KR101905507B1

KR101905507B1 - 안테나 장치 및 그를 구비하는 전자 기기

Info

Publication number: KR101905507B1
Application number: KR1020130112353A
Authority: KR
Inventors: 홍원빈; 백광현; 김윤건
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2013-09-23
Filing date: 2013-09-23
Publication date: 2018-10-10
Anticipated expiration: 2033-09-23
Also published as: WO2015041422A1; CN105580199B; KR20150032972A; CN105580199A; US20160211586A1; EP3051628A1; EP3051628A4; EP3051628B1; US9972919B2

Abstract

본 발명의 실시 예들에 따른 안테나 장치와 그를 구비하는 전자 기기는, 다수의 층(layer)들로 이루어진 회로 기판; 및 각각의 상기 층에 형성되는 복수의 비아 홀(via hole)들을 구비하고, 하나의 상기 층에서 상기 비아 홀들은 한 방향(이하, '수평 방향')으로 배열되고, 하나의 상기 층에 형성된 각 비아 홀은 다른 하나의 상기 층에 형성된 비아 홀과 정렬됨으로써, 격자형(grid type) 방사 부재를 형성할 수 있다. 본 발명에 따른 안테나 장치와 그를 구비하는 전자 기기는 다른 다양한 실시 예들을 통해서도 구현될 수 있다.

Description

안테나 장치 및 그를 구비하는 전자 기기 {ANTENNA DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE WITH THE SAME}

본 발명의 실시 예들은 전자 기기에 관한 것으로서, 예컨대, 무선 통신 기능을 구현하는 안테나 장치와 그를 구비하는 전자 기기를 개시한다.

무선 통신 기술은 상용화된 이동통신망 접속뿐만 아니라, 최근에는 와이파이(Wi-Fi) 기술로 대표되는 근거리 무선통신(wireless local area network; w-LAN), 블루투스(Bluthooth), 근접무선통신(near field communication; NFC) 등 다양한 방식으로 구현되고 있다. 이동통신 서비스는 음성 통화 중심의 1세대 이동통신 서비스로부터 4세대 이동통신망으로 진화하면서 인터넷, 멀티미디어 서비스가 가능하게 되었다. 향후에 상용화될 차세대 이동통신 서비스는 수십 GHz 이상의 초고주파 대역을 통해 제공될 것으로 전망된다.

또한, 근거리 무선통신이나 블루투스 등의 통신 규격이 활성화하면서, 전자 기기, 예컨대, 이동통신 단말기는 서로 다른 다양한 주파수 대역에서 동작하는 안테나 장치를 탑재하게 되었다. 예컨대, 4세대 이동통신 서비스는 700MHz, 1.8GHz, 2.1GHz 등의 주파수 대역에서, 와이파이는 규약에 따라 다소 차이는 있으나, 2.4GHz, 5GHz의 주파수 대역에서, 블루투스는 2.45GHz의 주파수 대역에서 운용되고 있다.

상용화된 무선통신망에서 안정된 서비스 품질을 제공하기 위해서, 안테나 장치의 높은 이득(gain)과 광범위한 방사 영역(beam coverage)을 만족해야 한다. 차세대 이동통신 서비스는 수십 GHz 이상의 초주파 대역을 통해 제공될 것인 바, 이전에 상용화된 이동통신 서비스에서 사용된 안테나 장치보다 더 높은 성능이 요구될 수 있다. 예컨대, 더 높은 주파수 대역의 무선 신호는, 대용량의 정보를 더 빠르게 전송할 수 있지만, 무선 신호의 직진성으로 인해 장애물에 의해 반사 또는 차단되고, 신호 도달 거리가 짧은 특성이 있다.

안테나 장치의 이득을 높이면서 광범위한 방사 영역을 확보하는데 있어, 위상 배열 안테나가 유용하게 활용될 수 있다. 예컨대, 복수의 방사체들을 일정한 간격(예를 들면, 동작 주파수 파장의 1/2)으로 배열하고, 위상차 급전을 제공할 수 있다. 군사 목적의 안테나 장치에서는 팬 빔(fan beam)을 형성하는 고이득 안테나를 회전시켜 광범위한 방사 영역을 확보하기도 한다.
이러한 안테나 장치에 관해서 미국 등록특허공보 제7,015,860호(2006. 03. 21.), 미국 등록특허공보 제6,496,155호(2002. 12. 17.), 미국 등록특허공보 제6,456,242호(2002. 09. 24.) 등을 통해 개시되고 있다.

초고주파 대역에서 제공되는 차세대 무선통신 서비스에서 높은 이득을 가지면서 광범위한 방사 영역이 확보된 안테나 장치의 필요성이 있음은 앞서 언급한 바 있다.

위상 배열 안테나는 높은 이득과 광범위한 방사 영역을 확보할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 위상 배열 안테나는 복수의 방사체를 일정 간격으로 배열하여 구성될 수 있다. 따라서 통상적인 위상 배열 안테나는 상당한 설치 공간이 요구되며, 이동통신 단말기와 같이 휴대성을 확보해야 하는 전자 기기에 탑재하기는 부적절하다. 더욱이, 이동통신 서비스뿐만 아니라, 와이파이, 블루투스, 근접 무선 통신 등의 다양한 안테나 장치까지 탑재된 전자 기기에서, 초고주파 대역에서 안정된 송수신 성능을 확보할 수 있는 안테나 장치를 확보하는데 어려움이 따르고 있다.

이에, 본 개시는 다양한 실시 예들을 통해 높은 이득과 광범위한 방사 영역이 확보된 안테나 장치 및 그를 구비하는 전자 기기를 제공하고자 한다.

또한, 본 개시는 다양한 실시 예들을 통해 소형화가 용이한 안테나 장치를 제공하고자 한다. 예컨대, 본 개시의 실시 예들을 통해 이동통신 단말기와 같이 소형화된 전자 기기에 실장하기 용이한 안테나 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시 예들에 따른 안테나 장치는, 다수의 층(layer)들로 이루어진 회로 기판; 및 각각의 상기 층에 형성되는 복수의 비아 홀(via hole)들을 구비하고,

하나의 상기 층에서 상기 비아 홀들은 한 방향(이하, '수평 방향')으로 배열되고, 하나의 상기 층에 형성된 각 비아 홀은 다른 하나의 상기 층에 형성된 비아 홀과 정렬됨으로써, 격자형(grid type) 방사 부재를 형성할 수 있다.

