시예들에 따른 전자 장치는 안테나 기판(antenna substrate), 서브 어레이를 포함하는 안테나 어레이, 상기 서브 어레이는 복수의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 전자 장치는 제1 편파(polarization)를 위한 제1 전력 디바이더 및 상기 제1 편파와 다른 제2 편파를 위한 제2 전력 디바이더를 포함하는 급전 네트워크(feeding network) 회로를 포함할 수 있다. 상기 제1 전력 디바이더의 제1 신호와 상기 제2 전력 디바이더의 제2 신호의 디커플링(decoupling)을 위한 네트워크 회로를 포함할 수 있다. 상기 서브 어레이는 상기 안테나 기판의 제1 면에 배치될 수 있다. 상기 급전 네트워크 회로는 상기 안테나 기판의 제1 면 또는 상기 제1 면과 반대되는 제2 면에 배치될 수 있다.

Description

안테나 어레이의 편파들 간 디커플링을 위한 정합 네트워크 및 이를 포함하는 전자 장치
본 개시(disclosure)는 정합 네트워크(matching network)에 관한 것으로, 보다 구체적으로 안테나 어레이(antenna array)의 편파들(polarization) 간 디커플링(decoupling)을 위한 정합 네트워크 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
무선 통신 시스템의 빔포밍(beamforming) 기술을 이용하는 전자 장치는 복수의 안테나 엘리멘트(antenna element)들을 포함한다. 이 때, 전자 장치에서 방사되는 신호의 이득을 높이기 위하여, 서브 어레이(sub array) 기술이 이용될 수 있다.
상술한 정보는 본 개시에 대한 이해를 돕기 위한 목적으로 하는 배경 기술(related art)로 제공될 수 있다. 상술한 내용 중 어느 것도 본 개시와 관련된 종래 기술(prior art)로서 적용될 수 있는지에 대하여 어떠한 주장이나 결정이 제기되지 않는다.
실시예들에 따른 전자 장치가 제공된다. 상기 전자 장치는 안테나 기판(antenna substrate), 서브 어레이를 포함하는 안테나 어레이, 상기 서브 어레이는 복수의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 전자 장치는 제1 편파(polarization)를 위한 제1 전력 디바이더 및 상기 제1 편파와 다른 제2 편파를 위한 제2 전력 디바이더를 포함하는 급전 네트워크(feeding network) 회로를 포함할 수 있다. 상기 제1 전력 디바이더의 제1 신호와 상기 제2 전력 디바이더의 제2 신호의 디커플링(decoupling)을 위한 네트워크 회로를 포함할 수 있다. 상기 서브 어레이는 상기 안테나 기판의 제1 면에 배치될 수 있다. 상기 급전 네트워크 회로는 상기 안테나 기판의 제1 면 또는 상기 제1 면과 반대되는 제2 면에 배치될 수 있다. 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는, 상기 안테나 기판의 상기 제1 면 또는 상기 제2 면에서, 상기 제1 전력 디바이더 및 상기 제2 전력 디바이더 사이의 영역에 배치될 수 있다.
실시예들에 따를 때, 전자 장치가 제공된다. 상기 전자 장치는 프로세서, 금속 기판(metal plate), 복수의 안테나 기판들(antenna substrates); 및 복수의 서브 어레이들을 포함하는 어레이 안테나(array antenna)를 포함할 수 있다. 상기 각 서브 어레이에 대하여, 복수의 서브 어레이들의 서브 어레이는, 제1 편파(polarization)를 위한 제1 전력 디바이더 및 상기 제1 편파와 다른 제2 편파를 위한 제2 전력 디바이더를 포함하는 급전 네트워크(feeding network) 회로와 상기 제1 전력 디바이더의 제1 신호와 상기 제2 전력 디바이더의 제2 신호의 디커플링(decoupling)을 위한 네트워크 회로를 포함할 수 있다. 상기 복수의 서브 어레이들의 서브 어레이는, 상기 서브 어레이에 대응하는 안테나 기판의 제1 면에 배치될 수 있다. 상기 급전 네트워크 회로는 상기 제1 면과 반대되는 제2 면에 배치될 수 있다. 상기 급전 네트워크 회로는 상기 제1 면과 반대되는 제2 면에 배치될 수 있다. 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는, 상기 제1 면 또는 상기 제2 면에서, 상기 제1 전력 디바이더 및 상기 제2 전력 디바이더 사이의 영역에 배치될 수 있다.
도 1은 실시예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 실시예들에 따른 안테나 어레이의 예들을 도시한다.
도 3은 실시예들에 따른 안테나 어레이의 아이솔레이션(isolation) 특성의 예들을 도시한다.
도 4는 실시예들에 따른 디커플링 커플러(decoupling coupler)의 예를 도시한다.
도 5는 실시예들에 따른 디커플링 커플러의 배치(deployment)의 예들을 도시한다.
도 6a, 도 6b, 도 6c는 실시예들에 따른 디커플링 커플러의 형상의 예들을 도시한다.
도 7은 실시예들에 따른 디커플링 커플러와 전력 디바이더(power divider)의 배치의 예들을 도시한다.
도 8은 실시예들에 따른 디커플링 커플러와 전력 디바이더의 배치의 다른 예들을 도시한다.
도 9는 실시예들에 따른 서브 어레이 내 디커플링의 예를 도시한다.
도 10은 실시예들에 따른 디커플링 커플러의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 실시예들에 따른 디커플링 커플러가 결합된 서브 어레이의 급전부의 등가 회로의 예를 도시한다.
도 12a 및 12b는 실시예들에 따른 디커플링 커플러의 배치의 예를 도시한다.
도 13a 및 도 13b는 실시예들에 따른 디커플링 커플러의 성능의 예들을 도시한다.
도 14는 일 실시예에 따른 디커플링 커플러들을 갖는 어레이 안테나의 예를 도시한다.
도 15는 일 실시예에 따른 디커플링 커플러를 갖는 안테나를 포함하는 전자 장치의 기능적 구성을 도시한다.
본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.
이하 설명에서 사용되는 전자 장치의 부품을 지칭하는 용어(예: 기판, PCB(print circuit board), FPCB(flexible PCB), 모듈, 안테나, 안테나 소자, 회로, 프로세서, 칩, 구성요소, 기기), 부품의 형상을 지칭하는 용어(예: 구조체, 구조물, 지지부, 접촉부, 돌출부), 구조체들 간 연결부를 지칭하는 용어(예: 연결부, 접촉부, 지지부, 컨택 구조체, 도전성 부재, 조립체(assembly)), 회로를 지칭하는 용어(예: PCB, FPCB, 신호선, 급전선(feeding line), 데이터 라인(data line), RF 신호 선, 안테나 선, RF 경로, RF 모듈, RF 회로, 스플리터(splitter), 디바이더(divider), 커플러(coupler), 컴바이너(combiner)) 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다. 또한, 이하 사용되는 '...부', '...기', '...물', '...체' 등의 용어는 적어도 하나의 형상 구조를 의미하거나 또는 기능을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 또한, 이하, 'A' 내지 'B'는 A부터(A 포함) B까지의(B 포함) 요소들 중 적어도 하나를 의미한다. 이하, 'C' 및/또는 'D'는 'C' 또는 'D' 중 적어도 하나, 즉, {'C', 'D', 'C'와 'D'}를 포함하는 것을 의미한다.
또한, 본 개시에서, 특정 조건의 만족(satisfied), 충족(fulfilled) 여부를 판단하기 위해, 초과 또는 미만의 표현이 사용될 수 있으나, 이는 일 예를 표현하기 위한 기재일 뿐 이상 또는 이하의 기재를 배제하는 것이 아니다. '이상'으로 기재된 조건은 '초과', '이하'로 기재된 조건은 '미만', '이상 및 미만'으로 기재된 조건은 '초과 및 이하'로 대체될 수 있다.
도 1은 실시예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다. 도 1의 무선 통신 환경(100)은 무선 채널을 이용하는 노드(node)들의 일부로서, 기지국(110) 및 단말(예: 단말(120-1), 단말(120-2), 단말(120-3), 이하 (120))을 예시한다.
도 1을 참고하면, 기지국(110)은 단말(120)에게 무선 접속을 제공하는 네트워크 인프라스트럭쳐(infrastructure)이다. 기지국(110)은 신호를 송신할 수 있는 거리에 기초하여 일정한 지리적 영역으로 정의되는 커버리지(coverage)를 가진다. 기지국(110)은 기지국(base station) 외에 '액세스 포인트(access point, AP)', '이노드비(eNodeB, eNB)', '5G 노드(5th generation node)', '5G 노드비(5G NodeB, NB)', '무선 포인트(wireless point)', '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)', '액세스 유닛(access unit)', '분산 유닛(distributed unit, DU)', '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)', '무선 유닛(radio unit, RU), 원격 무선 장비(remote radio head, RRH) 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다. 기지국(110)은 하향링크 신호를 송신하거나 상향링크 신호를 수신할 수 있다.
단말(120)은 사용자에 의해 사용되는 장치로서, 기지국(110)과 무선 채널을 통해 통신을 수행한다. 경우에 따라, 단말(120)은 사용자의 관여 없이 운영될 수 있다. 즉, 단말(120)은 기계 타입 통신(machine type communication, MTC)을 수행하는 장치로서, 사용자에 의해 휴대되지 아니할 수 있다. 단말(120)은 단말(terminal) 외 '사용자 장비(user equipment, UE)', '이동국(mobile station)', '가입자국(subscriber station)', '고객 댁내 장치'(customer premises equipment, CPE), '원격 단말(remote terminal)', '무선 단말(wireless terminal)', '전자 장치(electronic device)', 또는 '차량(vehicle)용 단말', '사용자 장치(user device)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.
전파 경로 손실을 완화하고 전파의 전달 거리를 증가시키기 위한 기술 중 하나로써, 빔포밍 기술이 이용되고 있다. 빔포밍은, 일반적으로, 다수의 안테나를 이용하여 전파의 도달 영역을 집중시키거나, 특정 방향에 대한 수신 감도의 지향성(directivity)을 증대시킨다. 따라서, 단일 안테나를 이용하여 등방성(isotropic) 패턴으로 신호를 형성하는 대신 빔포밍 커버리리를 형성하기 위해, 기지국(110)은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 일 실시예에 따라, 기지국(110)은 MMU(Massive MIMO Unit)를 포함할 수 있다. 다수의 안테나들이 집합된 형태는 안테나 어레이(antenna array)(130)로 지칭되고, 어레이에 포함되어 있는 각 안테나는 어레이 엘리멘트(array element), 또는 안테나 엘리멘트(antenna element)라 지칭될 수 있다. 상기 안테나 어레이(130)는 선형 어레이(linear array), 평면 어레이(planar array) 등 다양한 형태로 구성될 수 있다. 상기 안테나 어레이(130)는 매시브 안테나 어레이(massive antenna array)로 지칭될 수 있다.
5G 통신의 데이터 용량을 향상시키는 주요한 기술은 다수의 RF 경로들과 연결된 안테나 어레이를 사용한 빔포밍 기술이다. 더 높은 데이터 용량을 위해, RF 경로들의 개수가 증가하거나 RF 경로당 전력이 증가하여야 한다. RF 경로를 늘리는 것은 제품의 사이즈가 더욱 커지게 되고, 실제 기지국 장비를 설치하는데 공간적 제약으로 인하여 현재는 더 이상 늘릴 수 없는 수준에 있다. RF 경로들의 개수는 늘리지 않으면서, 높은 출력을 통해 안테나 이득을 높이기 위하여, RF 경로에 디바이더(혹은 스플리터)를 사용하여 다수의 안테나 엘리멘트들을 연결함으로써, 안테나 이득을 증가시킬 수 있다. 여기서, RF 경로에 대응하는 안테나 엘리멘트들은 서브-어레이로 지칭될 수 있다.
통신 성능을 높이기 위해 무선 통신을 수행하는 장비(예: 기지국(110))의 안테나(또는 안테나 엘리멘트(antenna element))들의 개수는 증가하고 있다. 또한, 안테나 엘리멘트를 통해 수신되거나 송신되는 RF 신호를 처리하기 위한 RF 부품(예: 증폭기, 필터), 구성요소들(components)의 개수도 증가하게 되어 통신 장비를 구성함에 있어 통신 성능을 충족하면서 공간적 이득, 비용적 효율이 필수적으로 요구된다.
도 1에서는, 본 개시의 안테나의 정합 네트워크(matching network) 및 이를 포함하는 전자 장치를 설명하기 위해, 도 1의 기지국(110)이 예로 서술되었으나, 본 개시의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 본 개시의 실시예들에 따른 정합 네트워크 및 이를 포함하는 전자 장치로서, 기지국(110) 외에 기지국과 동등한 기능을 수행하는 무선 장비, 기지국과 연결되는 무선 장비(예: TRP), 도 1의 단말(120), 또는 기타 5G 통신을 위해 사용되는 통신 장비 모두 가능함은 물론이다.
