WO2022211600A1 - 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치 Download PDF

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김병철
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최승호
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    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
    • H01Q9/0457—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means electromagnetically coupled to the feed line

Definitions

  • the present disclosure generally relates to a wireless communication system, for example, an antenna module for a wireless communication system and an electronic device including the same.
  • the 5G communication system or the pre-5G communication system is called a 4G network after (Beyond 4G Network) communication system or an LTE (Long Term Evolution) system after (Post LTE) system.
  • the 5G communication system is being considered for implementation in a very high frequency (mmWave) band (eg, such as a 60 gigabyte (60 GHz) band).
  • mmWave very high frequency
  • FD-MIMO Full Dimensional MIMO
  • array antenna, analog beam-forming, and large scale antenna technologies are being discussed.
  • an evolved small cell in the 5G communication system, an evolved small cell, an advanced small cell, a cloud radio access network (cloud radio access network, cloud RAN), an ultra-dense network (ultra-dense network) , Device to Device communication (D2D), wireless backhaul, moving network, cooperative communication, Coordinated Multi-Points (CoMP), and reception interference cancellation (interference cancellation) Technology development is underway.
  • cloud radio access network cloud radio access network
  • ultra-dense network ultra-dense network
  • D2D Device to Device communication
  • wireless backhaul moving network
  • cooperative communication Coordinated Multi-Points (CoMP), and reception interference cancellation (interference cancellation) Technology development is underway.
  • CoMP Coordinated Multi-Points
  • FQAM Hybrid Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude Modulation
  • SWSC Sliding Window Superposition Coding
  • ACM Advanced Coding Modulation
  • FBMC Filter Bank Multi Carrier
  • NOMA Non Orthogonal Multiple Access
  • SCMA Sparse Code Multiple Access
  • the present disclosure provides an antenna module for an efficient arrangement structure and an electronic device including the same.
  • the present disclosure provides an antenna module for arranging antenna elements by avoiding screws or bolts formed over a plurality of layers in a wireless communication system, and an electronic device including the same.
  • the present disclosure provides an antenna module for disposing antenna elements by avoiding a shield cap disposed over a plurality of layers in a wireless communication system, and an electronic device including the same.
  • the present disclosure provides an antenna module in which an antenna PCB is vertically disposed in a wireless communication system, and an electronic device including the same.
  • the present disclosure provides an antenna module for designing a sub-array including more antenna elements and an electronic device including the same.
  • an antenna module in a wireless communication system includes a plurality of antenna elements; a first antenna substrate; a second antenna substrate; and a printed circuit board (PCB), wherein a first side of the first antenna substrate is coupled to each of the plurality of antenna elements, and a second side opposite the first side of the first antenna substrate coupled to the PCB, a first side of the second antenna substrate is coupled to each of the plurality of antenna elements, a second side opposite to the first side of the second antenna substrate is coupled to the PCB, and the first side of the second antenna substrate is coupled to the PCB.
  • One surface between the first side and the second side of the antenna substrate may be disposed to face one surface between the first side and the second side of the second antenna substrate.
  • an electronic device in a wireless communication system may include an antenna array including a plurality of sub-arrays; a plurality of first antenna substrates; a plurality of second antenna substrates; a printed circuit board (PCB) on which a plurality of radio frequency (RF) filters are disposed; a power supply array and a processor, wherein among the plurality of sub-arrays, a sub-array includes a plurality of antenna elements, and the plurality of first antenna substrates include a first antenna substrate corresponding to the sub-array.
  • PCB printed circuit board
  • the plurality of second antenna substrates include a second antenna substrate corresponding to the sub-array, and a first side of the first antenna substrate is coupled to each of the plurality of antenna elements, , a second side opposite to the first side of the first antenna substrate is coupled to the PCB, and a first side of the second antenna substrate is coupled to each of the plurality of antenna elements, and a first side of the second antenna substrate A second side opposite to the side is coupled to the PCB, and one surface between the first side and the second side of the first antenna substrate is between the first side and the second side of the second antenna substrate. It may be arranged to face one side.
  • the apparatus and method according to various embodiments of the present disclosure through the antenna PCB erected between the filter board and the antenna element in the AFU (antenna and filter unit), it is possible to achieve the miniaturization of the product.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an exemplary wireless communication system according to embodiments.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view of an exemplary antenna module according to embodiments.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view of an exemplary antenna module according to embodiments.
  • 3A is a perspective view illustrating an exemplary antenna module based on a standing deployment of an antenna board according to embodiments
  • 3B is a diagram illustrating an exemplary antenna module based on a standing deployment of an antenna board according to embodiments.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of an exemplary antenna module according to a standing-up arrangement of an antenna board according to embodiments.
  • 5A is a cross-sectional view of an exemplary antenna module according to an upright arrangement of an antenna board according to embodiments.
  • 5B is a cross-sectional view of an exemplary antenna module according to an upright arrangement of an antenna board according to embodiments.
  • 5C is a cross-sectional view of an exemplary antenna module according to an upright arrangement of an antenna board according to embodiments;
  • 5D is a cross-sectional view of an exemplary antenna module according to an upright arrangement of an antenna board according to embodiments.
  • FIG. 6 is a side view of an exemplary antenna module according to a standing-up arrangement of an antenna board according to embodiments.
  • FIG. 7 is a diagram of an exemplary antenna module according to an upright arrangement of an antenna board according to embodiments.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating examples of an antenna module according to an upright arrangement of an antenna board according to embodiments.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a manufacturing process of an antenna module according to an upright arrangement of an antenna board according to embodiments.
  • 10A is a perspective view illustrating an example of an antenna module according to an upright arrangement of an antenna board according to embodiments
  • 10B is a diagram illustrating an exemplary functional configuration of an electronic device including a standing-up arrangement of an antenna board according to embodiments.
  • the disclosure relates to an antenna module in a wireless communication system and an electronic device including the same.
  • the present disclosure provides a technique for increasing the degree of freedom in sub-array implementation and increasing efficiency in PCB design by standing and mounting an antenna printed circuit board (PCB) in an antenna and filter unit (AFU) in a wireless communication system.
  • PCB printed circuit board
  • AFU antenna and filter unit
  • Terms that refer to components of an electronic device used in the following description eg, a substrate, a plate, a layer, a print circuit board (PCB), a flexible PCB (FPCB), a module, an antenna, an antenna element , circuit, processor, chip, component, device
  • terms referring to the shape of a part e.g., structure, support, contact, protrusion, opening
  • terms referring to a connection between structures e.g., connection, contact, support
  • terms referring to circuits eg, transmission line, PCB, FPCB, signal line, feeding line, data line, RF signal line, antenna line, RF path, RF module, RF circuit
  • circuits eg, transmission line, PCB, FPCB, signal line, feeding line, data line, RF signal line, antenna line, RF path, RF module, RF circuit
  • the present disclosure describes various embodiments using terms used in some communication standards (eg, long term evolution (LTE) and new radio (NR) defined in 3rd Generation Partnership Project (3GPP)), but this It is only an example for explanation.
  • LTE long term evolution
  • NR new radio
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • an expression of more than or less than is used, but this is only a description to express an example, and more or less description is excluded. not to do Conditions described as 'more than' may be replaced with 'more than', conditions described as 'less than', and conditions described as 'more than and less than' may be replaced with 'more than and less than'.
  • the present disclosure relates to an antenna module in a wireless communication system and an electronic device including the same.
  • the present disclosure provides a technology for reducing design restrictions due to a shield cap or a screw and increasing a degree of freedom in implementing a PCB and a sub-array by erecting and mounting an antenna PCB that provides power to the antenna elements.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an exemplary wireless communication system according to embodiments.
  • the wireless communication environment 100 of FIG. 1 exemplifies a base station 110 and a terminal 120 as a part of nodes using a wireless channel.
  • a base station 110 is a network infrastructure that provides a wireless connection to a terminal 120 .
  • the base station 110 has coverage defined as a certain geographic area based on a distance capable of transmitting a signal.
  • the base station 110 includes a massive multiple input multiple output (MMU) unit, an 'access point (AP)', an 'eNodeB (eNodeB, eNB)', a '5G node (5th).
  • MMU massive multiple input multiple output
  • AP 'access point
  • eNodeB eNodeB, eNB
  • 5th '5G node
  • 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 performs communication with the base station 110 through a wireless channel. In some cases, the terminal 120 may be operated without the user's involvement. That is, the terminal 120 is a device that performs machine type communication (MTC) and may not be carried by a user.
  • the terminal 120 includes 'user equipment (UE)', 'mobile station', 'subscriber station', 'customer premises equipment' (CPE) other than a terminal. , 'remote terminal', 'wireless terminal', 'electronic device', or 'vehicle (vehicle) terminal', 'user device' or equivalent technical It may be referred to by other terms that have a meaning.
  • the terminal 120 and the terminal 130 shown in FIG. 1 may support vehicle communication.
  • vehicle communication standardization work for V2X technology based on device-to-device (D2D) communication structure in LTE system has been completed in 3GPP Release 14 and Release 15, and V2X technology based on current 5G NR Efforts to develop are underway.
  • NR V2X supports unicast communication, groupcast (or multicast) communication, and broadcast communication between the UE and the UE.
  • a beamforming technique is used.
  • Beamforming in general, uses a plurality of antennas to concentrate the arrival area of radio waves or to increase the directivity of reception sensitivity for a specific direction. Accordingly, in order to form a beamforming coverage instead of using a single antenna to form a signal in an isotropic pattern, a communication equipment may be provided with a plurality of antennas.
  • an antenna array including a plurality of antennas is described.
  • the base station 110 or the terminal 120 may include an antenna array.
  • Each antenna included in the antenna array may be referred to as an array element or an antenna element.
  • the antenna array may be configured in various forms, such as a linear array or a multilayer array.
  • the antenna array may be referred to as a massive antenna array.
  • the base station 110 or the terminal 120 may include a sub-array. In order to increase the signal gain, the electronic device according to embodiments of the present disclosure may use a sub-array technology.
  • a major technology for improving the data capacity of 5G communication 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 is currently at a level that cannot be increased any more due to space constraints in installing the actual base station equipment.
  • the antenna gain may be increased by connecting a plurality of antenna elements to the RF path using a splitter (or a divider).
  • the number of components performing wireless communication is increasing.
  • the number of RF parts (eg, amplifiers, filters) and components for processing the RF signal received or transmitted through the antenna and the antenna also increases, so that communication performance is satisfied while configuring communication equipment. Space gain and cost efficiency are essential.
  • a sub-array technique may be used.
  • a sub-array may be configured.
  • the antenna PCB requires a larger area.
  • An antenna module may include antenna elements and a filter.
  • the Athena module may further include a calibration network circuit.
  • a structure eg, screw or bolt
  • a structure for tuning the performance of the filter is required for the antenna module. Since such a structure causes a restriction on the area of the antenna PCB, it is unreasonable to increase the number of antenna elements constituting the sub-array.
  • feed lines for feeding each antenna element also increase, so there is a problem in that the thickness of the PCB layer increases.
  • an antenna module in order to minimize the spatial constraint of the antenna PCB, a method for configuring the antenna module in the form of erecting and mounting the antenna PCB is proposed.
  • an antenna module a structure to which an antenna, an antenna PCB, and an RF filter are combined is referred to and described as an antenna module, but other terms having an equivalent technical meaning may be used as a matter of course.
  • terms such as an antenna and filter unit (AFU), an antenna assembly, and an antenna component may be generally used.
  • the presence or absence of a metal plate in the antenna module is within a range that a person skilled in the art can change without unreasonableness in implementing the embodiments of the present disclosure. It can be used in a variety of ways.
  • the antenna module may be a separate antenna module or an integrated antenna module.
  • the distinction between the separate antenna module and the integrated antenna module may be determined according to the arrangement of the antenna PCB and the calibration network PCB.
  • the detachable antenna module may have a structure in which a metal substrate layer is disposed between the antenna PCB and the calibration network PCB.
  • the integrated antenna module may have a structure in which the antenna PCB and the calibration network PCB are directly coupled. That is, in the integrated antenna module, at least one layer for antenna feeding and at least one layer for a calibration network circuit in the PCB without a metal substrate layer may be continuously positioned.
  • a PCB may be composed of a plurality of substrate layers.
  • the metal substrate may also be composed of two or more layers.
  • the antenna module 210 may include antennas 211a , 211b and 211c , an antenna PCB 213 , a metal substrate 215 , a calibration network PCB 217 , and a filter 219 .
  • the antenna module 210 may have a structure in which the antennas 211a, 211b, and 211c are stacked in the order of the antenna PCB 213 , the metal substrate 215 , the calibration network PCB 217 , and the filter 219 .
  • a feed line 214 for transmitting the RF signal output from the filter to the antenna may be mounted via the antenna PCB 213 , the metal substrate 215 , and the calibration network PCB 217 .
  • RF components are subject to tolerances during assembly.
  • the resonator of the filter can be tuned by adjusting the capacitance value by adjusting the distance between the resonator and the tuning bolt 216 .
  • a tuning bolt 216 may be disposed over the metal substrate 215 , the calibration network PCB 217 , and the filter 219 .
  • the antenna module 220 may include antennas 221a , 221b , 221c , 221d , 221e and 221f , an antenna PCB 223 , a metal substrate 225 , a calibration network PCB 227 , and a filter 229 .
  • the antenna module 220 has a structure in which the antennas 221a, 221b, 221c, 221d, 221e, and 221f are stacked in the order of the antenna PCB 223, the metal substrate 225, the calibration network PCB 227, and the filter 229. can have A feed line 224 for transmitting the RF signal output from the filter to the antenna may be mounted via the antenna PCB 223 , the metal substrate 225 , and the calibration network PCB 227 .
  • the antenna module 220 may include a larger number of antenna elements than the antenna module 210 .
  • the antenna module 220 may include antenna elements in the form of a 6 x 1 sub-array.
  • the number of layers of the antenna PCB 223 may be greater than the number of layers of the antenna PCB 213 .
  • the antenna PCB in the antenna module 220 accommodates a larger number of antenna elements, thereby reducing the cost of communication equipment.
  • the antenna module 230 may include antennas 231a , 231b , and 231c , an antenna PCB 233 , a metal substrate 235 , and a filter 239 .
  • the antenna module 230 may have a structure in which the calibration network circuit is removed from the antenna module 210 .
  • the antenna module 230 may have a structure in which the antennas 231a , 231b and 231c , the antenna PCB 233 , the metal substrate 235 , and the filter 239 are stacked in this order.
  • a feed line 234 for transmitting the RF signal output from the filter to the antenna may be mounted through the antenna PCB 233 and the metal substrate 235 . RF components are subject to tolerances during assembly.
  • the resonator of the filter can be tuned by adjusting the capacitance value by adjusting the distance between the resonator and the tuning bolt 236 .
  • a tuning bolt 236 may be disposed over the metal substrate 235 and the filter 239 .
  • the antenna module 260 may include antennas 261a , 261b , and 261c , an antenna PCB 263 , a calibration network PCB 267 , and a filter 269 .
  • the antenna module 260 may have a structure in which the antennas 261a, 261b, and 261c are stacked in the order of the antenna PCB 263 , the calibration network PCB 267 , and the filter 269 .
  • a feed line 264 for transmitting the RF signal output from the filter to the antenna may be mounted via the antenna PCB 263 and the calibration network PCB 267 . RF components are subject to tolerances during assembly.
  • the resonator of the filter can be tuned by adjusting the capacitance value by adjusting the distance between the resonator and the tuning bolt 266 .
  • a tuning bolt 266 may be disposed across the calibration network PCB 267 , filter 269 .
  • the antenna module 270 may include antennas 271a , 271b , 271c , 271d , 271e and 271f , an antenna PCB 273 , a calibration network PCB 277 , and a filter 279 .
  • the antenna module 270 may have a structure in which the antennas 271a, 271b, 271c, 271d, 271e, and 271f are stacked in the order of the antenna PCB 273 , the calibration network PCB 277 , and the filter 279 .
  • the filter 279 may be a ceramic filter.
  • a feed line 274 for transmitting the RF signal output from the filter to the antenna may be mounted via the antenna PCB 273 and the calibration network PCB 277 .
  • the antenna module 270 may include a shield cap 276 .
  • the shield cap 276 may be disposed over the calibration network PCB 277 and the antenna PCB 273 .
  • the antenna module 270 may include a larger number of antenna elements than the antenna module 210 .
  • the antenna module 270 may include antenna elements in the form of a 6 x 1 sub-array.
  • the number of layers of the antenna PCB 273 may have a higher number of layers than the antenna PCB 213 .
  • the antenna PCB in the antenna module 270 accommodates a larger number of antenna elements, thereby reducing the cost of communication equipment.
  • Ceramic filters eg, filter 279) are lighter than metal cavity filters (eg, filter 219, filter 229, filter 289).
  • the antenna module 270 including the ceramic filter may not include a bolt (or screw) for tuning the metal cavity filter, or may include a relatively small number of tuning bolts.
  • the antenna module including the ceramic filter may be designed as an integrated structure.
  • the antenna module may require a shield cap (shield cap).
  • the 2x1 sub-array or the 3x1 sub-array avoids the exposed area even when the shield cap is exposed on the antenna PCB, so that it is possible to design a power supply for each antenna element.
  • feed lines become more complicated and a required area increases, so it is not easy to construct a structure for accommodating all of the antenna elements in a limited space.
  • the antenna module 280 may include antennas 281a, 281b, 281c, 281d, 281e, and 281f, an antenna PCB 283 , a metal substrate 285 , and a filter 289 .
  • the antenna module 280 may have a structure in which a metal substrate 285 is disposed instead of the calibration network circuit 277 in the antenna module 270 .
  • the antenna module 280 may have a structure in which the antennas 281a, 281b, 281c, 281d, 281e, and 281f are stacked in the order of the antenna PCB 283 , the metal substrate 285 , and the filter 289 .
  • a feed line 284 for transmitting the RF signal output from the filter to the antenna may be mounted via the antenna PCB 283 and the metal substrate 285 .
  • RF components are subject to tolerances during assembly.
  • the resonator of the filter can be tuned by adjusting the capacitance value by adjusting the distance between the resonator and the tuning bolt 286 .
  • a tuning bolt 286 may be disposed across the metal substrate 285 and the filter 289 . Although not shown in FIG. 2B , as the tuning bolt 286 is disposed closer to the antenna PCB 283 , design constraints may occur.
  • the metal substrate of the detachable antenna module covers the screws that are placed across the substrate layers from the filter, there are no exposed components on the antenna PCB. Since the space constraint is small, it is possible to arrange a relatively large number of antenna elements on the antenna PCB. However, there is a problem in that the weight increases due to the metal substrate and the production cost of the antenna module increases. Since the integrated antenna module does not have a metal substrate, this problem can be solved. Meanwhile, in the integrated antenna module, since both the shield cap and the screw may be exposed to the antenna PCB, there is a disadvantage in that efficient antenna design becomes difficult.
  • Embodiments of the present disclosure propose an antenna module in which an antenna PCB is erected and mounted on a metal substrate or a calibration network PCB in order to solve the above-described problems.
  • An antenna module having a structure proposed in the present disclosure may be applied to an integrated antenna module and a separate antenna module.
  • As the antenna PCB is mounted vertically a larger number of antenna elements can be accommodated by one antenna module (antenna PCB).