상기 안테나 장치는 하나의 상기 층(이하, '제1 층')과, 상기 층과 인접하는 다른 하나의 층(이하, '제2 층') 사이에 제공되는 비아 패드(via pad)들을 더 구비하고, 각각의 상기 비아 패드는 상기 제1 층에 형성된 비아 홀과 상기 제2 층에 형성된 비아 홀을 연결할 수 있다.

상기 안테나 장치는 상기 회로 기판에 제공된 급전 라인을 더 구비하고, 상기 급전 라인이 상기 비아 홀들 중 하나에 연결될 수 있다.

어떤 실시 예에서, 상기 급전 라인은, 수평 방향에서 상기 비아 홀들의 배열의 일단으로부터 0.07λ~0.12λ의 거리에 연결될 수 있으며, 여기서, 'λ'는 상기 방사 부재의 공진 주파수를 의미한다.

다른 한 실시 예에서, 상기 층들 중, 상기 회로 기판의 표면에 위치하는 층에 급전 라인 및 접지부 중 적어도 하나가 제공될 수 있다.

본 발명의 실시 예들에 따른 안테나 장치에 있어서, 다수의 상기 방사 부재들이 상기 회로 기판에 각각 배치될 수 있다.

다수의 상기 방사 부재들을 상기 회로 기판에 배치함에 있어, 상기 방사 부재들은 상기 회로 기판의 가장자리를 따라 배열될 수 있다.

상기 회로 기판에 배치된 통신회로로부터 상기 방사 부재들은 위상차 급전 신호를 제공받을 수 있다.

어떤 실시 예에서, 상기 안테나 장치는 상기 방사 부재들 사이에 각각 제공되는 인공 자기 도체(artificial magnetic conductor: AMC) 소자를 더 구비할 수 있다.

상기 AMC 소자는 각각의 상기 층에 형성되는 복수의 제2 비아 홀들을 구비하고, 하나의 상기 층에서 상기 제2 비아 홀들은 상기 비아 홀들의 배열 방향에 대하여 수직 방향(이하, '제2 수평 방향')으로 배열되고, 하나의 상기 층에 형성된 각 제2 비아 홀은 다른 하나의 상기 층에 형성된 제2 비아 홀과 정렬됨으로써, 격자형 AMC를 형성할 수 있다.

또한, 상기 AMC 소자는 상기 층들 중 제1의 층과, 상기 제1 층에 인접하는 제2의 층 사이에 제공되는 제2 비아 패드들을 더 구비하고, 각각의 상기 제2 비아 패드는 상기 제1 층에 형성된 제2 비아 홀과 상기 제2 층에 형성된 제2 비아 홀을 연결할 수 있다.

어떤 실시 예에서, 상기 AMC 소자는 상기 제2 비아 패드들에 형성된 적어도 하나의 슬롯을 더 구비할 수 있다.

다른 실시 예에서, 상기 AMC 소자는 상기 제2 비아 패드들에 형성된 적어도 하나의 슬롯과, 상기 슬롯에 제공되는 선로부(line portion)를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 실시 예들에 따른 안테나 장치를 구비하는 전자 기기는, 하우징; 상기 하우징에 수용되며, 다수의 층(layer)들로 이루어진 적어도 하나의 회로 기판; 및 각각의 상기 층에 형성되는 복수의 비아 홀(via hole)들을 구비하고,

하나의 상기 층에서 상기 비아 홀들은 한 방향(이하, '수평 방향')으로 배열되고, 하나의 상기 층에 형성된 각 비아 홀은 다른 하나의 상기 층에 형성된 비아 홀과 정렬됨으로써, 상기 안테나 장치의 격자형(grid type) 방사 부재를 형성할 수 있다.

상기 방사 부재는 상기 회로 기판의 가장자리에 배치되어 상기 하우징의 일단부에 인접하게 위치할 수 있다.

어떤 실시 예에서, 복수의 상기 방사 부재들이 상기 회로 기판의 가장자리를 따라 배열되며, 상기 하우징의 일단부에 인접하게 위치할 수 있다.

다른 실시 예에서, 상기 전자 기기는 상기 방사 부재들로 위상차 급전을 제공할 수 있다.

상기와 같은 전자 기기에 있어서, 복수의 상기 회로 기판들을 구비하고, 상기 회로 기판들 중 제1의 회로 기판에 제공된 방사 부재와 상기 회로 기판들 중 제2의 회로 기판에 제공된 방사 부재가 서로 무선 신호를 송수신할 수 있다.

어떤 실시 예에서, 상기 전자 기기는 상기 하우징에 장착된 디스플레이 모듈을 더 구비하고, 상기 제2 회로 기판은 상기 디스플레이 모듈에 제공될 수 있다.