이하, 본 개시에서는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 환경에서 통신을 위한 복수의 안테나들의 구조로서 서브-어레이들로 구성되는 안테나 어레이를 예로 서술하나, 일부 실시예들에서 빔포밍을 위한 용이한 변경이 가능함은 물론이다.
도 2는 실시예들에 따른 안테나 어레이(예: 안테나 어레이(130))의 예들을 도시한다. 안테나 어레이는 도 1의 기지국(110)의 안테나 어레이를 예시한다. 안테나 엘라 멘트들의 개수가 증가함에 따라, 안테나 어레이의 소형화 및 무게 절감이 요구된다.
도 2를 참고하면, 안테나 어레이는 빔포밍을 위해 이용될 수 있다. 빔포밍 기술을 이용함에 있어서, 전자 장치는 서브 어레이 기술을 이용할 수 있다. 서브 어레이 기술이란, 급전된 신호를 여러 개의 안테나 엘리멘트들에 나누어 급전함으로써, 해당 신호의 이득을 높이기 위한 기술을 의미한다. 서브 어레이 기술은, 신호를 수신하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 서브 어레이로 구성된 안테나 엘리멘트들은, RFIC(radio frequency integrated circuit)로부터 전달(또는 급전(feeding))받은 신호를 방사하거나, 다른 장치로부터 수신된 신호들을 RFIC에게 전달할 수 있다. 일 실시예에 따라, 전자 장치는 복수의 서브 어레이들을 포함할 수 있다.
무선 채널에서 신호를 전송하기 위해 이용되는 빔폭은 안테나 어레이의 안테나 엘리멘트들 간격에 의존적이다. 안테나 어레이 내 안테나 엘리멘트들 간 간격은, 가격 경쟁력과 빔포밍 성능에 기반하여, 정해질 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나 어레이(210)에서 수평(horizontal) 방향으로 배치되는 안테나 엘리멘트들 간 간격은 0.5λ일 수 있다. 제1 안테나 어레이(210)는 수평 방향으로 약 90도에 대응하는 빔폭을 갖는 빔을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제2 안테나 어레이(220)에서 수평 방향으로 배치되는 안테나 엘리멘트들 간 간격은 0.74λ일 수 있다. 제2 안테나 어레이(220)는 수평 방향으로 약 65도에 대응하는 빔폭을 갖는 빔을 형성할 수 있다.
요구되는 빔폭에 따른 빔포밍을 위하여 안테나 엘리멘트들 간 간격을 좁게 배치하면, 안테나 엘리멘트들에게 신호를 급전하기 위한 구성 요소들의 배치를 위한 공간이 충분하지 않을 수 있다. 예를 들어, 생산 비용의 절감 및 경량화를 위하여, 유전체 기판(예: 플라스틱 기판)이 이용될 수 있다. 유전체 기판과 금속 기판(metal plate)의 결합 시 나사들(screws) 및 유전체 기판의 지지 구도로 인해, 각 서브 어레이의 전력 디바이더(예: 300MHz 광대역 분배기)의 배치가 어려울 수 있다. 서브 어레이의 전력 디바이더의 설계 유연성을 높이기 위하여, 안테나 엘리멘트들 간 구조물이 제거될 수 있다. 그러나, 많은 공간이 확보되더라도 아이솔레이션 성능의 저하가 발생할 수 있다.
도 3은 실시예들에 따른 안테나 어레이의 아이솔레이션(isolation) 특성의 예들을 도시한다.
도 3을 참고하면, 서브 어레이들(310)은 2개의 3x1 서브 어레이들을 포함할 수 있다. 3x1 서브 어레이들이 수평 방향으로 배치될 수 있다. 아이솔레이션 특성은 코-폴 아이솔레이션을 포함할 수 있다. 각 서브 어레이의 안테나 엘리멘트들에 제1 편파(polarization)(예: 약 (+)45도)의 신호 및 상기 제1 편파와 직교하는 제2 편파(예: 약 (-)45도)의 신호가 급전될 수 있다. 일 예로, 상기 제1 편파 및 상기 제2 편파는 실질적으로 수직일 수 있다. 실선은 제1 편파의 신호가 급전되는 전력 디바이더를 나타내고, 점선은 제2 편파의 신호가 급전되는 전력 디바이더를 나타낸다. 코-폴 아이솔레이션은 동일한 편파를 갖는 신호들 간의 격리 특성을 의미한다. 코-폴 아이솔레이션은 왼쪽의 서브 어레이의 실선과 오른쪽의 서브 어레이의 실선 간의 격리를 나타낸다. 코-폴 아이솔레이션은 왼쪽의 서브 어레이의 점선과 오른쪽의 서브 어레이의 점선 간의 격리를 나타낸다. 왼쪽에 위치한 안테나 엘리멘트가 오른쪽에 위치한 안테나 엘리멘트에게 방사 영향을 미칠 수 있다(즉, 패치-to-패치 방사). 또한, 서브 어레이들을 포함하는 기판의 표면 전류(surface current)로 인해 유기된 신호가 다른 서브 어레이의 동일한 편파를 갖는 신호에 영향을 미칠 수 있다.
서브 어레이들(320)은 2개의 3x1 서브 어레이들을 포함할 수 있다. 3x1 서브 어레이들이 수평 방향으로 배치될 수 있다. 아이솔레이션 특성은 크로스-폴 아이솔레이션을 포함할 수 있다. 크로스-폴 아이솔레이션은 X-pol 아이솔레이션으로 지칭될 수 있다. 각 서브 어레이의 안테나 엘리멘트들에 제1 편파의 신호 및 상기 제1 편파와 직교하는 제2 편파의 신호가 급전될 수 있다. 실선은 제1 서브 어레이에서 제1 편파의 신호를 위한 급전부와 제2 편파의 신호를 위한 급전부를 나타내고, 점선은 제2 서브 어레이에서 제1 편파의 신호를 위한 급전부와 제2 편파의 신호를 위한 급전부를 나타낸다. 크로스-폴 아이솔레이션은 직교한 편파(polarization)를 갖는 신호들 간의 격리 특성을 의미한다. 크로스-폴 아이솔레이션은 제1 서브 어레이의 실선들 간의 격리를 나타낸다. 크로스-폴 아이솔레이션은 제2 서브 어레이의 점선들 간의 격리를 나타낸다. 왼쪽에 위치한 급전부가 오른쪽에 위치한 급전부에게 방사 영향을 미칠 수 있다. 또한, 제1 서브 어레이의 왼쪽에 위치한 급전부가 제2 서브 어레이의 오른쪽에 위치한 급전부에게 방사 영향을 미칠 수 있다(즉, 패치-to-패치 방사). 또한, 서브 어레이들을 포함하는 기판의 표면 전류(surface current)로 인해 유기된 신호가 다른 서브 어레이의 동일한 편파를 갖는 신호에 영향을 미칠 수 있다.
서브 어레이들(330)은 2개의 3x1 서브 어레이들을 포함할 수 있다. 3x1 서브 어레이들이 수평 방향으로 배치될 수 있다. 아이솔레이션 특성은 인접(adjacent) 크로스-폴 아이솔레이션을 포함할 수 있다. 인접 크로스-폴 아이솔레이션은 인접 X-pol 아이솔레이션으로 지칭될 수 있다. 각 서브 어레이의 안테나 엘리멘트들에게 제1 편파의 신호 및 상기 제1 편파와 직교하는 제2 편파의 신호가 급전될 수 있다. 실선은 제1 서브 어레이에서 제2 편파의 신호를 위한 급전부와 제2 서브 어레이에서 제1 편파의 신호를 위한 급전부를 나타낸다. 점선은 제1 서브 어레이에서 제1 편파의 신호를 위한 급전부와 제2 서브 어레이에서 제2 편파의 신호를 위한 급전부를 나타낸다. 인접 크로스-폴 아이솔레이션은 서로 인접한 서브 어레이들 간 신호 중 직교한 편파(polarization)를 갖는 신호들 간의 격리 특성을 의미한다. 인접 크로스-폴 아이솔레이션은 실선들 간의 격리를 나타낸다. 서브 어레이들(330)의 배치에서, 실선으로 도시된 두 신호들의 편파들은 서로 수직이다. 따라서, 두 서브 어레이들 간 인접 크로스-폴 아이솔레이션 성능은, 상술된 코-폴 아이솔레이션 혹은 크로스-폴 아이솔레이션 대비 높을 수 있다.
도 3을 통해 서술된 바와 같이, 서브 어레이들이 수평 방향으로 배치되면, 좁아지는 안테나 간격으로 인해 아이솔레이션 성능의 저하가 발생할 수 있다. 특히, 해당 서브 어레이에서 방사되는 제1 편파의 신호는 인접한 서브 어레이의 제2 편파의 신호에 유기되어, 크로스-폴 아이솔레이션의 성능의 저하가 야기된다. 빔포밍을 위하여 다수의 서브 어레이들이 수평 방향으로 나열될수록 크로스-폴 아이솔레이션의 성능은 더 악화될 수 있다. 또한, 서브 어레이와 기판 사이의 구조적 제한으로 인해, 전력 디바이더의 설계 변경을 통해, 크로스-폴 아이솔레이션의 성능을 개선하는 것은 쉽지 않다. 따라서, 본 개시의 실시예들은 전력 디바이더의 배치에 유연하고, 벽과 같은 구조물 없이 크로스-폴 아이솔레이션의 성능을 높이기 위한 안테나 설계를 제안한다.
도 4는 실시예들에 따른 디커플링 커플러(decoupling coupler)의 예를 도시한다. 디커플링 커플러는 디커플링 네트워크 회로를 예시할 수 있다. 디커플링 네트워크 회로는, 안테나 엘리멘트의 포트들 간 격리도(isolation)를 높이기 위한 정합 회로를 의미한다. 본 개시의 실시예들을 설명함에 있어, 디커플링 커플러가 예시되나, 동일한 기술적 기능을 수행하기 위한 다양한 구현 방식들(예: 전송 선로, 스트립, 마이크로스트립, 또는 커패시터나 인덕터와 같은 집중(lumped) 소자) 중 하나가 대신 이용될 수 있음은 물론이다.
도 4를 참고하면, 서브 어레이(400)는 3x1 서브 어레이를 포함할 수 있다. 서브 어레이는 3개의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 서브 어레이(400)는 제1 안테나 엘리멘트(401), 제2 안테나 엘리멘트(403), 및 제3 안테나 엘리멘트(405)를 포함할 수 있다. 서브 어레이(400)에 제1 편파(예: 약(+)45도)의 신호(411)가 급전될 수 있다. 제1 편파의 신호(411)는 제1 전력 디바이더(410)를 통해 서브 어레이(400)의 각 안테나 엘리멘트(예: 제1 안테나 엘리멘트(401), 제2 안테나 엘리멘트(403), 또는 제3 안테나 엘리멘트(405))에게 전달될 수 있다. 서브 어레이(400)에 제2 편파(예: 약(-)45도)의 신호(421)가 급전될 수 있다. 제2 편파의 신호(421)는 제2 전력 디바이더(420)를 통해 서브 어레이(400)의 각 안테나 엘리멘트(예: 제1 안테나 엘리멘트(401), 제2 안테나 엘리멘트(403), 또는 제3 안테나 엘리멘트(405))에게 전달될 수 있다. 도 3을 통해 서술된 바와 같이, 제1 전력 디바이더(410)의 신호 흐름이 제2 전력 디바이더(420)의 신호 흐름에 영향을 미칠 수 있다. 서로 다른 편파들 간의 아이솔레이션(예: 크로스-폴 아이솔레이션) 성능을 높이기 위하여, 두 전력 디바이더들(제1 전력 디바이더(410) 및 제2 전력 디바이더(420)) 사이에서 재방사(re-radiation)를 위한 구조물이 요구될 수 있다.
일 실시예에 따라, 제1 전력 디바이더(410) 및 제2 전력 디바이더(420) 사이에 디커플링 커플러(450)가 배치될 수 있다. 서로 다른 편파들을 갖는 신호들이 일정 거리 이내에서 급전됨에 따라, 신호는 전계적/자계적으로 다른 신호에 영향을 미친다. 이러한 영향은 커플링(coupling)이라 지칭될 수 있다. 디커플링 커플러(450)는 제1 편파의 신호가 입력되는 제1 포트와 제2 편파의 신호가 입력되는 제2 포트 간의 격리를 위해, 설계될 수 있다. 제1 포트로 인가되는 신호가 제2 포트로 인가되는 신호에 영향을 덜 미치도록, 디커플링 커플러(450)는 매칭 네트워크로 기능할 수 있다. 예를 들어, 디커플링 커플러(450)는 선로의 간격과 길이에 의해 커플링 양이 조절되는 마이크로스트립이나 스트립과 같은 형태로 구현될 수 있다.
