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KR102117513B1 - Antenna apparatus and antenna module - Google Patents

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Publication number
KR102117513B1
KR102117513B1 KR1020180058866A KR20180058866A KR102117513B1 KR 102117513 B1 KR102117513 B1 KR 102117513B1 KR 1020180058866 A KR1020180058866 A KR 1020180058866A KR 20180058866 A KR20180058866 A KR 20180058866A KR 102117513 B1 KR102117513 B1 KR 102117513B1
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KR
South Korea
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pattern
antenna
cells
antenna pattern
disposed
Prior art date
Application number
KR1020180058866A
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Korean (ko)
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KR20190090324A (en
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류정기
김홍인
김남기
Original Assignee
삼성전기주식회사
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Publication date
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Priority to CN202110631335.3A priority patent/CN113410630A/en
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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 관통홀을 가지는 그라운드 패턴과, 그라운드 패턴의 상측에 배치되고 RF 신호를 송신 또는 수신하도록 구성된 안테나 패턴과, 관통홀을 관통하도록 배치되고 일단이 안테나 패턴에 전기적으로 연결되는 피드 비아와, 복수의 도전성 패턴과 복수의 도전성 패턴을 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 도전성 비아를 각각 포함하는 복수의 셀이 반복적으로 이격 배열된 구조를 가지는 메타 부재를 포함하고, 메타 부재는 그라운드 패턴의 상측에서 안테나 패턴의 측경계의 적어도 일부를 따라 배치되되, 안테나 패턴보다 상위까지 확장되어 배치될 수 있다.The antenna device according to an embodiment of the present invention includes a ground pattern having a through hole, an antenna pattern disposed on the upper side of the ground pattern and configured to transmit or receive an RF signal, and an antenna pattern disposed to penetrate through the through hole And a meta member having a structure in which a plurality of cells each including a feed via electrically connected to the plurality of cells and at least one conductive via electrically connecting the plurality of conductive patterns and the plurality of conductive patterns are repeatedly spaced apart, The meta member is disposed along at least a portion of the side border of the antenna pattern from the upper side of the ground pattern, and may be disposed to extend to a higher level than the antenna pattern.

Description

안테나 장치 및 안테나 모듈{Antenna apparatus and antenna module}Antenna device and antenna module

본 발명은 안테나 장치 및 안테나 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna device and an antenna module.

이동통신의 데이터 트래픽(Data Traffic)은 매년 비약적으로 증가하는 추세이다. 이러한 비약적인 데이터를 무선망에서 실시간으로 지원해 주고자 활발한 기술 개발이 진행 중에 있다. 예를 들어, IoT(Internet of Thing) 기반 데이터의 컨텐츠화, AR(Augmented Reality), VR(Virtual Reality), SNS와 결합한 라이브 VR/AR, 자율 주행, 싱크뷰 (Sync View, 초소형 카메라 이용해 사용자 시점 실시간 영상 전송) 등의 애플리케이션(Application)들은 대용량의 데이터를 주고 받을 수 있게 지원하는 통신(예: 5G 통신, mmWave 통신 등)을 필요로 한다.Data traffic of mobile communication is increasing rapidly every year. Active technology development is in progress to support such leap data in real time in a wireless network. For example, the content of IoT (Internet of Thing)-based data, live VR/AR combined with Augmented Reality (AR), Virtual Reality (VR), and SNS, autonomous driving, sync view (Sync View) Applications such as real-time video transmission) require communication (eg, 5G communication, mmWave communication, etc.) to support the exchange of large amounts of data.

따라서, 최근 5세대(5G) 통신을 포함하는 밀리미터웨이브(mmWave) 통신이 활발하게 연구되고 있으며, 이를 원활히 구현하는 안테나 모듈의 상용화/표준화를 위한 연구도 활발히 진행되고 있다.Therefore, in recent years, millimeter wave (mmWave) communication including the 5th generation (5G) communication has been actively researched, and research for commercialization/standardization of the antenna module that smoothly implements it has been actively conducted.

높은 주파수 대역(예: 24GHz, 28GHz, 36GHz, 39GHz, 60GHz 등)의 RF 신호는 전달되는 과정에서 쉽게 흡수되고 손실로 이어지므로, 통신의 품질은 급격하게 떨어질 수 있다. 따라서, 높은 주파수 대역의 통신을 위한 안테나는 기존 안테나 기술과는 다른 기술적 접근법이 필요하게 되며, 안테나 이득(Gain) 확보, 안테나와 RFIC의 일체화, EIRP(Effective Isotropic Radiated Power) 확보 등을 위한 별도의 전력 증폭기 등 특수한 기술 개발을 요구할 수 있다.RF signals in high frequency bands (eg, 24 GHz, 28 GHz, 36 GHz, 39 GHz, 60 GHz, etc.) are easily absorbed and lead to loss in the process of transmission, so the quality of communication may drop rapidly. Therefore, the antenna for communication in the high frequency band requires a different technical approach from the existing antenna technology, and separates for securing the antenna gain, integrating the antenna with the RFIC, and securing the effective isotropic radiated power (EIRP). It may require the development of special technologies such as power amplifiers.

전통적으로 밀리미터웨이브 통신환경을 제공하는 안테나 모듈은 높은 주파수에 따른 높은 수준의 안테나 성능(예: 송수신율, 이득, 직진성(directivity) 등)을 만족시키기 위해 IC와 안테나를 기판상에 배치시켜서 동축케이블로 연결하는 구조를 사용하여왔다. 그러나, 이러한 구조는 안테나 배치공간 부족, 안테나 형태 자유도 제한, 안테나와 IC간의 간섭 증가, 안테나 모듈의 사이즈/비용 증가를 유발할 수 있다.Traditionally, antenna modules that provide millimeter wave communication environments have coaxial cables by placing ICs and antennas on the board to satisfy high-level antenna performance (e.g., transmit/receive rate, gain, directivity, etc.) according to high frequencies. It has been using structures to connect to. However, such a structure may cause an insufficient space for antenna placement, limited freedom in antenna shape, increased interference between the antenna and the IC, and increased size/cost of the antenna module.

미국 등록특허공보 9,030,360U.S. Patent Publication No. 9,030,360

본 발명은 안테나 성능(예: 송수신율, 이득, 대역폭, 직진성(directivity) 등)을 향상시키거나 소형화에 유리한 구조를 가질 수 있는 안테나 장치 및 안테나 모듈을 제공한다.The present invention provides an antenna device and an antenna module that can improve antenna performance (eg, transmit/receive rate, gain, bandwidth, directivity, etc.) or have a structure advantageous for miniaturization.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 관통홀을 가지는 그라운드 패턴; 상기 그라운드 패턴의 상측에 배치되고 RF 신호를 송신 또는 수신하도록 구성된 안테나 패턴; 상기 관통홀을 관통하도록 배치되고 일단이 상기 안테나 패턴에 전기적으로 연결되는 피드 비아; 및 복수의 도전성 패턴과 상기 복수의 도전성 패턴을 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 도전성 비아를 각각 포함하는 복수의 셀이 반복적으로 이격 배열된 구조를 가지는 메타 부재; 를 포함하고, 상기 메타 부재는 상기 그라운드 패턴의 상측에서 상기 안테나 패턴의 측경계의 적어도 일부를 따라 배치되되, 상기 안테나 패턴보다 상위까지 확장되어 배치될 수 있다.An antenna device according to an embodiment of the present invention, a ground pattern having a through hole; An antenna pattern disposed above the ground pattern and configured to transmit or receive an RF signal; A feed via disposed through the through hole and electrically connected to one end of the antenna pattern; And a plurality of cells each including a plurality of conductive patterns and at least one conductive via electrically connecting the plurality of conductive patterns. Including, the meta member is disposed along at least a portion of the side border of the antenna pattern on the upper side of the ground pattern, it may be extended to be disposed above the antenna pattern.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈은, 복수의 배선과, 상기 복수의 배선의 상측에 배치된 그라운드 패턴과, 상기 복수의 배선의 하측에서 상기 복수의 배선에 전기적으로 연결되는 복수의 배선비아를 포함하는 연결 부재; 상기 배선비아에 전기적으로 연결되고 상기 연결 부재의 하측에 배치된 IC; 및 상기 복수의 배선에 전기적으로 연결되고 상기 연결 부재의 상측에 배치된 복수의 안테나 장치; 를 포함하고, 상기 복수의 안테나 장치 중 적어도 하나는, RF 신호를 송신 또는 수신하도록 구성된 안테나 패턴; 상하방향으로 볼 때 적어도 일부가 상기 안테나 패턴에 오버랩되도록 상기 안테나 패턴의 상측에 배치되는 상부 커플링 패턴; 일단이 상기 안테나 패턴의 중심에서 제2 측면방향으로 치우쳐진 지점에 전기적으로 연결되는 제1 피드 비아; 일단이 상기 안테나 패턴의 중심에서 제1 측면방향으로 치우쳐진 지점에 전기적으로 연결되는 제2 피드 비아; 및 RF 신호에 대한 음의 굴절률을 가지도록 배열된 복수의 도전성 패턴을 포함하고, 상하방향으로 볼 때 상기 안테나 패턴을 둘러싸는 메타 부재; 를 포함할 수 있다.The antenna module according to an embodiment of the present invention includes a plurality of wiring lines, a ground pattern disposed above the plurality of wiring lines, and a plurality of wiring vias electrically connected to the plurality of wiring lines below the plurality of wiring lines. Connection member comprising a; An IC electrically connected to the wiring via and disposed under the connection member; And a plurality of antenna devices electrically connected to the plurality of wires and disposed above the connecting member. Including, and at least one of the plurality of antenna devices, an antenna pattern configured to transmit or receive an RF signal; An upper coupling pattern disposed on the upper side of the antenna pattern so that at least a portion overlaps the antenna pattern when viewed in the vertical direction; A first feed via having one end electrically connected to a point biased in a second lateral direction from the center of the antenna pattern; A second feed via having one end electrically connected to a point biased in a first lateral direction from the center of the antenna pattern; And a plurality of conductive patterns arranged to have a negative refractive index for the RF signal, and a meta member surrounding the antenna pattern when viewed in the vertical direction; It may include.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치 및 안테나 모듈은, 안테나 패턴의 방사패턴을 더욱 집중시켜서 안테나 성능(예: 송수신율, 이득, 대역폭, 직진성(directivity) 등)을 향상시키거나 소형화에 유리한 구조를 가질 수 있다.The antenna device and the antenna module according to an embodiment of the present invention further improve the antenna performance (eg, transmission/reception rate, gain, bandwidth, directivity, etc.) by concentrating the radiation pattern of the antenna pattern, or have a structure advantageous for miniaturization Can have