  • antenna module by reducing the number of substrate layers stacked in the antenna module, the spatial cost can be reduced.
  • 3A is a perspective view illustrating an exemplary antenna module based on a standing deployment of an antenna board according to embodiments
  • 3B is a diagram illustrating an exemplary antenna module based on a standing deployment of an antenna board according to embodiments.
  • the standing arrangement refers to a structure in which the antenna PCB is arranged in a standing form on a metal substrate or a calibration PCB.
  • An antenna module according to the standing arrangement of the antenna board may be referred to as a standing antenna module.
  • the surface on which the antenna PCB is erected may be a metal substrate or one surface of the calibration PCB. Depending on whether it is a separate antenna module or an integrated antenna module, the surface where the antenna PCB is coupled may vary.
  • a substrate on which the antenna PCB is erected is referred to as a board or PCB.
  • An antenna module including a standing antenna board may be referred to as a standing antenna module.
  • the antenna module may include a plurality of antenna elements.
  • 3A shows a perspective view of an antenna module.
  • the antenna module shown in FIG. 3A is only an example for describing embodiments of the present disclosure, and specific parts and structures shown in the drawings are not to be construed as limiting the embodiments of the present disclosure.
  • the antenna module may include an antenna array including a plurality of sub-arrays.
  • the antenna module may include four 3 x 1 sub-arrays.
  • the antenna module may include a first sub-array, a second sub-array, a third sub-array, and a fourth sub-array.
  • the first sub-array may include an antenna element 313a, an antenna element 313b, and an antenna element 313c.
  • the second sub-array may include an antenna element 323a, an antenna element 323b, and an antenna element 323c.
  • the third sub-array may include an antenna element 333a, an antenna element 333b, and an antenna element 333c.
  • the fourth sub-array may include an antenna element 343a, an antenna element 343b, and an antenna element 343c.
  • a dual polarization antenna in order to increase a signal gain, may be used.
  • the antenna element may be a radiator for feeding dual polarization waves.
  • the antenna elements can be fed with two signals.
  • the first polarized wave and the second polarized wave may be orthogonal to each other.
  • the first polarization is a -45° polarization and the second polarization is a +45° polarization.
  • an antenna substrate may be disposed in an upright manner. In order to feed two signals having different polarizations to each antenna element, two antenna substrates for each sub-array may be connected in a standing manner.
  • the antenna module may have a structure in which a filter, a board 310, an antenna PCB, an antenna element, and a cover are stacked in this order.
  • a cover for covering the antenna module and a structure for supporting the cover may be additionally disposed.
  • the antenna substrate may be mounted in an erected form for each sub-array.
  • the first antenna substrate 311a for the first polarization may be disposed to be coupled to the first sub-array and the board 310 .
  • the second antenna substrate 311b for the second polarization may be disposed to be coupled to the first sub-array and the board 310 .
  • one surface of the first antenna substrate 311a may be disposed to face the one surface of the second antenna substrate 311b.
  • a surface of the antenna substrate facing another antenna substrate or a surface opposite to the facing surface may be referred to as a standing surface.
  • the standing surface of each antenna substrate may be positioned between the first sub-array and the board 310 .
  • the first antenna substrate 311a is not arranged such that the standing surface of the first antenna substrate 311a is parallel to the board 310 , but the standing surface of the first antenna substrate 311a is erected from the board 310 . can be placed as
  • the first antenna substrate 311a may be disposed such that a standing surface of the first antenna substrate 311a is substantially perpendicular to the board 310 .
  • the second antenna substrate 311b is disposed in such a way that the standing surface of the second antenna substrate 311b is not placed on the board 310 , but the standing surface of the second antenna substrate 311b is erected from the board 310 .
  • the second antenna substrate 311b may be disposed such that a standing surface of the second antenna substrate 311b is substantially perpendicular to the board 310 .
  • a signal supplied from the filter may be transmitted to each antenna element of the sub-array through the board 310 .
  • the antenna PCB can be mounted in an erected form for the power supply path.
  • the antenna module may include a standing antenna board for each sub-array. Accordingly, the description of the first sub-array may be equally applied to the second sub-array, the third sub-array, and the fourth sub-array.
  • the third antenna substrate 321a for the first polarization may be disposed to be coupled to the second sub-array and the board 310 .
  • the fourth antenna substrate 321b for the second polarization may be disposed to be coupled to the second sub-array and the board 310 .
  • one surface of the third antenna substrate 321a may be disposed to face the one surface of the fourth antenna substrate 321b.
  • the standing surface of each antenna substrate may be positioned between the second sub-array and the board 310 .
  • the standing surface of the third antenna substrate 321a is not arranged on the board 310 , but in a form in which the standing surface of the third antenna substrate 321a is erected from the board 310 .
  • the third antenna substrate 321a may be disposed such that a standing surface of the third antenna substrate 321a is substantially perpendicular to the board 310 .
  • the fourth antenna substrate 321b is disposed so that the standing surface of the fourth antenna substrate 321b is not placed on the board 310 but in a form in which the standing surface of the fourth antenna substrate 321b is erected from the board 310 .
  • the fourth antenna substrate 321b may be disposed such that a standing surface of the fourth antenna substrate 321b is substantially perpendicular to the board 310 .
  • the fifth antenna substrate 331a for the first polarization may be disposed to be coupled to the third sub-array and the board 310 .
  • the sixth antenna substrate 331b for the second polarization may be disposed to be coupled to the third sub-array and the board 310 .
  • one surface of the fifth antenna substrate 331a may be disposed to face one surface of the sixth antenna substrate 331b.
  • the standing surface of each antenna substrate may be positioned between the third sub-array and the board 310 .
  • the fifth antenna substrate 331a is disposed so that the standing surface of the fifth antenna substrate 331a is not placed on the board 310 , but the standing surface of the fifth antenna substrate 331a is erected from the board 310 .
  • the fifth antenna substrate 331a may be disposed such that a standing surface of the fifth antenna substrate 331a is substantially perpendicular to the board 310 .
  • the sixth antenna substrate 331b is disposed so that the standing surface of the sixth antenna substrate 331b is not placed on the board 310 , but the standing surface of the sixth antenna substrate 331b is erected from the board 310 .
  • the sixth antenna substrate 331b may be disposed such that a standing surface of the sixth antenna substrate 331b is substantially perpendicular to the board 310 .
  • the seventh antenna substrate 341a for the first polarization may be disposed to be coupled to the fourth sub-array and the board 310 .
  • the eighth antenna substrate 341b for the second polarization may be disposed to be coupled to the fourth sub-array and the board 310 .
  • one surface of the seventh antenna substrate 341a may be disposed to face the one surface of the eighth antenna substrate 341b.
  • the standing surface of each antenna substrate may be positioned between the fourth sub-array and the board 310 .
  • the seventh antenna substrate 341a is disposed in such a way that the standing surface of the seventh antenna substrate 341a is not placed on the board 310 , but the standing surface of the seventh antenna substrate 341a is erected from the board 310 .
  • the seventh antenna substrate 341a may be disposed such that a standing surface of the seventh antenna substrate 341a is substantially perpendicular to the board 310 .
  • the standing surface of the eighth antenna substrate 341b is not arranged on the board 310 , but the standing surface of the eighth antenna substrate 341b is arranged in a form that is erected from the board 310 .
  • the eighth antenna substrate 341b may be disposed such that a standing surface of the eighth antenna substrate 341b is substantially perpendicular to the board 310 .
  • the antenna substrate may be coupled to the antenna element.
  • the antenna element may include a patch radiator.
  • the side surface of the standing surface of the antenna substrate may be coupled to the surface of the patch.
  • a structure eg, a groove shape
  • Each antenna element may have a structure for coupling with two antenna substrates, that is, a second antenna substrate for a first polarization and a second antenna substrate for a second polarization.
  • the structure illustrated in FIG. 3B is only an exemplary embodiment, and is not construed as limiting other exemplary embodiments of the present disclosure.
  • the antenna element of the antenna module may be a patch antenna without a separate groove structure or fastening structure.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of an exemplary antenna module according to a standing-up arrangement of an antenna board according to embodiments.
  • the standing arrangement refers to a form in which the antenna board is placed upright instead of being stacked on another board.
  • the antenna board may be composed of one or more substrate layers like a general PCB.
  • An antenna module according to the standing arrangement of the antenna board may be referred to as a standing antenna module.
  • the antenna module may include a sub-array.
  • the sub-array may be a 6 x 1 sub-array.
  • the antenna module may include a plurality of antenna elements.
  • the antenna module includes a first antenna element 411a, a second antenna element 411c, a third antenna element 411b, a fourth antenna element 411d, a fifth antenna element 411e, and a sixth antenna element 411f. ) may be included.
  • the RF signal output from the filter may be transmitted to each antenna element.
  • a power supply circuit for feeding the RF signal to each antenna element may be disposed over the PCB 415 and the standing antenna board 420 .
  • the PCB 415 may include a calibration network PCB.
  • a shield cap 418 may be disposed over the PCB 415 and the stand-up antenna board 420 .
  • the standing antenna board 420 may be mounted substantially vertically.
  • a stand-up antenna board 420 may be mounted on one surface of the PCB 415 separately from a region where the shield cap 418 is formed.
  • the first antenna substrate 420a and the second antenna substrate 420b are disposed in an upright state with respect to the coupling surface of the antenna element 411a.
  • the upright shape may mean that the mounting surface of the antenna substrate is substantially perpendicular to the mounting surface of the other substrate (or PCB) rather than parallel to the mounting surface.
  • the first antenna substrate 420a may be an antenna substrate for the first polarization.
  • a feed line 416a for transmitting a signal of the first polarization may be mounted on the first antenna substrate 420a.
  • a surface on which the first feed line 416a of the first antenna substrate 420a is mounted may be a standing surface.
  • the standing surface may be positioned directly between the surface of the board 415 and the coupling surface of the antenna element 411a.
  • the first filter 417a may output a signal of the first polarization.
  • the first filter 417a may transmit the signal of the first polarization to the antenna element 411a through the first feed line 416a.
  • the second antenna substrate 420b may be an antenna substrate for the second polarization.
  • the second antenna substrate 420b may be equipped with a feed line 416b for transmitting a signal of the second polarized wave.
  • the surface on which the feed line 416b of the second antenna substrate 420b is mounted may be a standing surface.
  • the standing surface may be positioned vertically between the surface of the board 415 and the coupling surface of the antenna element 411a.
  • the second filter 417b may output a signal of the second polarization.
  • the second filter 417b may transmit a signal of the second polarization to the antenna element 411a through the second feed line 416b.
  • FIGS. 5A-5D are cross-sectional views of an exemplary antenna module according to a stand-up arrangement of an antenna board according to embodiments.
  • One side of the antenna substrate (antenna board) may be disposed in a form that is erected against one side of the PCB.
  • at least one antenna substrate may be vertically mounted between each antenna element and the PCB.
  • examples of a stand-up antenna module according to embodiments of the present disclosure are described with reference to FIGS. 5A to 5D .
  • embodiments of the present disclosure are not limited to the examples described with reference to FIGS. 5A to 5D .
  • An antenna module including a structure in which the antenna substrate is mounted eg, vertically mounted) in an upright state may be understood as an embodiment of the present disclosure.
  • the antenna module 510 includes an antenna 511a, 511b, 511c, 511d, 511e, 511f, an antenna PCB 513, a metal substrate 515, a calibration network PCB 517, and a filter 519. may include.
  • the antenna module 510 has a structure in which (511a, 511b, 511c, 511d, 511e, 511f), the antenna PCB 513, the metal substrate 515, the calibration network PCB 517, and the filter 519 are stacked in this order.
  • a feed line 514 for transmitting the RF signal output from the filter to the antenna may be mounted through the antenna PCB 513 , the metal substrate 515 , and the calibration network PCB 517 .
  • RF components are subject to tolerances during assembly.
  • the resonator of the filter can be tuned by adjusting the capacitance value by adjusting the distance between the resonator and the tuning bolt 516 .
  • a tuning bolt 516 may be disposed across the metal substrate 515 , the calibration network PCB 517 , and the filter 519 .
  • the antenna PCB 520 may be disposed in a standing shape based on the metal substrate 515 . That is, the antenna PCB 520 may be disposed in a vertically mounted form based on the surface.
  • the antenna module may include two antenna substrates.
  • the first antenna substrate 520a and the second antenna substrate 520b may be disposed in a standing shape between the metal substrate 515 and the antenna element 511a.
  • the erected form means a structure in which the mounting surface (or the standing surface) of the first antenna substrate 520a is arranged to connect the metal substrate 515 and the antenna 511a.
  • the erected form means a structure in which the mounting surface (or the standing surface) of the second antenna substrate 520b is arranged to connect the metal substrate 515 and the antenna element 511a.
  • the two antenna substrates may be coupled to each of the antenna elements.
  • the first antenna substrate 520a may include one or more feed lines for transmitting a signal of the first polarization.
  • the second antenna substrate 520b may include one or more feed lines for transmitting a signal of the second polarization.
  • a first RF filter 519a for processing a signal of the first polarization may be disposed on one surface of the calibration network PCB 517 .
  • a second RF filter 519b for signal processing of the second polarization may be disposed on one surface of the calibration network PCB 517 .
  • the antenna module 530 may include antennas 531a , 531b , and 531c , an antenna PCB 533 , a metal substrate 535 , and a filter 539 .
  • the antenna module 530 may have a structure in which (531a, 531b, 531c, 531d, 531e, 531f), the antenna PCB 533, the metal substrate 535, and the filter 539 are stacked in this order.
  • a feed line 534 for transmitting the RF signal output from the filter to the antenna may be mounted via the antenna PCB 533 , the metal substrate 535 , and the calibration network PCB 517 .
  • a tuning bolt 536 may be disposed over the metal substrate 535 , the filter 539 .
  • the antenna PCB 540 may be disposed in a standing shape based on the metal substrate 515 . That is, the antenna PCB 540 may be disposed in a vertically mounted form with respect to the surface.
  • the antenna module can be configured to accommodate a larger number of antenna elements. Instead of simply stacking the antenna PCBs 533 , by vertically arranging the antenna PCBs 540 , the antenna module can cover a larger number of antenna elements. Instead of forming a feed line between stacked substrates, a feed line is formed on one surface of the vertically mounted antenna PCB 540, so that the antenna module can accommodate more antenna elements (or antenna elements of a sub-array). have.
  • the antenna module may include two antenna substrates.
  • the first antenna substrate 540a and the second antenna substrate 540b may be disposed in a standing shape between the metal substrate 535 and the antenna element 531a.
  • the first antenna substrate 540a may include one or more feed lines for transmitting a signal of the first polarization.
  • the second antenna substrate 540b may include one or more feed lines for transmitting a signal of the second polarized wave.
  • a first RF filter 539a for processing a signal of the first polarization may be disposed on one surface of the metal substrate 535 .
  • a second RF filter 539b for processing a signal of the second polarization may be disposed on one surface of the metal substrate 535 .
  • the antenna module 550 may include antennas 551a , 551b , 551c , 551d , 551e and 551f , an antenna PCB 553 , a calibration network PCB 557 , and a filter 559 .
  • the antenna module 550 may have a structure in which (551a, 551b, 551c, 551d, 551e, 551f), the antenna PCB 553, the calibration network PCB 557, and the filter 559 are stacked in this order.
  • a feed line 554 for transmitting the RF signal output from the filter to the antenna may be mounted via the antenna PCB 553 and the calibration network PCB 557 .
  • the filter 559 may be a ceramic filter.
  • the antenna module may include a shield cap 556 .
  • the shield cap 556 may be disposed over the calibration network PCB 557 and the antenna PCB 553 .
  • the antenna PCB 553 includes not only the antennas 551a, 551b, 551c, 551d, 551e, 551f, but also feed lines for each antenna. Since a design is required so that the area of the shield cap 556 does not overlap with the feed line included in the antenna PCB 553 , the arrangement of the shield cap 556 affects the manufacture of the antenna PCB 553 .
  • the antenna PCB 560 may be disposed in a form erected based on the calibration network PCB 557 . That is, the antenna PCB 560 may be disposed in a vertically mounted form based on the surface.
  • the antenna module may include two antenna substrates.
  • the first antenna substrate 560a and the second antenna substrate 560b may be disposed in an upright manner between the calibration network PCB 557 and the antenna element 551a.
  • the erected form means a structure in which the mounting surface (or the standing surface) of the first antenna substrate 560a is arranged to connect the calibration network PCB 557 and the antenna 551a.
  • the erected form means a structure in which the mounting surface (or the standing surface) of the second antenna substrate 560b is arranged to connect the calibration network PCB 557 and the antenna element 551a.
  • the two antenna substrates may be coupled to each of the antenna elements.
  • the first antenna substrate 560a may include one or more feed lines for transmitting a signal of the first polarization.
  • the second antenna substrate 560b may include one or more feed lines for transmitting a signal of the second polarization.
  • a first RF filter 559a for processing a signal of the first polarization may be disposed on one surface of the calibration network PCB 557 .
  • a second RF filter 559b for signal processing of the second polarization may be disposed on one surface of the calibration network PCB 557 .
  • the antenna module 570 may include antennas 571a, 571b, 571c, 571d, 571e, and 571f, an antenna PCB 573 , a metal substrate 575 , and a filter 579 .
  • the antenna module 570 may have a structure in which (571a, 571b, 571c, 571d, 571e, 571f), the antenna PCB 573, the metal substrate 575, and the filter 579 are stacked in this order.
  • a feed line 574 for transmitting the RF signal output from the filter to the antenna may be mounted via the antenna PCB 573 , the metal substrate 575 , and the calibration network PCB 517 .
  • a tuning bolt 576 may be disposed over the metal substrate 575 , the filter 579 .
  • the length of the tuning bolt 576 is longer or the stacked structure of the antenna PCB 573 is thickened to cover a large number of antennas, design restrictions may occur.
  • a stand-up antenna board according to embodiments of the present disclosure is proposed.
  • the antenna PCB 540 may be disposed in a standing shape based on the metal substrate 515 . That is, the antenna PCB 540 may be disposed in a vertically mounted form with respect to the surface.
  • the number of substrate layers stacked in the antenna PCB may be increased to cover a larger number of antenna elements.
  • the antenna module can cover a larger number of antenna elements.
  • the antenna module may include two antenna substrates.
  • the first antenna substrate 580a and the second antenna substrate 580b may be disposed in a standing shape between the metal substrate 575 and the antenna element 571a.
  • the first antenna substrate 580a may include one or more feed lines for transmitting a signal of the first polarization.
  • the second antenna substrate 580b may include one or more feed lines for transmitting a signal of the second polarization.
  • a first RF filter 579a for processing a signal of the first polarization may be disposed on one surface of the metal substrate 575 .
  • a second RF filter 579b for processing the second polarization signal may be disposed on one surface of the metal substrate 575 .
  • the reference surface on which the antenna PCB (or antenna substrate) is erected and mounted is described as a metal substrate or a calibration network PCB.
  • the metal substrate and the calibration network PCB are only examples of the substrate layer, and substrates or PCBs for various purposes may be used for large-surface standing mounting of the antenna PCB.
  • the filter may be disposed on a different side than one side of the calibration network PCB.
  • the antenna PCB may be vertically mounted in a form erected on an RU board such as a main board in addition to a simple metal substrate. That is, examples of the antenna module in which the stand-up antenna board of the present disclosure is disposed are not limited due to functional terms modified before terms such as PCB, substrate, board, and the like.