도 4에서는 디커플링 커플러(450)가 제2 안테나 엘리멘트(403)와 제3 안테나 엘리멘트(405) 사이에 위치한 것으로 도시되었으나, 본 개시의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 디커플링 커플러(450)는, 제2 안테나 엘리멘트(403)와 제3 안테나 엘리멘트(405) 사이가 아니더라도, 두 전력 디바이더들 간의 전기적 연결(예: 직접 급전 혹은 커플링 급전)을 제공할 수 있는 영역에 위치할 수 있다. 구체적인 예시들은 도 5에서 서술된다.
도 5는 실시예들에 따른 디커플링 커플러(예: 디커플링 커플러(450))의 배치(deployment)의 예들을 도시한다. 디커플링 커플러는 디커플링 네트워크 회로(혹은 디커플링 정합 네트워크 회로)를 예시할 수 있다. 디커플링 네트워크 회로는, 안테나 엘리멘트의 포트들 간 격리도(isolation)를 높이기 위한 정합 회로를 의미한다.
도 5를 참고하면, 서브 어레이는 3x1 서브 어레이를 포함할 수 있다. 서브 어레이는 3개의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 서브 어레이는 제1 안테나 엘리멘트(501), 제2 안테나 엘리멘트(503), 및 제3 안테나 엘리멘트(505)를 포함할 수 있다. 서브 어레이에 제1 편파의 신호(511)가 급전될 수 있다. 제1 편파의 신호(511)는 제1 전력 디바이더를 통해 서브 어레이의 각 안테나 엘리멘트에게 전달될 수 있다. 서브 어레이에 제2 편파의 신호(521)가 급전될 수 있다. 제2 편파의 신호(521)는 제2 전력 디바이더를 통해 서브 어레이의 각 안테나 엘리멘트에게 전달될 수 있다.
일 실시예에 따라, 제1 디커플링 커플러(551)는 제1 안테나 엘리멘트(501) 및 제2 안테나 엘리멘트(503) 사이에 배치될 수 있다. 제1 디커플링 커플러(551)는 제1 편파의 신호(511)가 급전되는 제1 전력 디바이더와 제2 편파의 신호(512)가 급전되는 제2 전력 디바이더 간 연결을 제공할 수 있다. 제1 디커플링 커플러(551)를 통해, 제1 편파의 신호(511)와 제2 편파의 신호(521) 간 격리도가 높아질 수 있다. 일 실시예에 따라, 제1 디커플링 커플러(551)는 스트립 형태의 전송 선로를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 제2 디커플링 커플러(552)는 제2 안테나 엘리멘트(501) 및 제3 안테나 엘리멘트(503) 사이에 배치될 수 있다. 제2 디커플링 커플러(552)는 제1 편파의 신호(511)가 급전되는 제1 전력 디바이더와 제2 편파의 신호(512)가 급전되는 제2 전력 디바이더 간 연결을 제공할 수 있다. 제2 디커플링 커플러(552)를 통해 제1 편파의 신호(511)와 제2 편파의 신호(521) 간 격리도가 높아질 수 있다. 일 실시예에 따라, 제2 디커플링 커플러(552)는 U자 형태의 전송 선로를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 제3 디커플링 커플러(553)는 제3 안테나 엘리멘트(503) 아래에 배치될 수 있다. 제3 디커플링 커플러(553)는 제1 편파의 신호(511)가 급전되는 제1 전력 디바이더와 제2 편파의 신호(512)가 급전되는 제2 전력 디바이더 간 연결을 제공할 수 있다. 제3 디커플링 커플러(553)를 통해, 제1 편파의 신호(511)와 제2 편파의 신호(521) 간 격리도가 높아질 수 있다. 일 실시예에 따라, 제3 디커플링 커플러(553)는 루프 형태의 전송 선로를 포함할 수 있다.
도 5에서는 3개의 서로 다른 형상의 디커플링 커플러들이 도시되었으나, 본 개시의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 도 4와 같이 하나의 디커플링 커플러가 두 개의 디바이더들 사이에 배치되더라도 본 개시의 일 실시예로써 이해될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따라, 3개의 디커플링 커플러들 중에서 일부가 생략될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따라, 3개의 디커플링 커플러들이 모두 동일한 형상(예: 금속 스트립)을 가질 수 있다. 또한, 일 실시예에 따라, 3개의 디커플링 커플러들의 형상들은 도 5와 다를 수 있다. 또한, 일 실시예에 따라, 3개의 디커플링 커플러들의 길이들은 모두 다를 수 있다. 또한, 일 실시예에 따라, 3개의 디커플링 커플러들 중 일부의 길이들은 동일할 수 있다.
이하, 도 6a, 도 6b, 도 6c를 통해 본 개시의 실시예들에 따른 디커플링 커플러의 다양한 유형들 및 크기에 따른 영향이 서술된다.
도 6a, 도 6b, 도 6c는 실시예들에 따른 디커플링 커플러의 형상의 예들을 도시한다. 서브 어레이를 구성하는 전력 디바이더들의 커플링을 개선하기 위해 다양한 형상들이 이용될 수 있다. 빔포밍을 위해, 서브 어레이들이 밀집됨에 따라, 좁은 공간에서 효과적인 커플링 성능을 얻기 위한 디커플링 커플러의 형상이 정의될 필요가 있다. 이하, 도 4 내지 도 5에서 서술된 디커플링 커플러의 다양한 형상들이 서술된다.
도 6a를 참고하면, 일 실시예에 따라, 디커플링 커플러의 유형은 스트립 라인(strip line)일 수 있다. 예를 들어, 디커플링 커플러의 형상은 길이 'L', 너비 'W'의 일자형 스트립 라인(601)일 수 있다. 다른 예를 들어, 디커플링 커플러의 형상은 'U'자형 스트립 라인(603)일 수 있다. 또 다른 예를 들어, 디커플링 커플러의 형상은 아치형 스트립 라인(605)일 수 있다. 또 다른 예를 들어, 디커플링 커플러의 형상은 'M'자형 스트립 라인(607)일 수 있다. 일 실시예에 따라, 스트립 라인의 길이는 하기의 수학식을 충족할 것이 요구될 수 있다.
Figure PCTKR2023003887-appb-img-000001
L은 스트립 라인의 길이이고,
Figure PCTKR2023003887-appb-img-000002
는 유효 파장일 수 있다. 예를 들어,
Figure PCTKR2023003887-appb-img-000003
는 하기의 수학식에 기반하여 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2023003887-appb-img-000004
c 0는 전파 속도를 의미하고, f 0는 동작 주파수(operating frequency), εeff는 유효 유전 상수(effective dielectric constant)를 의미한다. 예를 들어, εeff는 하기의 수학식에 기반하여 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2023003887-appb-img-000005
εr는 상대 유전율(relative permittivity)를 의미하고, W는 너비, h는 기판의 두께를 의미한다. 패치의 길이는 하기의 수학식에 기반하여 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2023003887-appb-img-000006
도 6b를 참고하면, 일 실시예에 따라, 디커플링 커플러의 유형은 패치(patch)일 수 있다. 예를 들어, 디커플링 커플러의 형상은 길이 'L', 너비 'W'의 일자형 패치(631)일 수 있다. 다른 예를 들어, 디커플링 커플러의 형상은 타원형 패치(633)일 수 있다. 또 다른 예를 들어, 디커플링 커플러의 형상은 다각형 패치(635)일 수 있다. 일 실시예에 따라, 패치의 길이는 하기의 수학식을 충족할 것이 요구될 수 있다.
Figure PCTKR2023003887-appb-img-000007
L은 패치의 길이이고,
Figure PCTKR2023003887-appb-img-000008
는 유효 파장일 수 있다.
도 6c를 참고하면, 일 실시예에 따라, 디커플링 커플러의 유형은 루프(loop)일 수 있다. 안테나 기판의 일 면에 추가 구조물(예: 나사, 유전체 지지부)에 중첩되지 않기 위해, 루프 형태의 디커플링 커플러가 이용될 수 있다. 예를 들어, 디커플링 커플러의 형상은 직각 루프(661)일 수 있다. 다른 예를 들어, 디커플링 커플러의 형상은 타원 루프(663)일 수 있다. 또 다른 예를 들어, 디커플링 커플러의 형상은 다각형 루프(665)일 수 있다. 일 실시예에 따라, 루프의 길이는 하기의 수학식을 충족할 것이 요구될 수 있다.
Figure PCTKR2023003887-appb-img-000009
L은 패치의 길이이고,
Figure PCTKR2023003887-appb-img-000010
는 유효 파장일 수 있다.
일 실시예에 따라, 디커플링 커플러는 도금 방식으로 안테나 기판 위에 형성될 수 있다. 일 실시예에 따라, 디커플링 커플러는 LDS(Laser Direct Structuring) 방식으로 안테나 기판 위에 형성될 수 있다. 일 실시예에 따라, 전력 디바이더는 도금 방식으로 안테나 기판 위에 형성될 수 있다. 일 실시예에 따라, 전력 디바이더는 디커플링 커플러는 LDS(Laser Direct Structuring) 방식으로 안테나 기판 위에 형성될 수 있다. 일 실시예에 따라, 디커플링 커플러는 전력 디바이더의 급전선들의 형성 방식과 동일한 방식으로 형성될 수 있다. 디커플링 커플러의 재질(material)은 전력 디바이더의 재질과 동일할 수 있다.
도 7은 실시예들에 따른 디커플링 커플러(예: 디커플링 커플러(450))와 전력 디바이더(power divider)의 배치의 예들을 도시한다. 전력 디바이더는, 급전되는 신호를 각 안테나 엘리멘트에 인가하기 위한 분기 구조를 포함하는 회로를 의미한다. 전력 디바이더는 제1 편파를 위한 전력 디바이더와 제2 편파를 위한 전력 디바이더를 포함할 수 있다. 전력 디바이더는, 급전되는 신호를 각 안테나 엘리멘트에 인가하기 위한 분기 구조를 포함하는 회로를 의미한다. 상기 전력 디바이더는 신호가 제공되기 위한 급전 선들을 포함할 수 있다. 서브-어레이의 각 안테나 엘리멘트는 전력 디바이더와 연결될 수 있다.
도 7을 참고하면, 사시도(perspective view)에서, 선로(710)는 전력 디바이더를 구성하는 급전선을 나타낸다. 안테나 기판(721)은 안테나 엘리멘트들이 배치되는 기판일 수 있다. 일 실시예에 따라, 안테나 기판(721)은 유전체 기판을 포함할 수 있다. 다른 일 실시예에 따라, 안테나 기판(721)은 금속 기판을 포함할 수 있다. 금속 기판(723)은 접지면을 제공하기 위한 기판일 수 있다. 하나 이상의 안테나 기판들(예: 안테나 기판(721))이 금속 기판(723)과 결합될 수 있다. 일 실시예에 따라, 전력 디바이더는 안테나 기판(721)의 안테나 엘리멘트들이 배치되는 면과 동일한 제1 면에 배치될 수 있다. 즉, 선로(710)는 안테나 기판(721)의 제1 면에 위치할 수 있다. 안테나 기판(721)은 안테나 기판(721)의 제1 면과 반대되는 제2 면에서 금속 기판(723)과 결합될 수 있다. 정면도를 참고하면, 안테나 기판(721)은 금속 기판(723) 위에 적층되고, 선로(710)는 안테나 기판(721)의 위에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따라, 편파들 간 디커플링 매칭을 위한 커플러(이하, 디커플링 커플러)는 안테나 기판(721)의 제1 면에 배치될 수 있다. 일 예(731)에서, 디커플링 커플러는 동일한 제1 면에 배치되는 전력 디바이더와 직접적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 디커플링 커플러는 제1 편파를 위한 선로와 제2 편파를 위한 선로 간 직접적인 결합(direct coupling)(혹은 직접적인 연결)을 통해, 전력을 분배할 수 있다. 두 선로들 간 커패시턴스가 형성될 수 있다. 높은 커패시턴스를 통해 전력이 분배됨에 따라, 두 선로들 간 아이솔레이션 특성이 강해질 수 있다. 다른 예(732)에서, 디커플링 커플러는 동일한 제1 면에 배치되는 전력 디바이더와 간접적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 디커플링 커플러는, 제1 편파를 위한 선로와 제2 편파를 위한 선로 간 커플링을 통한 간접적인 연결을 제공함으로써, 전력을 분배할 수 있다. 두 선로들 간 커패시턴스가 형성될 수 있다. 높은 커패시턴스를 통해 전력이 분배됨에 따라, 두 선로들 간 아이솔레이션 특성이 강해질 수 있다.
도 8은 실시예들에 따른 디커플링 커플러(예: 디커플링 커플러(450))와 전력 디바이더의 배치의 다른 예들을 도시한다.