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치 및 안테나 모듈은, 안테나 패턴의 내재적 요소에 따른 주파수 대역을 확장시켜서 넓은 대역폭을 가지거나 듀얼밴드(dual-band) 송수신을 할 수 있다.The antenna device and the antenna module according to an embodiment of the present invention may have a wide bandwidth or dual-band transmission/reception by extending a frequency band according to an intrinsic element of an antenna pattern.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치 및 안테나 모듈은, 듀얼피딩(dual feeding) 방식의 안테나 패턴의 복수의 표면전류 각각을 집중시켜서 안테나 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.The antenna device and the antenna module according to an embodiment of the present invention can further improve antenna performance by concentrating each of a plurality of surface currents of a dual feeding type antenna pattern.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 다양한 구조를 나타낸 평면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 표면 전류 흐름에 대응되는 메타 부재를 나타낸 평면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 다양한 구조를 나타낸 측면도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 단면을 나타낸 사시도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 메타 부재의 단면을 나타낸 사시도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 메타 부재의 다양한 구조를 나타낸 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 RF 신호 투과경로를 나타낸 측면도이다.
도 8a은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 등가회로를 나타낸 회로도이다.
도 8b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 S파라미터를 나타낸 그래프이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 원형 안테나 패턴과 원형으로 둘러싸는 메타 부재를 나타낸 사시도 및 평면도이다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치가 배열된 안테나 모듈을 나타낸 평면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 포함하는 안테나 모듈의 개략적인 구조를 나타낸 측면도이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 포함하는 안테나 모듈의 다양한 구조를 나타낸 측면도이다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 포함하는 안테나 모듈의 연결 부재의 하측 구조를 예시한 도면이다.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈의 전자기기에서의 배치를 예시한 평면도이다.
1 is a perspective view showing an antenna device according to an embodiment of the present invention.
2A to 2E are plan views illustrating various structures of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
3A and 3B are plan views illustrating meta members corresponding to surface current flow in an antenna device according to an embodiment of the present invention.
4A and 4B are side views illustrating various structures of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
5A is a perspective view showing a cross-section of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
5B is a perspective view showing a cross-section of a meta member of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
6A and 6B are side views illustrating various structures of a meta member of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
7 is a side view showing an RF signal transmission path of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
8A is a circuit diagram showing an equivalent circuit of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
8B is a graph showing S parameters of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
9A and 9B are perspective and plan views illustrating a circular antenna pattern and a meta member surrounding a circular antenna pattern of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
10A to 10C are plan views illustrating an antenna module in which an antenna device according to an embodiment of the present invention is arranged.
11 is a side view showing a schematic structure of an antenna module including an antenna device according to an embodiment of the present invention.
12A and 12B are side views illustrating various structures of an antenna module including an antenna device according to an embodiment of the present invention.
13A and 13B are diagrams illustrating a lower structure of a connecting member of an antenna module including an antenna device according to an embodiment of the present invention.
14A and 14B are plan views illustrating an arrangement of an antenna module in an electronic device according to an embodiment of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.For a detailed description of the present invention, which will be described later, reference is made to the accompanying drawings that illustrate, by way of example, specific embodiments in which the invention may be practiced. These examples are described in detail enough to enable those skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and properties described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in relation to one embodiment. In addition, it should be understood that the location or placement of individual components within each disclosed embodiment can be changed without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the following detailed description is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is limited only by the appended claims, along with all ranges equivalent to those claimed. In the drawings, similar reference numerals refer to the same or similar functions throughout several aspects.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to enable those skilled in the art to easily implement the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치(100a)는, 안테나 패턴(110a), 피드 비아(120a), 그라운드 패턴(125a) 및 메타 부재(130a)를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 상하방향은 그라운드 패턴(125a)의 상면 및/또는 하면의 수직방향을 의미하고, 본 명세서에서 상위(upper level) 및 하위(lower level)는 상기 상하방향을 기준으로 정의된다.Referring to FIG. 1, an antenna device 100a according to an embodiment of the present invention may include an antenna pattern 110a, a feed via 120a, a ground pattern 125a, and a meta member 130a. In the present specification, the vertical direction means the vertical direction of the upper surface and/or the lower surface of the ground pattern 125a, and in this specification, an upper level and a lower level are defined based on the vertical direction.

안테나 패턴(110a)은 RF 신호를 원격 수신하여 피드 비아(120a)로 전달하거나 피드 비아(120a)로부터 RF 신호를 전달받아 원격 송신하도록 구성될 수 있다. 상기 안테나 패턴(110a)은 내재적 요소(예: 형태, 크기, 높이, 절연층의 유전율 등)에 따른 내재적 주파수 대역(예: 28GHz)을 가질 수 있다.The antenna pattern 110a may be configured to remotely receive and transmit an RF signal to the feed via 120a or to receive and transmit an RF signal from the feed via 120a. The antenna pattern 110a may have an intrinsic frequency band (eg, 28 GHz) according to an intrinsic element (eg, shape, size, height, dielectric constant of an insulating layer, etc.).

예를 들어, 상기 안테나 패턴(110a)은 원형 또는 다각형의 양면을 가지는 패치 안테나의 구조를 가질 수 있다. 상기 패치 안테나의 양면은 RF 신호가 전도체와 비전도체 사이를 투과하는 경계로 작용할 수 있다.For example, the antenna pattern 110a may have a structure of a patch antenna having both circular and polygonal surfaces. Both sides of the patch antenna may act as a boundary through which the RF signal passes between the conductor and the non-conductor.

피드 비아(120a)는 안테나 패턴(110a)으로부터 수신된 RF 신호를 IC로 전달할 수 있으며, IC로부터 전달받은 RF 신호를 안테나 패턴(110a)으로 전달할 수 있다.The feed via 120a may transmit the RF signal received from the antenna pattern 110a to the IC, and may transmit the RF signal received from the IC to the antenna pattern 110a.