  • FIG. 6 is a side view of an exemplary antenna module according to a standing-up arrangement of an antenna board according to embodiments.
  • One side of the antenna substrate (antenna board) may be disposed in a form that is erected against one side of the PCB.
  • at least one antenna substrate may be vertically mounted between each antenna element and the PCB.
  • the antenna module may include an antenna substrate 613 .
  • the antenna substrate 613 may be mounted on the PCB 615 in a standing form.
  • the antenna substrate 613 may include feed lines for signal transmission to each of the antenna elements 611a, 611b, and 611c.
  • the antenna substrate 613 may be disposed such that one surface on which the feed line is mounted and one surface of the PCB 615 are perpendicular to each other.
  • At least one filter 617a and 617b may be disposed on a surface opposite to one surface of the PCB 615 .
  • the PCB 615 may include a calibration network PCB for measuring circuit performance.
  • the antenna module may further include a shield cap 624 .
  • the shield cap 624 may be disposed to penetrate the PCB 615 . Due to the shield cap 624 , a protrusion may be formed on one surface of the PCB 615 . According to the embodiments of the present disclosure, since the large surface of the antenna substrate 613 is mounted on the PCB 615 instead of being stacked on the PCB 615, the influence due to the protrusion is minimized and/or reduced. can be The antenna elements and the power supply circuit for each antenna element may be arranged independently of the position of the protrusion.
  • the antenna module may include an antenna substrate 633 .
  • the antenna substrate 633 may be mounted on the PCB 635 in a standing form.
  • the antenna substrate 633 may include feed lines for signal transmission to each of the antenna elements 631a, 631b, and 631c.
  • the antenna substrate 633 may be disposed such that one surface on which the feed line is mounted and one surface of the PCB 635 form a vertical position.
  • At least one filter 637a and 637b may be disposed on a surface opposite to one surface of the PCB 635 .
  • the PCB 635 may include a calibration network PCB. Protrusions 644 and 646 may be formed across the PCB 635 .
  • the protrusions 644 and 646 may overlap with a feed line for feeding a signal to the antenna element or a position of the antenna element.
  • the absolute volume and area of the PCB can be reduced compared to mounting according to the stacked structure, thereby reducing material cost.
  • FIG. 7 is a diagram of an exemplary antenna module according to an upright arrangement of an antenna board according to embodiments.
  • FIG. 7 an arrangement method according to design constraints when manufacturing an antenna module is described.
  • the antenna module may include a first antenna 711a and a second antenna 711b.
  • the first antenna 711a and the second antenna 711b represent some of the antenna elements constituting the sub-array.
  • the side surface of the mounting surface (or standing surface) of the antenna PCB 720 is disposed to contact each of the antenna elements of the sub-array.
  • a feed line 712 of each antenna is disposed on the mounting surface of the antenna PCB 720 .
  • a feed line 712 for the first antenna 711a and a feed line 712 for the second antenna 711b are disposed on the mounting surface of the antenna PCB 720 .
  • the antenna PCB 720 is mounted on the calibration network PCB 715 in an erected form.
  • the feed line 712 of each antenna is connected to the filter 717 via a calibration network PCB 715 .
  • the output of the filter 717 is radiated to the antenna over a feed line 712 .
  • the radio signal obtained through the antenna is transmitted to the filter 717 via the feed line 712 .
  • the tuning bolt 714 may be required to adjust the resonance of the filter 717 .
  • the tuning bolt 714 may be configured to control a capacitance change according to an error of the filter 717 through a screw.
  • the tuning bolt 714 may pass through the filter 717 to form a protruding area on the surface of the calibration network PCB 715 .
  • the antenna PCB 720 may be mounted in front or behind the protruding area of the tuning bolt 714 .
  • a protruding region of the tuning bolt may be formed outside the antenna PCBs 311a and 311b as shown in FIG. 3A .
  • the antenna PCB 720 may be arranged such that a side surface of the mounting surface of the antenna PCB 720 is coupled to the calibration network PCB 715 while avoiding the protruding area.
  • a capacitor in order to minimize and/or reduce the noise effect due to the calibration network PCB, a capacitor may be additionally disposed.
  • Such capacitors may include shield caps 716a and 716b.
  • the shield caps 716a and 716b may be formed through the calibration network PCB 715 .
  • the shield caps 716a and 716b may form a protruding region on the surface of the calibration network PCB 715 .
  • the antenna PCB 720 may be arranged such that a side surface of the mounting surface of the antenna PCB 720 is coupled to the calibration network PCB 715 while avoiding the protruding area.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating examples of an antenna module according to an upright arrangement of an antenna board according to embodiments. 3A to 7 , a stand-up antenna module in which two antenna PCBs are mounted vertically on an antenna element and a calibration network PCB for a dual polarization antenna has been described as an example.
  • modified examples of the standing antenna module are described in FIG. 8 .
  • the antenna may include a dual polarization antenna.
  • a first filter for the first polarization and a second filter for the second polarization may be disposed on the calibration network PCB.
  • the first filter may transmit an RF signal to the antenna element through a feed line formed over the calibration network PCB and the first antenna PCB.
  • the second filter may transmit the RF signal to the antenna element through a feed line formed over the calibration network PCB and the second antenna PCB.
  • the first antenna PCB and the second antenna PCB may be mounted in a vertically erected form.
  • the antenna may include a single polarized antenna.
  • One filter can be placed on the calibration network PCB for the sub-array.
  • the filter may carry the RF signal through the feed line formed across the calibration network PCB and the antenna PCB.
  • one antenna substrate may be mounted on the calibration network PCB in a direction perpendicular to the patch antenna.
  • the antenna PCB is mounted horizontally, but the feed line may be formed vertically.
  • the double polarization antenna is illustrated as an example in the third example 830, the embodiment of the third example 830 may also be applied to a single polarization antenna.
  • the mounting surface of the antenna PCB may be substantially parallel to the mounting surface of the calibration network PCB.
  • the antenna PCB may be mounted on the calibration network PCB. Feed lines for signals of each polarization may be arranged on the antenna PCB. The feeder goes through the filter, the calibration network PCB, and the antenna PCB, and is connected to the antenna element.
  • the antenna element may be located in a state spaced apart from the mounting surface of the antenna PCB by a predetermined distance.
  • the feed line is made of a conductive material and may be configured to transmit an electrical signal to the antenna element. At this time, the feed line may be formed to have a predetermined height. As the antenna element is spaced apart from the mounting surface of the antenna PCB by a certain distance, the influence of space constraints such as a shield cap or a tuning bolt may be reduced.
  • FIG. 8 an integrated antenna module structure in which the antenna PCB and the calibration network PCB are coupled without a metal substrate has been described as an example, but embodiments of the present disclosure are not limited thereto.
  • the modification shown in Fig. 8 can be applied in the same manner to a stand-up antenna module of a detachable type.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a manufacturing process of an antenna module according to an upright arrangement of an antenna board according to embodiments.
  • one or more antenna substrates 911 and antenna elements 913 may be combined.
  • An antenna substrate 911 for a first polarization and an antenna substrate 911 for a second polarization may be vertically coupled to each of the antenna elements 913 for the sub-array.
  • the combination of the antenna elements for each sub-array and the antenna substrate may be referred to as an antenna assembly 920 .
  • the antenna assembly 920 may include two antenna substrates. Each antenna substrate may correspond to a different polarization. To feed signals of different polarizations, two antenna substrates may be vertically coupled to each antenna element.
  • the board is vertically coupled means, for example, that the mounting surfaces (or standing surfaces) of the antenna substrates face each other, and the side surfaces of the mounting surfaces are coupled to the antenna element and the board 930 .
  • Antenna assemblies may be mounted on the board 930 .
  • each of the antenna assemblies may be mounted on the board 930 based on surface mounted technology (SMT).
  • the antenna module 940 may include a plurality of antenna assemblies in which the antenna assemblies are attached to the board 930 in an SMT manner.
  • the antenna board may include a first antenna substrate for the first polarization and a second antenna substrate for the second polarization.
  • the first antenna substrate may be disposed in a standing shape with respect to the mounting board.
  • the second antenna substrate may be disposed in a standing shape with respect to the mounting board.
  • the antenna module 1000 may include a plurality of antenna elements.
  • the plurality of antenna elements may form at least a sub-array.
  • the sub-array may include a first antenna element 1011a, a second antenna element 1011b, and a third antenna element 1011c.
  • two antenna substrates can be arranged.
  • the two antenna substrates may include a first antenna substrate 1020a for a first polarization and a second antenna substrate 1020b for a second polarization.
  • the substrate 1015 is a radio unit (RU) board and may include RF components 1014 .
  • the substrate 1015 may include a metal substrate.
  • the substrate 1015 may include a calibration network PCB.
  • the substrate 1015 may include a ground circuit.
  • the substrates including the feed lines may be disposed in a vertical direction with respect to the ground plane.
  • the first antenna substrate 1020a and the second antenna substrate 1020b may be disposed to face each other.
  • the first antenna substrate 1020a and the second antenna substrate 1020b may be substantially parallel to each other.
  • the substrates may be arranged to face each other, rather than being arranged in an X-shape.
  • the first antenna substrate 1020a and the second antenna substrate 1020b may be combined with each antenna element in an erected form so as to form a perpendicular to the radiation surface of each antenna element.
  • the two antenna substrates may be arranged to provide power across the antenna elements of the sub-array, rather than being coupled only to feed one antenna element.
  • each of the antenna elements of the sub-array may be coupled to both the first antenna substrate 1020a and the second antenna substrate 1020b.
  • feed lines for the sub-array are formed through one antenna PCB, so that the production cost can be reduced.
  • the first antenna substrate 1020a and the second antenna substrate 1020b according to embodiments of the present disclosure, when implementing a sub-array technology for transmitting the same RF signal, rather than feeding power to each antenna element through an individual PCB error can be reduced.
  • the electronic device 110 may be either the base station 110 or the terminal 120 of FIG. 1 . According to an embodiment, the electronic device 110 may be an MMU. Not only the antenna structure itself mentioned through FIGS. 1 to 10A , but also an electronic device including the antenna structure is included in the embodiments of the present disclosure. For efficient arrangement of antenna elements, the electronic device 110 may include a standing antenna module.
  • the electronic device 110 includes an antenna unit (eg, at least one antenna) 1061 , a filter unit (eg, at least one filter) 1062 , and a radio frequency (RF) processing unit (eg, RF). circuitry) 1063 , and a processor (eg, processing circuitry) 1064 .
  • antenna unit eg, at least one antenna
  • filter unit e.g, at least one filter
  • RF radio frequency
  • circuitry eg, RF
  • processor eg, processing circuitry
  • the antenna unit 1061 may include a plurality of antennas.
  • the antenna performs functions for transmitting and receiving signals through a radio channel.
  • the antenna may include a radiator disposed on a side surface of a substrate (eg, a PCB).
  • the antenna may radiate an up-converted signal on a radio 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 1061 may include an antenna array in which a plurality of antenna elements form an array.
  • a sub-array technology may be used.
  • the antenna array may include a plurality of sub-arrays.
  • a sub-array may include multiple antenna elements.
  • a sub-array may include two antenna elements.
  • the sub-array may include three antenna elements.
  • the sub-array may include 6 antenna elements.
  • the antenna unit 1061 may be electrically connected to the filter unit 1062 through RF signal lines.
  • the antenna unit 1061 may include an antenna PCB vertically mounted on each of the antenna elements.
  • the antenna PCB may include a plurality of RF signal lines connecting each antenna element and the filter of the filter unit 1062 . These RF signal lines may be referred to as a feeding network.
  • a pattern for a power supply network may be formed on a mounting surface of the antenna PCB.
  • the antenna unit 1061 may provide the received signal to the filter unit 1062 or may radiate the signal provided from the filter unit 1062 into the air.
  • the antenna unit 1061 may include at least one antenna module having a dual polarization antenna.
  • the dual polarization antenna may be, for example, a cross-pole (x-pol) antenna.
  • the dual polarization antenna may include two antenna elements corresponding to different polarizations.
  • the dual polarization antenna may include a first antenna element having a polarization of +45° and a second antenna element having a polarization of -45°.
  • the polarization may be formed by other polarizations orthogonal to +45° and -45°.
  • Each antenna element may be connected to a feeding line, and may be electrically connected to a filter unit 1062 , an RF processing unit 1063 , and a processor 1064 to be described later.
  • the dual polarization antenna may be a patch antenna (or a microstrip antenna). Since the dual polarization antenna has the form of a patch antenna, implementation and integration into an array antenna may be easy. Two signals having different polarizations may be input to each antenna port. Each antenna port corresponds to an antenna element. For high efficiency, it is required to optimize the relationship between the co-pol characteristic and the cross-pol characteristic between two signals having different polarizations.
  • the co-pole characteristic indicates a characteristic for a specific polarization component and the cross-pole characteristic indicates a characteristic for a polarization component different from the specific polarization component.
  • the filter unit 1062 may include at least one filter and perform filtering in order to transmit a signal of a desired frequency.
  • the filter unit 1062 may perform a function for selectively discriminating frequencies by forming resonance.
  • the filter unit 1062 may form a resonance through a cavity (cavity) that includes a structural dielectric.
  • the filter unit 1062 may form resonance through elements that form inductance or capacitance.
  • the filter unit 1062 may include an elastic filter such as a bulk acoustic wave (BAW) filter or a surface acoustic wave (SAW) filter.
  • BAW bulk acoustic wave
  • SAW surface acoustic wave
  • the filter unit 1062 may include at least one of a band pass filter, a low pass filter, a high pass filter, and a band reject filter. . That is, the filter unit 1062 may include RF circuits for obtaining a signal of a frequency band for transmission or a frequency band for reception.
  • the filter unit 1062 according to various embodiments may electrically connect the antenna unit 1061 and the RF processing unit 1063 .
  • the RF processing unit 1063 may include a plurality of RF paths including various RF circuits.
  • the RF path may be a unit of a path through which a signal received through the antenna or a signal radiated through the antenna passes. At least one RF path may be referred to as an RF chain.
  • the RF chain may include a plurality of RF elements.
  • RF components may include amplifiers, mixers, oscillators, DACs, ADCs, and the like.
  • the RF processing unit 1063 includes an up converter that up-converts a digital transmission signal of a base band to a transmission frequency, and a DAC that converts the up-converted digital transmission signal into an analog RF transmission signal. (digital-to-analog converter) may be included.
  • the up converter and DAC form part of the transmit path.
  • the transmit path may further include a power amplifier (PA) or a coupler (or combiner).
  • the RF processing unit 1063 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 be included.
  • ADC analog-to-digital converter
  • the ADC and downconverter form part of the receive path.
  • the receive path may further include a low-noise amplifier (LNA) or a coupler (or divider).
  • LNA low-noise amplifier
  • RF components of the RF processing unit may be implemented on a PCB.
  • the electronic device 110 may include a stacked structure in the order of the antenna unit 1061 , the filter unit 1062 , and the RF processing unit 1063 .
  • the antennas and RF components of the RF processing unit may be implemented on a PCB, and filters may be repeatedly fastened between the PCB and the PCB to form a plurality of layers.
  • the processor 1064 may include various processing circuits and may provide overall operations of the electronic device 110 .
  • the control unit 1064 may include various modules for performing communication.
  • the processor 1064 may include at least one processor such as a modem.
  • the processor 1064 may include modules for digital signal processing.
  • the processor 1064 may include a modem.
  • When transmitting data the processor 1064 generates complex symbols by encoding and modulating the transmitted bit stream. Also, for example, when receiving data, the processor 1064 restores a received bit stream by demodulating and decoding a baseband signal.
  • the processor 1064 may perform functions of a protocol stack required by a communication standard.
  • FIG. 10B the functional configuration of the electronic device 110 is described as equipment to which the antenna structure of the present disclosure can be utilized.
  • the example shown in FIG. 10B is only an exemplary configuration for the use of the antenna module according to the embodiments of the present disclosure described through FIGS. 1 to 10A, and embodiments of the present disclosure are the equipment shown in FIG. 10B. It is not limited to the components. Accordingly, communication equipment of other configurations, including the antenna module, and the structure within the antenna module itself may also be understood as an embodiment of the present disclosure.
  • an antenna module in a wireless communication system includes a plurality of antenna elements; a first antenna substrate; a second antenna substrate; and a printed circuit board (PCB), wherein a first side of the first antenna substrate is coupled to each of the plurality of antenna elements, and a second side opposite the first side of the first antenna substrate coupled to the PCB, a first side of the second antenna substrate is coupled to each of the plurality of antenna elements, a second side opposite to the first side of the second antenna substrate is coupled to the PCB, and the first side of the second antenna substrate is coupled to the PCB.
  • One surface between the first side and the second side of the antenna substrate may be disposed to face one surface between the first side and the second side of the second antenna substrate.
  • the first antenna substrate may be related to a first polarization
  • the second antenna substrate may be related to a second polarization
  • the second polarization may be orthogonal to the first polarization
  • the first antenna substrate includes a first radio frequency (RF) filter and first feed lines for electrical connection between the plurality of antenna elements
  • the second antenna substrate includes a second RF An antenna module comprising a filter and second feed lines for electrical connection between the plurality of antenna elements.
  • RF radio frequency
  • the plurality of antenna elements form a sub-array
  • the first antenna substrate includes a first feeding network circuit for the sub-array
  • the second antenna substrate includes the sub-array.
  • An antenna module comprising a second feed network circuit for the array.
  • the second side of the first antenna substrate and the second side of the second antenna substrate are mounted on the first surface of the PCB, and a second side opposite to the first surface of the PCB is mounted.
  • at least one radio frequency (RF) filter may be mounted on the surface.
  • a shield cap is provided between a mounting area of the second side of the first antenna substrate and a mounting area of the second side of the second antenna substrate.
  • a protruding area by a tuning bolt may be arranged.
  • the mounting area of the second side of the first antenna substrate and the second side of the second antenna substrate is a shield cap or a tuning bolt ( It may not overlap with the protruding area by the tuning bolt).
  • a shield cap formed over one or more layers of the PCB may be further included.
  • the one surface of the first antenna substrate is mounted to form substantially perpendicular to one surface of the PCB, and the one surface of the second antenna substrate is substantially parallel to the one surface of the PCB. It may be mounted to form a vertical position.
  • the PCB may include a metal substrate and a calibration network PCB.
  • the PCB may include a calibration network PCB.
  • an electronic device in a wireless communication system may include an antenna array including a plurality of sub-arrays; a plurality of first antenna substrates; a plurality of second antenna substrates; a printed circuit board (PCB) on which a plurality of radio frequency (RF) filters are disposed; a power supply array and a processor, wherein among the plurality of sub-arrays, a sub-array includes a plurality of antenna elements, and the plurality of first antenna substrates include a first antenna substrate corresponding to the sub-array.
  • PCB printed circuit board
  • the plurality of second antenna substrates include a second antenna substrate corresponding to the sub-array, and a first side of the first antenna substrate is coupled to each of the plurality of antenna elements, , a second side opposite to the first side of the first antenna substrate is coupled to the PCB, and a first side of the second antenna substrate is coupled to each of the plurality of antenna elements, and a first side of the second antenna substrate A second side opposite to the side is coupled to the PCB, and one surface between the first side and the second side of the first antenna substrate is between the first side and the second side of the second antenna substrate. It may be arranged to face one side.