본 발명의 실시 예들에 따른 안테나 장치는, 회로 기판을 이루는 각 층들에 형성된 비아 홀들을 격자(grid) 무늬를 이루게 배열함으로써 방사 부재를 구현할 수 있다. 이러한 방사 부재를 회로 기판의 가장자리를 따라 배열하여 위상 배열 안테나를 구성할 수 있으므로, 소형화된 전자 기기에서 실장 공간을 용이하게 확보할 수 있다. 또한, 각 방사 부재는 수평 방향 팬 빔(fan beam)을 형성할 수 있으며, 복수의 방사 부재에 위상차 급전을 실시하여 전기적인 빔 스티어링(beam steering)이 가능하므로, 수십 GHz 이상의 초고주파 대역의 통신에서도 안정된 이득과 광범위한 방사 영역을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예들 중 하나에 따른 안테나 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예들 중 하나에 따른 안테나 장치를 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예들 중 하나에 따른 안테나 장치를 나타내는 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예들 중 하나에 따른 안테나 장치의 방사 특성을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시 예들 중 하나에 따른 안테나 장치의 비아 홀들이 정렬된 예를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예들 중 하나에 따른 안테나 장치에서 수평 방향으로 배열된 비아 홀의 수를 달리하면서 방사 특성을 측정하여 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시 예들 중 하나에 따른 안테나 장치에서 급전 위치를 달리하면서 방사 특성을 측정하여 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시 예들 중 하나에 따른 안테나 장치에서 적층된 비아 홀의 전체 높이를 달리하면서 방사 특성을 측정하여 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시 예들에 따른 안테나 장치를 구비하는 전자 기기를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예들에 따른 전자 기기의 방사 특성을 측정하여 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예들에 따른 전자 기기의 방사 특성을 측정하여 다른 방향으로 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예들에 따른 전자 기기의 방사 특성을 측정하여 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 실시 예들에 따른 전자 기기의 안테나 장치에 위상차 급전을 실시하면서 방사 특성을 측정하여 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시 예들에 따른 전자 기기의 안테나 장치에 위상차 급전을 실시하면서 방사 특성을 측정하여 다른 방향으로 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시 예들에 따른 전자 기기의 안테나 장치에 위상차 급전을 실시하면서 방사 특성을 측정하여 나타내는 그래프이다.
도 16은 본 발명의 실시 예들에 따른 전자 기기의 안테나 장치에 다른 위상차 급전을 실시하면서 방사 특성을 측정하여 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시 예들에 따른 전자 기기의 안테나 장치에 다른 위상차 급전을 실시하면서 방사 특성을 측정하여 다른 방향으로 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시 예들에 따른 전자 기기의 안테나 장치에 다른 위상차 급전을 실시하면서 방사 특성을 측정하여 나타내는 그래프이다.
도 19는 본 발명의 실시 예들 중 다른 하나에 따른 안테나 장치를 나타내는 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시 예들 중 다른 하나에 따른 안테나 장치의 방사 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 21은 본 발명의 실시 예들 중 다른 하나에 따른 안테나 장치의 AMC 소자의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 본 발명의 실시 예들 중 다른 하나에 따른 안테나 장치의 AMC 소자의 구성을 설명하기 위한 측면 구성도이다.
도 23은 본 발명의 실시 예들 중 다른 하나에 따른 안테나 장치의 AMC 소자의 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 본 발명의 실시 예들 중 다른 하나에 따른 안테나 장치의 AMC 소자의 다른 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 본 발명의 실시 예들 중 또 다른 하나에 따른 안테나 장치의 AMC 소자의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 본 발명의 실시 예들 중 또 다른 하나에 따른 안테나 장치의 AMC 소자의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

이하 본 발명의 다양한 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 아울러, 후술되는 용어들은 구체적인 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 다른 용어로 대체될 수 있다. 따라서 이러한 용어들은 본 발명의 다양한 실시 예들에 대한 설명에 따라 더욱 명확하게 정의될 것이다. 또한, 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 '제1', '제2' 등의 서수를 사용한 것은 단지 동일한 명칭의 대상들을 서로 구분하기 위한 것으로서, 그 순서는 임의로 정해질 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예들 중 하나에 따른 안테나 장치를 나타내는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시 예들 중 하나에 따른 안테나 장치를 나타내는 평면도이다. 도 3은 본 발명의 실시 예들 중 하나에 따른 안테나 장치를 나타내는 정면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예들 중 하나에 따른 안테나 장치(100)는, 다층 회로 기판(101)을 이루는 각 층(layer)(111)에 비아 홀(121)들을 구비하고, 상기 비아 홀(121)들은 격자(grid) 무늬를 이루게 배열되어 패치(patch) 형태의 방사 부재(102)를 형성할 수 있다. 도 1 내지 도 3은, 상기 비아 홀(121)들의 구성 등을 좀더 명확하게 도시할 수 있도록, 상기 회로 기판(101)의 일부분(R), 예컨대, 상기 비아 홀(121)들의 주변에서 상기 층(111)들이 부분적으로 제거된 모습으로 도시하고 있음에 유의한다.

상기 회로 기판(101)은 다수의 층(111)들이 적층된 것으로서, 가요성 인쇄회로 기판, 유전체 기판 등으로 이루어질 수 있다. 각각의 상기 층(111)들은 도전체로 형성된 인쇄회로 패턴이나 접지층, 전, 후면(또는, 상, 하면)을 관통하게 형성된 비아 홀들을 구비할 수 있다. 일반적으로, 다층 회로 기판에 형성된 비아 홀들은 서로 다른 층에 형성된 인쇄회로 패턴을 전기적으로 연결하거나 방열의 목적으로 형성한다. 본 발명의 실시 예들에 따른 안테나 장치(100)는, 회로 기판(101)의 일부분에 비아 홀(121)들을 격자 형태로 배열함으로써 방사 부재(102)로 활용할 수 있다.

어떤 실시 예에서, 상기 회로 기판(101)을 이루는 각 층(111)들은 일부 영역, 예를 들면, 가장자리에 인접하는 영역에 한 방향(이하, '수평 방향')으로 배열된 다수의 비아 홀(121)들을 구비할 수 있다. 각각의 상기 층(111)들이 적층되어 상기 회로 기판(101)을 완성했을 때, 상기 층(111)들 중 하나(이하, '제1 층')에 형성된 비아 홀(121)들은 상기 제1 층에 인접하는 다른 층(이하, '제2 층')에 형성된 비아 홀(121)들과 정렬될 수 있다. 상기 제1 층의 비아 홀들과 제2 층의 비아 홀들은 일직선으로 정렬될 수 있다. 상기 제1 층의 비아 홀들과 제2 층의 비아 홀들 사이에는 비아 패드(123)가 각각 배치되어 서로 다른 층에 배치되면서 인접하는 두 비아 홀 사이에서 안정된 접속을 제공할 수 있다.

상기 방사 부재(102)는 상기 회로 기판(101) 내의 비아 홀(121)들로 이루어지므로, 별도의 접속 부재 등을 배치하지 않더라도 상기 회로 기판(101)에 제공된 통신회로부 또는 접지부(GND)에 연결될 수 있다. 즉, 상기 회로 기판(101)의 제작과 동시에 상기 방사 부재(102)에 급전 라인(129), 접지 라인이 연결될 수 있는 것이다. 도 2에서는 다수의 층(111)들로 이루어진 상기 회로 기판(101)의 일부분이 제거된 모습으로 도시되므로, 상기 급전 라인(129)이 접지부(GND)에 연결된 것으로 도시되고 있음에 유의한다. 상기 급전 라인(129)은 상기 비아 홀(121)들 중 하나에 연결되어 상기 회로 기판(101)에 구성된 통신 회로부로부터 급전 신호를 제공할 수 있다. 아울러, 상기 방사 부재(102)를 구성하는 비아 홀(121)들 또는 비아 패드(123)들 중 일부, 예컨대, 적어도 하나의 비아 패드(123g)가 상기 방사 부재(102)에 접지를 제공하여 급전 신호의 누설을 억제할 수 있다. 상기 급전 라인(129)이나 접지부(GND)는 상기 회로 기판(101)의 표면에 위치하는 층(111)에 구성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예들 중 하나에 따른 안테나 장치의 방사 특성을 나타내는 그래프이다.