예를 들어, 하나의 안테나 패턴에 전기적으로 연결되는 피드 비아(120a)의 개수는 2개 이상일 수 있다. 피드 비아(120a)의 개수가 복수일 경우, 피드 비아(120a)는 서로 다른 위상(예: 90도 위상차, 180도 위상차)의 RF 신호가 각각 통과하도록 구성될 수 있으며, 서로 다른 시점에 RF 신호가 각각 통과하도록 구성될 수 있으며, 송신될 RF 신호와 수신된 RF 신호가 각각 통과하도록 구성될 수 있다. 여기서, RF 신호의 위상차는 IC의 위상변환기(phase shifter)를 통해 구현되거나, 배선의 전기적 길이(electrical length) 차이를 통해 구현될 수 있다.For example, the number of feed vias 120a electrically connected to one antenna pattern may be two or more. When the number of the feed vias 120a is plural, the feed vias 120a may be configured such that RF signals of different phases (for example, 90 degree phase difference and 180 degree phase difference) pass through, respectively, and RF signals at different times. Can be configured to pass through, and the RF signal to be transmitted and the received RF signal can be configured to pass through, respectively. Here, the phase difference of the RF signal may be implemented through a phase shifter of the IC, or may be implemented through a difference in electrical length of the wiring.

그라운드 패턴(125a)은 안테나 패턴(110a)의 하측에 배치될 수 있으며, 적어도 하나의 관통홀을 가질 수 있다. 피드 비아(120a)는 상기 적어도 하나의 관통홀을 관통하도록 배치될 수 있다.The ground pattern 125a may be disposed under the antenna pattern 110a, and may have at least one through hole. The feed via 120a may be disposed to penetrate the at least one through hole.

그라운드 패턴(125a)은 상측의 안테나 패턴(110a)과 하측의 연결 부재(1200a) 사이를 가로막도록 배치되므로, 안테나 패턴(110a)과 연결 부재(1200a)간의 격리도를 향상시킬 수 있다. 또한, 그라운드 패턴(125a)은 안테나 패턴(110a)과의 전자기적 커플링에 따른 캐패시턴스를 안테나 패턴(110a)에 제공할 수 있다. 또한, 그라운드 패턴(125a)은 안테나 패턴(110a)의 RF 신호를 반사하여 RF 신호를 상면방향으로 더욱 집중시킬 수 있으므로, 안테나 패턴(110a)의 안테나 성능을 향상시킬 수 있다.Since the ground pattern 125a is disposed to block between the upper antenna pattern 110a and the lower connecting member 1200a, the isolation between the antenna pattern 110a and the connecting member 1200a can be improved. In addition, the ground pattern 125a may provide capacitance according to electromagnetic coupling with the antenna pattern 110a to the antenna pattern 110a. In addition, since the ground pattern 125a reflects the RF signal of the antenna pattern 110a, the RF signal can be further concentrated in the upward direction, thereby improving the antenna performance of the antenna pattern 110a.

메타 부재(130a)는 각각 안테나 패턴(110a)보다 작은 복수의 도전성 패턴과 상기 복수의 도전성 패턴을 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 비아를 각각 포함하는 복수의 셀이 반복적으로 이격 배열된 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 메타 부재(130a)는 전자기 밴드갭(electromagnetic bandgap) 구조를 가질 수 있으므로, RF 신호에 대한 음의 굴절률을 가질 수 있다.The meta member 130a may have a structure in which a plurality of cells each including a plurality of conductive patterns smaller than the antenna pattern 110a and at least one via electrically connecting the plurality of conductive patterns are repeatedly spaced apart. have. Accordingly, the meta member 130a may have an electromagnetic bandgap structure, and thus may have a negative refractive index for the RF signal.

메타 부재(130a)는 상하방향으로 볼 때 안테나 패턴(110a)에 오버랩되지 않도록 그라운드 패턴(125a)의 상면 상에 이격 배치되고, 메타 부재(130a)의 중간 높이에서 그라운드 패턴(125a)까지의 이격 거리가 안테나 패턴(110a)과 그라운드 패턴(125a) 간의 이격 거리보다 길도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 메타 부재(130a)는 그라운드 패턴(125a)의 상측에서 안테나 패턴(110a)의 측경계의 적어도 일부를 따라 배치되되, 안테나 패턴(110a)보다 상위까지 확장되어 배치될 수 있다.The meta member 130a is spaced apart on the upper surface of the ground pattern 125a so as not to overlap the antenna pattern 110a when viewed in the vertical direction, and spaced from the middle height of the meta member 130a to the ground pattern 125a The distance may be arranged to be longer than the separation distance between the antenna pattern 110a and the ground pattern 125a. That is, the meta member 130a is disposed along at least a portion of the side boundary of the antenna pattern 110a on the upper side of the ground pattern 125a, but may be extended and disposed above the antenna pattern 110a.

이에 따라, 메타 부재(130a)는 음의 굴절률을 더욱 효율적으로 활용하여 안테나 패턴(110a)의 RF 신호를 상면방향으로 더욱 집중시킬 수 있으므로, 안테나 패턴(110a)의 안테나 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.Accordingly, the meta member 130a can more effectively utilize the negative refractive index to concentrate the RF signal of the antenna pattern 110a in the upward direction, thereby further improving the antenna performance of the antenna pattern 110a. .

도 7을 참조하면, 그라운드 패턴(125a)은 안테나 패턴(110a)으로부터 입사되는 RF 신호를 반사할 수 있다. 반사된 RF 신호는 메타 부재(130a)로 투과될 수 있다. 메타 부재(130a)를 투과하는 RF 신호의 측면벡터의 방향은 메타 부재(130a)의 음의 굴절률에 의해 반대방향으로 변경될 수 있다. 이에 따라, 메타 부재(130a)를 투과하는 RF 신호는 상면방향으로 집중될 수 있다.Referring to FIG. 7, the ground pattern 125a may reflect an RF signal incident from the antenna pattern 110a. The reflected RF signal may be transmitted to the meta member 130a. The direction of the side vector of the RF signal passing through the meta member 130a may be changed in the opposite direction by the negative refractive index of the meta member 130a. Accordingly, the RF signal passing through the meta member 130a may be focused in the upward direction.

한편, 메타 부재(130a)는 안테나 패턴(110a)에 전자기적으로 커플링될 수 있는데, 메타 부재(130a)의 요소(예: 높이, 금속판 형태, 금속판 크기, 금속판 개수, 복수의 금속판 사이 간격, 안테나 패턴에 대한 이격거리 등)에 종속적으로 안테나 패턴(110a)의 주파수 특성에 영향을 줄 수 있다.Meanwhile, the meta member 130a may be electromagnetically coupled to the antenna pattern 110a. Elements of the meta member 130a (eg, height, metal plate shape, metal plate size, number of metal plates, spacing between a plurality of metal plates, Frequency characteristics of the antenna pattern 110a may be affected depending on the distance between the antenna pattern and the like.

이에 따라, 안테나 패턴(110a)은 확장 주파수 대역(예: 26GHz, 38GHz)을 가질 수 있다. 상기 확장 주파수 대역이 상기 내재적 주파수 대역에 인접할 경우, 안테나 패턴(110a)는 넓은 대역폭을 가질 수 있다. 상기 확장 주파수 대역이 상기 내재적 주파수 대역에 인접하지 않을 경우, 안테나 패턴(110a)는 듀얼밴드(dual-band) 송수신을 할 수 있다.Accordingly, the antenna pattern 110a may have an extended frequency band (eg, 26 GHz, 38 GHz). When the extended frequency band is adjacent to the intrinsic frequency band, the antenna pattern 110a may have a wide bandwidth. When the extended frequency band is not adjacent to the intrinsic frequency band, the antenna pattern 110a may perform dual-band transmission and reception.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치(100a)는 안테나 패턴(110a)의 상면 상에 이격 배치된 상부 커플링 부재(115a)를 더 포함할 수 있다. 상기 상부 커플링 부재(115a)는 안테나 패턴(110a)과의 전자기적 커플링에 따른 캐패시턴스를 안테나 패턴(110a)에 제공할 수 있으며, 안테나 패턴(110a)의 RF 신호 송수신 면적을 확대시킬 수 있다. 이에 따라, 안테나 패턴(110a)의 이득이나 대역폭은 향상될 수 있다.Referring to FIG. 1, the antenna device 100a according to an embodiment of the present invention may further include an upper coupling member 115a spaced apart on the upper surface of the antenna pattern 110a. The upper coupling member 115a may provide capacitance according to electromagnetic coupling with the antenna pattern 110a to the antenna pattern 110a, and enlarge the RF signal transmission/reception area of the antenna pattern 110a. . Accordingly, the gain or bandwidth of the antenna pattern 110a can be improved.

상기 상부 커플링 부재(115a)의 배치에 따라, 안테나 패턴(110a)에서의 피드 비아(120a)의 연결을 위한 최적 위치는 안테나 패턴(110a)의 중심에서 멀어질 수 있다.Depending on the arrangement of the upper coupling member 115a, the optimal position for connection of the feed via 120a in the antenna pattern 110a may be far from the center of the antenna pattern 110a.