  • the first antenna substrate may be related to a first polarization
  • the second antenna substrate may be related to a second polarization
  • the second polarization may be orthogonal to the first polarization
  • the plurality of RF filters include a first RF filter and a second RF filter for the sub-array
  • the first antenna substrate includes the first RF filter and the plurality of antenna elements. It may include first feed lines for electrical connection therebetween, and the second antenna substrate may include second feed lines for electrical connection between the second RF filter and the plurality of antenna elements.
  • the first antenna substrate includes a first feeding network circuit for the sub-array
  • the second antenna substrate includes a second feeding network circuit for the sub-array.
  • the second side of the first antenna substrate and the second side of the second antenna substrate are mounted on the first surface of the PCB, and a second side opposite to the first surface of the PCB is mounted.
  • the at least one RF filter may be mounted on the surface.
  • a shield cap is provided between a mounting area of the second side of the first antenna substrate and a mounting area of the second side of the second antenna substrate.
  • a protruding area by a tuning bolt may be arranged.
  • a shield cap formed over one or more layers of the PCB may be further included.
  • the one surface of the first antenna substrate is mounted to form substantially perpendicular to one surface of the PCB, and the one surface of the second antenna substrate is substantially parallel to the one surface of the PCB. It may be mounted to form a vertical position.
  • the PCB may include a metal substrate and a calibration network PCB.
  • the PCB may include a calibration network PCB.
  • one antenna element or an antenna element in the form of a sub-array to which two or more antenna elements are connected has been described as an example.
  • One or more antenna elements may be mounted on an antenna PCB on which a power supply circuit is formed.
  • each of the one or more antenna elements may be coupled to the antenna PCB from the side of one surface on which the power supply circuit of the antenna PCB is formed.
  • the antenna PCB On the side opposite to the side to which the antenna element is coupled, the antenna PCB may be electrically connected to the filter.
  • a calibration network for monitoring output power may be positioned between the antenna PCB and the filter.
  • the antenna module may further include a metal substrate for mechanical planarity and electrical separation between the antenna PCB and the filter.
  • the antenna module may further include a metal substrate between the antenna PCB and the calibration network PCB.
  • a computer-readable storage medium storing one or more programs (eg, software modules) may be provided.
  • One or more programs stored in the computer-readable storage medium are configured to be executable by one or more processors in an electronic device (device).
  • One or more programs include instructions for causing an electronic device to execute methods according to embodiments described in a claim or specification of the present disclosure.
  • Such programs include random access memory, non-volatile memory including flash memory, read only memory (ROM), and electronic erasure. Electrically erasable programmable read only memory (EEPROM), magnetic disc storage device, compact disc-ROM (CD-ROM), digital versatile discs (DVDs) Alternatively, it may be stored in another type of optical storage device or a magnetic cassette. Alternatively, it may be stored in a memory composed of a combination of some or all thereof. In addition, each configuration memory may be included in plurality.
  • non-volatile memory including flash memory, read only memory (ROM), and electronic erasure. Electrically erasable programmable read only memory (EEPROM), magnetic disc storage device, compact disc-ROM (CD-ROM), digital versatile discs (DVDs) Alternatively, it may be stored in another type of optical storage device or a magnetic cassette. Alternatively, it may be stored in a memory composed of a combination of some or all thereof. In addition, each configuration memory may be included in plurality.
  • the program is transmitted through a communication network consisting of 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 can be accessed. Such a storage device may be connected to a device implementing an embodiment of the present disclosure through an external port. In addition, a separate storage device on the communication network may be connected to the device implementing the embodiment 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 can be accessed.
  • Such a storage device may be connected to a device implementing an embodiment of the present disclosure through an external port.
  • a separate storage device on the communication network may be connected to the device implementing the embodiment of the present disclosure.

Landscapes

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Abstract

본 개시(disclosure)는 LTE(Long Term Evolution)와 같은 4G(4th generation) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G(5th generation) 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시의 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 안테나 모듈은, 복수의 안테나 엘리멘트들; 제1 안테나 기판; 제2 안테나 기판; 및 PCB(printed circuit board)를 포함하고, 상기 제1 안테나 기판의 제1 측(side)은 상기 복수의 안테나 엘리멘트들 각각과 결합되고, 상기 제1 안테나 기판의 제1 측과 반대되는 제2 측은 상기 PCB와 결합되고, 상기 제2 안테나 기판의 제1 측은 상기 복수의 안테나 엘리멘트들 각각과 결합되고, 상기 제2 안테나 기판의 제1 측과 반대되는 제2 측은 상기 PCB와 결합되고, 상기 제1 안테나 기판의 상기 제1 측 및 상기 제2 측 사이의 일 면은 상기 제2 안테나 기판의 상기 제1 측 및 상기 제2 측 사이의 일 면을 향하도록 배치될 수 있다.

Description

안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치
본 개시(disclosure)는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 예를 들어, 무선 통신 시스템을 위한 안테나 모듈(antenna module 및 이를 포함하는 전자 장치(electronic device)에 관한 것이다.
4G(4th generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후(Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE(Long Term Evolution) 시스템 이후(Post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나(large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀(advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radio access network, cloud RAN), 초고밀도 네트워크(ultra-dense network), 기기 간 통신(Device to Device communication, D2D), 무선 백홀(wireless backhaul), 이동 네트워크(moving network), 협력 통신(cooperative communication), CoMP(Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거(interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation, ACM) 방식인 FQAM(Hybrid Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude Modulation) 및 SWSC(Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(Non Orthogonal Multiple Access), 및 SCMA(Sparse Code Multiple Access) 등이 개발되고 있다.
통신 성능을 높이기 위해 다수의 안테나들을 장착한 제품이 개발되고 있고, Massive MIMO 기술을 활용하여 점점 보다 훨씬 더 많은 수의 안테나를 갖는 장비가 사용될 것으로 예상된다. 통신 장치에 안테나 엘리멘트(element)의 숫자가 늘어나면서 이에 따른 RF 부품들(예: PCB(printed circuit board), 급전선 등)의 숫자도 필연적으로 증가하게 된다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 효율적인 배치 구조를 위한 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 복수의 층들에 걸쳐 형성되는 스크류 혹은 볼트(bolt)를 피하여 안테나 엘리멘트들을 배치하기 위한 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 복수의 층들에 걸쳐 배치되는 쉴드캡(shield cap)을 회피하여 안테나 엘리멘트들을 배치하기 위한 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 안테나 PCB가 수직으로 배치되는 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
또한, 본 개시는, 보다 많은 안테나 엘리멘트들을 포함하는 서브 어레이를 설계하기 위한 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
본 개시의 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 안테나 모듈은, 복수의 안테나 엘리멘트들; 제1 안테나 기판; 제2 안테나 기판; 및 PCB(printed circuit board)를 포함하고, 상기 제1 안테나 기판의 제1 측(side)은 상기 복수의 안테나 엘리멘트들 각각과 결합되고, 상기 제1 안테나 기판의 제1 측과 반대되는 제2 측은 상기 PCB와 결합되고, 상기 제2 안테나 기판의 제1 측은 상기 복수의 안테나 엘리멘트들 각각과 결합되고, 상기 제2 안테나 기판의 제1 측과 반대되는 제2 측은 상기 PCB와 결합되고, 상기 제1 안테나 기판의 상기 제1 측 및 상기 제2 측 사이의 일 면은 상기 제2 안테나 기판의 상기 제1 측 및 상기 제2 측 사이의 일 면을 향하도록 배치될 수 있다.
본 개시의 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 전자 장치는, 복수의 서브 어레이들을 포함하는 안테나 어레이(antenna array); 복수의 제1 안테나 기판들; 복수의 제2 안테나 기판들; 복수의 RF(radio frequency) 필터들이 배치되는 PCB(printed circuit board); 파워 서플라이(power supply)레이 및 프로세서를 포함하고, 상기 복수의 서브 어레들 중에서 서브 어레이는 복수의 안테나 엘리멘트들을 포함하고, 상기 복수의 제1 안테나 기판들은, 상기 서브 어레이에 대응하는 제1 안테나 기판을 포함하고, 상기 복수의 제2 안테나 기판들은, 상기 서브 어레이에 대응하는 제2 안테나 기판을 포함하고, 상기 제1 안테나 기판의 제1 측(side)은 상기 복수의 안테나 엘리멘트들 각각과 결합되고, 상기 제1 안테나 기판의 제1 측과 반대되는 제2 측은 상기 PCB와 결합되고, 상기 제2 안테나 기판의 제1 측은 상기 복수의 안테나 엘리멘트들 각각과 결합되고, 상기 제2 안테나 기판의 제1 측과 반대되는 제2 측은 상기 PCB와 결합되고, 상기 제1 안테나 기판의 상기 제1 측 및 상기 제2 측 사이의 일 면은 상기 제2 안테나 기판의 상기 제1 측 및 상기 제2 측 사이의 일 면을 향하도록 배치될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은, AFU(antenna and filter unit)에서 필터 보드와 안테나 엘리멘트 사이에서 세워지는(erected) 안테나 PCB를 통해, 제품의 소형화를 달성할 수 있게 한다.
AFU(antenna and filter unit)에서 필터 보드와 안테나 엘리멘트 사이에서 세워지는(erected) 안테나 PCB를 통해, 높은 서브 어레이의 자유도를 높일 수 있게 한다.
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 개시내용의 특정 실시양태의 상기 및 기타 측면, 특징 및 이점은 첨부 도면과 함께 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다:
도 1은 실시 예들에 따른 예시적인 무선 통신 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2a는 실시 예들에 따른 예시적인 안테나 모듈의 단면도이다.
도 2b는 실시 예들에 따른 예시적인 안테나 모듈의 단면도이다.
도 3a는 실시 예들에 따른 안테나 보드의 기립형(standing) 배치(deployment)에 기반한 예시적인 안테나 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 3b는 실시 예들에 따른 안테나 보드의 기립형(standing) 배치(deployment)에 기반한 예시적인 안테나 모듈을 나타내는 도면이다.
도 4는 실시 예들에 따른 안테나 보드의 기립형 배치에 따른 예시적인 안테나 모듈의 단면도이다.
도 5a는 실시 예들에 따른 안테나 보드의 기립형 배치에 따른 예시적인 안테나 모듈의 단면도이다.
도 5b는 실시 예들에 따른 안테나 보드의 기립형 배치에 따른 예시적인 안테나 모듈의 단면도이다.
도 5c는실시 예들에 따른 안테나 보드의 기립형 배치에 따른 예시적인 안테나 모듈의 단면도이다.
도 5d는 실시 예들에 따른 안테나 보드의 기립형 배치에 따른 예시적인 안테나 모듈의 단면도이다.
도 6은 실시 예들에 따른 안테나 보드의 기립형 배치에 따른 예시적인 안테나 모듈의 측면도이다.
도 7은 실시 예들에 따른 안테나 보드의 기립형 배치에 따른 예시적인 안테나 모듈의 도면이다.
도 8은 실시 예들에 따른 안테나 보드의 기립형 배치에 따른 안테나 모듈의 예들을 나타내는 도면이다.
도 9는 실시 예들에 따른 안테나 보드의 기립형 배치에 따른 안테나 모듈의 제조 과정의 예를 나타내는 도면이다.
도 10a는 실시 예들에 따른 안테나 보드의 기립형 배치에 따른 안테나 모듈의 예를 나타내는 사시도이다.
도 10b는 실시 예들에 따른 안테나 보드의 기립형 배치를 포함하는 전자 장치의 예시적인 기능적 구성을 나타내는 도면이다.
본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 다양한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 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. 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.
개시는 무선 통신 시스템에서 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다. 예를 들어, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 AFU(antenna and filter unit)에서 안테나 PCB(printed circuit board)를 세워서(standing) 실장함으로써, 서브 어레이 구현에 자유도를 높이고 PCB 설계 시 효율성을 높이기 위한 기술을 설명한다.
이하 설명에서 사용되는 전자 장치의 부품을 지칭하는 용어(예: 기판(substrate), 기판(plate), 층(layer), PCB(print circuit board), FPCB(flexible PCB), 모듈, 안테나, 안테나 소자, 회로, 프로세서, 칩, 구성요소, 기기), 부품의 형상을 지칭하는 용어(예: 구조물, 지지부, 접촉부, 돌출부, 개구부), 구조체들 간 연결부를 지칭하는 용어(예: 연결부, 접촉부, 지지부, 컨택 구조체, 도전성 부재, 조립체(assembly)), 회로를 지칭하는 용어(예: 전송 선로, PCB, FPCB, 신호선, 급전선(feeding line), 데이터 라인(data line), RF 신호 선, 안테나 선, RF 경로, RF 모듈, RF 회로) 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동일 혹은 유사한 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, 본 개시는, 일부 통신 규격(예: 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 정의하는 LTE(long term evolution), NR(new radio))에서 사용되는 용어들을 이용하여 다양한 실시 예들을 설명하지만, 이는 설명을 위한 예시일 뿐이다. 본 개시의 다양한 실시 예들은, 다른 통신 시스템에서도, 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
또한, 본 개시에서, 특정 조건의 만족(satisfied), 충족(fulfilled) 여부를 판단하기 위해, 초과 또는 미만의 표현이 사용되었으나, 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. 본 개시는 무선 통신 시스템에서 안테나 모듈 및 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다. 예를 들어, 본 개시는 안테나 엘리멘트들에게 급전을 제공하는 안테나 PCB를 세워서 실장시킴으로써, 실드 캡(shield cap)이나 스크류(screw)로 인한 설계 제약을 줄이고 PCB 및 서브 어레이 구현에 자유도를 높이기 위한 기술을 설명한다.
도 1은 실시 예들에 따른 예시적인 무선 통신 시스템을 나타내는 도면이다. 도 1의 무선 통신 환경(100)은 무선 채널을 이용하는 노드(node)들의 일부로서, 기지국(110) 및 단말(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 MMU(massive MIMO(multiple input multiple output) unit), '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.
도 1에 도시된 단말(120), 단말(130)은 차량 통신을 지원할 수 있다. 차량 통신의 경우, LTE 시스템에서는 장치간 통신(device-to-device, D2D) 통신 구조를 기초로 V2X 기술에 대한 표준화 작업이 3GPP 릴리즈 14과 릴리즈 15에서 완료되었으며, 현재 5G NR 기초로 V2X 기술을 개발하려는 노력이 진행되고 있다. NR V2X에서는 단말과 단말 간 유니캐스트(unicast) 통신, 그룹캐스트(groupcast)(또는 멀티캐스트(multicast)) 통신, 및 브로드캐스트(broadcast) 통신을 지원한다.
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)를 증대시킨다. 따라서, 단일 안테나를 이용하여 등방성(isotropic) 패턴으로 신호를 형성하는 대신 빔포밍 커버리지를 형성하기 위해, 통신 장비는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 이하, 다수의 안테나들이 포함되는 안테나 어레이가 서술된다.
기지국(110) 또는 단말(120)은 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 안테나 어레이에 포함되는 각 안테나는 어레이 엘리멘트(array element), 또는 안테나 엘리멘트(antenna element)라 지칭될 수 있다. 이하, 본 개시에서 안테나 어레이는 2차원의 평면 어레이(planar array)로 도시되었으나, 이는 일 실시 예일뿐, 본 개시의 다른 실시 예들을 제한하지 않는다. 안테나 어레이는 선형 어레이(linear array) 혹은 다층 어레이 등 다양한 형태로 구성될 수 있다. 안테나 어레이는 매시브 안테나 어레이(massive antenna array)로 지칭될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 기지국(110) 또는 단말(120)은 서브-어레이를 포함할 수 있다. 신호 이득을 높이기 위하여, 본 개시의 실시 예들에 따른 전자 장치는 서브-어레이 기술을 이용할 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 스플리터(혹은 디바이더)를 사용하여 다수의 안테나 엘리멘트들을 연결함으로써, 안테나 이득을 증가시킬 수 있다. 통신 성능을 높이기 위해 무선 통신을 수행하는 부품들의 개수는 증가하고 있다. 특히, 안테나 및 안테나를 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.
신호 이득을 높이기 위해, 서브 어레이 기술이 이용될 수 있다. RFIC 및 필터를 통해 급전되는 신호를 보다 많은 개수의 안테나 엘리멘트들에게 공급하기 위해, 서브 어레이가 구성될 수 있다. 서브 어레이를 구성하는 안테나 엘리멘트들의 개수가 증가할수록 안테나 PCB는 보다 많은 면적을 요구한다. 안테나 모듈은 안테나 엘리멘트들과 필터를 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서 아테나 모듈은 추가적으로 캘리브레이션 네트워크 회로를 더 포함할 수도 있다. 한편, 금속 캐비티 필터를 사용하는 경우, 안테나 모듈에는 필터의 성능을 튜닝하기 위한 구조물(예: 스크류 혹은 볼트)가 요구된다. 이러한 구조물은 안테나 PCB의 면적에 제약을 야기하기 때문에, 서브 어레이를 구성하는 안테나 엘리멘트들의 개수의 무조건적인 증가는 무리가 존재한다. 뿐만 아니라, 안테나 엘리멘트들의 개수가 증가할수록, 각 안테나 엘리멘트를 급전하기 위한 급전선들 또한 증가하기 때문에, PCB 층의 두께가 증가하는 문제가 있다.
본 개시에서는 안테나 PCB의 공간적 제약을 최소화하기 위해, 안테나 PCB를 세워서 실장시키는 형태로, 안테나 모듈을 구성하기 위한 방안이 제안된다. 이하, 본 개시에서는 안테나, 안테나 PCB, RF 필터가 결합되는 구조물을 안테나 모듈로 지칭하여 서술되나, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있음은 물론이다. 안테나 모듈 외에 AFU(antenna and filter unit), 안테나 조립체, 안테나 부품 등의 용어가 대체적으로 이용될 수 있다. 또한, 안테나 모듈 내에서 금속 기판(metal plate)의 유무, 금속 기판의 위치, 캘리브레이션 네트워크 PCB의 유무, RF 필터의 종류는 통상의 기술자가 본 개시의 실시 예들을 구현함에 있어, 무리없이 변경 가능한 범위 내에서 다양한게 이용될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 실시 예들에 따른 예시적인 안테나 모듈의 단면도들이다. 안테나 모듈은, 분리형 안테나 모듈 또는 일체형 안테나 모듈일 수 있다. 분리형 안테나 모듈과 일체형 안테나 모듈의 구별은 안테나 PCB와 캘리브레이션 네트워크 PCB의 배치에 따라 정해질 수 있다. 분리형 안테나 모듈은 안테나 PCB와 캘리브레이션 네트워크 PCB 사이에 금속 기판층이 배치되는 구조를 가질 수 있다. 일체형 안테나 모듈은 안테나 PCB와 캘리브레이션 네트워크 PCB가 직접 결합되는 구조를 가질 수 있다. 즉, 일체형 안테나 모듈에서는, 금속 기판층이 없이 PCB 내 안테나 급전을 위한 적어도 하나의 층들과 캘리브레시연 네트워크 회로를 위한 적어도 하나의 층들이 연속적으로 위치할 수 있다. 도 2a 및 도 2b에서는 PCB 및 기판층에 대응하여 하나의 층처럼 도시되었으나, 본 개시의 실시 예들은 도면에 의해 제한 해석되지 않는다. 예를 들어, PCB는 복수의 기판층들로 구성될 수 있다. 또한, 예를 들어, 금속 기판 또한 둘 이상의 층들로 구성될 수 있다.