도 8을 참고하면, 사시도에서, 선로(810)는 전력 디바이더를 구성하는 급전선을 나타낸다. 안테나 기판(821)은 안테나 엘리멘트들이 배치되는 기판일 수 있다. 일 실시예에 따라, 안테나 기판(821)은 유전체 기판을 포함할 수 있다. 다른 일 실시예에 따라, 안테나 기판(821)은 금속 기판을 포함할 수 있다. 금속 기판(823)은 접지면을 제공하기 위한 기판일 수 있다. 안테나 기판(821)이 금속 기판(823) 사이에 간격이 존재할 수 있다. 도 8에서는 안테나 기판(821)이 금속 기판(823)과 분리된 것으로 도시되었으나, 전체 어레이 안테나의 일부 영역에서 두 기판들 사이에 간격이 존재하는 것을 의미한다. 도 8에서는 도시되지 않았으나, 안테나 기판(821)은 금속 기판(823)과 다른 구조물을 통해 결합되거나, 안테나 기판(821)은, 안테나 기판(821)과 일체로 형성되는 지지부에 의해 상기 금속 기판(823)과 결합될 수 있다. 예를 들어, 하나의 유전체의 일부 영역은 안테나 기판(821)으로 기능하고, 다른 영역은 상기 안테나 기판(821)을 지지하는 구조물로 기능할 수 있다.
일 실시예에 따라, 전력 디바이더는 안테나 기판(821)의 안테나 엘리멘트들이 배치되는 제1 면과 다른 제2 면에 배치될 수 있다. 상기 제2 면은 상기 제1 면과 반대면일 수 있다. 즉, 선로(810)는 안테나 기판(821)의 제2 면에 위치할 수 있다. 정면도를 참고하면, 안테나 기판(821)은 금속 기판(823) 위에 간격을 두고 적층되고, 선로(810)는 안테나 기판(821)의 배면에 배치될 수 있다. 전력 디바이더가 안테나 기판(821)의 배면에 위치함에 따라, 안테나 기판(821)의 윗면은 상대적으로 공간이 여유로워질 수 있다. 따라서, 안테나 엘리멘트들과 같은 다른 구조물들의 설계가 용이해질 수 있다.
일 실시예에 따라, 편파들 간 디커플링 매칭을 위한 커플러(이하, 디커플링 커플러)는 안테나 기판(821)의 제1 면에 배치될 수 있다. 일 예(831)에서, 디커플링 커플러는 다른 제2 면에 배치되는 전력 디바이더와 간접적으로 연결될 수 있다. 상기 디커플링 커플러를 통해, 제1 편파를 위한 선로와 제2 편파를 위한 선로 간 커플링을 통한 간접적인 연결이 제공됨으로써, 전력이 분배될 수 있다. 두 선로들 간 커패시턴스가 형성될 수 있다. 높은 커패시턴스를 통해 전력이 분배됨에 따라, 두 선로들 간 아이솔레이션 특성이 강해질 수 있다. 다른 일 실시예에 따라, 편파들 간 디커플링 매칭을 위한 커플러(이하, 디커플링 커플러)는 안테나 기판(821)의 제2 면에 배치될 수 있다. 이 때, 디커플링 커플러는 안테나 기판(821)의 배면에서 전력 디바이더와 직접적으로 연결되거나(예: 일 예(832)) 또는 간접적으로 연결될 수 있다.
디커플링이란 입력 망으로 유입되는 RF(radio frequency) 에너지를 줄이거나 제거하고, 기판에서 유기되는 전류 서지(current surge)의 피크를 줄이기 위한 기능이다. 커플러는 입력 포트, 통과(through) 포트, 통과되는 전력의 일부를 추출하는 커플드(Coupled) 포트, 격리(isolated) 포트를 포함할 수 있다. 두 선로들이 근접하게 배치되고, 선로들 간 간격과 각 선로의 길이에 기반하여 커플링 양이 조절될 수 있다. 일 실시예에 따라, 안테나 엘리멘트들 간의 격리가 아니라, 안테나 엘리멘트에 급전되는 두 포트들 간의 격리를 위해, 상기 커플러의 원리가 본 개시의 실시예들에 따른 안테나 서브 어레이에 적용될 수 있다. 디커플링 매칭 네트워크 기법을 통해, 안테나 포트들로 입력되는 급전선들(예: 제1 편파를 위한 전력 디바이더 및 제2 편파를 위한 제2 전력 디바이더) 사이에 커플러가 배치될 수 있다. 상기 커플러는 제1 포트로 인가되는 신호가 제2 포트로 인가되는 신호에 영향을 덜 미치도록, 안테나 어레이의 각 서브 어레이에서 제1 편파를 위한 전력 디바이더와 제2 편파를 위한 전력 디바이더 사이에 배치될 수 있다. 상기 커플러는 디커플링 커플러(혹은 디커플링 정합 네트워크(decoupling matching network, DMN), 디커플링 네트워크(decoupling network, DN))으로 지칭될 수 있다.
도 9는 실시예들에 따른 서브 어레이 내 디커플링의 예를 도시한다. 본 개시의 실시예들에 따른 디커플링 커플러(예: 디커플링 커플러(450))는 크로스-폴 아이솔레이션 성능의 개선을 위해, 서브 어레이의 두 편파들 사이의 연결을 위해 배치될 수 있다.
도 9를 참고하면, 서브 어레이는 제1 편파의 신호를 제공하는 제1 포트(911)와 제2 편파의 신호를 제공하는 제2 포트(921)를 포함할 수 있다. 제2 편파는 제1 편파와 직교할 수 있다. 예를 들어, 제1 편파는 +45도 편파이고, 제2 편파는 -45도 편파일 수 있다. 예를 들어, 제1 편파는 N-편파(N-polarization, N-pol)이고, 제2 편파는 P-편파(P-polarization, P-pol)일 수 있다.
디커플링 커플러는 특정 편파의 신호가 다른 공간(예: 옆방향의 다른 편파의 신호의 방사 영역)으로 유기되는 것을 저지하거나, 야기되는 전파의 세기를 줄이도록 기능할 수 있다. 편파들 사이의 커플링을 통해 특정 편파의 신호가 다른 편파의 신호에 미치는 영향이 감소할 수 있다. 도 9에서는 하나의 서브 어레이만 도시되었으나, 서로 다른 편파들의 간섭은 서브 어레이들 간에도 발생할 수 있다. 본 개시의 실시예들은, 벽과 같은 구조 삽입을 통해 상기 간섭을 억제하는 대신, 서브 어레이의 영역 내에 디커플링 커플러를 이용할 수 있다. 추가 구조물이 필요 없어져, 안테나 기판을 위한 구성요소들(예: 플라스틱 립(rib), 나사(screw))의 배치 제한이 감소할 수 있다.
도 10은 실시예들에 따른 디커플링 커플러(예: 디커플링 커플러(450))의 원리를 설명하기 위한 도면이다. 디커플링 커플러는 두 선로들 사이에서 배치될 수 있다. 상기 두 선로들은 제1 편파를 위한 제1 선로 및 제2 편파를 위한 제2 선로를 포함할 수 있다. 상기 디커플링 커플러는 상기 두 선로들 간 아이솔레이션을 위해, 한 선로에서 다른 선로로 공급되는 전력을 분배할 수 있다.
도 10을 참고하면, 일 실시예에 따라, 디커플링 커플러(1010)는 전력 디바이더와 직접 연결될 수 있다. 전력 디바이더는 N-pol을 위한 제1 전력 디바이더와 P-pol을 위한 제2 전력 디바이더를 포함할 수 있다. 디커플링 커플러(1010)는 제1 전력 디바이더와 제2 전력 디바이더 사이를 직접적으로 연결할 수 있다. 디커플링 커플러(1010)는 N-pol에서 P-pol로 유기되는 신호를 상쇄하도록 기능할 수 있다. 즉, 두 편파들 간 커플링되는 신호는 상쇄될 수 있다.
일 실시예에 따라, 디커플링 커플러(1060)는 전력 디바이더와 간접적으로 연결될 수 있다. 전력 디바이더는 N-pol을 위한 제1 전력 디바이더와 P-pol을 위한 제2 전력 디바이더를 포함할 수 있다. 간접적 연결이란, 두 전력 디바이더 사이들과 직접적으로 연결되지는 않지만, 커플링 급전 방식을 통해 제공되는 두 전력 디바이더 사이들의 전기적 연결을 의미한다. 디커플링 커플러(1060)는 N-pol에서 P-pol로 유기되는 신호를 상쇄하도록 기능할 수 있다. 즉, 두 편파들 간 커플링되는 신호는 상쇄될 수 있다.
일 실시예에 따라, 디커플링 커플러(1060)는 안테나 기판으로부터 유기되는 신호를 재방사(re-radiation)할 수 있다. 재방사를 통해 왼쪽 서브 어레이에서 오른쪽 서브 어레이로 유기되는 신호의 양이 감소하거나, 오른쪽 서브 어레이에서 왼쪽 서브 어레이로 유기되는 신호의 양이 감소할 수 있다. 불필요한 표면파(surface wave)를 감소시켜 서로 다른 편파의 신호들 간 커플링이 완화될 수 있다.
신호 전송 시 손실은 하기의 수학식 7과 같다.
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α는 전체 손실, αC는 금속 전도체로 인한 손실(즉, loss due to metal conductivity), αD는 유전체 손실 탄젠트로 인한 손실(즉, loss due to dielectric loss tangent), αG는 유전체의 전도성으로 인한 손실(loss due to conductivity of dielectric), αR는 방사로 인한 손실(loss due to radiation)를 의미한다. 디커플링 커플러는 αR에 대응하는 표면파를 아이솔레이션을 위해 이용할 수 있다. 도 8에 도시된 일 예(831)와 같이, 전력 디바이더가 안테나 기판의 배면(즉, 안테나 엘리멘트가 배치되는 면과 반대에 위치하는 면)에 배치되고, 디커플링 커플러는 안테나 기판의 윗면에 배치될 수 있다. 디커플링 커플러는 급전되는 표면파를 재방사할 수 있다. 다시 말해, 방사 손실이 디커플링 매칭을 위해 재사용될 수 있다.
도 11은 실시예들에 따른 디커플링 커플러(예: 디커플링 커플러(450))가 결합된 서브 어레이의 급전부의 등가 회로의 예를 도시한다.
도 11을 참고하면, 서브 어레이(1130)는 3x1 서브 어레이를 포함할 수 있다. 서브 어레이는 3개의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 서브 어레이는 제1 안테나 엘리멘트(예: 제1 안테나 엘리멘트(401), 제1 안테나 엘리멘트(501)), 제2 안테나 엘리멘트(예: 제2 안테나 엘리멘트(402), 제2 안테나 엘리멘트(502)), 및 제3 안테나 엘리멘트(예: 제3 안테나 엘리멘트(403), 제3 안테나 엘리멘트(505))를 포함할 수 있다.
서브 어레이(1130)에 제1 편파의 신호가 급전될 수 있다. 제1 편파의 신호는 제1 전력 디바이더(1120)를 통해 서브 어레이(1130)의 각 안테나 엘리멘트에게 전달될 수 있다. 제1 전력 디바이더(1120)는 3개의 분기들을 포함할 수 있다. 제1 전력 디바이더(1120)는 3개의 전송 선로들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전력 디바이더(1120)는 제1 전송 선로(1121), 제2 전송 선로(1122), 제3 전송 선로(1123)를 포함할 수 있다. 각 전송 선로를 통과한 신호는 해당 안테나 엘리멘트에 인가된다. 서브 어레이(1130)에 제2 편파의 신호가 급전될 수 있다. 제2 편파의 신호는 제2 전력 디바이더(1140)를 통해 서브 어레이(1130)의 각 안테나 엘리멘트에게 전달될 수 있다. 제2 전력 디바이더(1140)는 3개의 분기들을 포함할 수 있다. 제2 전력 디바이더(1140)는 3개의 전송 선로들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 전력 디바이더(1140)는 제4 전송 선로(1141), 제5 전송 선로(1142), 제6 전송 선로(1143)를 포함할 수 있다. 각 전송 선로를 통과한 신호는 해당 안테나 엘리멘트에 인가된다.
제1 전력 디바이더(1120) 측면에서, 제1 전력 디바이더(1120)는 입력 포트이고, 제2 전력 디바이더(1140)는 출력 포트에 대응한다. 제2 전력 디바이더(1140) 측면에서, 제2 전력 디바이더(1140)는 입력 포트이고, 제1 전력 디바이더(1120)는 출력 포트에 대응한다. 아이솔레이션은 한 측의 입력이 다른 측의 출력으로 전달되는 않는 특성을 의미한다. 디커플링 기법을 회로적으로 적용하면, 서브 어레이(1130)에 위치하는 각 디커플링 커플러는 양 전송 선로들 간의 전기적 연결을 제공할 수 있다. 디커플링 커플러는 일 전송 선로에서 다른 전송 선로로의 신호 공급을 줄이거나 저지할 수 있다.