도 3a를 참조하면, 상기 최적 위치가 안테나 패턴(110a)의 제2 측면방향(예: 270도 방향) 가장가리에 가까울 경우, 안테나 패턴(110a)의 RF 신호 송수신에 따라 안테나 패턴(110a)를 흐르는 표면 전류는 안테나 패턴(110a)의 제4 측면방향(예: 90도 방향)을 향하여 흐를 수 있다. 이때, 표면 전류는 제1 측면방향(예: 0도 방향) 및 제3 측면방향(예: 180도 방향)으로 분산될 수 있는데, 메타 부재(130a)는 표면 전류중 제1 및 제3 측면방향으로 분산되는 성분에 따른 RF 신호가 제1 및 제3 측면방향으로 세는 것을 억제할 수 있다.Referring to FIG. 3A, when the optimal position is closest to the second side direction (for example, 270 degree direction) of the antenna pattern 110a, the antenna pattern 110a is transmitted and received according to the RF signal transmission/reception of the antenna pattern 110a. The flowing surface current may flow toward the fourth lateral direction of the antenna pattern 110a (eg, 90 degree direction). At this time, the surface current may be distributed in the first lateral direction (eg, 0 degree direction) and the third lateral direction (eg, 180 degree direction). It is possible to suppress the RF signal according to the dispersed component from counting in the first and third side directions.

도 3b를 참조하면, 상기 최적 위치가 안테나 패턴(110a)의 제1 측면방향(예: 0도 방향) 가장가리에 가까울 경우, 안테나 패턴(110a)의 RF 신호 송수신에 따라 안테나 패턴(110a)를 흐르는 표면 전류는 안테나 패턴(110a)의 제3 측면방향(예: 180도 방향)을 향하여 흐를 수 있다. 이때, 표면 전류는 제2 측면방향(예: 270도 방향) 및 제4 측면방향(예: 90도 방향)으로 분산될 수 있는데, 메타 부재(130a)는 표면 전류가 제2 및 제4 측면방향으로 분산되는 성분에 따른 RF 신호가 제2 및 제4 측면방향으로 세는 것을 억제할 수 있다.Referring to FIG. 3B, when the optimal position is closest to the first lateral direction (for example, the 0-degree direction) of the antenna pattern 110a, the antenna pattern 110a is transmitted and received according to the RF signal transmission/reception of the antenna pattern 110a. The flowing surface current may flow toward the third side direction (eg, 180 degree direction) of the antenna pattern 110a. At this time, the surface current may be distributed in the second side direction (for example, 270 degree direction) and the fourth side direction (for example, 90 degree direction). It is possible to suppress the RF signal according to the dispersed component from counting in the second and fourth side directions.

따라서, 안테나 패턴(110a) 및/또는 상부 커플링 부재(115a)를 둘러싸는 메타 부재(130a)는 안테나 패턴(110a)의 RF 신호가 측면으로 세는 것을 억제할 수 있으므로, 안테나 패턴(110a)의 안테나 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.Accordingly, the meta member 130a surrounding the antenna pattern 110a and/or the upper coupling member 115a can suppress the RF signal of the antenna pattern 110a from being lateral, so that the antenna pattern 110a Antenna performance can be further improved.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 다양한 구조를 나타낸 평면도이다.2A to 2E are plan views illustrating various structures of an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 2a를 참조하면, 메타 부재(130a)는 상하방향으로 볼 때 안테나 패턴(110a)을 둘러싸도록 배치될 수 있으며, 안테나 패턴(110a)에 대한 이격 거리가 균일하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 메타 부재(130a)는 안테나 패턴(110a)의 RF 신호가 측면으로 세는 것을 효율적으로 억제하고 그라운드 패턴에서 반사된 RF 신호를 효율적으로 상면방향으로 집중시킬 수 있다.Referring to FIG. 2A, the meta member 130a may be disposed to surround the antenna pattern 110a when viewed in the vertical direction, and may be disposed to have a uniform separation distance to the antenna pattern 110a. Accordingly, the meta member 130a can effectively suppress the RF signal of the antenna pattern 110a from being sideways, and efficiently concentrate the RF signal reflected from the ground pattern in the upward direction.

도 2b 및 도 2c를 참조하면, 메타 부재(130a)는 안테나 패턴(110a)의 일부만 둘러쌀 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 메타 부재(130a)의 음의 굴절률을 활용하여 안테나 성능을 향상시키면서도 메타 부재(130a)의 사용에 따른 사이즈 증가를 억제할 수 있다.2B and 2C, the meta member 130a may surround only a portion of the antenna pattern 110a. Accordingly, the antenna device according to an embodiment of the present invention can suppress the increase in size due to the use of the meta member 130a while improving the antenna performance by utilizing the negative refractive index of the meta member 130a.

도 2d를 참조하면, 메타 부재(130a)는 다각형의 꼭지점에 인접하여 배치된 복수의 더미 셀을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 복수의 더미 셀 각각의 도전성 패턴의 크기는 메타 부재의 도전성 패턴의 크기보다 클 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 메타 부재(130a)의 음의 굴절률 특성에 별다른 영향을 주지 않으면서 안테나 모듈 내의 인접 안테나 장치의 메타 부재와 쉽게 결합될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 어레이(array) 관점에서의 안테나 성능을 향상시킬 수 있다.Referring to FIG. 2D, the meta member 130a may further include a plurality of dummy cells disposed adjacent to a vertex of a polygon. In addition, the size of the conductive pattern of each of the plurality of dummy cells may be larger than the size of the conductive pattern of the meta member. Accordingly, the antenna device according to an embodiment of the present invention can be easily combined with the meta member of the adjacent antenna device in the antenna module without significantly affecting the negative refractive index characteristic of the meta member 130a. Therefore, the antenna device according to an embodiment of the present invention can improve antenna performance in terms of an array.

한편, 도 2a 내지 도 2d를 참조하면, 안테나 패턴(110a)은 피드 비아가 연결되는 지점에 인접하여 형성된 슬릿(122a)을 포함할 수 있다. 슬릿(122a)은 안테나 패턴(110a)의 임피던스에 영향을 줄 수 있으며, 안테나 패턴(110a)을 흐르는 표면 전류가 일측 슬릿에서 타측 슬릿으로 흐르도록 유도할 수 있다. 이에 따라, 안테나 패턴(110a)에서 측면으로 세는 RF 신호는 감소할 수 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 2A to 2D, the antenna pattern 110a may include a slit 122a formed adjacent to a point where the feed via is connected. The slit 122a may affect the impedance of the antenna pattern 110a, and induce surface current flowing through the antenna pattern 110a to flow from one slit to the other slit. Accordingly, the RF signal counting from the antenna pattern 110a to the side may be reduced.

한편, 도 2e를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 안테나 패턴(110d), 그라운드 패턴(125d) 및 메타 부재(130d)를 포함할 수 있다. 여기서, 메타 부재(130d)에 포함된 복수의 셀은 n X 1의 구조로 배열될 수 있다. 여기서, n은 2보다 큰 자연수이다. 즉, 복수의 셀은 1개의 스트링(string)으로 배열될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 사이즈는 감소할 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 2E, an antenna device according to an embodiment of the present invention may include an antenna pattern 110d, a ground pattern 125d, and a meta member 130d. Here, the plurality of cells included in the meta member 130d may be arranged in a structure of n X 1. Here, n is a natural number greater than 2. That is, a plurality of cells may be arranged in one string. Accordingly, the size of the antenna device according to an embodiment of the present invention may be reduced.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 다양한 구조를 나타낸 측면도이다.4A and 4B are side views illustrating various structures of an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 4a를 참조하면, 메타 부재(130a)의 하위 도전성 패턴은 안테나 패턴과 동일한 높이에 배치될 수 있다. 따라서, 메타 부재(130a)의 중간 높이에서 그라운드 패턴(125a)까지의 이격 거리는 안테나 패턴에서 그라운드 패턴(125a)까지의 이격 거리보다 길 수 있다.Referring to FIG. 4A, the lower conductive pattern of the meta member 130a may be disposed at the same height as the antenna pattern. Therefore, the separation distance from the middle height of the meta member 130a to the ground pattern 125a may be longer than the separation distance from the antenna pattern to the ground pattern 125a.