도 4에 도시된 그래프에서, 원주 방향을 따라 각도(Angle)를 기재하고 있는데, 0도는 상기 비아 홀(121)들의 적층 방향에서 상측을, 90도는 상기 층(111) 들 중 어느 하나에서 상기 비아 홀(121)들이 배열된 방향 및 상기 회로 기판에서 비아 홀(121)들이 적층된 방향에 수직인 방향을, 180도는 상기 비아 홀(121)들의 적층 방향에서 하측을 각각 의미한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 방사 부재(102)는 수평 방향 팬 빔(fan beam)을 형성함을 확인할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예들 중 하나에 따른 안테나 장치의 비아 홀들이 정렬된 예를 나타내는 단면도이다.

다층 회로 기판을 제작함에 있어, 각 층들에 비아 홀들을 형성하고, 비아 홀들이 형성된 층들을 적층하여 회로 기판을 완성하게 되는데, 필요에 따라 서로 다른 층에 형성된 일부의 비아 홀들이 정렬될 수 있다.

앞서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 안테나 장치(100)는, 회로 기판(101)의 서로 다른 층(111)들에 형성된 비아 홀(121)들을 서로 정렬하여 격자 무늬를 이루게 할 수 있다. 각 층(111)에 형성된 비아 홀(121)들의 위치나 각 층(111)을 적층하는 과정에서 제작 공차에 따라 서로 다른 층에 형성된 비아 홀(121)들이 완전한 일직선으로 정렬되지 않을 수도 있다. 무선 주파수 신호를 송수신함에 있어, 본 발명의 실시 예들에 따른 안테나 장치(100)는 비아 홀(121)들이 서로 인접하게 배열되어 격자 무늬를 이루고 있으므로, 무선 주파수 신호에 대하여 상기 비아 홀(121)들이 배치된 영역은 하나의 도체, 예컨대, 방사 패치로 작동할 수 있다. 따라서 상기 비아 홀(121)들을 정렬함에 있어 반드시 일직선으로 정렬될 필요는 없다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 안테나 장치(100)는, 회로 기판(101)의 수평 방향에서 비아 홀(121)들을 일렬로 배열함과 아울러, 회로 기판(101)을 이루는 층(111)들 각각에 형성된 비아 홀(121)들이 격자 무늬를 이루게 배치할 수 있다. 따라서 전자 기기에 안테나 장치를 배치함에 있어, 방사 부재 설치에 요구되는 면적을 줄일 수 있으므로, 접지 영역의 확보 등 회로 기판의 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.

이하에서는 도 6 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시 예들에 따른 안테나 장치(100)의 특성을 확보하기 위한 사양에 관해 좀더 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 6은 본 발명의 실시 예들 중 하나에 따른 안테나 장치에서 수평 방향으로 배열된 비아 홀의 수를 달리하면서 방사 특성을 측정하여 나타내는 그래프이다. 도 7은 본 발명의 실시 예들 중 하나에 따른 안테나 장치에서 급전 위치를 달리하면서 방사 특성을 측정하여 나타내는 그래프이다. 도 8은 본 발명의 실시 예들 중 하나에 따른 안테나 장치에서 적층된 비아 홀의 전체 높이를 달리하면서 방사 특성을 측정하여 나타내는 그래프이다.

본 발명의 실시 예들에 따른 안테나 장치(100)는, 수평 방향에서 비아 홀(121)들이 배열된 갯수와 배열 길이, 비아 홀(121)들이 적층된 수 및 급전 위치에 따라 동작 주파수(또는, 공진 주파수, λ)와 임피던스 매칭을 구현할 수 있다.

일반적으로 안테나 장치의 동작 주파수, 예컨대, 방사체의 공진 주파수는 방사체의 물리적, 전기적인 길이에 의해 설정된다. 도 2를 더 참조하면, 본 발명의 실시 예들에 따른 안테나 장치(100)의 방사체는, 상기 방사 부재(102)에 의해 구성되며, 상기 방사 부재(102)의 길이(L)는 상기 비아 홀(121)들의 수평 방향 배열의 길이일 수 있다. 아울러, 상기 방사 부재(102)의 공진 주파수 λ가 결정되면, 상기 방사 부재(102)의 길이(L)는 다음의 [수학식 1]에 의해 결정된다.

[수학식 1]에서, 'L'은 상기 방사 부재(102)의 길이, 예컨대, 상기 비아 홀(121)들이 수평 방향으로 배열된 길이이고, 'N'은 자연수이며, 'λ'는 상기 방사 부재(102)의 공진 주파수를 의미한다. [수학식 1]에서 N은 상기 안테나 장치(100)가 탑재될 전자 기기에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 이동통신을 위한 전자 기기에서 안테나 장치는 λ/4의 전기적인 길이로 설계될 수 있다.

도 6은, 상기 안테나 장치(100)를 구성함에 있어, 대략 28GHz의 주파수 대역의 통신 특성을 확보하기 위해, 수평 방향에서 상기 비아 홀(121)들의 수를 11~15개로 변경하면서 반사 계수를 측정하여 도시하고 있다. 이때, 상기 비아 홀(121)들의 배열의 길이(L)는 λ/4일 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 비아 홀(121)의 개수에 따라 상기 안테나 장치(100)의 동작 주파수 대역, 예컨대, 28GHz 대역에서의 반사 계수와 대역폭이 변화함을 알 수 있다. 아울러, 28GHz 대역에서는 13개의 비아 홀을 상기 회로 기판의 수평 방향에서, 예를 들면, λ/4의 길이로 배열했을 때 상기 안테나 장치의 반사 계수를 낮추면서 대역폭을 안정시킬 수 있었다.

상기와 같이 구성된 안테나 장치는 종래의 팬 빔 안테나, 예컨대, 룸버그 렌즈 안테나와 비교할 때, 그 크기가 30% 정도 감소하여 회로 기판에 실장이 용이하면서도, 대역폭을 70%까지 개선할 수 있었다.