도 2a를 참고하면, 분리형 안테나 모듈의 단면의 예들이 도시된다. 안테나 모듈(210)은 안테나(211a, 211b, 211c), 안테나 PCB(213), 금속 기판(215), 캘리브레이션 네트워크 PCB(217), 필터(219)를 포함할 수 있다. 안테나 모듈(210)은 안테나(211a, 211b, 211c), 안테나 PCB(213), 금속 기판(215), 캘리브레이션 네트워크 PCB(217), 필터(219) 순으로 적층되는 구조를 가질 수 있다. 필터로부터 출력되는 RF 신호를 안테나까지 전달하기 위한 급전선(214)이 안테나 PCB(213), 금속 기판(215), 캘리브레이션 네트워크 PCB(217)를 거쳐 실장될 수 있다. RF 부품들은 조립시마다 공차가 발생한다. 공차 해소를 위해, 공진기와 튜닝 볼트(216) 간의 간격을 조절함으로써 캐패시턴스 값을 조절함으로써, 필터의 공진기가 튜닝될 수 있다. 튜닝 볼트(216)가 금속 기판(215), 캘리브레이션 네트워크 PCB(217), 필터(219)에 걸쳐 배치될 수 있다.
안테나 모듈(220)은 안테나(221a, 221b, 221c, 221d, 221e, 221f), 안테나 PCB(223), 금속 기판(225), 캘리브레이션 네트워크 PCB(227), 필터(229)를 포함할 수 있다. 안테나 모듈(220)은 안테나(221a, 221b, 221c, 221d, 221e, 221f), 안테나 PCB(223), 금속 기판(225), 캘리브레이션 네트워크 PCB(227), 필터(229) 순으로 적층되는 구조를 가질 수 있다. 필터로부터 출력되는 RF 신호를 안테나까지 전달하기 위한 급전선(224)이 안테나 PCB(223), 금속 기판(225), 캘리브레이션 네트워크 PCB(227)를 거쳐 실장될 수 있다. RF 부품들은 조립시마다 공차가 발생한다. 공차 해소를 위해, 공진기와 튜닝 볼트(226) 간의 간격을 조절함으로써 캐패시턴스 값을 조절함으로써, 필터의 공진기가 튜닝될 수 있다. 튜닝 볼트(226)가 금속 기판(225), 캘리브레이션 네트워크 PCB(227), 필터(229)에 걸쳐 배치될 수 있다. 안테나 모듈(220)은, 안테나 모듈(210)보다 많은 개수의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나 모듈(220)은 6 x 1 서브 어레이 형태의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 더 많은 수의 안테나 엘리멘트들을 수용하기 위하여, 안테나 PCB(223)의 층 수는 안테나 PCB(213)보다 많은 층 수를 가질 수 있다. 추가적인 안테나 엘리멘트들을 실장하기 위하여, 안테나 모듈을 추가하는 대신 안테나 모듈(220) 내 안테나 PCB가 보다 많은 수의 안테나 엘리멘트들을 수용함으로써, 통신 장비의 비용(cost)이 감소할 수 있다.
안테나 모듈(230)은 안테나(231a, 231b, 231c), 안테나 PCB(233), 금속 기판(235), 필터(239)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 안테나 모듈(230)은, 안테나 모듈(210)에서 캘리브레이션 네트워크 회로가 제거된 구조를 가질 수 있다. 안테나 모듈(230)은 안테나(231a, 231b, 231c), 안테나 PCB(233), 금속 기판(235), 필터(239) 순으로 적층되는 구조를 가질 수 있다. 필터로부터 출력되는 RF 신호를 안테나까지 전달하기 위한 급전선(234)이 안테나 PCB(233), 금속 기판(235)을 거쳐 실장될 수 있다. RF 부품들은 조립시마다 공차가 발생한다. 공차 해소를 위해, 공진기와 튜닝 볼트(236) 간의 간격을 조절함으로써 캐패시턴스 값을 조절함으로써, 필터의 공진기가 튜닝될 수 있다. 튜닝 볼트(236)가 금속 기판(235), 필터(239)에 걸쳐 배치될 수 있다.
도 2b를 참고하면, 일체형 안테나 모듈의 단면의 예들이 도시된다. 안테나 모듈(260)은 안테나(261a, 261b, 261c), 안테나 PCB(263), 캘리브레이션 네트워크 PCB(267), 필터(269)를 포함할 수 있다. 안테나 모듈(260)은 안테나(261a, 261b, 261c), 안테나 PCB(263), 캘리브레이션 네트워크 PCB(267), 필터(269) 순으로 적층되는 구조를 가질 수 있다. 필터로부터 출력되는 RF 신호를 안테나까지 전달하기 위한 급전선(264)이 안테나 PCB(263), 캘리브레이션 네트워크 PCB(267)를 거쳐 실장될 수 있다. RF 부품들은 조립시마다 공차가 발생한다. 공차 해소를 위해, 공진기와 튜닝 볼트(266) 간의 간격을 조절함으로써 캐패시턴스 값을 조절함으로써, 필터의 공진기가 튜닝될 수 있다. 튜닝 볼트(266)가 캘리브레이션 네트워크 PCB(267), 필터(269)에 걸쳐 배치될 수 있다.
안테나 모듈(270)은 안테나(271a, 271b, 271c, 271d, 271e, 271f), 안테나 PCB(273), 캘리브레이션 네트워크 PCB(277), 필터(279)를 포함할 수 있다. 안테나 모듈(270)은 안테나(271a, 271b, 271c, 271d, 271e, 271f), 안테나 PCB(273), 캘리브레이션 네트워크 PCB(277), 필터(279) 순으로 적층되는 구조를 가질 수 있다. 일 실시 예에 따라, 필터(279)는 세라믹 필터일 수 있다. 필터로부터 출력되는 RF 신호를 안테나까지 전달하기 위한 급전선(274)이 안테나 PCB(273), 캘리브레이션 네트워크 PCB(277)를 거쳐 실장될 수 있다. 캘리브레이션 네트워크 PCB(277)에 따른 전자기 잡음 제거를 위해, 안테나 모듈(270)은 쉴드 캡(276)을 포함할 수 있다. 쉴드 캡(276)은 캘리브레이션 네트워크 PCB(277), 안테나 PCB(273)에 걸쳐 배치될 수 있다.
안테나 모듈(270)은, 안테나 모듈(210)보다 많은 개수의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나 모듈(270)은 6 x 1 서브 어레이 형태의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 더 많은 수의 안테나 엘리멘트들을 수용하기 위하여, 안테나 PCB(273)의 층 수는 안테나 PCB(213)보다 많은 층 수를 가질 수 있다. 추가적인 안테나 엘리멘트들을 실장하기 위하여, 안테나 모듈을 추가하는 대신 안테나 모듈(270) 내 안테나 PCB가 보다 많은 수의 안테나 엘리멘트들을 수용함으로써, 통신 장비의 비용(cost)이 감소할 수 있다. 세라믹 필터(예: 필터(279))는 금속 캐배티 필터(예: 필터(219), 필터(229), 필터(289))보다 가볍다. 세라믹 필터를 포함하는 안테나 모듈(270)은 금속 캐비티 필터의 튜닝을 위한 볼트(혹은 스크류)를 포함하지 않거나, 상대적으로 적은 수의 튜닝 볼트를 포함할 수 있다. 또한, 기구적 강성에 도움을 주는 금속 기판이 없어지므로, 세라믹 필터를 포함하는 안테나 모듈은 일체형 구조로 설계될 수 있다. 한편, 튜닝 볼트가 없더라도, 안테나 모듈은 쉴드 캡(shield cap)이 요구될 수 있다. 2x1 서브 어레이나 3x1 서브 어레이는, 쉴드 캡이 안테나 PCB 상에 노출되더라도 노출되는 영역을 피하여, 각 안테나 엘리멘트를 위한 급전 설계가 가능하였다. 그러나, 안테나 엘리멘트들의 개수가 증가함에 따라, 급전선들은 더 복잡해질 뿐만 아니라, 요구되는 영역이 증가하기 때문에, 제한된 공간 내에서 안테나 엘리멘트들을 모두 수용하는 구조가 용이하지 않은 문제점이 있다.
안테나 모듈(280)은 안테나(281a, 281b, 281c, 281d, 281e, 281f), 안테나 PCB(283), 금속 기판(285), 필터(289)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 안테나 모듈(280)은, 안테나 모듈(270)에서 캘리브레이션 네트워크 회로(277) 대신 금속 기판(285)가 배치된 구조를 가질 수 있다. 안테나 모듈(280)은 안테나(281a, 281b, 281c, 281d, 281e, 281f), 안테나 PCB(283), 금속 기판(285), 필터(289) 순으로 적층되는 구조를 가질 수 있다. 필터로부터 출력되는 RF 신호를 안테나까지 전달하기 위한 급전선(284)이 안테나 PCB(283), 금속 기판(285)을 거쳐 실장될 수 있다. RF 부품들은 조립시마다 공차가 발생한다. 공차 해소를 위해, 공진기와 튜닝 볼트(286) 간의 간격을 조절함으로써 캐패시턴스 값을 조절함으로써, 필터의 공진기가 튜닝될 수 있다. 튜닝 볼트(286)가 금속 기판(285) 및 필터(289)에 걸쳐 배치될 수 있다. 도 2b에는 도시되지 않았으나, 튜닝 볼트(286)가 안테나 PCB(283)에 보다 근접하여 배치됨에 따라, 설계 제약이 발생할 수 있다.
분리형 안테나 모듈의 금속 기판은 필터부터 기판 층들에 걸쳐 배치되는 스크류를 커버하기 때문에, 안테나 PCB에 노출되는 부품이 없게 된다. 공간적인 제약이 적기 때문에, 안테나 PCB에 상대적으로 많은 수의 안테나 엘리멘트들의 배치가 가능하다. 그러나, 금속 기판으로 인해 무게가 올라가고, 안테나 모듈의 생산 비용이 증가하는 문제가 있다. 일체형 안테나 모듈은 금속 기판이 없기 때문에, 이러한 문제가 해소될 수 있다. 한편, 일체형 안테나 모듈에서, 쉴드 캡(shield cap) 및 스크류 모두 안테나 PCB까지 노출이 될 수 있기 때문에, 효율적인 안테나 설계가 어려워지는 단점이 있다. 본 개시의 실시 예들은 상술된 문제점을 해소하기 위해, 안테나 PCB가 금속 기판 혹은 캘리브레이션 네트워크 PCB에 세워서 실장되는 안테나 모듈을 제안한다. 본 개시에서 제안되는 구조를 갖는 안테나 모듈은 일체형 안테나 모듈 및 분리형 안테나 모듈에 적용될 수 있다. 안테나 PCB가 수직으로 실장됨에 따라, 보다 많은 수의 안테나 엘리멘트들이 하나의 안테나 모듈(안테나 PCB)에 의해 수용될 수 있다. 또한, 안테나 모듈 내 적층되는 기판층들의 수를 줄임으로써, 공간적 비용이 감소할 수 있다.
도 3a는 실시 예들에 따른 안테나 보드의 기립형(standing) 배치(deployment)에 기반한 예시적인 안테나 모듈을 나타내는 사시도이다. 도 3b는 실시 예들에 따른 안테나 보드의 기립형(standing) 배치(deployment)에 기반한 예시적인 안테나 모듈을 나타내는 도면이다. 기립형 배치란, 금속 기판 혹은 캘리브레이션 PCB 위에 세워진(standing) 형태로 안테나 PCB가 배치되는 구조를 의미한다. 안테나 보드의 기립형 배치에 따른 안테나 모듈은 기립형 안테나 모듈로 지칭될 수 있다. 안테나 PCB가 세워지는 면은, 금속 기판 혹은 캘리브레이션 PCB의 일 면일 수 있다. 분리형 안테나 모듈인지 일체형 안테나 모듈인지에 따라 안테나 PCB가 결합되는 면이 달라질 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 안테나 PCB가 세워지는 기판(plate)은 보드 혹은 PCB로 지칭되어 서술된다. 기립형 안테나 보드를 포함하는 안테나 모듈은, 기립형 안테나 모듈로 지칭될 수 있다.
도 3a를 참고하면, 안테나 모듈은 복수의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 도 3a는 안테나 모듈의 사시도를 나타낸다. 도 3a에 도시된 안테나 모듈은 본 개시의 실시 예들을 설명하기 위한 일 예일뿐, 도면에 도시된 특정 부품 및 구조물들이 본 개시의 실시 예들을 제한하는 것으로 해석되지 않는다. 안테나 모듈은 복수의 서브 어레이들을 포함하는 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나 모듈은 4개의 3 x 1 서브 어레이들을 포함할 수 있다. 안테나 모듈은 제1 서브 어레이, 제2 서브 어레이, 제3 서브 어레이, 및 제4 서브 어레이를 포함할 수 있다. 제1 서브 어레이는 안테나 엘리멘트(313a), 안테나 엘리멘트(313b), 안테나 엘리멘트(313c)를 포함할 수 있다. 제2 서브 어레이는 안테나 엘리멘트(323a), 안테나 엘리멘트(323b), 안테나 엘리멘트(323c)를 포함할 수 있다. 제3 서브 어레이는 안테나 엘리멘트(333a), 안테나 엘리멘트(333b), 안테나 엘리멘트(333c)를 포함할 수 있다. 제4 서브 어레이는 안테나 엘리멘트(343a), 안테나 엘리멘트(343b), 안테나 엘리멘트(343c)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 신호 이득을 높이기 위하여, 이중 편파 안테나가 이용될 수 있다안테나 엘리멘트는 이중 편파의 급전을 위한 방사체일 수 있다. 안테나 엘리멘트들은 두 개의 신호들이 급전될 수 있다. 서로 다른 편파의 신호들 간 채널 상 독립성이 충족될수록, 편파 다이버시티 및 이에 따른 신호 이득이 증가할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 제1 편파와 제2 편파는 서로 직교할 수 있다. 예를 들어, 제1 편파는 -45° 편파이고, 상기 제2 편파는 +45° 편파이다. 서브 어레이마다 안테나 기판이 세워진 형태로 배치될 수 있다. 각 안테나 엘리멘트에게 편파가 다른 두 신호들을 급전하기 위하여, 서브 어레이마다 두 개의 안테나 기판들이 세워진 형태로 연결될 수 있다.
도 3b를 참고하면, 안테나 모듈의 정면도가 도시된다. 안테나 모듈은, 필터, 보드(310), 안테나 PCB, 안테나 엘리멘트, 커버(cover) 순으로 적층되는 구조일 수 있다. 안테나 모듈을 커버하기 위한 커버 및 커버의 지지를 위한 구조물이 추가적으로 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 서브 어레이마다 안테나 기판이 세워진 형태로 실장될 수 있다. 제1 편파를 위한 제1 안테나 기판(311a)은 제1 서브 어레이 및 보드(310)와 결합되도록 배치될 수 있다. 제2 편파를 위한 제2 안테나 기판(311b)은 제1 서브 어레이 및 보드(310)와 결합되도록 배치될 수 있다. 이 때, 제1 안테나 기판(311a)의 일 면은 제2 안테나 기판(311b)의 일 면과 마주보도록 배치될 수 있다. 이하, 안테나 기판이 다른 안테나 기판을 마주보는 면 혹은 상기 마주보는 면의 반대면은 기립면으로 지칭될 수 있다. 각 안테나 기판의 기립면은 제1 서브 어레이 및 보드(310) 사이에 위치할 수 있다. 제1 안테나 기판(311a)는, 제1 안테나 기판(311a)의 기립면이 보드(310)에 평행하도록 배치되는 것이 아니라, 제1 안테나 기판(311a)의 기립면이 보드(310)로부터 세워진 형태로 배치될 수 있다. 제1 안테나 기판(311a)는, 제1 안테나 기판(311a)의 기립면이 보드(310)에 실질적으로 수직하도록 배치될 수 있다. 제2 안테나 기판(311b)는, 제2 안테나 기판(311b)의 기립면이 보드(310) 위에 배치되는 것이 아니라, 제2 안테나 기판(311b)의 기립면이 보드(310)로부터 세워진 형태로 배치될 수 있다. 제2 안테나 기판(311b)는, 제2 안테나 기판(311b)의 기립면이 보드(310)에 실질적으로 수직하도록 배치될 수 있다.
필터로부터 공급되는 신호는, 보드(310)를 통해, 서브 어레이의 각 안테나 엘리멘트에게 전달될 수 있다. 급전 경로를 위해 안테나 PCB가 세워진 형태로 실장될 수 있다. 안테나 모듈은, 서브 어레이마다 기립형 안테나 보드를 포함할 수 있다. 따라서, 제1 서브 어레이에 대한 설명은 제2 서브 어레이, 제3 서브 어레이, 및 제4 서브 어레이에도 동일하게 적용될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제1 편파를 위한 제3 안테나 기판(321a)은 제2 서브 어레이 및 보드(310)와 결합되도록 배치될 수 있다. 제2 편파를 위한 제4 안테나 기판(321b)은 제2 서브 어레이 및 보드(310)와 결합되도록 배치될 수 있다. 이 때, 제3 안테나 기판(321a)의 일 면은 제4 안테나 기판(321b)의 일 면과 마주보도록 배치될 수 있다. 각 안테나 기판의 기립면은 제2 서브 어레이 및 보드(310) 사이에 위치할 수 있다. 제3 안테나 기판(321a)는, 제3 안테나 기판(321a)의 기립면이 보드(310) 위에 배치되는 것이 아니라, 제3 안테나 기판(321a)의 기립면이 보드(310)로부터 세워진 형태로 배치될 수 있다. 제3 안테나 기판(321a)는, 제3 안테나 기판(321a)의 기립면이 보드(310)에 실질적으로 수직하도록 배치될 수 있다. 제4 안테나 기판(321b)는, 제4 안테나 기판(321b)의 기립면이 보드(310) 위에 배치되는 것이 아니라, 제4 안테나 기판(321b)의 기립면이 보드(310)로부터 세워진 형태로 배치될 수 있다. 제4 안테나 기판(321b)는, 제4 안테나 기판(321b)의 기립면이 보드(310)에 실질적으로 수직하도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제1 편파를 위한 제5 안테나 기판(331a)은 제3 서브 어레이 및 보드(310)와 결합되도록 배치될 수 있다. 제2 편파를 위한 제6 안테나 기판(331b)은 제3 서브 어레이 및 보드(310)와 결합되도록 배치될 수 있다. 이 때, 제5 안테나 기판(331a)의 일 면은 제6 안테나 기판(331b)의 일 면과 마주보도록 배치될 수 있다. 각 안테나 기판의 기립면은 제3 서브 어레이 및 보드(310) 사이에 위치할 수 있다. 제5 안테나 기판(331a)는, 제5 안테나 기판(331a)의 기립면이 보드(310) 위에 배치되는 것이 아니라, 제5 안테나 기판(331a)의 기립면이 보드(310)로부터 세워진 형태로 배치될 수 있다. 제5 안테나 기판(331a)는, 제5 안테나 기판(331a)의 기립면이 보드(310)에 실질적으로 수직하도록 배치될 수 있다. 제6 안테나 기판(331b)는, 제6 안테나 기판(331b)의 기립면이 보드(310) 위에 배치되는 것이 아니라, 제6 안테나 기판(331b)의 기립면이 보드(310)로부터 세워진 형태로 배치될 수 있다. 제6 안테나 기판(331b)는, 제6 안테나 기판(331b)의 기립면이 보드(310)에 실질적으로 수직하도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제1 편파를 위한 제7 안테나 기판(341a)은 제4 서브 어레이 및 보드(310)와 결합되도록 배치될 수 있다. 제2 편파를 위한 제8 안테나 기판(341b)은 제4 서브 어레이 및 보드(310)와 결합되도록 배치될 수 있다. 이 때, 제7 안테나 기판(341a)의 일 면은 제8 안테나 기판(341b)의 일 면과 마주보도록 배치될 수 있다. 각 안테나 기판의 기립면은 제4 서브 어레이 및 보드(310) 사이에 위치할 수 있다. 제7 안테나 기판(341a)는, 제7 안테나 기판(341a)의 기립면이 보드(310) 위에 배치되는 것이 아니라, 제7 안테나 기판(341a)의 기립면이 보드(310)로부터 세워진 형태로 배치될 수 있다. 제7 안테나 기판(341a)는, 제7 안테나 기판(341a)의 기립면이 보드(310)에 실질적으로 수직하도록 배치될 수 있다. 제8 안테나 기판(341b)는, 제8 안테나 기판(341b)의 기립면이 보드(310) 위에 배치되는 것이 아니라, 제8 안테나 기판(341b)의 기립면이 보드(310)로부터 세워진 형태로 배치될 수 있다. 제8 안테나 기판(341b)는, 제8 안테나 기판(341b)의 기립면이 보드(310)에 실질적으로 수직하도록 배치될 수 있다.