서브 어레이(1300)의 제1 디커플링 커플러(1131)는 제1 전송 선로(1121)와 제4 전송 선로(1141)를 전기적으로 연결할 수 있다. 제1 디커플링 커플러(1131)는 정합(matching) 네트워크 기법을 통해, 제1 전송 선로(1121)와 제4 전송 선로(1141)를 전기적 및 자기적으로 분리하도록 기능할 수 있다. 서브 어레이(1300)의 제2 디커플링 커플러(1132)는 제2 전송 선로(1122)와 제5 전송 선로(1142)를 전기적으로 연결할 수 있다. 제2 디커플링 커플러(1132)는 정합 네트워크 기법을 통해, 제2 전송 선로(1122)와 제5 전송 선로(1142)를 전기적 및 자기적으로 분리하도록 기능할 수 있다. 서브 어레이(1300)의 제3 디커플링 커플러(1133)는 제3 전송 선로(1123)와 제6 전송 선로(1143)를 전기적으로 연결할 수 있다. 제3 디커플링 커플러(1133)는 정합 네트워크 기법을 통해, 제3 전송 선로(1123)와 제6 전송 선로(1143)를 전기적 및 자기적으로 분리하도록 기능할 수 있다.
그래프(1100)는 주파수 영역 별 반사 파라미터를 나타낸다. 그래프의 가로축(1101)은 주파수(단위: GHz(gigahertz)를 나타내고, 세로축(1102)은 S11 파라미터(단위: dB(decibel))의 크기를 나타낸다. 그래프(1150)는 주파수 영역 별 통과 파라미터를 나타낸다. 그래프의 가로축(1151)은 주파수(단위: GHz(gigahertz)를 나타내고, 세로축(1152)은 S21 파라미터(단위: dB(decibel))의 크기를 나타낸다. 그래프(1100) 및 그래프(1150) 각각에서 실선은 디커플링 커플러가 배치된 서브 어레이(1130)와 관련되고, 점선은 디커플링 커플러가 배치되지 않은 서브 어레이와 관련된다.
S21 파라미터의 크기가 낮을수록 아이솔레이션 성능이 높다. 서브 어레이(1130)에서 두 편파들 간 전기적 연결을 제공하는 디커플링 커플러가 배치됨에 따라, S21 파라미터는 감소하면서, 다른 방사 성능에는 상대적으로 영향이 미비함이 확인된다.
도 11에서는 등가적 회로를 표현하기 위해, 각 안테나 엘리멘트에 대응하는 디커플링 커플러들(예: 제1 디커플링 커플러(1131), 제2 디커플링 커플러(1132), 제3 디커플링 커플러(1133))이 예시되었으나, 반드시 엘리멘트 마다 디커플링 커플러가 물리적으로 배치되어야 하는 것을 의미하지 않는다. 하나의 디커플링 커플러가 제2 안테나 엘리멘트와 제3 안테나 엘리멘트 사이에 위치하고, 두 전력 디바이더들을 직접적으로 연결하더라도, 서브 어레이를 구성하는 모든 안테나 엘리멘트들에게 디커플링 효과를 제공할 수 있기 때문이다.
이하, 도 12a, 도 12b, 도 13a, 도 13b, 및 도 14에서는 어레이 안테나의 구체적인 구조들이 서술된다. 본 개시의 실시예들의 이해를 돕기 위하여, 안테나 기판의 제1 면(예: 윗면)에 안테나 엘리멘트들이 배치되고, 안테나 기판 상기 제1 면의 반대인 제2 면(예: 배면)에 전력 다바이더들이 배치되는 어레이 안테나의 구조가 예시되나, 본 개시의 실시예들이 후술하는 도 12a, 도 12b, 도 13a, 도 13b, 및 도 14에 도시되는 특정 구조로 제한되는 것은 아니다.
도 12a 및 12b는 실시예들에 따른 디커플링 커플러(예: 디커플링 커플러(450))의 배치의 예를 도시한다.
도 12a를 참고하면, 제1 사시도(1210)는 안테나 기판의 제1 면(예: 윗면)을 도시한다. 일 실시예에 따라, 안테나 기판은 유전체 기판을 포함할 수 있다. 안테나 기판의 제1 면 위에 안테나 엘리멘트들이 배치될 수 있다. 일 실시예에 따라, 안테나 엘리멘트는 패치 안테나일 수 있다. 일 실시예에 따라, 유전체 기판은 패치 안테나를 일정 높이 이상에 위치시키기 위하여 지지부를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라, 지지부는 유전체일 수 있다.
제2 사시도(1215)는 안테나 기판의 제2 면(예: 배면)을 도시한다. 일 실시예에 따라, 안테나 기판의 제2 면에 전력 디바이더를 위한 급전 네트워크가 배치될 수 있다. 급전 네트워크는 다수의 급전선들을 포함할 수 있다. 제1 편파를 위한 입력선은 제1 전력 디바이더를 통해 개별 급전선으로 분기될 수 있다. 제2 편파를 위한 입력선은 제2 전력 디바이더를 통해 개별 급전선으로 분기될 수 있다. 하나의 안테나 엘리멘트에 2개의 급전선들의 신호들이 인가될 수 있다. 안테나 기판의 제2 면에서 급전선들 각각의 종단은 안테나 기판의 제1 면에서 안테나 엘리멘트의 입력 포트에 대응할 수 있다.
측면도(1220)는 안테나 기판의 적층 구조의 예를 도시한다. 일 실시예에 따라, 안테나 엘리멘트(1221)는 안테나 기판(1225)의 제1 면 위에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따라, 안테나 기판(1225)은 유전체일 수 있다. 안테나 기판(1225)은 지지부(1223)를 포함할 수 있다. 안테나 엘리멘트(1221)가 상기 제1 면 위에서 일정 거리 이격되도록 지지부(1223)는 안테나 엘리멘트(1221)와 결합될 수 있다. 금속 기판(1227)은 접지면을 제공하는 기판으로 안테나 기판(1225)과 일정 거리 이격될 수 있다. 이격된 공간을 통해 전력 디바이더가 배치될 수 있다. 안테나 기판(1225)의 제2 면에는 급전선(1226)이 배치될 수 있다. 급전선(1226)은 안테나 엘리멘트로 신호를 급전하기 위한 전송 선로를 의미한다. 급전선(1226)은 전력 디바이더의 분기에 대응한다. 일 실시예에 따라, 급전선(126)은 RF 신호를 안테나 엘리멘트(1221)를 통해 방사하기 위해, 지지부(1223)의 형상에 따라 배치될 수 있다. 안테나 기판(1225)에 형성된 지지부(1223)의 제2 면을 따라, 급전선(126)이 배치될 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따른 디커플링 커플러(1250)는 안테나 기판(1225)의 제1 면에 배치될 수 있다. 디커플링 커플러(1250)는, 급전선(1226)에서 야기되는 신호들이 다른 급전선으로 커플링되는 효과를 줄이도록 기능할 수 있다. 디커플링 커플러(1250)는 급전선(1226)과 물리적으로 결합되어 있지 않더라도, 디커플링 커플러(1250)의 커플링을 통해, 기존 커플링을 상쇄할 수 있다. 뿐만 아니라, 디커플링 커플러(1250)가 안테나 기판(1225)에 야기되는 표면파를 다시 방사(예: 도 10의 디커플링 커플러(1060)의 재방사)함으로써, 급전선(1226)이 다른 급전선(예: 다른 편파를 제공하는 급전선)으로 전달되는 신호는 감소할 수 있다.
도 12b를 참고하면, 제1 평면도(1230)는 2 개의 서브 어레이들을 포함하는 어레이 안테나의 안테나 기판의 제1 면을 나타낸다. 제1 면은 제1 사시도(1215)의 안테나 기판의 제1 면을 예시한다. 예를 들어, 각 서브 어레이는 3x1 서브 어레이 수 있다. 상기 서브 어레이들은 제1 서브 어레이와 제2 서브 어레이를 포함할 수 있다. 상기 제1 서브 어레이는 안테나 엘리멘트(1221a), 안테나 엘리멘트(1222a), 및 안테나 엘리멘트(1223a)를 포함할 수 있다. 상기 제2 서브 어레이는 안테나 엘리멘트(1221b), 안테나 엘리멘트(1222b), 및 안테나 엘리멘트(1223b)를 포함할 수 있다. 제1 디커플링 커플러(1231)는 제1 서브 어레이의 전력 디바이더들 간 전기적 연결을 제공할 수 있다. 상기 전력 디바이더들은 서로 다른 편파를 제공하기 위한 급전선들의 분기들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 서브 어레이의 각 엘리멘트를 위하여, 제1 편파를 위한 도전성 패턴(1298a) 및 제2 편파를 위한 도전성 패턴(1299a)가 상기 안테나 기판의 일 면(예: 상기 제1 면 또는 상기 제1 면과 반대되는 제2 면)에 배치될 수 있다. 서로 다른 편파들의 신호들 간의 상호 영향이 감소하도록, 제1 디커플링 커플러(1231)는 안테나 기판의 제1 면 상에서 전력 디바이더들 사이에 위치할 수 있다. 제1 디커플링 커플러(1231)는 두 전력 디바이더들 간 커플링 연결을 제공할 수 있다. 상기 커플링 연결에 따른 재방사(re-radiation)은 기존 커플링 영향을 상쇄하도록 기능할 수 있다. 제2 디커플링 커플러(1233)는 제2 서브 어레이의 전력 디바이더들 간 전기적 연결을 제공할 수 있다. 상기 전력 디바이더들은 서로 다른 편파를 제공하기 위한 급전선들의 분기들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 서브 어레이의 각 엘리멘트를 위하여, 제1 편파를 위한 도전성 패턴(1298b) 및 제2 편파를 위한 도전성 패턴(1299b)가 상기 안테나 기판의 일 면(예: 상기 제1 면 또는 상기 제1 면과 반대되는 제2 면)에 배치될 수 있다.
제2 평면도(1240)는 2 개의 서브 어레이들을 포함하는 어레이 안테나의 안테나 기판의 제1 면을 나타낸다. 예를 들어, 각 서브 어레이는 3x1 서브 어레이일 수 있다. 상기 서브 어레이들은 제1 서브 어레이와 제2 서브 어레이를 포함할 수 있다. 상기 제1 서브 어레이는 안테나 엘리멘트(1221a), 안테나 엘리멘트(1222a), 및 안테나 엘리멘트(1223a)를 포함할 수 있다. 상기 제2 서브 어레이는 안테나 엘리멘트(1221b), 안테나 엘리멘트(1222b), 및 안테나 엘리멘트(1223b)를 포함할 수 있다. 제3 디커플링 커플러(1241)는 제2 서브 어레이의 전력 디바이더들 간 전기적 연결을 제공할 수 있다. 상기 전력 디바이더들은 서로 다른 편파를 제공하기 위한 급전선들의 분기들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 서브 어레이의 각 엘리멘트를 위하여, 제1 편파를 위한 도전성 패턴(1298a) 및 제2 편파를 위한 도전성 패턴(1299a)가 상기 안테나 기판의 일 면(예: 상기 제1 면 또는 상기 제1 면과 반대되는 제2 면)에 배치될 수 있다. 제4 디커플링 커플러(1243)는 제2 서브 어레이의 전력 디바이더들 간 전기적 연결을 제공할 수 있다. 상기 전력 디바이더들은 서로 다른 편파를 제공하기 위한 급전선들의 분기들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 서브 어레이의 각 엘리멘트를 위하여, 제1 편파를 위한 도전성 패턴(1298b) 및 제2 편파를 위한 도전성 패턴(1299b)가 상기 안테나 기판의 일 면(예: 상기 제1 면 또는 상기 제1 면과 반대되는 제2 면)에 배치될 수 있다.
상기 전기적 연결에 따른 재방사(re-radiation)은 기존 커플링 영향을 상쇄하도록 기능할 수 있다. 일 실시예에 따라, 디커플링 커플러는 단순 일자형 스트립라인이나 패치가 아닌 다른 모양을 가질 수 있다. 예를 들어, 디커플링 커플러의 형상은 도 6a, 도 6b, 도 6c에 예시된 형상일 수 있다. 다른 형상은 다른 커플링 양을 제공할 수 있다. 디커플링이 필요한 정도에 따라 다른 형상의 디커플링 커플러가 두 전력 디바이더들 사이에 대응하는 안테나 기판의 제1 면 상에 배치될 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 실시예들에 따른 디커플링 커플러의 성능의 예들을 도시한다. 어레이 안테나는 복수의 서브 어레이들을 포함할 수 있다. 복수의 서브 어레이들 각각은 3x1 서브 어레이에 대응하고, 디커플링 커플러와 결합될 수 있다.