도 7은, 상기 안테나 장치(100)를 구성함에 있어, 급전 위치, 예컨대, 상기 비아 홀(121)들의 수평 방향 배열에서 일단으로부터의 거리(d)에 따른 반사 계수를 측정하여 도시하고 있다. 도 2를 더 참조하면, 상기 급전 라인(129)이 상기 방사 부재(102)에 연결되는 위치에 따라, 상기 방사 부재(102)의 반사 계수가 달라지며, 이를 통해 상기 방사 부재(102)의 임피던스 정합이 이루어졌는지의 여부를 알수 있다.

예컨대, 상기 방사 부재(102)를 통해 28GHz의 공진 주파수를 얻고자 할 때, 0.04λ 거리에 상기 급전 라인(129)을 연결하여 임피던스 정합이 확보되지 않을 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 방사 부재(102)의 일단으로부터 0.077λ의 거리에 상기 급전 라인(129)이 연결되었을 때, 28GHz의 대역에서 낮은 반사 계수와 충분한 대역폭을 확보할 수 있다. 28GHz 대역에서는 상기 방사 부재(102)의 일단으로부터 상기 급전 라인(129)이 연결되는 지점의 거리(d)가 0.07λ~0.12λ의 범위일때, 상기 안테나 장치(100)의 낮은 반사 계수와 양호한 대역폭이 확보될 수 있다.

도 8은 상기 층(111)들의 적층 방향에서 상기 비아 홀(121)들이 적층된 전체 높이(h)에 따른 반사 계수를 측정하여 도시하고 있다. 상기 비아 홀(121)들이 적층된 높이(h)는, 적층된 비아 홀(121)들의 수와 상기 회로 기판(111)을 이루는 각 층(111)의 두께에 의해 달라질 수 있다. 예컨대, 어떤 회로 기판에서는 하나의 비아 홀이 0.08λ의 높이로 구현될 수 있지만, 다른 회로 기판에서는 9개의 비아 홀들이 0.63λ의 높이로 적층될 수 있다. 28GHz 대역에서, 상기 비아 홀(121)들을 5~10개를, 0.35λ~0.65λ의 높이로 적층했을 때, 낮은 반사 계수와 양호한 대역폭이 확보될 수 있다.

상기와 같은 측정과 그 결과는, 단지, 본 발명의 실시 예들에 따른 안테나 장치의 성능을 시험하기 위해 특정 주파수 대역에서 이루어진 것이다. 하지만, 본 발명의 안테나 장치를 구현함에 있어, 동작 주파수 대역이나 비아 홀의 수, 배열의 길이와 적층 높이가 이에 한정되지는 않는다. 다시 말해서, 본 발명의 실시 예들에 따른 안테나 장치는 또 다른 주파수 대역, 예컨대, 이미 상용화된 이동통신 주파수 대역(예를 들면, 1.8GHz, 2.1GHz 대역)이나 60GHz 주파수 대역에서 동작하는 안테나 장치로 구현될 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시 예들에 따른 안테나 장치를 구비하는 전자 기기(10)를 나타내는 도면이다.

도 9는 전자 기기(10), 예컨대, 이동통신 단말기의 일부분을 도시하고 있다. 본 발명의 실시 예들에 따른 안테나 장치(100)의 방사 부재(102)는 회로 기판(101)의 가장자리에 배치되며, 상기 전자 기기(10)의 하우징(11)에 수용되어 상기 하우징(11)의 가장자리에 인접하게 위치할 수 있다. 또한, 회로 기판(101)의 배선 및 집적회로 칩 장착 영역에서 볼 때, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 안테나 장치의 방사 부재(102)는 하나의 선(line)으로 보여질 수 있다.

일반적으로, 회로 기판 상에 방사 부재를 배치함에 있어, 방사 부재와 마주하는 영역에서는 필 컷(fill cut) 영역을 형성하여 방사 효율을 확보하게 된다. 다시 말해서 일반적인 안테나 장치가 회로 기판 상에 배치될 경우, 회로 기판 면적의 활용 효율이 낮아지는 것이다. 더욱이, 일반적인 전자 기기에서, 디스플레이 모듈과 배터리 팩은 안테나 장치의 송수신 신호를 흡수, 차단하는 특성을 가지고 있다. 따라서 와이파이 망, 상용 통신망 또는 다른 사용자 기기와의 안정된 접속을 위해 전자 기기의 하우징 상단이나 하단 또는 양 측단에 안테나 장치를 배치하여, 디스플레이 모듈이나 배터리 팩에 의한 영향을 최소화하고 있다.

상기 회로 기판(101)의 배선 영역에서 상기 방사 부재(102)는 하나의 선 형태를 가지기 때문에, 필 컷 영역을 형성할 필요가 없으므로, 상기 회로 기판(101)의 배선 영역을 효율적으로 활용할 수 있다. 또한, 상기 방사 부재(102)가 상기 회로 기판(101) 내에 실장되기 때문에, 상기 전자 기기(10)의 소형화에 용이하다.

상기 방사 부재(102)는 상기 회로 기판(101)의 가장자리를 따라 복수개가 배열될 수 있다. 상기 전자 기기(10)가 밀리미터파 통신, 예컨대, 28GHz 대역에서 무선 통신을 수행하는 기기라고 할 때, 상기 방사 부재(102)는 0.5λ의 간격으로 배열하여 상기 회로 기판(101)의 상단측에 인접하게 다수 배열할 수 있으며, 상기 회로 기판(101)의 형상에 따라 다르지만, 도 9에 도시된 회로 기판(101)은 상단의 양 측에 각각 경사진 부분을 포함하며, 상기 회로 기판(101)의 경사진 부분에 또한 복수의 상기 방사 부재(102)가 배열되어 있다.

상기 방사 부재(102)는 수평 팬 빔을 형성할 수 있음을 앞서 살펴본 바 있다. 상기 전자 기기(10)가 특정한 환경, 예컨대, 탁자에 놓인 상태로 사용하거나, 거치대 등에 놓인 상태에서 상기 안테나 장치(100)가 작동한다면, 하나의 상기 방사 부재(102)만으로도 양호한 무선 통신이 가능할 수 있다. 반면에, 상기 전자 기기(10)가 이동통신 단말기와 같이, 이동하는 상태에서 기지국 등과의 통신을 수행해야 한다면, 전방향 방사 특성을 가진 안테나 장치를 필요로 할 수 있다.