도 4b를 참조하면, 메타 부재(130a)의 도전성 패턴 전체는 안테나 패턴(110a)보다 높은 위치에 배치될 수 있다. 메타 부재(130a)의 높이는 RF 신호의 주파수나, 안테나 성능 설계조건이나, 안테나 모듈에 포함된 안테나 장치의 개수/간격/크기에 따라 달라질 수 있다.Referring to FIG. 4B, the entire conductive pattern of the meta member 130a may be disposed at a higher position than the antenna pattern 110a. The height of the meta member 130a may vary depending on the frequency of the RF signal, the antenna performance design condition, or the number/interval/size of the antenna devices included in the antenna module.

도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 단면을 나타낸 사시도이다.5A is a perspective view showing a cross-section of an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 5a를 참조하면, 그라운드 패턴(125a)은 상하방향으로 볼 때 메타 부재(130a)와 안테나 패턴(110a)의 사이를 커버하도록 메타 부재(130a)의 적어도 일부와 안테나 패턴(110a)의 적어도 일부를 함께 오버랩할 수 있다. 이에 따라, 그라운드 패턴(125a)은 안테나 패턴(110a)의 RF 신호를 더욱 집중적으로 메타 부재(130a)로 반사시킬 수 있으므로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 안테나 성능은 향상될 수 있다.Referring to FIG. 5A, the ground pattern 125a includes at least a portion of the meta member 130a and at least a portion of the antenna pattern 110a to cover between the meta member 130a and the antenna pattern 110a when viewed in the vertical direction. Can overlap together. Accordingly, since the ground pattern 125a can more intensively reflect the RF signal of the antenna pattern 110a to the meta member 130a, antenna performance of the antenna device according to an embodiment of the present invention may be improved. .

도 5a를 참조하면, 메타 부재(130a)에 포함된 복수의 도전성 패턴의 그라운드 패턴(125a)으로부터의 평균 이격 거리(d2)는, 안테나 패턴(110a)의 그라운드 패턴(125a)으로부터의 이격 거리(d3)보다 길고, 상부 커플링 패턴(115a)의 그라운드 패턴(125a)으로부터의 이격 거리(d4)보다 짧도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 그라운드 패턴(125a)에서 반사되는 RF 신호는 메타 부재(130a)에서 상면방향으로 집중되는 적절한 각도로 메타 부재(130a)로 투과될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 안테나 성능은 향상될 수 있다.Referring to FIG. 5A, the average separation distance d2 from the ground pattern 125a of the plurality of conductive patterns included in the meta member 130a is the separation distance from the ground pattern 125a of the antenna pattern 110a ( It may be disposed to be longer than d3) and shorter than the distance d4 of the upper coupling pattern 115a from the ground pattern 125a. Accordingly, the RF signal reflected from the ground pattern 125a may be transmitted from the meta member 130a to the meta member 130a at an appropriate angle concentrated in the upward direction. Accordingly, antenna performance of the antenna device according to an embodiment of the present invention may be improved.

도 5a를 참조하면, 메타 부재(130a)에 포함된 복수의 도전성 패턴 중 최상위 도전성 패턴의 그라운드 패턴(125a)으로부터의 이격 거리는 상부 커플링 패턴(115a)의 그라운드 패턴(125a)으로부터의 이격 거리(d4)와 실질적으로 동일하도록 배치될 수 있으며, 메타 부재(130a)에 포함된 복수의 도전성 패턴 중 최하위 도전성 패턴의 그라운드 패턴(125a)으로부터의 이격 거리는 안테나 패턴(110a)의 그라운드 패턴(125a)으로부터의 이격 거리(d3)와 실질적으로 동일하도록 배치될 수 있다. 즉, 메타 부재(130a)는 안테나 패턴(110a)의 측경계의 적어도 일부를 따라 배치되되, 상부 커플링 패턴(115a)의 동위(same level)까지 확장되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 메타 부재(130a)는 안테나 패턴(110a)과 상부 커플링 패턴(115a)에서 측면으로 세는 RF 신호를 더욱 효율적으로 상면방향으로 유도할 수 있다.Referring to FIG. 5A, the distance from the ground pattern 125a of the uppermost conductive pattern among the plurality of conductive patterns included in the meta member 130a is the distance from the ground pattern 125a of the upper coupling pattern 115a ( d4), and the distance from the ground pattern 125a of the lowest conductive pattern among the plurality of conductive patterns included in the meta member 130a is from the ground pattern 125a of the antenna pattern 110a. It may be arranged to be substantially equal to the separation distance (d3) of. That is, the meta member 130a is disposed along at least a portion of the side border of the antenna pattern 110a, and may be extended to the same level as the upper coupling pattern 115a. Accordingly, the meta member 130a can more efficiently induce the RF signal counting from the antenna pattern 110a and the upper coupling pattern 115a in the upward direction.

도 5a를 참조하면, 메타 부재(130a)에 포함된 복수의 도전성 패턴 중 적어도 하나(예: 중간 높이의 도전성 패턴)의 그라운드 패턴으로부터의 이격 거리는 상부 커플링 패턴(115a)의 그라운드 패턴(125a)으로부터의 이격 거리(d4)보다 짧고 안테나 패턴(110a)의 그라운드 패턴(125a)으로부터의 이격 거리(d3)보다 길도록 배치될 수 있다. 상기 메타 부재(130a)에 포함된 복수의 도전성 패턴 중 적어도 하나는 안테나 모듈 내의 타 안테나 장치의 안테나 패턴 및 상부 커플링 패턴과 안테나 패턴(110a) 및 상부 커플링 패턴(115a)을 물리적으로 가로막을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치와 인접 안테나 장치 사이의 격리도는 향상될 수 있다.Referring to FIG. 5A, a separation distance from a ground pattern of at least one of a plurality of conductive patterns included in the meta member 130a (eg, a middle height conductive pattern) is a ground pattern 125a of the upper coupling pattern 115a. It may be arranged to be shorter than the separation distance d4 from and longer than the separation distance d3 from the ground pattern 125a of the antenna pattern 110a. At least one of the plurality of conductive patterns included in the meta member 130a physically blocks the antenna pattern and the upper coupling pattern and the antenna pattern 110a and the upper coupling pattern 115a of another antenna device in the antenna module. Can be. Accordingly, the isolation between the antenna device and the adjacent antenna device according to an embodiment of the present invention can be improved.

도 5a를 참조하면, 메타 부재(130a)에 포함된 복수의 도전성 패턴의 안테나 패턴(110a)에 대한 이격 거리(d1)는 상부 커플링 패턴(115a)의 그라운드 패턴(125a)으로부터의 이격 거리(d4)보다 짧고 안테나 패턴(110a)의 그라운드 패턴(125a)으로부터의 이격 거리(d3)보다 길도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 그라운드 패턴(125a)에서 반사되는 RF 신호는 메타 부재(130a)에서 상면방향으로 집중되는 적절한 각도로 메타 부재(130a)로 투과될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 안테나 성능은 향상될 수 있다.Referring to FIG. 5A, the separation distance d1 for the antenna pattern 110a of the plurality of conductive patterns included in the meta member 130a is the separation distance from the ground pattern 125a of the upper coupling pattern 115a ( It may be arranged to be shorter than d4) and longer than the distance d3 of the antenna pattern 110a from the ground pattern 125a. Accordingly, the RF signal reflected from the ground pattern 125a may be transmitted from the meta member 130a to the meta member 130a at an appropriate angle concentrated in the upward direction. Accordingly, antenna performance of the antenna device according to an embodiment of the present invention may be improved.

도 5a를 참조하면, 메타 부재(130a)에 포함된 복수의 도전성 패턴 각각의 변 길이는 상기 복수의 도전성 패턴 중 최상위 도전성 패턴의 그라운드 패턴(125a)으로부터의 이격 거리보다 짧고 상기 복수의 도전성 패턴 중 최하위 도전성 패턴의 그라운드 패턴(125a)으로부터의 이격 거리보다 길 수 있다. 또한, 메타 부재(130a)의 최하위 도전성 패턴부터 그라운드 패턴(125a)까지의 이격 거리는, 메타 부재(130a)에 포함된 복수의 도전성 패턴 중 최상위 도전성 패턴부터 최하위 도전성 패턴까지의 이격 거리보다 길 수 있다. 이에 따라, 메타 부재(130a)는 메타 부재(130a)를 투과하는 RF 신호가 상면방향으로 집중되도록 적절한 음의 굴절률을 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 안테나 성능은 향상될 수 있다.Referring to FIG. 5A, the side length of each of the plurality of conductive patterns included in the meta member 130a is shorter than the separation distance from the ground pattern 125a of the top conductive pattern among the plurality of conductive patterns and among the plurality of conductive patterns The lowest conductive pattern may be longer than the distance from the ground pattern 125a. In addition, the separation distance from the lowest conductive pattern of the meta member 130a to the ground pattern 125a may be longer than the separation distance from the highest conductive pattern to the lowest conductive pattern among the plurality of conductive patterns included in the meta member 130a. . Accordingly, the meta member 130a may have an appropriate negative refractive index so that the RF signal passing through the meta member 130a is concentrated in the upward direction. Accordingly, antenna performance of the antenna device according to an embodiment of the present invention may be improved.