도 13a를 참고하면, 그래프(1300)는 디커플링 커플러(1380)(예: 제1 디커플링 커플러(1231), 제2 디커플링 커플러(1233))가 배치된 서브 어레이(예: 도 12a의 평면도(1230)에 따른 어레이 안테나의 서브 어레이)와 디커플링 커플러(1380)가 배치되지 않은 서브 어레이의 성능을 나타낸다. 그래프(1300)의 가로축(1301)은 주파수(단위: GHz(gigahertz)를 나타내고, 세로축(1302)은 아이솔레이션 성능(단위: dB(decibel))의 크기를 나타낸다. 제1 라인(1311)은 디커플링 커플러(1380)가 배치되지 않은 서브 어레이의 크로스-폴 아이솔레이션 성능을 나타낸다. 제2 라인(1312)은 디커플링 커플러(1380)가 배치된 서브 어레이의 크로스-폴 아이솔레이션 성능을 나타낸다. 제3 라인(1313)은 디커플링 커플러(1380)가 배치되지 않은 서브 어레이의 코-폴 아이솔레이션 성능을 나타낸다. 제4 라인(1314)은 디커플링 커플러(1380)가 배치된 서브 어레이의 코-폴 아이솔레이션 성능을 나타낸다.
제3 라인(1313), 및 제4 라인(1314)을 참고하면, 코-폴 아이솔레이션 성능은 변화가 거의 없음이 확인된다. 그러나, 제1 라인(1311) 및 제2 라인(1312)을 참고하면, 크로스-폴 아이솔레이션 성능은 최대 9dB(약 -21dB에서 -30dB)가 개선됨이 확인된다. 디커플링 커플러(1380)는 서브 어레이 내에서 및 서브 어레이들 간 크로스-폴 아이솔레이션 성능을 향상시킬 수 있다.
도 13b를 참고하면, 그래프(1350)는 일자형 디커플링 커플러(1380) (예: 도 12a의 평면도(1230)에 따른 어레이 안테나의 서브 어레이)가 배치된 서브 어레이와 'U'형 디커플링 커플러(1385)(예: 제3 디커플링 커플러(1241), 제4 디커플링 커플러(1243))가 배치된 서브 어레이(예: 도 12b의 평면도(1240)에 따른 어레이 안테나의 서브 어레이)의 성능을 나타낸다. 그래프(1350)의 가로축(1351)은 주파수(단위: GHz(gigahertz)를 나타내고, 세로축(1352)은 아이솔레이션 성능(단위: dB(decibel))의 크기를 나타낸다. 제1 라인(1361)은 일자형 디커플링 커플러(1380)가 배치된 서브 어레이의 크로스-폴 아이솔레이션 성능을 나타낸다. 제2 라인(1312)은 'U'형 디커플링 커플러(1385)가 배치된 서브 어레이의 크로스-폴 아이솔레이션 성능을 나타낸다. 제3 라인(1313)은 일자형 디커플링 커플러(1380)가 배치된 서브 어레이의 코-폴 아이솔레이션 성능을 나타낸다. 제4 라인(1314)은 'U'형 디커플링 커플러(1385)가 배치된 서브 어레이의 코-폴 아이솔레이션 성능을 나타낸다.
제1 라인(1361) 및 제2 라인(1362)을 참고하면, 크로스-폴 아이솔레이션 성능은 최대 5dB(약 -30dB에서 -35.6dB)가 개선됨이 확인된다. 일 실시예에 따라, 동작 주파수가 달라지면 크로스-폴 아이솔레이션 성능이 달라지므로, 동작 주파수에 기반하여 디커플링 커플러의 형상이 지정될 수 있다. 제3 라인(1313), 및 제4 라인(1314)을 참고하면, 해당 주파수 영역에서, 코-폴 아이솔레이션 성능은 2dB(약 -24.3dB에서 -26.4dB)가 개선됨이 확인된다.
도 14는 일 실시예에 따른 디커플링 커플러들을 갖는 어레이 안테나의 예를 도시한다. 어레이 안테나는 복수의 서브 어레이들을 포함할 수 있다.
도 14를 참고하면, 평면도(1400)는 어레이 안테나(1400)를 위에서 바라본 도면이다. 사시도(1450)는 어레이 안테나(1400)를 입체적으로 표현하기 위해, 위-측부에서에서 바라본 도면이다. 어레이 안테나(1400)는 4개의 서브 어레이들을 포함할 수 있다. 각 서브 어레이는 3x1 서브 어레이일 수 있다. 어레이 안테나(1400)는 제1 서브 어레이(1410), 제2 서브 어레이(1420), 제3 서브 어레이(1430), 및 제4 서브 어레이(1440)를 포함할 수 있다.
제1 서브 어레이(1410)는 제1 안테나 엘리멘트(1411), 제2 안테나 엘리멘트(1412), 및 제3 안테나 엘리멘트(1413)를 포함할 수 있다. 제1 서브 어레이(1410)의 안테나 기판에 제1 디커플링 커플러(1417)가 배치될 수 있다. 일 실시예에 따라, 제1 디커플링 커플러(1417)는, 안테나 기판의 일 면 위의, 제2 안테나 엘리멘트(1412) 및 제3 안테나 엘리멘트(1413) 사이에 대응하는 공간에 배치될 수 있다. 제2 서브 어레이(1420)는 제1 안테나 엘리멘트(1421), 제2 안테나 엘리멘트(1422), 및 제3 안테나 엘리멘트(1423)를 포함할 수 있다. 제2 서브 어레이(1420)의 안테나 기판에 제2 디커플링 커플러(1427)가 배치될 수 있다. 일 실시예에 따라, 제2 디커플링 커플러(1427)는, 안테나 기판의 일 면 위의, 제2 안테나 엘리멘트(1422) 및 제3 안테나 엘리멘트(1423) 사이에 대응하는 공간에 배치될 수 있다. 제3 서브 어레이(1430)는 제1 안테나 엘리멘트(1431), 제2 안테나 엘리멘트(1432), 및 제3 안테나 엘리멘트(1433)를 포함할 수 있다. 제3 서브 어레이(1430)의 안테나 기판에 제3 디커플링 커플러(1417)가 배치될 수 있다. 일 실시예에 따라, 제3 디커플링 커플러(1437)는, 안테나 기판의 일 면 위의, 제2 안테나 엘리멘트(1432) 및 제3 안테나 엘리멘트(1433) 사이에 대응하는 공간에 배치될 수 있다. 제4 서브 어레이(1440)는 제1 안테나 엘리멘트(1441), 제2 안테나 엘리멘트(1442), 및 제3 안테나 엘리멘트(1443)를 포함할 수 있다. 제4 서브 어레이(1440)의 안테나 기판에 제1 디커플링 커플러(1447)가 배치될 수 있다. 일 실시예에 따라, 제4 디커플링 커플러(1447)는, 안테나 기판의 일 면 위의, 제2 안테나 엘리멘트(1442) 및 제3 안테나 엘리멘트(1443) 사이에 대응하는 공간에 배치될 수 있다.
실시예들에 따른 디커플링 커플러는 크로스-폴 아이솔레이션 성능을 높이기 위하여, 서브 어레이의 전력 디바이더들에 전기적 연결을 제공하기 위한 위치에 배치될 수 있다.
이하, 제3 서브 어레이(1430) 및 제4 서브 어레이(1440)를 기준으로, 전력 디바이더의 배치가 서술된다. 대비를 위하여 도시되지 않았을 뿐, 제1 서브 어레이(1410) 및 제2 서브 어레이(1420)도 각각 내부에 전력 디바이더를 포함한다. 예를 들어, 제1 서브 어레이(1410)를 위한 전력 디바이더(혹은 급전선들, 급전 네트워크)는, 상기 안테나 기판(예: PCB)의 일 면에 배치될 수 있다. 상기 안테나 기판의 상기 일 면은, 제1 안테나 엘리멘트(1411), 제2 안테나 엘리멘트(1412), 및 제3 안테나 엘리멘트(1413)이 배치되는 상기 안테나 기판의 일 면과 반대일 수 있다. 예를 들어, 제2 서브 어레이(1420)를 위한 전력 디바이더(혹은 급전선들, 급전 네트워크)는, 상기 안테나 기판(예: PCB)의 일 면에 배치될 수 있다. 상기 안테나 기판의 상기 일 면은, 제1 안테나 엘리멘트(1421), 제2 안테나 엘리멘트(1422), 및 제3 안테나 엘리멘트(1423)이 배치되는 상기 안테나 기판의 일 면과 반대일 수 있다. 제3 서브 어레이(1430) 및 제4 서브 어레이(1440)를 위한 전력 디바이더에 대한 설명들은 제1 서브 어레이(1410) 및 제2 서브 어레이(1420)에도 동일 또는 유사한 방식으로 적용될 수 있음은 물론이다.
제3 서브 어레이(1430)는 제1 안테나 엘리멘트(1431), 제2 안테나 엘리멘트(1432), 및 제3 안테나 엘리멘트(1433) 및 각 안테나 엘리멘트와 연결되는 급전 네트워크 회로를 포함할 수 있다. 급전 네트워크 회로는 제1 전력 디바이더(1435a)와 제2 전력 디바이더(1435b)를 포함할 수 있다. 제1 전력 디바이더(1435a)는 제1 편파의 신호를 제1 안테나 엘리멘트(1431), 제2 안테나 엘리멘트(1432), 및 제3 안테나 엘리멘트(1433) 각각에게 급전하기 위해 3개의 분기들을 가질 수 있다. 제2 전력 디바이더(1435b)는 제2 편파의 신호를 제1 안테나 엘리멘트(1431), 제2 안테나 엘리멘트(1432), 및 제3 안테나 엘리멘트(1433) 각각에게 급전하기 위해 3개의 분기들을 가질 수 있다.
제3 서브 어레이(1430)를 위한 제3 디커플링 커플러(1437)는 제1 전력 디바이더(1435a)와 제2 전력 디바이더(1435b)를 전기적으로 연결할 수 있다. 안테나 기판의 제1 면에는 제3 디커플링 커플러(1437)가 배치되고, 안테나 기판의 제1 면에 반대되는 제2 면에는 제1 전력 디바이더(1435a)와 제2 전력 디바이더(1435b)가 배치될 수 있다. 제3 디커플링 커플러(1437)는 제1 전력 디바이더(1435a)와 제2 전력 디바이더(1435b) 사이의 영역에 위치하여, 제1 편파의 급전선들에 의해 야기되는 신호들과 제2 편파의 급전선들에 의해 야기되는 신호들 간의 커플링의 영향을 감소시킬 수 있다.
제3 디커플링 커플러(1437)가 제1 전력 디바이더(1435a)와 제2 전력 디바이더(1435b)를 직접 연결하지는 않으나, 위에서 바라볼 때, 제3 디커플링 커플러(1437)가 배치되는 위치는, 제1 전력 디바이더(1435a)와 제2 전력 디바이더(1435b)와 중첩될 수 있다. 도 14에서는 제3 디커플링 커플러(1437)가 제1 전력 디바이더(1435a)와 제2 전력 디바이더(1435b)를 직접 연결하는 것으로 도시되지 않았으나, 다른 일 실시예에 따라, 제3 디커플링 커플러(1437)가 배면에 위치하여 제1 전력 디바이더(1435a)와 제2 전력 디바이더(1435b)가 제3 디커플링 커플러(1437)를 통해 직접 연결될 수도 있다. 또한, 다른 일 실시예에 따라, 위에서 바라볼 때, 제3 디커플링 커플러(1437)가 배치되는 위치는 제1 전력 디바이더(1435a)와 제2 전력 디바이더(1435b)의 영역 사이에 위치할 수도 있다.
제4 서브 어레이(1440)는 제1 안테나 엘리멘트(1441), 제2 안테나 엘리멘트(1442), 및 제3 안테나 엘리멘트(1443) 및 각 안테나 엘리멘트와 연결되는 급전 네트워크 회로를 포함할 수 있다. 급전 네트워크 회로는 제3 전력 디바이더(1445a)와 제2 전력 디바이더(1434b)를 포함할 수 있다. 제3 전력 디바이더(1445a)는 제1 편파의 신호를 제1 안테나 엘리멘트(1441), 제2 안테나 엘리멘트(1442), 및 제3 안테나 엘리멘트(1443) 각각에게 급전하기 위해 3개의 분기들을 가질 수 있다. 제4 전력 디바이더(1445b)는 제2 편파의 신호를 제1 안테나 엘리멘트(1441), 제2 안테나 엘리멘트(1442), 및 제3 안테나 엘리멘트(1443) 각각에게 급전하기 위해 3개의 분기들을 가질 수 있다.