상기 전자 기기(10)에서, 일정 간격으로 배열된 상기 방사 부재(102)들은 각각 수평 팬 빔을 형성할 수 있으며, 위상차 급전을 제공받을 수 있다. 상기 전자 기기(10)가 위상차 급전을 제공함에 따라, 상기 방사 부재(102)들로 조합된 안테나 장치는 전방향 방사 특성을 가질 수 있다. 상기 전자 기기(10)에 구성된 안테나 장치의 전방향 방사 특성에 대하여 도 10 내지 도 18을 참조하여 살펴보기로 한다.

도 10은 본 발명의 실시 예들에 따른 전자 기기(10)의 방사 특성을 측정하여 나타내는 도면이다. 도 11은 본 발명의 실시 예들에 따른 전자 기기의 방사 특성을 측정하여 다른 방향으로 나타내는 도면이다. 도 12는 본 발명의 실시 예들에 따른 전자 기기의 방사 특성을 측정하여 나타내는 그래프이다. 도 13은 본 발명의 실시 예들에 따른 전자 기기의 안테나 장치에 위상차 급전을 실시하면서 방사 특성을 측정하여 나타내는 도면이다. 도 14는 본 발명의 실시 예들에 따른 전자 기기의 안테나 장치에 위상차 급전을 실시하면서 방사 특성을 측정하여 다른 방향으로 나타내는 도면이다. 도 15는 본 발명의 실시 예들에 따른 전자 기기의 안테나 장치에 위상차 급전을 실시하면서 방사 특성을 측정하여 나타내는 그래프이다. 도 16은 본 발명의 실시 예들에 따른 전자 기기의 안테나 장치에 다른 위상차 급전을 실시하면서 방사 특성을 측정하여 나타내는 도면이다. 도 17은 본 발명의 실시 예들에 따른 전자 기기의 안테나 장치에 다른 위상차 급전을 실시하면서 방사 특성을 측정하여 다른 방향으로 나타내는 도면이다. 도 18은 본 발명의 실시 예들에 따른 전자 기기의 안테나 장치에 다른 위상차 급전을 실시하면서 방사 특성을 측정하여 나타내는 그래프이다.

도 10 내지 도 12는 제1의 신호 전력(이하, '제1 위상 신호')이 인가된 방사 부재(102)들에 의한 방사 특성을 도시하고, 도 13 내지 도 15는 제1 위상 신호에 대하여 45도 위상차를 가진 제2의 위상 신호가 인가된 방사 부재(102)들에 의한 방사 특성을 도시하며, 도 16 내지 도 18은 제1 위상 신호에 대하여 90도(또는 -45도) 위상차를 가진 제3의 위상 신호가 인가된 방사 부재(102)들에 의한 방사 특성을 도시하고 있다.

도 10 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 인가된 신호 전력의 위상에 따라 서로 다른 위치에서 수평 팬 빔이 각각 형성됨을 알 수 있다. 다시 말해서, 상기 방사 부재(102)들을 복수로 배열하고, 위상차 급전을 제공함으로써, 전기적인 빔 스티어링이 가능하다. 이로써 본 발명의 실시 예들에 따른 안테나 장치는 빔 스티어링을 구현하여 전방향 방사 특성을 확보할 수 있다.

도 19는 본 발명의 실시 예들 중 다른 하나에 따른 안테나 장치를 나타내는 도면이다. 도 20은 본 발명의 실시 예들 중 다른 하나에 따른 안테나 장치의 방사 특성을 설명하기 위한 그래프이다.

본 실시 예에 따른 안테나 장치(200)를 설명함에 있어, 선행 실시 예들의 안테나 장치(100)를 통해 용이하게 이해할 수 있는 구성들에 대해서는 도면의 참조번호를 동일하게 부여하거나 생략하고 그 상세한 설명 또한 생략될 수 있음에 유의한다.

복수의 상기 방사 부재(102)들이 회로 기판(101)에 배열된 경우, 상기 방사 부재(102)들 간의 전기적인 간섭으로 인해, 방사 효율이 저하될 수 있다. 따라서 하나의 회로 기판(101)에 복수의 상기 방사 부재(102)들을 배열하여 구성된 상기 안테나 장치(200)는, 각 방사 부재(102)들을 서로에 대하여 전기적으로 격리시킬 필요가 있다.

본 발명의 실시 예들 중 다른 하나에 따른 안테나 장치(200)는, 복수의 방사 부재(102)들 사이에 각각 격리 부재를 설치하여, 상기 방사 부재(102)들 간의 전기적인 간섭을 차단할 수 있다. 상기 격리 부재는 인공 자기 도체(artificial magnetic conductor: AMC) 소자(103)를 포함할 수 있다.

전류가 금속의 일면을 흐를 때, 금속의 다른 면에서는 역방향으로 흐르는 상전류(image current)가 형성되는데, 이러한 전기적인 특성은, 안테나 장치의 방사체에서는 방사 효율을 저하시키는 요인으로 작용할 수 있다. AMC, 즉, 인공 자기 도체는 일면에 흐르는 전류와 동일한 방향으로 흐르는 상전류를 도체의 다른 면에 형성하여 방사 효율을 향상시킬 수 있다. 이러한 AMC 소자를 배치하여 상기 방사 부재(102)들을 서로에 대하여 전기적으로 격리시킬 수 있다.

상기 AMC 소자(103)는 상기 회로 기판(101)에 형성된 비아 홀들을 이용하여 구현할 수 있다. 예컨대, 상기 회로 기판(101)을 이루는 층(111)들 중 하나에서, 상기 방사 부재(102)를 이루는 비아 홀(121)들이 배열된 방향에 대하여 수직 방향(이하, '제2 수평 방향')으로 배열된 제2의 비아 홀들을 이용하여 구현할 수 있다. 이는 도 21 등을 통해 더 상세하게 살펴보게 될 것이다.

도 20은, 상기 격리 부재, 예컨대, AMC 소자(103)를 배치하기 전, 후에 상기 방사 부재(102)들을 포함하는 안테나 장치(200)의 방사 파워를 측정하여 나타내는 그래프이다. 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 격리 부재를 배치하여 상기 방사 부재(102)들 사이를 전기적으로 격리함으로써, 최대의 출력이나타나는 각도 방향에서 방사 파워를 2dB 정도 개선될 수 있다.