한편, 도 5a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 그라운드 패턴(125a)에 전기적으로 연결되도록 배치되고 상하방향으로 볼 때 메타 부재(130a)의 적어도 일부를 둘러싸도록 배열되는 복수의 제1 차폐비아(126a)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치와 인접 안테나 장치 사이의 격리도는 향상될 수 있으며, 그라운드 패턴(125a)의 RF 신호 반사 성능은 더욱 향상될 수 있다.On the other hand, referring to Figure 5a, the antenna device according to an embodiment of the present invention is disposed to be electrically connected to the ground pattern 125a and arranged to surround at least a portion of the meta member 130a when viewed in the vertical direction A plurality of first shielding vias 126a may be further included. Accordingly, the isolation between the antenna device and the adjacent antenna device according to an embodiment of the present invention may be improved, and the RF signal reflection performance of the ground pattern 125a may be further improved.

또한, 도 5a를 참조하면, 그라운드 패턴(125a)에 전기적으로 연결되도록 배치되고 상하방향으로 볼 때 피드 비아(120a)를 둘러싸도록 배열되는 복수의 제2 차폐비아(121a)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 피드 비아(120a)를 통과하는 RF 신호의 전자기 노이즈는 감소할 수 있다.In addition, referring to FIG. 5A, a plurality of second shielding vias 121a disposed to be electrically connected to the ground pattern 125a and arranged to surround the feed vias 120a when viewed in the vertical direction may be further included. . Accordingly, electromagnetic noise of the RF signal passing through the feed via 120a may be reduced.

도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 메타 부재의 단면을 나타낸 사시도이며, 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 메타 부재의 다양한 구조를 나타낸 측면도이다.5B is a perspective view showing a cross-section of a meta member of an antenna device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 6A and 6B are side views showing various structures of a meta member of an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 5b, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 메타 부재(130a)에 포함된 복수의 셀 각각은 도전성 비아(131a), 제1 도전성 패턴(132a), 제2 도전성 패턴(133a), 제3 도전성 패턴(134a), 제4 도전성 패턴(135a) 및 제5 도전성 패턴(136a)을 포함할 수 있다.5B, 6A, and 6B, each of the plurality of cells included in the meta member 130a is conductive via 131a, first conductive pattern 132a, second conductive pattern 133a, and third conductive The pattern 134a, the fourth conductive pattern 135a, and the fifth conductive pattern 136a may be included.

도 5b를 참조하면, 상기 복수의 셀은 n X 2의 구조로 배열될 수 있다. 여기서, n은 2보다 큰 자연수이다. 즉, 복수의 셀은 2개의 스트링(string)으로 배열될 수 있다. 안테나 패턴에서 측면방향으로 세는 RF 신호는 2개의 스트링 중 안테나 패턴에 가까운 스트링과 안테나 패턴에 먼 스트링 간의 좁은 갭에 의해 마치 음의 굴절률의 매질에 입사하는 것처럼 투과될 수 있다. 따라서, n X 2의 구조로 배열된 복수의 셀은 RF 신호를 상면방향으로 더욱 집중시킬 수 있다. 상기 복수의 셀의 구조는 n X의 구조로 한정되지 않으며, 설계에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 셀은 도 2e에 도시된 바와 같이 n X 1의 구조로 배열될 수 있다.Referring to FIG. 5B, the plurality of cells may be arranged in a structure of n X 2. Here, n is a natural number greater than 2. That is, a plurality of cells may be arranged in two strings. In the antenna pattern, the RF signal counting in the lateral direction can be transmitted as if entering a medium of negative refractive index due to a narrow gap between a string closer to the antenna pattern and a string farther from the antenna pattern among the two strings. Therefore, a plurality of cells arranged in a structure of n X 2 can further concentrate the RF signal in the upward direction. The structure of the plurality of cells is not limited to the structure of n X and may vary according to design. For example, the plurality of cells may be arranged in a structure of n X 1 as shown in FIG. 2E.

도전성 비아(131a)는 제1 내지 제5 도전성 패턴(132a, 133a, 134a, 135a, 136a)을 서로 전기적으로 연결시킬 수 있으며, 제1 내지 제5 도전성 패턴(132a, 133a, 134a, 135a, 136a)의 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다.The conductive vias 131a may electrically connect the first to fifth conductive patterns 132a, 133a, 134a, 135a, and 136a, and the first to fifth conductive patterns 132a, 133a, 134a, 135a, and 136a ) Can improve the structural stability.

또한, 도전성 비아(131a)는 안테나 모듈 내의 타 안테나 장치의 안테나 패턴 및 상부 커플링 패턴과 안테나 패턴(110a) 및 상부 커플링 패턴(115a)을 물리적으로 가로막도록 배치되므로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치와 인접 안테나 장치 사이의 격리도를 향상시킬 수 있다.In addition, the conductive via 131a is disposed to physically intercept the antenna pattern and the upper coupling pattern and the antenna pattern 110a and the upper coupling pattern 115a of another antenna device in the antenna module, so an embodiment of the present invention The isolation between the antenna device and the adjacent antenna device can be improved.

제1 내지 제5 도전성 패턴(132a, 133a, 134a, 135a, 136a)은 서로 실질적으로 동일한 형태와 크기를 가지고 실질적으로 동일한 간격으로 서로 이격될 수 있으므로, 메타 부재(130a)는 전자기 밴드갭 특성(음의 굴절률)을 가질 수 있다.Since the first to fifth conductive patterns 132a, 133a, 134a, 135a, and 136a have substantially the same shape and size, and may be spaced apart from each other at substantially the same distance, the meta member 130a has an electromagnetic bandgap characteristic ( Negative refractive index).

도 8a은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 등가회로를 나타낸 회로도이다.8A is a circuit diagram showing an equivalent circuit of an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 8a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 안테나 패턴(110b)은 IC와 같은 소스(SRC2)로 RF 신호를 전달하거나 RF 신호를 전달받을 수 있으며, 저항값(R2)과 인덕턴스(L3, L4)를 가질 수 있다.Referring to Figure 8a, the antenna pattern 110b of the antenna device according to an embodiment of the present invention can transmit or receive an RF signal to a source (SRC2), such as an IC, the RF signal, the resistance value (R2) and It may have an inductance (L3, L4).

메타 부재(130b)는 안테나 패턴(110b)에 대한 캐패시턴스(C5, C12)와, 복수의 도전성 패턴 사이의 캐패시턴스(C6, 10)와, 도전성 비아의 인덕턴스(L5, L6)와, 도전성 패턴과 그라운드 패턴 간의 캐패시턴스(C7, C11)를 가질 수 있다.The meta member 130b includes the capacitances C5 and C12 for the antenna pattern 110b, the capacitances C6 and 10 between the plurality of conductive patterns, and the inductances L5 and L6 of the conductive vias, the conductive pattern and the ground. Capacitances between patterns C7 and C11 may be provided.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 주파수 대역과 대역폭은 전술한 저항값, 캐패시턴스 및 인덕턴스에 의해 결정될 수 있다.The frequency band and bandwidth of the antenna device according to an embodiment of the present invention may be determined by the above-described resistance value, capacitance, and inductance.

한편, 도전성 패턴과 그라운드 패턴 간의 캐패시턴스(C7, C11)는 메타 부재(130b)와 그라운드 패턴 간의 전기적 연결 여부에 따라 인덕턴스로 대체될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 메타 부재(130b)의 도전성 패턴과 그라운드 패턴의 사이를 전기적으로 연결하도록 배치된 비아를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the capacitances C7 and C11 between the conductive pattern and the ground pattern may be replaced with inductance depending on whether the meta member 130b is electrically connected to the ground pattern. That is, the antenna device according to an embodiment of the present invention may further include a via disposed to electrically connect between the conductive pattern and the ground pattern of the meta member 130b.

상기 비아가 연결되지 않을 경우, 메타 부재(130b)는 RF 신호의 주파수에 더욱 순응적으로 작용할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 대역폭을 더욱 넓힐 수 있다.When the via is not connected, the meta member 130b may act more adaptively to the frequency of the RF signal. Accordingly, the antenna device according to an embodiment of the present invention can further widen the bandwidth.