제4 서브 어레이(1440)를 위한 제4 디커플링 커플러(1447)는 제3 전력 디바이더(1445a)와 제4 전력 디바이더(1445b)를 전기적으로 연결할 수 있다. 안테나 기판의 제1 면에는 제4 디커플링 커플러(1447)가 배치되고, 안테나 기판의 제1 면에 반대되는 제2 면에는 제3 전력 디바이더(1445a)와 제4 전력 디바이더(1445b)가 배치될 수 있다. 제3 디커플링 커플러(1447)는 제3 전력 디바이더(1445a)와 제4 전력 디바이더(1445b) 사이의 영역에 위치하여, 제1 편파의 급전선들에 의해 야기되는 신호들과 제2 편파의 급전선들에 의해 야기되는 신호들 간의 커플링의 영향을 감소시킬 수 있다.
제4 디커플링 커플러(1447)가 제3 전력 디바이더(1445a)와 제2 전력 디바이더(1445b)를 직접 연결하지는 않으나, 위에서 바라볼 때, 제4 디커플링 커플러(1447)가 배치되는 위치는 제3 전력 디바이더(1445a)와 제4 전력 디바이더(1445b)와 중첩될 수 있다. 도 14에서는 제4 디커플링 커플러(1447)가 제1 전력 디바이더(1445a)와 제2 전력 디바이더(1445b)를 직접 연결하는 것으로 도시되지 않았으나, 다른 일 실시예에 따라, 제3 디커플링 커플러(1447)가 배면에 위치하여 제3 전력 디바이더(1445a)와 제4 전력 디바이더(1445b)가 제4 디커플링 커플러(1447)를 통해 직접 연결될 수도 있다. 또한, 다른 일 실시예에 따라, 위에서 바라볼 때, 제4 디커플링 커플러(1447)가 배치되는 위치는 제3 전력 디바이더(1445a)와 제4 전력 디바이더(1445b)의 영역 사이에 위치할 수도 있다.
도 15는 일 실시예에 따른 디커플링 커플러(decoupling coupler)를 갖는 안테나를 포함하는 전자 장치의 기능적 구성을 도시한다. 전자 장치(1510)는, 도 1의 기지국(110) 혹은 기지국(110)의 MMU일 수 있다. 전자 장치(1510)는 단말(1520)(예: 단말(120))과 통신을 수행할 수 있다. 한편, 도시된 바와 달리, 본 개시는 전자 장치(1510)는 도 1의 단말(120)에 구현될 수도 있음을 배제하지 않는다. 도 1 내지 도 14를 통해 언급된 안테나 구조 자체뿐만 아니라, 이를 포함하는 전자 장치 또한 본 개시의 실시예들에 포함된다. 전자 장치(1510)는, 서브 어레이와 전기적으로 연결되는 전력 디바이더들 사이에 배치되는 디커플링 커플러를 포함하는 안테나 구조를 포함할 수 있다.
도 15를 참고하면, 전자 장치(1510)의 예시적인 기능적 구성이 도시된다. 전자 장치(1510)는 안테나부(1511), 필터부(1512), RF(radio frequency) 처리부(1513), 제어부(1514)를 포함할 수 있다.
안테나부(1511)는 다수의 안테나들을 포함할 수 있다. 안테나는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 안테나는 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함할 수 있다. 안테나는 상향 변환된 신호를 무선 채널 상에서 방사하거나 다른 장치가 방사한 신호를 획득할 수 있다. 각 안테나는 안테나 엘리멘트 또는 안테나 소자로 지칭될 수 있다. 일부 실시예들에서, 안테나부(1511)는 복수의 안테나 엘리멘트들이 열(array)을 이루는 안테나 어레이(antenna array)를 포함할 수 있다. 안테나부(1511)는 RF 신호선들을 통해 필터부(1512)와 전기적으로 연결될 수 있다. 안테나부(1511)는 다수의 안테나 엘리멘트들을 포함하는 PCB에 배치될 수 있다. PCB는 각 안테나 엘리멘트와 필터부(1512)의 필터를 연결하는 복수의 RF 신호선들을 포함할 수 있다. 이러한 RF 신호선들은 급전 네트워크(feeding network)로 지칭될 수 있다.
안테나부(1511)는 수신된 신호를 필터부(1512)에 제공하거나 필터부(1512)로부터 제공된 신호를 공기중으로 방사할 수 있다. 본 개시의 실시예들에 따른 안테나부(1511)는 디커플링 커플러를 포함하는 안테나 엘리멘트를 포함할 수 있다. 도 1 내지 도 14을 통해 서술된 바와 같이, 디커플링 커플러란, 안테나 어레이의 각 서브 어레이에서 제1 편파를 위한 전력 디바이더와 제2 편파를 위한 전력 디바이더 간 전기적 연결을 위한 매칭 네트워크 회로를 의미한다. 도 15에서는 디커플링 커플러를 갖는 안테나로서 도 4의 서브 어레이(400)가 예시되었으나, 도 6a 내지 도 6c의 형상들뿐만 아니라, 본 개시의 디커플링을 위한 매칭 네트워크 회로라면 후술되는 설명들이 동일 또는 유사한 방식으로 적용될 수 있다.
필터부(1512)는 원하는 주파수의 신호를 전달하기 위해, 필터링을 수행할 수 있다. 필터부(1512)는 공진(resonance)을 형성함으로써 주파수를 선택적으로 식별하기 위한 기능을 수행할 수 있다. 필터부(1512)는 대역 통과 필터(band pass filter), 저역 통과 필터(low pass filter), 고역 통과 필터(high pass filter), 또는 대역 제거 필터(band reject filter) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 즉, 필터부(1512)는 송신을 위한 주파수 대역 또는 수신을 위한 주파수 대역의 신호를 얻기 위한 RF 회로들을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른 필터부(1512)는 안테나부(1511)와 RF 처리부(1513)를 전기적으로 연결할 수 있다.
RF 처리부(1513)는 복수의 RF 경로들을 포함할 수 있다. RF 경로는 안테나를 통해 수신되는 신호 혹은 안테나를 통해 방사되는 신호가 통과하는 경로의 단위일 수 있다. 적어도 하나의 RF 경로는 RF 체인으로 지칭될 수 있다. RF 체인은 복수의 RF 소자들을 포함할 수 있다. RF 소자들은 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, RF 처리부(1513)는 기저대역(base band)의 디지털 송신신호를 송신 주파수로 상향 변환하는 상향 컨버터(up converter)와, 상향 변환된 디지털 송신신호를 아날로그 RF 송신신호로 변환하는 DAC(digital-to-analog converter)를 포함할 수 있다. 상향 컨버터와 DAC는 송신경로의 일부를 형성한다. 송신 경로는 전력 증폭기(power amplifier, PA) 또는 커플러(coupler)(또는 결합기(combiner))를 더 포함할 수 있다. 또한 예를 들어, RF 처리부(1513)는 아날로그RF 수신신호를 디지털 수신신호로 변환하는 ADC(analog-to-digital converter)와 디지털 수신신호를 기저대역의 디지털 수신신호로 변환하는 하향 컨버터(down converter)를 포함할 수 있다. ADC와 하향 컨버터는 수신경로의 일부를 형성한다. 수신 경로는 저전력 증폭기(low-noise amplifier, LNA) 또는 커플러(coupler)(또는 분배기(divider))를 더 포함할 수 있다. RF 처리부의 RF 부품들은 PCB에 구현될 수 있다. 기지국(1510)은 안테나 부(1511)-필터부(1512)-RF 처리부(1513) 순으로 적층된 구조를 포함할 수 있다. 안테나들과 RF 처리부의 RF 부품들은 PCB 상에서 구현될 수 있고, PCB와 PCB 사이에 필터들이 반복적으로 체결되어 복수의 층들(layers)을 형성할 수 있다.
제어부(1514)는 전자 장치(1510)의 전반적인 동작들을 제어할 수 있다. 제어부 (1514)은 통신을 수행하기 위한 다양한 모듈들을 포함할 수 있다. 제어부(1514)는 모뎀(modem)과 같은 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 제어부(1514)는 디지털 신호 처리(digital signal processing)을 위한 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1514)는 모뎀을 포함할 수 있다. 데이터 송신 시, 제어부(1514)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 예를 들어, 데이터 수신 시, 제어부(1514)는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 제어부(1514)는 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택(protocol stack)의 기능들을 수행할 수 있다.
도 15에서는 본 개시의 안테나 구조가 활용될 수 있는 장비로서, 전자 장치 (1510)의 기능적 구성을 서술하였다. 그러나, 도 15에 도시된 예는 도 1 내지 도 14를 통해 서술된 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 안테나 구조의 활용을 위한 예시적인 구성일 뿐, 본 개시의 실시예들이 도 15에 도시된 장비의 구성 요소들에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 안테나 구조를 포함하는 안테나 모듈, 다른 구성의 통신 장비, 안테나 구조물 자체 또한 본 개시의 실시예로써 이해될 수 있다.
본 개시에서는 수직 관계에 있는 두 편파들(예: 제1 편파 및 제2 편파)을 설명하기 위하여, 약 (+)45도의 편파, 약(-)45도의 편파가 예로 서술되었으나, 두 편파들에 대한 설명은, 수직 편파와 수평 편파를 이용한 안테나 구조 또는 약 (+)95도의 편파, 약(-)95도를 이용한 안테나 구조에 적용될 수 있음은 물론이다.
실시예들에 따른 전자 장치는 안테나 기판(antenna substrate), 서브 어레이를 포함하는 안테나 어레이, 상기 서브 어레이는 복수의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 전자 장치는 제1 편파(polarization)를 위한 제1 전력 디바이더 및 상기 제1 편파와 다른 제2 편파를 위한 제2 전력 디바이더를 포함하는 급전 네트워크(feeding network) 회로를 포함할 수 있다. 상기 제1 전력 디바이더의 제1 신호와 상기 제2 전력 디바이더의 제2 신호의 디커플링(decoupling)을 위한 네트워크 회로를 포함할 수 있다. 상기 서브 어레이는 상기 안테나 기판의 제1 면에 배치될 수 있다. 상기 급전 네트워크 회로는 상기 안테나 기판의 제1 면 또는 상기 제1 면과 반대되는 제2 면에 배치될 수 있다. 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는, 상기 안테나 기판의 상기 제1 면 또는 상기 제2 면에서, 상기 제1 전력 디바이더 및 상기 제2 전력 디바이더 사이의 영역에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제2 편파는 상기 제1 편파와 직교할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 급전 네트워크 회로는 상기 안테나 기판의 상기 제1 면에 배치될 수 있다. 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 상기 안테나 기판의 상기 제1 면에 배치될 수 있다. 상기 급전 네트워크 회로와 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 커플링을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 급전 네트워크 회로는 상기 안테나 기판의 상기 제1 면에 배치될 수 있다. 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 상기 안테나 기판의 상기 제1 면에 배치될 수 있다. 상기 급전 네트워크 회로와 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 직접 급전을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 급전 네트워크 회로는 상기 안테나 기판의 상기 제2 면에 배치될 수 있다. 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 상기 안테나 기판의 상기 제1 면에 배치될 수 있다. 상기 급전 네트워크 회로와 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 커플링 급전을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 안테나 엘리멘트들 각각은 패치(patch) 안테나를 포함할 수 있다. 상기 안테나 기판은 유전체 기판을 포함할 수 있다. 상기 유전체 기판은 상기 유전체 기판의 제1 면에서 상기 안테나 엘리멘트들 각각을 지지하기 위한 돌출부를 포함할 수 있다. 상기 급전 네트워크 회로는 상기 유전체 기판의 제1 면에 반대되는 제2 면에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 탈부착이 가능한(detachable) 금속 스트립(strip)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 금속 스트립의 길이 및 너비는 상기 안테나 기판의 구조, 기판의 물성, 및 동작 주파수에 기반할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 스트립 라인(strip line) 유형, 패치(patch) 유형, 또는 루프(loop) 유형의 커플러를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 디커플링을 위한 정합 네트워크 회로는 금속 스트립(strip)을 포함할 수 있다. 상기 금속 스트립의 길이 및 너비는 상기 안테나 기판의 구조, 기판의 물성, 및 동작 주파수에 기반하여 지정될(specified) 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 금속 스트립은, 상기 제1 전력 디바이더와 상기 제2 전력 디바이더 사이에서 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호의 커플링 양에 따른 캐패시턴스(capacitance)를 형성하도록, 상기 영역에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 금속 스트립은 변형 가능한 재질로 구성될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 안테나 엘리멘트들은 제1 안테나 엘리멘트, 제2 안테나 엘리멘트, 및 제3 안테나 엘리멘트을 포함할 수 있다. 상기 제1 전력 디바이더는 상기 제1 편파의 신호를 상기 제1 안테나 엘리멘트, 상기 제2 안테나 엘리멘트, 및 상기 제3 안테나 엘리멘트 각각에 급전하도록 구성될 수 있다. 상기 제2 전력 디바이더는 상기 제2 편파의 신호를 상기 제1 안테나 엘리멘트, 상기 제2 안테나 엘리멘트, 및 상기 제3 안테나 엘리멘트 각각에 급전하도록 구성될 수 있다. 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는, 상기 안테나 기판 내의 상기 급전 네트워크 회로와 동면 또는 배면 상에서 안테나 엘리멘트들 사이 또는 모든 안테나 엘리멘트들의 양 끝 공간들 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.