안테나 기판은, 안테나 엘리멘트와 결합될 수 있다. 안테나 엘리멘트는 패치 방사체를 포함할 수 있다. 패치의 면에 안테나 기판의 기립면의 옆면이 결합될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 도 3b와 같이, 안테나 기판의 옆면을 수용하기 위한 구조물(예: 홈 형태)이 안테나 엘리멘트에 형성될 수 있다. 각 안테나 엘리멘트는 두 개의 안테나 기판들, 즉, 제1 편파를 위한 제2 안테나 기판 및 제2 편파를 위한 제2 안테나 기판과 결합되기 위한 구조를 가질 수 있다. 한편, 도 3b에 도시된 구조는 일 실시 예일 뿐, 본 개시의 다른 실시 예들을 제한하는 것으로 해석되지는 않는다. 다른 일 실시 예에 따라, 안테나 모듈의 안테나 엘리멘트는 별도의 홈 구조 혹은 체결 구조가 없는 패치 안테나일 수도 있다.
도 4는 실시 예들에 따른 안테나 보드의 기립형 배치에 따른 예시적인 안테나 모듈의 단면도이다. 기립형 배치란, 안테나 보드가 다른 보드에 적층되는 대신, 세워져 배치되는 형태를 의미한다. 안테나 보드는, 일반 PCB처럼 하나 이상의 기판층들로 구성될 수 있다. 안테나 보드의 기립형 배치에 따른 안테나 모듈은 기립형 안테나 모듈로 지칭될 수 있다.
도 4를 참고하면, 안테나 모듈의 측면도(410) 및 안테나 모듈의 정면도(430)가 도시된다. 측면도(410)을 참고하면, 안테나 모듈은 서브 어레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 서브 어레이는 6 x 1 서브 어레이일 수 있다. 안테나 모듈은 복수의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 안테나 모듈은 제1 안테나 엘리멘트(411a), 제2 안테나 엘리멘트(411c), 제3 안테나 엘리멘트(411b), 제4 안테나 엘리멘트(411d), 제5 안테나 엘리멘트(411e), 및 제6 안테나 엘리멘트(411f)를 포함할 수 있다. 필터로부터 출력되는 RF 신호는 각 안테나 엘리멘트에게 전달될 수 있다. RF 신호를 각 안테나 엘리멘트에게 급전하기 위한 급전 회로는 PCB(415) 및 기립형 안테나 보드(420)에 걸쳐 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따라, PCB(415)는 캘리브레이션 네트워크 PCB를 포함할 수 있다. 캘르브레이션 네트워크에서 발생하는 전자기 신호를 차폐하기 위하여, 쉴드 캡(418)이 PCB(415) 및 기립형 안테나 보드(420)에 걸쳐 배치될 수 있다. 이 때, 기립형 안테나 보드(420)는 실질적으로는 수직으로 실장될 수 있다. PCB(415)의 일 면 상에 쉴드 캡(418)이 형성되는 영역과 별도로 기립형 안테나 보드(420)이 실장될 수 있다. PCB(415)의 일 면 상에 안테나 PCB가 적층되는 경우보다 안테나 PCB가 세워져 배치되는 경우, 안테나 PCB의 실장 영역이 감소하기 때문에, 여유 영역이 보다 많이 존재하게 된다. 기판층과 기판층이 적층되는 구조가 아니라, 기판층이 기판층과 수직으로 배치되기 때문에, 쉴드 캡(418)이 형성되는 영역은 안테나 엘리멘트들의 공간에 상대적으로 적은 영향을 미친다.
정면도(430)을 참고하면, 안테나 엘리멘트(411a)의 결합 면을 기준으로, 제1 안테나 기판(420a) 및 제2 안테나 기판(420b)이 세워진 형태로 배치된다. 세워진 형태란, 안테나 기판의 실장 면이 다른 기판(혹은 PCB)의 실장 면과 평행하지 않고 실질적으로 수직으로 배치되는 것을 의미할 수 있다. 제1 안테나 기판(420a)는 제1 편파를 위한 안테나 기판일 수 있다. 제1 안테나 기판(420a)는 제1 편파의 신호 전달을 위한 급전선(416a)이 실장될 수 있다. 제1 안테나 기판(420a)의 제1 급전선(416a)이 실장되는 면은 기립면일 수 있다. 기립면은 보드(415)의 표면과 안테나 엘리멘트(411a)의 결합면 사이에서 직으로 위치할 수 있다. 제1 필터(417a)는 제1 편파의 신호를 출력할 수 있다. 제1 필터(417a)는 제1 급전선(416a)을 통해 안테나 엘리멘트(411a)에게 제1 편파의 신호를 전달할 수 있다. 제2 안테나 기판(420b)는 제2 편파를 위한 안테나 기판일 수 있다. 제2 안테나 기판(420b)는 제2 편파의 신호 전달을 위한 급전선(416b)이 실장될 수 있다. 제2 안테나 기판(420b)의 급전선(416b)이 실장되는 면은 기립면일 수 있다. 기립면은 보드(415)의 표면과 안테나 엘리멘트(411a)의 결합면 사이에서 수직으로 위치할 수 있다. 제2 필터(417b)는 제2 편파의 신호를 출력할 수 있다. 제2 필터(417b)는 제2 급전선(416b)을 통해 안테나 엘리멘트(411a)에게 제2 편파의 신호를 전달할 수 있다.
도 5a, 5B, 5C, 및 도 5d(도 5A 내지 도 5D로 참조될 수 있다)는 실시 예들에 따른 안테나 보드의 기립형 배치에 따른 예시적인 안테나 모듈의 단면도들이다. 안테나 기판(안테나 보드)의 일 면이 PCB의 일 면 대비 세워진 형태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 각 안테나 엘리멘트와 PCB 사이에서 적어도 하나의 안테나 기판이 수직적으로(vertically) 실장될 수 있다. 이하, 도 5a 내지 도 5d를 통해, 본 개시의 실시 예들에 따른 기립형 안테나 모듈의 예들이 서술된다. 그러나, 본 개시의 실시 예들이 도 5a 내지 도 5d를 통해 서술되는 예들로 제한 해석되지 않는다. 안테나 기판이 세워진 형태로 실장(예: 수직 실장)되는 구조를 포함한 안테나 모듈이라면, 본 개시의 실시 예로써 이해될 수 있다.
도 5a를 참고하면, 안테나 모듈(510)은 안테나(511a, 511b, 511c, 511d, 511e, 511f), 안테나 PCB(513), 금속 기판(515), 캘리브레이션 네트워크 PCB(517), 필터(519)를 포함할 수 있다. 안테나 모듈(510)은 (511a, 511b, 511c, 511d, 511e, 511f), 안테나 PCB(513), 금속 기판(515), 캘리브레이션 네트워크 PCB(517), 필터(519) 순으로 적층되는 구조를 가질 수 있다. 필터로부터 출력되는 RF 신호를 안테나까지 전달하기 위한 급전선(514)이 안테나 PCB(513), 금속 기판(515), 캘리브레이션 네트워크 PCB(517)를 거쳐 실장될 수 있다. RF 부품들은 조립시마다 공차가 발생한다. 공차 해소를 위해, 공진기와 튜닝 볼트(516) 간의 간격을 조절함으로써 캐패시턴스 값을 조절함으로써, 필터의 공진기가 튜닝될 수 있다. 튜닝 볼트(516)가 금속 기판(515), 캘리브레이션 네트워크 PCB(517), 필터(519)에 걸쳐 배치될 수 있다.
이 때, 튜닝 볼트(516)의 길이가 보다 길어지거나, 많은 수의 안테나들을 커버하기 위해 안테나 PCB(513)의 적층 구조가 두꺼워지는 경우, 설계 제약이 발생할 수 있다. 이를 해소하기 위해, 본 개시의 실시 예들에 따른 기립형 안테나 보드가 제안된다. 안테나 PCB(520)는 금속 기판(515)를 기준으로 세워진 형태로 배치될 수 있다. 즉, 안테나 PCB(520)는 표면을 기준으로 수직 실장된 형태로 배치될 수 있다.
측면도에서는 하나의 안테나 PCB(520)가 도시되었으나, 본 개시의 실시 예들은 이에 한정되지 않는다. 안테나 모듈은 두 개의 안테나 기판들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나 모듈을 정면에서 바라볼 때, 제1 안테나 기판(520a) 및 제2 안테나 기판(520b)이 금속 기판(515) 및 안테나 엘리멘트(511a) 사이에서 세워진 형태로 배치될 수 있다. 세워진 형태는, 제1 안테나 기판(520a)의 실장면(혹은 기립면)이 금속 기판(515) 및 안테나 (511a)를 잇도록 배치된 구조를 의미한다. 예를 들어, 세워진 형태는, 제2 안테나 기판(520b)의 실장면(혹은 기립면)이 금속 기판(515) 및 안테나 엘리멘트(511a)를 잇도록 배치된 구조를 의미한다. 정면도에서는 하나의 안테나(511a)만이 도시되었으나, 본 개시의 실시 예들은 이에 한정되지 않는다. 일 실시 예에 따라, 두 안테나 기판들이 마주보는(실질적으로 평행하는) 배치를 통해, 두 안테나 기판들은 안테나 엘리멘트들 각각과 결합할 수 있다. 제1 안테나 기판(520a)은 제1 편파의 신호 전달을 위한 하나 이상의 급전선들을 포함할 수 있다. 제2 안테나 기판(520b)은 제2 편파의 신호 전달을 위한 하나 이상의 급전선들을 포함할 수 있다. 제1 편파의 신호 처리를 위한 제1 RF 필터(519a)가 캘리브레이션 네트워크 PCB(517)의 일 면에 배치될 수 있다. 제2 편파의 신호 처리를 위한 제2 RF 필터(519b)가 캘리브레이션 네트워크 PCB(517)의 일 면에 배치될 수 있다.
도 5b를 참고하면, 안테나 모듈(530)은 안테나(531a, 531b, 531c), 안테나 PCB(533), 금속 기판(535), 필터(539)를 포함할 수 있다. 안테나 모듈(530)은 (531a, 531b, 531c, 531d, 531e, 531f), 안테나 PCB(533), 금속 기판(535), 필터(539) 순으로 적층되는 구조를 가질 수 있다. 필터로부터 출력되는 RF 신호를 안테나까지 전달하기 위한 급전선(534)이 안테나 PCB(533), 금속 기판(535), 캘리브레이션 네트워크 PCB(517)를 거쳐 실장될 수 있다. 튜닝 볼트(536)가 금속 기판(535), 필터(539)에 걸쳐 배치될 수 있다. 도 5a와 마찬가지로, 튜닝 볼트(536)의 길이가 보다 길어지거나, 많은 수의 안테나들을 커버하기 위해 안테나 PCB(533)의 적층 구조가 두꺼워지는 경우, 설계 제약이 발생할 수 있다. 이를 해소하기 위해, 본 개시의 실시 예들에 따른 기립형 안테나 보드가 제안된다. 안테나 PCB(540)는 금속 기판(515)를 기준으로 세워진 형태로 배치될 수 있다. 즉, 안테나 PCB(540)는 표면을 기준으로 수직 실장된 형태로 배치될 수 있다.
서브 어레이 기술의 효율을 높이기 위해, 안테나 모듈은 더 많은 수의 안테나 엘리멘트들을 수용하도록 구성될 수 있다. 안테나 PCB(533)를 단순히 적층하는 대신, 안테나 PCB(540)를 수직으로 세워 배치시킴으로써, 안테나 모듈은 보다 많은 수의 안테나 엘리멘트들을 커버할 수 있다. 적층되는 기판 사이에 급전선을 형성하는 것이 아니라, 수직 실장되는 안테나 PCB(540)의 일 면에 급전선이 형성됨으로써, 안테나 모듈은 보다 많은 안테나 엘리멘트들(혹은 서브 어레이의 안테나 엘리멘트들)을 수용할 수 있다.
측면도에서는 하나의 안테나 PCB(540)가 도시되었으나, 본 개시의 실시 예들은 이에 한정되지 않는다. 안테나 모듈은 두 개의 안테나 기판들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나 모듈을 정면에서 바라볼 때, 제1 안테나 기판(540a) 및 제2 안테나 기판(540b)이 금속 기판(535) 및 안테나 엘리멘트(531a) 사이에서 세워진 형태로 배치될 수 있다. 제1 안테나 기판(540a)은 제1 편파의 신호 전달을 위한 하나 이상의 급전선들을 포함할 수 있다. 제2 안테나 기판(540b)은 제2 편파의 신호 전달을 위한 하나 이상의 급전선들을 포함할 수 있다. 제1 편파의 신호 처리를 위한 제1 RF 필터(539a)가 금속 기판(535)의 일 면에 배치될 수 있다. 제2 편파의 신호 처리를 위한 제2 RF 필터(539b)가 금속 기판(535)의 일 면에 배치될 수 있다.
도 5c를 참고하면, 안테나 모듈(550)은 안테나(551a, 551b, 551c, 551d, 551e, 551f), 안테나 PCB(553), 캘리브레이션 네트워크 PCB(557), 필터(559)를 포함할 수 있다. 안테나 모듈(550)은 (551a, 551b, 551c, 551d, 551e, 551f), 안테나 PCB(553), 캘리브레이션 네트워크 PCB(557), 필터(559) 순으로 적층되는 구조를 가질 수 있다. 필터로부터 출력되는 RF 신호를 안테나까지 전달하기 위한 급전선(554)이 안테나 PCB(553), 캘리브레이션 네트워크 PCB(557)를 거쳐 실장될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 필터(559)는 세라믹 필터일 수 있다. 캘리브레이션 네트워크 PCB(557)에 따른 전자기 잡음 제거 혹은 전자기 잡음의 감소를 위해, 안테나 모듈은 쉴드 캡(556)을 포함할 수 있다. 쉴드 캡(556)은 캘리브레이션 네트워크 PCB(557), 안테나 PCB(553)에 걸쳐 배치될 수 있다. 이 때, 안테나 PCB(553)는 안테나(551a, 551b, 551c, 551d, 551e, 551f) 뿐만 아니라, 각 안테나를 위한 급전선들을 포함한다. 안테나 PCB(553)에 포함되는 급전선과 쉴드 캡(556)의 영역이 중첩되지 않도록 설계가 요구되므로, 쉴드 캡(556)의 배치는 안테나 PCB(553) 제작에 영향을 미친다. 이를 해소하기 위해, 본 개시의 실시 예들에 따른 기립형 안테나 보드가 제안된다. 안테나 PCB(560)는 캘리브레이션 네트워크 PCB(557)를 기준으로 세워진 형태로 배치될 수 있다. 즉, 안테나 PCB(560)는 표면을 기준으로 수직 실장된 형태로 배치될 수 있다.
측면도에서는 하나의 안테나 PCB(560)가 도시되었으나, 본 개시의 실시 예들은 이에 한정되지 않는다. 안테나 모듈은 두 개의 안테나 기판들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나 모듈을 정면에서 바라볼 때, 제1 안테나 기판(560a) 및 제2 안테나 기판(560b)이 캘리브레이션 네트워크 PCB(557) 및 안테나 엘리멘트(551a) 사이에서 세워진 형태로 배치될 수 있다. 세워진 형태는, 제1 안테나 기판(560a)의 실장면(혹은 기립면)이 캘리브레이션 네트워크 PCB(557) 및 안테나 (551a)를 잇도록 배치된 구조를 의미한다. 예를 들어, 세워진 형태는, 제2 안테나 기판(560b)의 실장면(혹은 기립면)이 캘리브레이션 네트워크 PCB(557) 및 안테나 엘리멘트(551a)를 잇도록 배치된 구조를 의미한다. 정면도에서는 하나의 안테나(551a)만이 도시되었으나, 본 개시의 실시 예들은 이에 한정되지 않는다. 일 실시 예에 따라, 두 안테나 기판들이 마주보는(실질적으로 평행하는) 배치를 통해, 두 안테나 기판들은 안테나 엘리멘트들 각각과 결합할 수 있다. 제1 안테나 기판(560a)은 제1 편파의 신호 전달을 위한 하나 이상의 급전선들을 포함할 수 있다. 제2 안테나 기판(560b)은 제2 편파의 신호 전달을 위한 하나 이상의 급전선들을 포함할 수 있다. 제1 편파의 신호 처리를 위한 제1 RF 필터(559a)가 캘리브레이션 네트워크 PCB(557)의 일 면에 배치될 수 있다. 제2 편파의 신호 처리를 위한 제2 RF 필터(559b)가 캘리브레이션 네트워크 PCB(557)의 일 면에 배치될 수 있다.
도 5d를 참고하면, 안테나 모듈(570)은 안테나(571a, 571b, 571c, 571d, 571e, 571f), 안테나 PCB(573), 금속 기판(575), 필터(579)를 포함할 수 있다. 안테나 모듈(570)은 (571a, 571b, 571c, 571d, 571e, 571f), 안테나 PCB(573), 금속 기판(575), 필터(579) 순으로 적층되는 구조를 가질 수 있다. 필터로부터 출력되는 RF 신호를 안테나까지 전달하기 위한 급전선(574)이 안테나 PCB(573), 금속 기판(575), 캘리브레이션 네트워크 PCB(517)를 거쳐 실장될 수 있다. 튜닝 볼트(576)가 금속 기판(575), 필터(579)에 걸쳐 배치될 수 있다. 도 5a와 마찬가지로, 튜닝 볼트(576)의 길이가 보다 길어지거나, 많은 수의 안테나들을 커버하기 위해 안테나 PCB(573)의 적층 구조가 두꺼워지는 경우, 설계 제약이 발생할 수 있다. 이를 해소하기 위해, 본 개시의 실시 예들에 따른 기립형 안테나 보드가 제안된다. 안테나 PCB(540)는 금속 기판(515)를 기준으로 세워진 형태로 배치될 수 있다. 즉, 안테나 PCB(540)는 표면을 기준으로 수직 실장된 형태로 배치될 수 있다.