도 8b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 S파라미터를 나타낸 그래프이다.8B is a graph showing S parameters of an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 8b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 S파라미터(예: 피드 비아로부터 안테나 패턴으로 전달되는 RF 신호의 제1 에너지 대비 안테나 패턴부터 피드 비아로 전달되는 RF 신호의 제2 에너지의 비율)는 약 26GHz와 약 28GHz에서 낮은 값을 가질 수 있다. 즉, 약 26GHz의 RF 신호와 약 28GHz의 RF 신호는 전송과정에서의 반사율이 낮을 수 있으므로, 안테나 패턴은 26GHz의 RF 신호와 약 28GHz의 RF 신호에 대한 높은 안테나 성능을 가질 수 있다.Referring to FIG. 8B, the S parameter of the antenna device according to an embodiment of the present invention (eg, the first energy of the RF signal transmitted from the feed via to the antenna pattern, and the second of the RF signal transmitted from the antenna pattern to the feed via) The ratio of energy) may have a low value at about 26 GHz and about 28 GHz. That is, since an RF signal of about 26 GHz and an RF signal of about 28 GHz may have low reflectance in the transmission process, the antenna pattern may have high antenna performance for the RF signal of 26 GHz and the RF signal of about 28 GHz.

대역폭의 기준을 -10dB의 S파라미터로 설정할 경우, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈은 약 4.7GHz의 대역폭을 가질 수 있다.When the bandwidth is set to the S parameter of -10dB, the antenna module according to an embodiment of the present invention may have a bandwidth of about 4.7GHz.

S파라미터가 약 28GHz에서 낮은 값을 가지는 것은 안테나 패턴의 내재적 요소에 따라 결정되고, S파라미터가 약 26GHz에서 낮은 값을 가지는 것은 메타 부재의 요소에 따라 결정될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 메타 부재를 사용하여 대역폭을 더욱 넓힐 수 있다.The S parameter having a low value at about 28 GHz may be determined according to the intrinsic factor of the antenna pattern, and the S parameter having a low value at about 26 GHz may be determined according to the element of the meta member. That is, the antenna device according to an embodiment of the present invention can further increase the bandwidth using a meta member.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 원형 안테나 패턴과 원형으로 둘러싸는 메타 부재를 나타낸 사시도 및 평면도이다.9A and 9B are perspective and plan views illustrating a circular antenna pattern and a meta member surrounding a circular antenna pattern of an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 9a 및 도 9b를 참조하면, 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는, 안테나 패턴(110e), 상부 커플링 패턴(115e), 그라운드 패턴(125e), 제1 차폐비아(126e) 및 메타 부재(130e) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.9A and 9B, an antenna device according to an embodiment of the present invention includes an antenna pattern 110e, an upper coupling pattern 115e, a ground pattern 125e, a first shielding via 126e, and It may include at least a part of the meta member (130e).

안테나 패턴(110e)의 형태는 원형일 수 있다. 이에 따라, 메타 부재(130e)는 상하방향으로 볼 때 안테나 패턴(110e)을 원형으로 둘러싸도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 메타 부재(130e)에 포함된 복수의 도전성 패턴은 각각 사다리꼴의 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 메타 부재(130e)는 안테나 패턴(110e)에서 측면으로 세는 RF 신호를 더욱 상면방향으로 집중시킬 수 있다.The shape of the antenna pattern 110e may be circular. Accordingly, the meta member 130e may be disposed to surround the antenna pattern 110e in a circular shape when viewed in the vertical direction. For example, the plurality of conductive patterns included in the meta member 130e may each have a trapezoidal shape. Accordingly, the meta member 130e may further focus the RF signal counting on the side of the antenna pattern 110e in the upward direction.

도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치가 배열된 안테나 모듈을 나타낸 평면도이다.10A to 10C are plan views illustrating an antenna module in which an antenna device according to an embodiment of the present invention is arranged.

도 10a 및 도 10b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈은, 안테나 패턴(110c), 그라운드층(125c), 메타 부재(130c), 제2 안테나 패턴(210c), 디렉터 패턴(215c) 및 피드라인(220c) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.10A and 10B, an antenna module according to an embodiment of the present invention includes an antenna pattern 110c, a ground layer 125c, a meta member 130c, a second antenna pattern 210c, and a director pattern ( 215c) and the feed line 220c.

안테나 패턴(110c)은 제1 방향(예: 상면 방향)으로 RF 신호를 송신 또는 수신하도록 제1 방향으로 방사패턴을 형성할 수 있다.The antenna pattern 110c may form a radiation pattern in a first direction to transmit or receive an RF signal in a first direction (eg, an upward direction).

제2 안테나 패턴(210c)은 제2 방향(예: 측면 방향)으로 RF 신호를 송신 또는 수신하도록 제2 방향으로 방사패턴을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제2 안테나 패턴(210c)는 연결 부재에서 연결 부재의 측면에 인접하여 배치될 수 있으며, 다이폴(dipole) 형태 또는 접힌 다이폴(folded dipole) 형태를 가질 수 있다. 여기서, 제2 안테나 패턴(210c)의 각각의 폴의 일단은 피드라인(220c)의 제1 및 제2 라인에 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 안테나 패턴(210c)의 주파수 대역은 안테나 패턴(110c)의 주파수 대역과 실질적으로 동일하게 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The second antenna pattern 210c may form a radiation pattern in a second direction to transmit or receive an RF signal in a second direction (eg, a side direction). For example, the second antenna pattern 210c may be disposed adjacent to the side of the connecting member in the connecting member, and may have a dipole shape or a folded dipole shape. Here, one end of each pole of the second antenna pattern 210c may be electrically connected to the first and second lines of the feed line 220c. The frequency band of the second antenna pattern 210c may be designed substantially the same as the frequency band of the antenna pattern 110c, but is not limited thereto.

제2 안테나 패턴(210c)은 그라운드 패턴(125c)보다 낮은 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라, 그라운드 패턴(125c)은 제2 안테나 패턴(210c)과 안테나 패턴(110c) 간의 격리도를 향상시킬 수 있다.The second antenna pattern 210c may be disposed at a lower position than the ground pattern 125c. Accordingly, the ground pattern 125c may improve the isolation between the second antenna pattern 210c and the antenna pattern 110c.

디렉터 패턴(215c)은 제2 안테나 패턴(210c)에 전자기적으로 커플링되어 제2 안테나 패턴(210c)의 이득이나 대역폭을 향상시킬 수 있다. 디렉터 패턴(215c)은 제2 안테나 패턴(210c)의 다이폴 총 길이보다 짧을 수 있는데, 제2 안테나 패턴(210c)는 디렉터 패턴(215c)의 길이가 짧을수록 전자기적 커플링을 집중시킬 수 있다. 이에 따라, 제2 안테나 패턴(210c)의 이득 또는 직진성(directivity)은 더욱 향상될 수 있다.The director pattern 215c may be electromagnetically coupled to the second antenna pattern 210c to improve the gain or bandwidth of the second antenna pattern 210c. The director pattern 215c may be shorter than the total dipole length of the second antenna pattern 210c. The shorter the length of the director pattern 215c, the second antenna pattern 210c may concentrate electromagnetic coupling. Accordingly, gain or directivity of the second antenna pattern 210c may be further improved.

피드라인(220c)은 제2 안테나 패턴(210c)로부터 수신된 RF 신호를 IC로 전달할 수 있으며, IC로부터 전달받은 RF 신호를 제2 안테나 패턴(210c)로 전달할 수 있다. 상기 피드라인(220c)은 연결 부재의 배선으로 구현될 수 있다.The feed line 220c may transmit the RF signal received from the second antenna pattern 210c to the IC, and may transmit the RF signal received from the IC to the second antenna pattern 210c. The feed line 220c may be implemented by wiring of a connecting member.

따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈은 제1 및 제2 방향으로 방사패턴을 형성할 수 있으므로, RF 신호 송수신 방향을 전방향(omni-directional)으로 확대할 수 있다.Therefore, since the antenna module according to an embodiment of the present invention can form a radiation pattern in the first and second directions, it is possible to enlarge the RF signal transmission/reception direction omni-directional.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 도 10a에 도시된 바와 같이 n X m의 구조로 배열될 수 있으며, 상기 안테나 장치를 포함하는 안테나 모듈은 전자기기의 꼭지점에 인접하여 배치될 수 있다.On the other hand, the antenna device according to an embodiment of the present invention may be arranged in a structure of n X m as shown in Figure 10a, the antenna module including the antenna device may be arranged adjacent to the vertex of the electronic device have.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치는 도 10b에 도시된 바와 같이 n X 1의 구조로 배열될 수 있으며, 상기 안테나 장치를 포함하는 안테나 모듈은 전자기기의 모서리의 중간 지점에 인접하여 배치될 수 있다.In addition, the antenna device according to an embodiment of the present invention can be arranged in a structure of n X 1 as shown in Figure 10b, the antenna module including the antenna device is adjacent to the middle point of the edge of the electronic device Can be deployed.