실시예들에 따를 때, 전자 장치는 프로세서, 금속 기판(metal plate), 복수의 안테나 기판들(antenna substrates); 및 복수의 서브 어레이들을 포함하는 어레이 안테나(array antenna)를 포함할 수 있다. 상기 각 서브 어레이에 대하여, 복수의 서브 어레이들의 서브 어레이는, 제1 편파(polarization)를 위한 제1 전력 디바이더 및 상기 제1 편파와 다른 제2 편파를 위한 제2 전력 디바이더를 포함하는 급전 네트워크(feeding network) 회로와 상기 제1 전력 디바이더의 제1 신호와 상기 제2 전력 디바이더의 제2 신호의 디커플링(decoupling)을 위한 네트워크 회로를 포함할 수 있다. 상기 복수의 서브 어레이들의 서브 어레이는, 상기 서브 어레이에 대응하는 안테나 기판의 제1 면에 배치될 수 있다. 상기 급전 네트워크 회로는 상기 제1 면과 반대되는 제2 면에 배치될 수 있다. 상기 급전 네트워크 회로는 상기 제1 면과 반대되는 제2 면에 배치될 수 있다. 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는, 상기 제1 면 또는 상기 제2 면에서, 상기 제1 전력 디바이더 및 상기 제2 전력 디바이더 사이의 영역에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제2 편파는 상기 제1 편파와 직교할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 급전 네트워크 회로는 상기 제1 면에 배치될 수 있다. 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 상기 안테나 기판의 상기 제1 면에 배치될 수 있다. 상기 급전 네트워크 회로와 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 커플링을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 급전 네트워크 회로는 상기 제1 면에 배치될 수 있다. 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 상기 안테나 기판의 상기 제1 면에 배치될 수 있다. 상기 급전 네트워크 회로와 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 직접 급전을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 급전 네트워크 회로는 상기 제2 면에 배치될 수 있다. 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 상기 안테나 기판의 상기 제1 면에 배치될 수 있다. 상기 급전 네트워크 회로와 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 커플링 급전을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 복수의 안테나 기판들 각각은 유전체 기판을 포함할 수 있다. 상기 유전체 기판은 안테나 엘리멘트를 지지하기 위한 돌출부를 더 포함할 수 있다. 상기 유전체 기판의 돌출부의 반대면은 급전 네트워크 회로의 급전선이 배치될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 탈부착이 가능한(detachable) 금속 스트립(strip)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 금속 스트립의 길이 및 너비는 상기 안테나 기판의 구조, 기판의 물성, 및 동작 주파수에 기반할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 디커플링을 위한 정합 네트워크 회로는 금속 스트립(strip)을 포함할 수 있다. 상기 금속 스트립의 길이 및 너비는 상기 안테나 기판의 구조, 기판의 물성, 및 동작 주파수에 기반하여 지정될(specified) 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 금속 스트립은, 상기 제1 전력 디바이더와 상기 제2 전력 디바이더 사이에서 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호의 커플링 양에 따른 캐패시턴스(capacitance)를 형성하도록, 상기 영역에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 금속 스트립은 변형 가능한 재질로 구성될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 스트립 라인(strip line) 유형, 패치(patch) 유형, 또는 루프(loop) 유형의 커플러를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 서브 어레이는 3x1 서브 어레이일 수 있다. 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는, 상기 서브 어레이에 대응하는 안테나 기판 내의 상기 급전 네트워크 회로와 동면 또는 배면 상에서 안테나 엘리멘트들 사이 또는 모든 안테나 엘리멘트들의 양 끝 공간들 중 적어도 하나에 배
본 개시의 실시예들에 따른 어레이 안테나는 전력 디바이더 주위 유전체 기판에 변형 가능한 구조를 포함할 수 있다. 안테나 급전이 가능한 전력 디바이더와 에너지를 방사하는 방사체 간에 전력을 전달하기 위한 디커플링 커플러(decoupling coupler)가 배치될 수 있다. 실시예들에 따른 디커플링 커플러는 디커플링 매칭 네트워크로 기능할 수 있다. 편파가 다른 두 신호들 간의 아이솔레이션 성능을 높이기 위해, 디커플링 커플러는 두 전력 디바이더들 간에 걸쳐 전기적 연결을 제공할 수 있다. 디커플링 커플러가 배치됨에 따라, 벽(wall)과 같은 추가적인 공간 없이 아이솔레이션 성능이 확보될 수 있다. 또한, 전력 디바이더가 안테나 기판의 뒤에 배치됨으로써, 안테나 기판과 안테나 엘리멘트 사이의 공간이 설계에 용이하도록 확보될 수 있다. 또한, 디커플링 커플러는 결합 접지(defected ground) 방식보다 적은 이득 손실 및 구현이 용이한 장점이 있다.
본 개시(disclosure)는, 복수의 서브 어레이들(sub-arrays)을 포함하는 안테나 어레이(antenna array)에서 전력 분배기(power divider)의 공간(space)을 확보하기 위한 안테나 구조 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
본 개시는 어레이 안테나를 포함하는 전자 장치에서 서브 어레이들 간 아이솔레이션(isolation) 성능을 높이기 위한 정합 네트워크(matching network) 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
본 개시의 실시예들에 따른 정합 네트워크(matching network) 및 이를 포함하는 전자 장치는, 서로 다른 편파들을 제공하는 전력 디바이더들 사이에 배치되는 커플러를 통해, 전력 디바이더의 공간적 제약을 줄이고, 두 편파들 사이의 아이솔레이션(isolation) 성능을 높일 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    안테나 기판(antenna substrate);
    서브 어레이를 포함하는 안테나 어레이, 상기 서브 어레이는 복수의 안테나 엘리멘트들을 포함하고,
    제1 편파(polarization)를 위한 제1 전력 디바이더 및 상기 제1 편파와 다른 제2 편파를 위한 제2 전력 디바이더를 포함하는 급전 네트워크(feeding network) 회로;
    상기 제1 전력 디바이더의 제1 신호와 상기 제2 전력 디바이더의 제2 신호의 디커플링(decoupling)을 위한 네트워크 회로를 포함하고,
    상기 서브 어레이는 상기 안테나 기판의 제1 면에 배치되고,
    상기 급전 네트워크 회로는 상기 안테나 기판의 제1 면 또는 상기 제1 면과 반대되는 제2 면에 배치되고,
    상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는, 상기 안테나 기판의 상기 제1 면 또는 상기 제2 면에서, 상기 제1 전력 디바이더 및 상기 제2 전력 디바이더 사이의 영역에 배치되는 전자 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 편파는 상기 제1 편파와 직교하는 전자 장치.
  3. 청구항 1 내지 2에 있어서,
    상기 급전 네트워크 회로는 상기 안테나 기판의 상기 제1 면에 배치되고,
    상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 상기 안테나 기판의 상기 제1 면에 배치되고,
    상기 급전 네트워크 회로와 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 커플링을 통해 전기적으로 연결되는 전자 장치.
  4. 청구항 1 내지 3에 있어서,
    상기 급전 네트워크 회로는 상기 안테나 기판의 상기 제1 면에 배치되고,
    상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 상기 안테나 기판의 상기 제1 면에 배치되고,
    상기 급전 네트워크 회로와 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 직접 급전을 통해 전기적으로 연결되는 전자 장치.
  5. 청구항 1 내지 4에 있어서,
    상기 급전 네트워크 회로는 상기 안테나 기판의 상기 제2 면에 배치되고,
    상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 상기 안테나 기판의 상기 제1 면에 배치되고,
    상기 급전 네트워크 회로와 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 커플링 급전을 통해 전기적으로 연결되는 전자 장치.
  6. 청구항 1 내지 5에 있어서,
    상기 안테나 엘리멘트들 각각은 패치(patch) 안테나를 포함하고,
    상기 안테나 기판은 유전체 기판을 포함하고,
    상기 유전체 기판은 상기 유전체 기판의 제1 면에서 상기 안테나 엘리멘트들 각각을 지지하기 위한 돌출부를 포함하고,
    상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 상기 유전체 기판의 제1 면에 반대되는 제2 면에 배치되는 전자 장치.
  7. 청구항 1 내지 6에 있어서,
    상기 디커플링을 위한 정합 네트워크 회로는 금속 스트립(strip)을 포함하고,
    상기 금속 스트립의 길이 및 너비는 상기 안테나 기판의 구조, 기판의 물성, 및 동작 주파수에 기반하여 지정되는(specified) 전자 장치.
  8. 청구항 1 내지 7에 있어서,
    상기 금속 스트립은,
    상기 제1 전력 디바이더와 상기 제2 전력 디바이더 사이에서 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호의 커플링 양에 따른 캐패시턴스(capacitance)를 형성하도록, 상기 영역에 배치되는 전자 장치.
  9. 청구항 1 내지 8에 있어서,
    상기 금속 스트립은 변형 가능한 재질로 구성되는 전자 장치.
  10. 청구항 1 내지 9에 있어서,
    상기 안테나 엘리멘트들은 제1 안테나 엘리멘트, 제2 안테나 엘리멘트, 및 제3 안테나 엘리멘트을 포함하고,
    상기 제1 전력 디바이더는 상기 제1 편파의 신호를 상기 제1 안테나 엘리멘트, 상기 제2 안테나 엘리멘트, 및 상기 제3 안테나 엘리멘트 각각에 급전하도록 구성되고,
    상기 제2 전력 디바이더는 상기 제2 편파의 신호를 상기 제1 안테나 엘리멘트, 상기 제2 안테나 엘리멘트, 및 상기 제3 안테나 엘리멘트 각각에 급전하도록 구성되고,
    상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는, 상기 안테나 기판 내의 상기 급전 네트워크 회로와 동면 또는 배면 상에서 안테나 엘리멘트들 사이 또는 모든 안테나 엘리멘트들의 양 끝 공간들 중 적어도 하나에 배치되는 전자 장치.
  11. 전자 장치에 있어서,
    프로세서;
    금속 기판(metal plate);
    복수의 안테나 기판들(antenna substrates); 및
    복수의 서브 어레이들을 포함하는 어레이 안테나(array antenna)를 포함하고,
    상기 각 서브 어레이에 대하여, 복수의 서브 어레이들의 서브 어레이는,
    제1 편파(polarization)를 위한 제1 전력 디바이더 및 상기 제1 편파와 다른 제2 편파를 위한 제2 전력 디바이더를 포함하는 급전 네트워크(feeding network) 회로;
    상기 제1 전력 디바이더의 제1 신호와 상기 제2 전력 디바이더의 제2 신호의 디커플링(decoupling)을 위한 네트워크 회로를 포함하고,
    상기 복수의 서브 어레이들의 서브 어레이는, 상기 서브 어레이에 대응하는 안테나 기판의 제1 면에 배치되고,
    상기 급전 네트워크 회로는 상기 제1 면과 반대되는 제2 면에 배치되고,
    상기 급전 네트워크 회로는 상기 제1 면과 반대되는 제2 면에 배치되고,
    상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는, 상기 제1 면 또는 상기 제2 면에서, 상기 제1 전력 디바이더 및 상기 제2 전력 디바이더 사이의 영역에 배치되는 전자 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2 편파는 상기 제1 편파와 직교하는 전자 장치.
  13. 청구항 11 내지 12에 있어서,
    상기 급전 네트워크 회로는 상기 제1 면에 배치되고,
    상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 상기 안테나 기판의 상기 제1 면에 배치되고,
    상기 급전 네트워크 회로와 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 커플링을 통해 전기적으로 연결되는 전자 장치.
  14. 청구항 11 내지 13에 있어서,
    상기 급전 네트워크 회로는 상기 제1 면에 배치되고,
    상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 상기 안테나 기판의 상기 제1 면에 배치되고,
    상기 급전 네트워크 회로와 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 직접 급전을 통해 전기적으로 연결되는 전자 장치.
  15. 청구항 11 내지 14에 있어서,
    상기 급전 네트워크 회로는 상기 제2 면에 배치되고,
    상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 상기 안테나 기판의 상기 제1 면에 배치되고,
    상기 급전 네트워크 회로와 상기 디커플링을 위한 네트워크 회로는 커플링 급전을 통해 전기적으로 연결되는 전자 장치.
PCT/KR2023/003887 2022-04-22 2023-03-23 안테나 어레이의 편파들 간 디커플링을 위한 정합 네트워크 및 이를 포함하는 전자 장치 WO2023204464A1 (ko)

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