도 5b와 비교할 때, 보다 많은 수의 안테나 엘리멘트들을 커버하기 위해 안테나 PCB에서 적층되는 기판층들의 수가 많아질 수 있다. 안테나 PCB(573)가 두꺼워지는 대신, 안테나 PCB(580)를 수직으로 세워 배치시킴으로써, 안테나 모듈은 보다 많은 수의 안테나 엘리멘트들을 커버할 수 있다. 본 개시의 실시 예들에 따른 기립형 안테나 보드를 통해, 안테나 모듈에서 동일한 개수의 안테나 엘리멘트들(혹은 서브 어레이의 안테나 엘리멘트들)을 수용하기 위해 요구되는 PCB의 제작 비용이 감소할 수 있다.
측면도에서는 하나의 안테나 PCB(580)가 도시되었으나, 본 개시의 실시 예들은 이에 한정되지 않는다. 안테나 모듈은 두 개의 안테나 기판들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나 모듈을 정면에서 바라볼 때, 제1 안테나 기판(580a) 및 제2 안테나 기판(580b)이 금속 기판(575) 및 안테나 엘리멘트(571a) 사이에서 세워진 형태로 배치될 수 있다. 제1 안테나 기판(580a)은 제1 편파의 신호 전달을 위한 하나 이상의 급전선들을 포함할 수 있다. 제2 안테나 기판(580b)은 제2 편파의 신호 전달을 위한 하나 이상의 급전선들을 포함할 수 있다. 제1 편파의 신호 처리를 위한 제1 RF 필터(579a)가 금속 기판(575)의 일 면에 배치될 수 있다. 제2 편파의 신호 처리를 위한 제2 RF 필터(579b)가 금속 기판(575)의 일 면에 배치될 수 있다.
도 5a 내지 도 5d에서는 안테나 PCB(혹은 안테나 기판)이 세워져 실장되는 기준 면은 금속 기판 혹은 캘리브레이션 네트워크 PCB로 서술되었다. 그러나, 금속 기판 및 캘리브레이션 네트워크 PCB는 기판 층의 예시일 뿐, 다양한 용도의 기판들 혹은 PCB들이 안테나 PCB의 넓은 면의 기립(standing) 실장을 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 필터는 캘리브레이션 네트워크 PCB의 일 면 외에 다른 면에 배치될 수 있다. 또한, 예를 들어, 안테나 PCB는 단순한 금속 기판 외에 메인 보드와 같은 RU 보드에 세워진 형태로 수직 실장될 수도 있다. 즉, PCB, 기판, 보드 등의 용어 앞에 수식되는 기능적인 용어로 인해 본 개시의 기립형 안테나 보드가 배치되는 안테나 모듈의 예들이 한정되지 않는다.
도 6은 실시 예들에 따른 안테나 보드의 기립형 배치에 따른 예시적인 안테나 모듈의 측면도이다. 안테나 기판(안테나 보드)의 일 면이 PCB의 일 면 대비 세워진 형태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 각 안테나 엘리멘트와 PCB 사이에서 적어도 하나의 안테나 기판이 수직적으로(vertically) 실장될 수 있다.
도 6을 참고하면, 안테나 모듈은 안테나 기판(613)을 포함할 수 있다. 안테나 기판(613)은 PCB(615)에 세워진 형태로 실장될 수 있다. 안테나 기판(613)은 안테나 엘리멘트들(611a, 611b, 611c) 각각에 신호 전달을 위한 급전선들을 포함할 수 있다. 안테나 기판(613)은 급전선이 실장되는 일 면과 PCB(615)의 일 면이 수직을 형성하도록 배치될 수 있다. 상기 PCB(615)의 일 면에 반대되는 면에 적어도 하나의 필터(617a, 617b)가 배치될 수 있다. PCB(615)는 회로의 성능 측정을 위한 캘리브레이션 네트워크 PCB를 포함할 수 있다. 신호의 잡음 제거를 위해, 안테나 모듈은 쉴드 캡(624)을 더 포함할 수 있다. 쉴드 캡(624)는 PCB(615)를 관통하도록 배치될 수 있다. 쉴드 캡(624)으로 인해, PCB(615)의 일 면에 돌출부가 형성될 수 있다. 본 개시의 실시 예들에 따를 때, 안테나 기판(613)의 넓은 표면이 PCB(615)에 적층되는 것이 아니라 PCB(615)에 세워진 형태로 실장되기 때문에, 상기 돌출부로 인한 영향이 최소화 및/또는 감소될 수 있다. 안테나 엘리멘트들 및 각 안테나 엘리멘트를 위한 급전 회로는 상기 돌출부의 위치와 독립적으로 배치될 수 있다. 안테나 모듈은 안테나 기판(633)을 포함할 수 있다. 안테나 기판(633)은 PCB(635)에 세워진 형태로 실장될 수 있다. 안테나 기판(633)은 안테나 엘리멘트들(631a, 631b, 631c) 각각에 신호 전달을 위한 급전선들을 포함할 수 있다. 안테나 기판(633)은 급전선이 실장되는 일 면과 PCB(635)의 일 면이 수직을 형성하도록 배치될 수 있다. 상기 PCB(635)의 일 면에 반대되는 면에 적어도 하나의 필터(637a, 637b)가 배치될 수 있다. PCB(635)는 캘리브레이션 네트워크 PCB를 포함할 수 있다. PCB(635)에 걸쳐 돌출부(644, 646)이 형성될 수 있다.
안테나 모듈을 측면에서 바라볼 때, 돌출부(644, 646)가 안테나 엘리멘트로의 신호 급전을 위한 급전선 혹은 안테나 엘리멘트의 위치와 중첩될 수 있다. 그러나, 도 3a와 같은 사시도에서 바라 볼때에는 공간적으로 구별되는 위치에 존재하게 된다. 안테나 기판(633)이 PCB(635)의 일 면에 관하여 수직으로 실장되기 때문에, PCB(635)의 일 면에 여유 공간이 많아진다. 많은 여유 공간은 설계의 자유도를 높이므로, 본 개시의 실시 예들은 설계 변경에 필요한 시간 및 노력의 감소를 제공할 수 있다. 또한, 적층 구조에 따른 실장 대비 절대적인 PCB의 부피 및 면적이 감소할 수 있어, 재료비 또한 절감된다.
도 7은 실시 예들에 따른 안테나 보드의 기립형 배치에 따른 예시적인 안테나 모듈의 도면이다. 도 7에서는 안테나 모듈 제작 시 설계 제약에 따른 배치 방안이 서술된다.
도 7을 참고하면, 안테나 모듈은 제1 안테나(711a) 및 제2 안테나(711b)를 포함할 수 있다. 제1 안테나(711a) 및 제2 안테나 (711b)는 서브 어레이를 구성하는 안테나 엘리멘트들 중 일부를 나타낸다. 안테나 PCB(720)의 실장면(혹은 기립면)의 옆면은, 서브 어레이의 안테나 엘리멘트들 각각과 접촉하도록 배치된다. 안테나 PCB(720)의 실장면에 각 안테나의 급전선(712)이 배치된다. 제1 안테나(711a)를 위한 급전선(712) 및 제2 안테나(711b)를 위한 급전선(712)이 안테나 PCB(720)의 실장면에 배치된다. 안테나 PCB(720)는 세워진 형태로 캘리브레이션 네트워크 PCB(715)에 실장된다. 각 안테나의 급전선(712)은 캘리브레이션 네트워크 PCB(715)를 거쳐 필터(717)에 연결된다. 신호를 송신하는 경우, 필터(717)의 출력은 급전선(712)을 걸쳐 안테나로 방사된다. 신호를 수신하는 경우, 안테나를 통해 획득된 무선 신호는 급전선(712)을 걸쳐 필터(717)로 전달된다.
일 실시 예에 따라, 필터(717)의 공진을 조절하기 위해 튜닝 볼트(714)가 요구될 수 있다. 튜닝 볼트(714)는 스크류를 통해, 필터(717)의 오차에 따른 캐패시턴스 변화를 제어하도록 구성될 수 있다. 튜닝 볼트(714)는 필터(717)를 통과하여, 캘리브레이션 네트워크 PCB(715) 면에 돌출 영역을 형성할 수 있다. 이 때, 안테나 PCB(720)는 튜닝 볼트(714)의 돌출 영역보다 앞 혹은 뒤에 실장될 수 있다. 예를 들어, 도 3a와 같이 안테나 PCB들(311a, 311b) 바깥으로 튜닝 볼트의 돌출 영역이 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 안테나 PCB(720)는, 안테나 PCB(720)의 실장면의 측면이 상기 돌출 영역을 피하여 캘리브레이션 네트워크 PCB(715)와 결합되도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 캘리브레이션 네트워크 PCB로 인한 잡음 영향을 최소화 및/또는 줄이기 위해, 캐패시터가 추가적으로 배치될 수 있다. 이러한 캐패시터는 쉴드 캡(716a, 716b)를 포함할 수 있다. 쉴드 캡(716a, 716b)은 캘리브레이션 네트워크 PCB(715)를 관통하여 형성될 수 있다. 쉴드 캡(716a, 716b)은 캘리브레이션 네트워크 PCB(715) 면에 돌출 영역을 형성할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 안테나 PCB(720)는, 안테나 PCB(720)의 실장면의 측면이 상기 돌출 영역을 피하여 캘리브레이션 네트워크 PCB(715)와 결합되도록 배치될 수 있다.
도 8은 실시 예들에 따른 안테나 보드의 기립형 배치에 따른 안테나 모듈의 예들을 나타내는 도면이다. 도 3a 내지 도 7에서는 이중 편파 안테나를 위해 두 개의 안테나 PCB들이 안테나 엘리멘트 및 캘리브레이션 네트워크 PCB에 수직으로 실장되는, 기립형 안테나 모듈이 예로 서술되었다. 이하, 도 8에서는 기립형 안테나 모듈의 변형 예들이 서술된다.
도 8을 참고하면, 제1 예(810)에서, 안테나는 이중 편파 안테나를 포함할 수 있다. 제1 편파를 위한 제1 필터 및 제2 편파를 위한 제2 필터가 캘리브레이션 네트워크 PCB에 배치될 수 있다. 제1 필터는 캘리브레이션 네트워크 PCB 및 제1 안테나 PCB에 걸쳐 형성된 급전선을 안테나 엘리멘트에게 RF 신호를 전달할 수 있다. 제2 필터는, 캘리브레이션 네트워크 PCB 및 제2 안테나 PCB에 걸쳐 형성된 급전선을 통해 안테나 엘리멘트에게 RF 신호를 전달할 수 있다. 제1 안테나 PCB와 제2 안테나 PCB가 수직으로 세워진 형태로 실장될 수 있다.
제2 예(820)에서, 안테나는 단일 편파 안테나를 포함할 수 있다. 하나의 필터가 서브 어레이를 위해 캘리브레이션 네트워크 PCB에 배치될 수 있다. 필터는 캘리브레이션 네트워크 PCB 및 안테나 PCB에 걸쳐 형성된 급전선을 RF 신호를 전달할 수 있다. 제1 예(810)와 달리 하나의 안테나 기판이 패치 안테나에 수직하는 방향으로, 캘리브레이션 네트워크 PCB에 실장될 수 있다.
제3 예(830)에서, 안테나 PCB가 수직으로 실장되는 것과 달리, 안테나 PCB는 수평으로 실장되나, 급전선이 수직으로 형성될 수 있다. 제3 예(830)에서 이중 편파 안테나가 예로 도시되었으나, 단일 편파에도 마찬가지로 제3 예(830)의 실시 예가 적용될 수 있다. 안테나 PCB의 실장면은 캘리브레이션 네트워크 PCB의 실장면과 실질적으로 평행할 수 있다. 안테나 PCB는 캘리브레이션 네트워크 PCB에 실장될 수 있다. 안테나 PCB에 각 편파의 신호를 위한 급전선이 배치될 수 있다. 급전선은 필터, 캘리브레이션 네트워크 PCB, 안테나 PCB를 거쳐, 안테나 엘리멘트에게 연결된다. 이 때, 안테나 엘리멘트는 안테나 PCB의 실장면과 일정 거리 이격된 상태에 위치할 수 있다. 급전선은 도전성 재질로, 안테나 엘리멘트에게 전기적 신호를 전달하도록 구성될 수 있다. 이 때, 급전선은 일정 높이를 갖도록 형성될 수 있다. 안테나 엘리멘트가 안테나 PCB의 실장면으로부터 일정 거리 이격됨에 따라, 쉴드 캡 혹은 튜닝 볼트와 같은 공간 제약의 영향이 감소할 수 있다.
도 8에서는 안테나 PCB와 캘리브레시연 네트워크 PCB가 금속 기판 없이 결합되는 일체형 안테나 모듈 구조가 예로 서술되었으나, 본 개시의 실시 예들은 이에 한정되지 않는다. 도 8에 도시된 변형은 분리형인 기립형 안테나 모듈에게도 동일한 방식으로 적용될 수 있다.
도 9는 실시 예들에 따른 안테나 보드의 기립형 배치에 따른 안테나 모듈의 제조 과정의 예를 나타내는 도면이다.
도 9를 참고하면, 하나 이상의 안테나 기판들(911) 및 안테나 엘리멘트들(913)이 결합할 수 있다. 서브 어레이를 위한 안테나 엘리멘트들(913) 각각에 제1 편파를 위한 안테나 기판(911)과 제2 편파를 위한 안테나 기판(911)이 수직으로 결합할 수 있다. 서브 어레이 별 안테나 엘리멘트들 및 안테나 기판의 결합은 안테나 조립체(920)로 지칭될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 안테나 조립체(920)는 2개의 안테나 기판들을 포함할 수 있다. 각 안테나 기판은 서로 다른 편파에 대응할 수 있다. 서로 다른 편파의 신호를 급전하도록, 2개의 안테나 기판들이 각 안테나 엘리멘트와 수직으로 결합될 수 있다. 기판이 수직으로 결합된다는 의미는, 예를 들어, 안테나 기판들의 실장면(혹은 기립면)이 서로 마주보고, 실장면의 옆면이 안테나 엘리멘트와 보드(930)과 결합하는 것을 의미한다. 보드(930)에 안테나 조립체들이 실장될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 안테나 조립체들 각각은 보드(930)에 SMT(surface mounted technology) 기반으로 실장될 수 있다. 안테나 모듈(940)은 안테나 조립체들이 보드(930)에 SMT 방식으로 부착된 복수의 안테나 조립체들을 포함할 수 있다.
도 10a는 실시 예들에 따른 안테나 보드의 기립형 배치에 따른 안테나 모듈의 예를 나타내는 사시도이다. 안테나 보드는 제1 편파를 위한 제1 안테나 기판과 제2 편파를 위한 제2 안테나 기판을 포함할 수 있다. 제1 안테나 기판이 실장 보드를 기준으로 세워진 형태로 배치될 수 있다. 제2 안테나 기판이 실장 보드를 기준으로 세워진 형태로 배치될 수 있다.
도 10a를 참고하면, 안테나 모듈(1000)은 복수의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 복수의 안테나 엘리멘트들은 적어도 서브 어레이를 형성할 수 있다. 도 10a에서는 3 x 1 서브 어레이가 12개 배치된 안테나 모듈이 예로 서술된다. 서브 어레이는 제1 안테나 엘리멘트(1011a), 제2 안테나 엘리멘트(1011b), 제3 안테나 엘리멘트(1011c)를 포함할 수 있다. 서브 어레이를 위해, 두 개의 안테나 기판들이 배치될 수 있다. 두 개의 안테나 기판들은 제1 편파를 위한 제1 안테나 기판(1020a)과 제2 편파를 위한 제2 안테나 기판(1020b)을 포함할 수 있다. 서브 어레이의 각 안테나 엘리멘트에 대한 지지 구조물로써, 두 안테나 기판들이 기판(1015)에 세워진 형태로 배치될 수 있다. 기판(1015)은 RU(radio unit) 보드로써, RF 구성요소들(1014)을 포함할 수 있다. 기판(1015)은 금속 기판을 포함할 수 있다. 기판(1015)은 캘리브레이션 네트워크 PCB를 포함할 수 있다. 기판(1015)은 그라운드 회로를 포함할 수 있다. 급전선을 포함하는 기판들이 그라운드 면을 기준으로 수직 방향으로 서 있는 형태로 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 제1 안테나 기판(1020a) 및 제2 안테나 기판(1020b)은 마주보도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나 기판(1020a) 및 제2 안테나 기판(1020b)은 실질적으로 평행하게 배치될 수 있다. 이중 편파의 급전을 위해 기판들이 X 자로 배치되는 것이 아니라, 기판들이 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 각 안테나 엘리멘트의 방사면과 수직을 형성하도록, 제1 안테나 기판(1020a) 및 제2 안테나 기판(1020b)은 세워진 형태로 각 안테나 엘리멘트와 결합될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 두 개의 안테나 기판들은, 하나의 안테나 엘리멘트의 급전을 위해서만 결합되는 것이 아니라, 서브 어레이의 안테나 엘리멘트들에 걸쳐서 급전을 제공하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 10a에 도시된 바와 같이, 서브 어레이의 안테나 엘리멘트들 각각은 제1 안테나 기판(1020a) 및 제2 안테나 기판(1020b) 모두와 결합할 수 있다. 이를 통해, 개별적인 안테나 엘리멘트만을 위한 신호 공급과 달리, 서브 어레이를 위한 급전선들이 하나의 안테나 PCB를 통해 형성됨으로써, 생산 비용이 감소할 수 있다. 또한, 본 개시의 실시 예들에 따른 제1 안테나 기판(1020a) 및 제2 안테나 기판(1020b)은, 동일한 RF 신호 전달을 위한 서브 어레이 기술 구현 시, 개별 PCB를 통해 각 안테나 엘리멘트로 급전시키는 것보다 오차를 줄일 수 있다.
도 10b는 실시 예들에 따른 안테나 보드의 기립형 배치를 포함하는 전자 장치의 예시적인 기능적 구성을 나타내는 도면이다. 전자 장치(110)는, 도 1의 기지국(110) 혹은 단말(120) 중 하나일 수 있다. 일 실시 예에 따라, 전자 장치(110)는 MMU일 수 있다. 도 1 내지 도 10a를 통해 언급된 안테나 구조 자체 뿐만 아니라,이를 포함하는 전자 장치 또한 본 개시의 실시 예들에 포함된다. 효율적인 안테나 엘리멘트들의 배치를 위해, 전자 장치(110)는 기립형 안테나 모듈을 포함할 수 있다.
도 10b를 참고하면, 전자 장치(110)의 예시적인 기능적 구성이 도시된다. 전자 장치(110)은 안테나부(예를 들어, 적어도 하나의 안테나)(1061), 필터부(예를 들어, 적어도 하나의 필터)(1062), RF(radio frequency) 처리부(예를 들어, RF 회로)(1063), 프로세서(예를 들어, 처리 회로)(1064)를 포함할 수 있다.