도 21 내지 도 26은 상기 격리 부재를 AMC 소자로 구현하는 다양한 예들을 도시하고 있다,

우선, 도 21은 본 발명의 실시 예들 중 다른 하나에 따른 안테나 장치의 AMC 소자의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 22는 본 발명의 실시 예들 중 다른 하나에 따른 안테나 장치의 AMC 소자의 구성을 설명하기 위한 측면 구성도이다.

도 21과 도 22를 참조하면, 격리 부재로서 제공된 AMC 소자(103)는 회로 기판(101)을 구성하는 층(111)들에 각각 형성되는 제2의 비아 홀(131)들을 구비할 수 있다. 하나의 상기 층(111)에 형성된 제2의 비아 홀(131)은, 상기 방사 부재(102)를 이루는 비아 홀(121)들이 배열된 방향에 대하여 수직 방향(이하, '제2 수평 방향')으로 배열될 수 있다. 상기 층(111)들이 결합하여 상기 회로 기판(101)을 구성하면, 하나의 상기 층(111)에 형성된 제2 비아 홀(131)은 인접하는 다른 층(111)에 형성된 제2 비아 홀(131)과 정렬되어 격자 무늬를 형성할 수 있다. 예컨대, 상기 AMC 소자(103)는 격자형 AMC로 구성될 수 있는 것이다.

상기 AMC 소자(103)는 상기 층(111)들 중 제1의 층과, 상기 제1 층에 인접하는 제2의 층 사이에 제공되는 제2 비아 패드(133)들을 더 구비하고, 각각의 상기 제2 비아 패드(133)는 상기 제1 층에 형성된 제2 비아 홀(131)과 상기 제2 층에 형성된 제2 비아 홀(131)을 연결할 수 있다. 상기 AMC 소자(103)는 상기 제2 비아 패드(133)들의 구성을 이용하여 유닛 셀을 구성할 수 있다. 예컨대, 서로 다른 층에 배치되면서 서로 마주보는 위치의 상기 제2 비아 패드(133)들 사이에 용량성 성분(capacitance)이 형성되고, 하나의 층 상에 서로 인접하게 배치된 상기 제2 비아 패드(133)들 사이에는 유도성 성분(inductance)이 형성될 수 있다. 따라서 상기 제2 비아 패드(133)들을 배치함으로써 상기 제2 비아 홀(131)들만으로 구성할 때보다 더욱 용이하게 AMC 소자를 구성할 수 있다.

한편, 상기 AMC 소자(103)는 하나의 층(111) 상에서 서로 인접하게 배치된 제2 비아 패드(133)들 사이에 선로부(135)를 구비함으로써 유도성 성분을 확보할 수 있다. 또한, 상기 제2 비아 패드(133)에 슬롯(slot)을 형성하여 용량성 성분을 확보할 수 있다.

도 23은 본 발명의 실시 예들 중 다른 하나에 따른 안테나 장치의 AMC 소자의 변형 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 24는 본 발명의 실시 예들 중 다른 하나에 따른 안테나 장치의 AMC 소자의 다른 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 23과 도 24에 도시된 바와 같이, 상기 제2 비아 패드(133a, 133b)에 슬롯(137a, 137b)을 형성하여 상기 AMC 소자(103)의 용량성 성분이 더 강화되고, 상기 선로부(135a, 135b)를 배치하여 유도성 성분을 더 강화할 수 있다. 상기 슬롯(137a, 137b)은 상기 제2 비아 패드(133a, 133b)를 형성하는 도체의 일부분을 제거하여 형성할 수 있다. 상기 선로부(135a, 135b)는 상기 제2 비아 패드(133a, 133b)와, 인접하는 다른 제2 비아 패드(133a, 133b) 사이에 배치될 수 있으며, 어떤 실시 예에서는 상기 슬롯(137a, 137b)에 배치될 수도 있다. 또한, 상기 슬롯(137a, 137b)의 수와 위치 등은 설계된 AMC 소자의 특성에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

동일한 크기의 용량성 성분과 유도성 성분을 확보해야 한다면, 상기 슬롯(137a, 137b)과 선로부(135, 135a, 135b)를 배치하여 상기 제2 비아 패드(133, 133a, 133b)의 크기, 예컨대, 지름을 더 작게 형성할 수 있다. 예컨대, 도 21에 도시된 제2 비아 패드(133)가 1.1mm의 지름을 가지고 있다면, 도 23과 도 24에 도시된 제2 비아 패드(133a, 133b)는 동일한 용량성/유도성 성분을 가지면서 0.41mm의 크기로 형성될 수 있다.

도 25는 본 발명의 실시 예들 중 또 다른 하나에 따른 안테나 장치의 AMC 소자의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 26은 본 발명의 실시 예들 중 또 다른 하나에 따른 안테나 장치의 AMC 소자의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 25와 도 26은 본 발명의 실시 예들 중 또 다른 하나에 따른 안테나 장치의 AMC 소자의 일부분을 확대한 것으로서, 도 25 내지 도 26에 도시된 구조를 상기 회로 기판(101)에 주기적으로 배열하여 상기 AMC 소자(103)를 구현할 수 있다.

도 25는 회로 기판(101)의 상면과 하면에 각각 제2 비아 패드(133c)를 배치하고, 상기 제2 비아 패드(133c)들 사이에 한 쌍의 선로부(135c)가 배치된 구성을 예시하고 있다. 상기 선로부(135c)와 상응하는 위치에서 상기 제2 비아 패드(133c)들에는 각각 슬롯(137c)들이 형성될 수 있다. 도시되지는 않지만, 상기 제2 비아 패드(133c)들 사이에도 또 다른 비아 패드(이하, '제3 비아 패드')가 배치되어 있다. 예컨대, 상기 회로 기판(101)은 적어도 3개의 층들로 이루어져 있으며, 상부에 위치한 층과 하부에 위치한 층에 각각 제2 비아 패드(133c)가, 중간에 위치한 층에 제3 비아 패드가 배치될 수 있다. 도면의 간결함을 위해, 상기 회로 기판(101)을 구성하는 층들은 도시하지 않았음에 유의한다. 상기 제3 비아 패드는 상기 선로부(135c)들 사이에 배치될 수 있다.