안테나부(1061)는 다수의 안테나들을 포함할 수 있다. 안테나는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 안테나는 서브스트레이트(예: PCB)의 옆면에 배치되는 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 실시 예들에서, 안테나부(1061)는 복수의 안테나 엘리멘트들이 열(array)을 이루는 안테나 어레이(antenna array)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 서브 어레이 기술이 이용될 수 있다. 안테나 어레이는 복수의 서브 어레이들을 포함할 수 있다. 서브 어레이는 다수의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서브 어레이는 2개의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, 서브 어레이는 3개의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, 서브 어레이는 6개의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 안테나부(1061)는 RF 신호선들을 통해 필터부(1062)와 전기적으로 연결될 수 있다.
안테나부(1061)는 안테나 엘리멘트들 각각에 수직으로 실장되는 안테나 PCB를 포함할 수 있다. 안테나 PCB는 각 안테나 엘리멘트와 필터부(1062)의 필터를 연결하는 복수의 RF 신호선들을 포함할 수 있다. 이러한 RF 신호선들은 급전 네트워크(feeding network)로 지칭될 수 있다. 일 예로, 안테나 PCB의 실장면에 급전 네트워크를 위한 패턴이 형성될 수 있다. 안테나부(1061)는 수신된 신호를 필터부(1062)에 제공하거나 필터부(1062)로부터 제공된 신호를 공기중으로 방사할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 안테나부(1061)는 이중 편파 안테나를 갖는 적어도 하나의 안테나 모듈을 포함할 수 있다. 이중 편파 안테나는 일 예로, 크로스-폴(x-pol) 안테나일 수 있다. 이중 편파 안테나는 서로 다른 편파에 대응하는 2개의 안테나 엘리멘트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이중 편파 안테나는 +45°의 편파를 갖는 제1 안테나 엘리멘트와 -45°의 편파를 갖는 제2 안테나 엘리멘트를 포함할 수 있다. 편파는 +45°, -45° 외에 직교하는 다른 편파들로 형성될 수 있음은 물론이다. 각 안테나 엘리멘트는 급전선(feeding line)과 연결되고, 후술되는 필터부(1062), RF 처리부(1063), 프로세서(1064)와 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 이중 편파 안테나는 패치 안테나(혹은 마이크로스트립 안테나(microstrip antenna))일 수 있다. 이중 편파 안테나는 패치 안테나의 형태를 가짐으로써, 배열 안테나로의 구현 및 집적이 용이할 수 있다. 서로 다른 편파를 갖는 두 개의 신호들이 각 안테나 포트에 입력될 수 있다. 각 안테나 포트는 안테나 엘리멘트에 대응한다. 높은 효율을 위하여, 서로 다른 편파를 갖는 두 개의 신호들 간 코-폴(co-pol) 특성과 크로스-폴(cross-pol) 특성과의 관계를 최적화시킬 것이 요구된다. 이중 편파 안테나에서, 코-폴 특성은 특정 편파 성분에 대한 특성 및 크로스-폴 특성은 상기 특정 편파 성분과 다른 편파 성분에 대한 특성을 나타낸다.
필터부(1062)는 적어도 하나의 필터를 포함하고, 원하는 주파수의 신호를 전달하기 위해, 필터링을 수행할 수 있다. 필터부(1062)는 공진(resonance)를 형성함으로써 주파수를 선택적으로 식별하기 위한 기능을 수행할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 필터부(1062)는 구조적으로 유전체를 포함하는 공동(cavity)을 통해 공진을 형성할 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에서 필터부(1062)는 인덕턴스 또는 캐패시턴스를 형성하는 소자들을 통해 공진을 형성할 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에서, 필터부(1062)는 BAW(bulk acoustic wave) 필터 혹은 SAW(surface acoustic wave) 필터와 같은 탄성 필터를 포함할 수 있다. 필터부(1062)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(1062)는 송신을 위한 주파수 대역 또는 수신을 위한 주파수 대역의 신호를 얻기 위한 RF 회로들을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른 필터부(1062)는 안테나부(1061)와 RF 처리부(1063)를 전기적으로 연결할 수 있다.
RF 처리부(1063)는 다양한 RF 회로를 포함하는 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(1063)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(1063)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. 전자 장치(110)는 안테나 부(1061)-필터부(1062)-RF 처리부(1063) 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.
프로세서(1064)는 다양한 처리 회로를 포함하고, 전자 장치(110)의 전반적인 동작들을 제공할 수 있다. 제어부 (1064)은 통신을 수행하기 위한 다양한 모듈들을 포함할 수 있다. 프로세서(1064)는 모뎀(modem)과 같은 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 프로세서(1064)는 디지털 신호 처리(digital signal processing)을 위한 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1064)는 모뎀을 포함할 수 있다. 데이터 송신 시, 프로세서(1064)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 예를 들어, 데이터 수신 시, 프로세서(1064)은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 프로세서(1064)는 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택(protocol stack)의 기능들을 수행할 수 있다.
도 10b에서는 본 개시의 안테나 구조가 활용될 수 있는 장비로서, 전자 장치 (110)의 기능적 구성을 서술하였다. 그러나, 도 10b에 도시된 예는 도 1 내지 도 10a를 통해 서술된 본 개시의 실시 예들에 따른 안테나 모듈의 활용을 위한 예시적인 구성일 뿐, 본 개시의 실시 예들이 도 10b에 도시된 장비의 구성 요소들에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 안테나 모듈을 포함하는, 다른 구성의 통신 장비, 안테나 모듈 내 구조 자체 또한 본 개시의 실시 예로써 이해될 수 있다.
본 개시의 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 안테나 모듈은, 복수의 안테나 엘리멘트들; 제1 안테나 기판; 제2 안테나 기판; 및 PCB(printed circuit board)를 포함하고, 상기 제1 안테나 기판의 제1 측(side)은 상기 복수의 안테나 엘리멘트들 각각과 결합되고, 상기 제1 안테나 기판의 제1 측과 반대되는 제2 측은 상기 PCB와 결합되고, 상기 제2 안테나 기판의 제1 측은 상기 복수의 안테나 엘리멘트들 각각과 결합되고, 상기 제2 안테나 기판의 제1 측과 반대되는 제2 측은 상기 PCB와 결합되고, 상기 제1 안테나 기판의 상기 제1 측 및 상기 제2 측 사이의 일 면은 상기 제2 안테나 기판의 상기 제1 측 및 상기 제2 측 사이의 일 면을 향하도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 제1 안테나 기판은 제1 편파와 관련되고, 상기 제2 안테나 기판은 제2 편파와 관련되고, 상기 제2 편파는 상기 제1 편파와 직교할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 제1 안테나 기판은, 제1 RF (radio frequency) 필터 및 상기 복수의 안테나 엘리멘트들 간의 전기적 연결을 위한 제1 급전선들을 포함하고, 상기 제2 안테나 기판은, 제2 RF 필터 및 상기 복수의 안테나 엘리멘트들 간의 전기적 연결을 위한 제2 급전선들을 포함하는 안테나 모듈.
일 실시 예에 따라, 상기 복수의 안테나 엘리멘트들은 서브 어레이를 형성하고, 상기 제1 안테나 기판은 상기 서브 어레이를 위한 제1 급전 네트워크(feeding network) 회로를 포함하고, 상기 제2 안테나 기판은 상기 서브 어레이를 위한 제2 급전 네트워크 회로를 포함하는 안테나 모듈.
일 실시 예에 따라, 상기 PCB의 제1 면에, 상기 제1 안테나 기판의 상기 제2측 및 상기 제2 안테나 기판의 상기 제2측이 실장되고, 상기 PCB의 제1 면에 반대되는 제2 면에, 적어도 하나의 RF(radio frequency) 필터가 실장될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 PCB의 상기 제1 면에서, 상기 제1 안테나 기판의 상기 제2측의 실장 영역과 상기 제2 안테나 기판의 상기 제2측의 실장 영역 사이에 쉴드 캡(shield cap) 또는 튜닝 볼트(tuning bolt)에 의한 돌출 영역이 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 PCB의 상기 제1 면에서, 상기 제1 안테나 기판의 상기 제2측 및 상기 제2 안테나 기판의 상기 제2측의 실장 영역은 쉴드 캡(shield cap) 또는 튜닝 볼트(tuning bolt)에 의한 돌출 영역과 중첩되지 않을 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 PCB의 하나 이상의 층들에 걸쳐 형성되는 쉴드 캡(shield cap)을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 제1 안테나 기판의 상기 일 면은 상기 PCB의 일 면과 실질적으로 수직을 형성하도록 실장되고, 상기 제2 안테나 기판의 상기 일 면은 상기 PCB의 상기 일 면과 실질적으로 수직을 형성하도록 실장될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 PCB는 금속 기판 및 캘리브레이션 네트워크 PCB를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 PCB는 캘리브레이션 네트워크 PCB를 포함할 수 있다.
본 개시의 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 전자 장치는, 복수의 서브 어레이들을 포함하는 안테나 어레이(antenna array); 복수의 제1 안테나 기판들; 복수의 제2 안테나 기판들; 복수의 RF(radio frequency) 필터들이 배치되는 PCB(printed circuit board); 파워 서플라이(power supply)레이 및 프로세서를 포함하고, 상기 복수의 서브 어레들 중에서 서브 어레이는 복수의 안테나 엘리멘트들을 포함하고, 상기 복수의 제1 안테나 기판들은, 상기 서브 어레이에 대응하는 제1 안테나 기판을 포함하고, 상기 복수의 제2 안테나 기판들은, 상기 서브 어레이에 대응하는 제2 안테나 기판을 포함하고, 상기 제1 안테나 기판의 제1 측(side)은 상기 복수의 안테나 엘리멘트들 각각과 결합되고, 상기 제1 안테나 기판의 제1 측과 반대되는 제2 측은 상기 PCB와 결합되고, 상기 제2 안테나 기판의 제1 측은 상기 복수의 안테나 엘리멘트들 각각과 결합되고, 상기 제2 안테나 기판의 제1 측과 반대되는 제2 측은 상기 PCB와 결합되고, 상기 제1 안테나 기판의 상기 제1 측 및 상기 제2 측 사이의 일 면은 상기 제2 안테나 기판의 상기 제1 측 및 상기 제2 측 사이의 일 면을 향하도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 제1 안테나 기판은 제1 편파와 관련되고, 상기 제2 안테나 기판은 제2 편파와 관련되고, 상기 제2 편파는 상기 제1 편파와 직교할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 복수의 RF 필터들은, 상기 서브 어레이를 위한 제1 RF 필터 및 제2 RF 필터를 포함하고, 상기 제1 안테나 기판은, 상기 제1 RF 필터 및 상기 복수의 안테나 엘리멘트들 간의 전기적 연결을 위한 제1 급전선들을 포함하고, 상기 제2 안테나 기판은, 상기 제2 RF 필터 및 상기 복수의 안테나 엘리멘트들 간의 전기적 연결을 위한 제2 급전선들을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 제1 안테나 기판은 상기 서브 어레이를 위한 제1 급전 네트워크(feeding network) 회로를 포함하고, 상기 제2 안테나 기판은 상기 서브 어레이를 위한 제2 급전 네트워크 회로를 포함하는 전자 장치.
일 실시 예에 따라, 상기 PCB의 제1 면에, 상기 제1 안테나 기판의 상기 제2측 및 상기 제2 안테나 기판의 상기 제2측이 실장되고, 상기 PCB의 제1 면에 반대되는 제2 면에, 상기 적어도 하나의 RF 필터가 실장될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 PCB의 상기 제1 면에서, 상기 제1 안테나 기판의 상기 제2측의 실장 영역과 상기 제2 안테나 기판의 상기 제2측의 실장 영역 사이에 쉴드 캡(shield cap) 또는 튜닝 볼트(tuning bolt)에 의한 돌출 영역이 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 PCB의 하나 이상의 층들에 걸쳐 형성되는 쉴드 캡(shield cap)을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 제1 안테나 기판의 상기 일 면은 상기 PCB의 일 면과 실질적으로 수직을 형성하도록 실장되고, 상기 제2 안테나 기판의 상기 일 면은 상기 PCB의 상기 일 면과 실질적으로 수직을 형성하도록 실장될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 PCB는 금속 기판 및 캘리브레이션 네트워크 PCB를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 상기 PCB는 캘리브레이션 네트워크 PCB를 포함할 수 있다.
본 개시에서는 하나의 안테나 엘리멘트 또는 둘 이상의 안테나 엘리멘트들이 연결되는 서브 어레이 형태의 안테나 엘리멘트가 예로 서술되었다. 하나 이상의 안테나 엘리멘트들은, 급전 회로가 형성되는 안테나 PCB에 실장될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 하나 이상의 안테나 엘리멘트들 각각은 안테나 PCB의 급전 회로가 형성되는 일 면의 측면에서 상기 안테나 PCB와 결합될 수 있다. 안테나 엘리멘트가 결합되는 측면과 반대되는 측면에서 안테나 PCB는 필터와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 안테나 PCB와 필터 사이에 출력 파워 모니터링을 위한 캘리브레이션 네트워크가 위치할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 안테나 모듈은 안테나 PCB와 필터 사이에 기구적 평면도 및 전기적 분리를 위한 금속 기판을 더 포함할 수 있다. 다른 일 실시 예에 따라, 안테나 모듈은 안테나 PCB 및 캘리브레이션 네트워크 PCB 사이에 금속 기판이 더 포함될 수 있다.
본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(예를 들어, 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 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(예를 들어, 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 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 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 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 안테나 모듈에 있어서,
    복수의 안테나 엘리멘트들;
    제1 안테나 기판;
    제2 안테나 기판; 및
    PCB(printed circuit board)를 포함하고,
    상기 제1 안테나 기판의 제1 측(side)은 상기 복수의 안테나 엘리멘트들 각각과 결합되고, 상기 제1 안테나 기판의 제1 측과 반대되는 제2 측은 상기 PCB와 결합되고,
    상기 제2 안테나 기판의 제1 측은 상기 복수의 안테나 엘리멘트들 각각과 결합되고, 상기 제2 안테나 기판의 제1 측과 반대되는 제2 측은 상기 PCB와 결합되고,
    상기 제1 안테나 기판의 상기 제1 측 및 상기 제2 측 사이의 일 면은 상기 제2 안테나 기판의 상기 제1 측 및 상기 제2 측 사이의 일 면을 향하도록 배치되는 안테나 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 안테나 기판은 제1 편파와 관련되고,
    상기 제2 안테나 기판은 제2 편파와 관련되고,
    상기 제2 편파는 상기 제1 편파와 직교하는 안테나 모듈.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 안테나 기판은, 제1 RF(radio frequency) 필터 및 상기 복수의 안테나 엘리멘트들 간의 전기적 연결을 위한 제1 급전선들을 포함하고,
    상기 제2 안테나 기판은, 제2 RF 필터 및 상기 복수의 안테나 엘리멘트들 간의 전기적 연결을 위한 제2 급전선들을 포함하는 안테나 모듈.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 안테나 엘리멘트들은 서브 어레이를 형성하고,
    상기 제1 안테나 기판은 상기 서브 어레이를 위한 제1 급전 네트워크(feeding network) 회로를 포함하고,
    상기 제2 안테나 기판은 상기 서브 어레이를 위한 제2 급전 네트워크 회로를 포함하는 안테나 모듈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 PCB의 제1 면에, 상기 제1 안테나 기판의 상기 제2측 및 상기 제2 안테나 기판의 상기 제2측이 실장되고,
    상기 PCB의 제1 면에 반대되는 제2 면에, 적어도 하나의 RF(radio frequency) 필터가 실장되는 안테나 모듈.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 PCB의 상기 제1 면에서, 상기 제1 안테나 기판의 상기 제2측의 실장 영역과 상기 제2 안테나 기판의 상기 제2측의 실장 영역 사이에 쉴드 캡(shield cap) 또는 튜닝 볼트(tuning bolt)에 의한 돌출 영역이 배치되는 안테나 모듈.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 PCB의 하나 이상의 층들에 걸쳐 형성되는 쉴드 캡(shield cap)을 더 포함하는 안테나 모듈.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 안테나 기판의 상기 일 면은 상기 PCB의 일 면과 실질적으로 수직을 형성하도록 실장되고,
    상기 제2 안테나 기판의 상기 일 면은 상기 PCB의 상기 일 면과 실질적으로 수직을 형성하도록 실장되는 안테나 모듈.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 PCB는 금속 기판 및 캘리브레이션 네트워크 PCB를 포함하는 안테나 모듈.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 PCB는 캘리브레이션 네트워크 PCB를 포함하는 안테나 모듈.
  11. 무선 통신 시스템에서 전자 장치에 있어서,
    복수의 서브 어레이들을 포함하는 안테나 어레이(antenna array);
    복수의 제1 안테나 기판들;
    복수의 제2 안테나 기판들;
    복수의 RF(radio frequency) 필터들이 배치되는 PCB(printed circuit board);
    파워 서플라이(power supply); 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 복수의 서브 어레들 중에서 서브 어레이는 복수의 안테나 엘리멘트들을 포함하고,
    상기 복수의 제1 안테나 기판들은, 상기 서브 어레이에 대응하는 제1 안테나 기판을 포함하고,
    상기 복수의 제2 안테나 기판들은, 상기 서브 어레이에 대응하는 제2 안테나 기판을 포함하고,
    상기 제1 안테나 기판의 제1 측(side)은 상기 복수의 안테나 엘리멘트들 각각과 결합되고, 상기 제1 안테나 기판의 제1 측과 반대되는 제2 측은 상기 PCB와 결합되고,
    상기 제2 안테나 기판의 제1 측은 상기 복수의 안테나 엘리멘트들 각각과 결합되고, 상기 제2 안테나 기판의 제1 측과 반대되는 제2 측은 상기 PCB와 결합되고,
    상기 제1 안테나 기판의 상기 제1 측 및 상기 제2 측 사이의 일 면은 상기 제2 안테나 기판의 상기 제1 측 및 상기 제2 측 사이의 일 면을 향하도록 배치되는 전자 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 안테나 기판은 제1 편파와 관련되고,
    상기 제2 안테나 기판은 제2 편파와 관련되고,
    상기 제2 편파는 상기 제1 편파와 직교하는 전자 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 복수의 RF 필터들은, 상기 서브 어레이를 위한 제1 RF 필터 및 제2 RF 필터를 포함하고,
    상기 제1 안테나 기판은, 상기 제1 RF 필터 및 상기 복수의 안테나 엘리멘트들 간의 전기적 연결을 위한 제1 급전선들을 포함하고,
    상기 제2 안테나 기판은, 상기 제2 RF 필터 및 상기 복수의 안테나 엘리멘트들 간의 전기적 연결을 위한 제2 급전선들을 포함하는 전자 장치.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 안테나 기판은 상기 서브 어레이를 위한 제1 급전 네트워크(feeding network) 회로를 포함하고,
    상기 제2 안테나 기판은 상기 서브 어레이를 위한 제2 급전 네트워크 회로를 포함하는 전자 장치.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 PCB의 제1 면에, 상기 제1 안테나 기판의 상기 제2측 및 상기 제2 안테나 기판의 상기 제2측이 실장되고,
    상기 PCB의 제1 면에 반대되는 제2 면에, 상기 적어도 하나의 RF 필터가 실장되는 전자 장치.
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