도 26은 한 쌍의 제2 비아 패드(133d)들 사이에 제3의 비아 패드(133d')가 배치된 구성을 예시하고 있다. 상기 제2 비아 패드(133d)에는 각각 슬롯(137d)들이 형성되며, 선로부(135d)가 각각의 상기 슬롯(137d)에 배치될 수 있다. 상기 제3 비아 패드(133d')는 미인더라인 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제3 비아 패드(133d')는 미인더라인 형태로 한정되지 않으며, 그 형상은 다양하게 설계될 수 있다.

도 25와 도 26에 도시된 구조 또한 회로 기판(101)을 이루는 각 층들에 제2 비아 홀들이 형성되어 있으며, 상기 제2, 제3 비아 패드들은 상기 제2 비아 홀들이 형성된 층의 일면에 각각 배치될 수 있다.

도 25와 도 26에 도시된 구조들을 적층하거나 회로 기판(100)에서 수평 방향으로 배열하여 상기 AMC 소자(103)를 구현할 수 있으며, 상기 AMC 소자(103)를 상기 방사 부재(102)들 사이에 배치하여 상기 방사 부재(102)들을 서로에 대하여 전기적으로 격리할 수 있다. 이때, 상기 AMC 소자(103)에 구비된 제2 비아 홀(131)들은 수평 방향으로 배열함에 있어, 상기 방사 부재(102)의 비아 홀(121)들이 배열된 방향에 수직하게 배열될 수 있다.

상기와 같은, 본 발명의 실시 예들에 따른 안테나 장치는 전자 기기에 제공되어 와이파이망이나 상용 통신망 접속, 블루투스나 근접 무선 통신 등의 근거리 통신, 무선 충전을 위한 전력 송수신 등, 다양한 주파수 대역에서 활용될 수 있으며, 또한, 수십 GHz 이상의 초고주파 대역의 밀리미터파 통신에 활용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 안테나 장치는, 회로 기판에 복수의 방사 부재들을 배열하고, 위상차 급전을 제공하여 전기적인 빔 스티어링을 구현할 수 있으므로, 수십 GHz 이상의 주파수 대역에서 전방향 방사 특성을 확보할 수 있다. 또한, 회로 기판의 배선 영역에서 방사 부재는 하나의 선(line) 형태로 배치되기 때문에, 회로 기판의 배선 영역을 효율적으로 활용할 수 있다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

10: 전자 기기 11: 하우징
100: 안테나 장치 101: 회로 기판
102: 방사 부재 121: 비아 홀
123: 비아 패드 103: AMC 소자
131: 제2 비아 홀 133: 제2 비아 패드

Claims

안테나 장치에 있어서,
다수의 층(layer)들로 이루어진 회로 기판;
각각의 상기 층에 형성되는 복수의 제1 비아 홀(via hole)들;
상기 회로 기판에 배치된 복수의 방사 부재; 및
상기 방사 부재들 중 서로 인접하는 두 방사 부재 사이에 각각 배치된 복수의 격리 부재로서, 각각의 상기 층에 형성된 복수의 제2 비아 홀을 포함하는 상기 격리 부재들을 구비하고,
하나의 상기 층에서 상기 제1 비아 홀들은 한 방향(이하, '수평 방향')으로 배열되고, 하나의 상기 층에 형성된 각 제1 비아 홀은 다른 하나의 상기 층에 형성된 제1 비아 홀과 정렬됨으로써, 격자형(grid type) 방사 부재를 형성하고,
상기 제2 비아 홀들은 상기 층에서 상기 제1 비아 홀들이 배열된 방향에 수직하게 배열된 안테나 장치.
제1 항에 있어서,
하나의 상기 층(이하, '제1 층')과, 상기 층과 인접하는 다른 하나의 층(이하, '제2 층') 사이에 제공되는 제1 비아 패드(via pad)들을 더 구비하고,
각각의 상기 제1 비아 패드는 상기 제1 층에 형성된 제1 비아 홀과 상기 제2 층에 형성된 제1 비아 홀을 연결하는 안테나 장치.
제1 항에 있어서,
상기 회로 기판에 제공된 급전 라인을 더 구비하고,
상기 급전 라인이 상기 제1 비아 홀들 중 하나에 연결되는 안테나 장치.
제3 항에 있어서, 상기 급전 라인은, 수평 방향에서 상기 제1 비아 홀들의 배열의 일단으로부터 0.07λ~0.12λ의 거리에 연결되는 안테나 장치. ('λ'는 상기 방사 부재의 공진 주파수)
제1 항에 있어서, 상기 층들 중, 상기 회로 기판의 표면에 위치하는 층에 급전 라인 및 접지부 중 적어도 하나가 제공되는 안테나 장치.
삭제
제1 항에 있어서, 상기 방사 부재들은 상기 회로 기판의 가장자리를 따라 배열되는 안테나 장치.
제1 항에 있어서, 상기 방사 부재들은 위상차 급전 신호를 제공받는 안테나 장치.
삭제
제1 항에 있어서, 상기 격리 부재는,
하나의 상기 층에 형성된 상기 제2 비아 홀과 다른 하나의 상기 층에 형성된 제2 비아 홀이 정렬되어 형성된 격자형 인공 자기 도체(artificial magnetic conductor; AMC) 소자를 포함하는 안테나 장치.
제10 항에 있어서, 상기 AMC 소자는,
상기 층들 중 제1의 층과, 상기 제1 층에 인접하는 제2의 층 사이에 제공되는 제2 비아 패드들을 더 구비하고,
각각의 상기 제2 비아 패드는 상기 제1 층에 형성된 제2 비아 홀과 상기 제2 층에 형성된 제2 비아 홀을 연결하는 안테나 장치.
제11 항에 있어서, 상기 AMC 소자는,
상기 제2 비아 패드들에 형성된 적어도 하나의 슬롯을 더 구비하는 안테나 장치.
제11 항에 있어서, 상기 AMC 소자는,
상기 제2 비아 패드들에 형성된 적어도 하나의 슬롯; 및
상기 슬롯에 제공되는 선로부(line portion)를 더 구비하는 안테나 장치.
안테나 장치를 구비하는 전자 기기에 있어서,
하우징을 포함하고,
제1 항 내지 제5 항, 제7 항 내지 제8 항 및 제10 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 따른 안테나 장치가 상기 하우징에 수용된 전자 기기.
삭제
제14 항에 있어서, 복수의 상기 방사 부재들이 상기 회로 기판의 가장자리를 따라 배열되며, 상기 하우징의 일단부에 인접하게 위치하는 전자 기기.
삭제