도 10c를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈은, 복수의 안테나 패턴(110d), 그라운드층(125d), 복수의 메타 부재(130d), 복수의 제2 안테나 패턴(210d), 복수의 디렉터 패턴(215d) 및 복수의 피드라인(220d) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.Referring to Figure 10c, the antenna module according to an embodiment of the present invention, a plurality of antenna patterns (110d), the ground layer (125d), a plurality of meta members (130d), a plurality of second antenna pattern (210d), A plurality of director patterns 215d and a plurality of feed lines 220d may be included.

복수의 메타 부재(130d)는 각각 n X 1의 구조로 배열된 복수의 셀을 포함할 수 있다. 복수의 메타 부재(130d)는 각각 복수의 안테나 패턴(110d) 각각을 둘러싸도록 배치될 수 있으며, 서로 이격 배치될 수 있다. 이에 따라, 복수의 안테나 장치의 서로에 대한 영향은 감소할 수 있다.The plurality of meta members 130d may each include a plurality of cells arranged in a structure of n X 1. The plurality of meta members 130d may be arranged to surround each of the plurality of antenna patterns 110d, and may be spaced apart from each other. Accordingly, the influence of the plurality of antenna devices on each other can be reduced.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 포함하는 안테나 모듈의 개략적인 구조를 나타낸 측면도이다.11 is a side view showing a schematic structure of an antenna module including an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈은 안테나(10a)와 IC(20a)가 통합된 구조를 가질 수 있으며, 안테나(10a), 제2 방향 안테나(15a), 칩 안테나(16a), IC(20a), 수동부품(40a), 기판(50a) 및 서브기판(60a) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 11, an antenna module according to an embodiment of the present invention may have an integrated structure of an antenna 10a and an IC 20a, and an antenna 10a, a second direction antenna 15a, and a chip antenna (16a), IC (20a), passive components (40a), may include at least a portion of the substrate (50a) and the sub-substrate (60a).

안테나(10a)는 도 1 내지 도 10c를 참조하여 전술한 안테나 패턴과 상부 커플링 패턴에 대응될 수 있으며, 기판(50a)의 상단에 배치될 수 있다.The antenna 10a may correspond to the antenna pattern and the upper coupling pattern described above with reference to FIGS. 1 to 10C, and may be disposed on the top of the substrate 50a.

메타 부재(30a)는 도 1 내지 도 10c를 참조하여 전술한 메타 부재에 대응될 수 있다.The meta member 30a may correspond to the meta member described above with reference to FIGS. 1 to 10C.

제2 방향 안테나(15a)는 도 10a 및 도 10c를 참조하여 전술한 제2 안테나 패턴과 디렉터 패턴에 대응될 수 있으며, 측면 방향으로 RF 신호를 송수신하도록 기판(50a)의 측면에 인접하여 배치될 수 있다.The second directional antenna 15a may correspond to the second antenna pattern and the director pattern described above with reference to FIGS. 10A and 10C, and may be disposed adjacent to the side of the substrate 50a to transmit and receive RF signals in the lateral direction. Can be.

칩 안테나(16a)는 절연층(52a)보다 높은 유전상수를 가지는 유전체와 상기 유전체의 양면 상에 배치된 복수의 전극을 포함하는 입체적 구조를 가질 수 있으며, 측면 방향 및/또는 상면 방향으로 RF 신호를 송수신하도록 기판(50a)의 상면과 측면에 인접하여 배치될 수 있다.The chip antenna 16a may have a three-dimensional structure including a dielectric having a dielectric constant higher than that of the insulating layer 52a and a plurality of electrodes disposed on both sides of the dielectric, and an RF signal in a lateral direction and/or an upward direction It may be disposed adjacent to the top and side of the substrate 50a to transmit and receive.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈은 안테나(10a)와 제2 방향 안테나(15a)와 칩 안테나(16a) 중 적어도 둘을 포함함으로써 전방향으로(omni-directionally) 방사패턴을 형성할 수 있다.The antenna module according to an embodiment of the present invention may form an radiation pattern omni-directionally by including at least two of the antenna 10a, the second directional antenna 15a, and the chip antenna 16a. .

IC(20a)는 안테나(10a), 제2 방향 안테나(15a) 및/또는 칩 안테나(16a)로부터 전달받은 RF 신호를 IF(intermediate frequency) 신호 또는 기저대역(base band) 신호로 변환할 수 있으며, 변환된 IF 신호 또는 기저대역 신호를 안테나 모듈의 외부에 배치된 IF IC, 기저대역 IC 또는 통신모뎀으로 전달할 수 있다. 또한, IC(20a)는 안테나 모듈의 외부에 배치된 IF IC, 기저대역 IC 또는 통신모뎀으로부터 전달받은 IF 신호 또는 기저대역 신호를 RF 신호로 변환할 수 있으며, 변환된 RF 신호를 안테나(10a), 제2 방향 안테나(15a) 및/또는 칩 안테나(16a)로 전달할 수 있다. 여기서, RF 신호의 주파수(예: 24GHz, 28GHz, 36GHz, 39GHz, 60GHz)는 IF 신호(예: 2GHz, 5GHz, 10GHz 등)의 주파수보다 크다. 한편, IC(20a)는 주파수 변환, 증폭, 필터링, 위상제어 및 전원생성 중 적어도 일부를 수행하여 변환된 신호를 생성할 수 있다. 한편 설계에 따라, 안테나 모듈은 기판(50a)의 하면 상에 배치된 IF IC 또는 기저대역 IC를 더 포함할 수 있다.The IC 20a may convert RF signals received from the antenna 10a, the second directional antenna 15a, and/or the chip antenna 16a into an IF (intermediate frequency) signal or a base band signal, , The converted IF signal or baseband signal can be transmitted to an IF IC, baseband IC or communication modem disposed outside the antenna module. In addition, the IC 20a may convert IF signals or baseband signals received from an IF IC, baseband IC, or communication modem disposed outside the antenna module into RF signals, and convert the converted RF signals to the antenna 10a. , May be transmitted to the second directional antenna 15a and/or the chip antenna 16a. Here, the frequency of the RF signal (eg, 24 GHz, 28 GHz, 36 GHz, 39 GHz, 60 GHz) is greater than the frequency of the IF signal (eg, 2 GHz, 5 GHz, 10 GHz, etc.). Meanwhile, the IC 20a may generate a converted signal by performing at least some of frequency conversion, amplification, filtering, phase control, and power generation. Meanwhile, according to the design, the antenna module may further include an IF IC or a baseband IC disposed on the lower surface of the substrate 50a.

IC(20a)와 수동부품(40a)은 기판(50a)의 하면에 인접하여 배치될 수 있다. 수동부품(40a)은 IC(20a)에 필요한 임피던스를 제공하도록 캐패시터(예: 다층 세라믹 캐패시터(MLCC)), 인덕터 또는 칩저항기를 포함할 수 있다.The IC 20a and the passive component 40a may be disposed adjacent to the lower surface of the substrate 50a. The passive component 40a may include a capacitor (eg, multilayer ceramic capacitor (MLCC)), an inductor, or a chip resistor to provide the necessary impedance to the IC 20a.

기판(50a)은 적어도 하나의 도전층(51a)과 적어도 하나의 절연층(52a)을 포함할 수 있으며, 복수의 도전층을 전기적으로 연결하도록 절연층을 관통하는 적어도 하나의 비아를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(50a)은 인쇄회로기판으로 구현될 수 있으며, 상단의 안테나 패키지와 하단의 연결 부재가 결합된 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 안테나 패키지는 RF 신호의 송수신 효율 관점에서 설계될 수 있으며, 연결 부재는 배선 효율 관점에서 설계될 수 있다.The substrate 50a may include at least one conductive layer 51a and at least one insulating layer 52a, and may include at least one via penetrating the insulating layer to electrically connect the plurality of conductive layers. have. For example, the substrate 50a may be implemented as a printed circuit board, and may have a structure in which an antenna package at the top and a connecting member at the bottom are combined. For example, the antenna package may be designed from the viewpoint of transmission and reception efficiency of the RF signal, and the connecting member may be designed from the viewpoint of wiring efficiency.

예를 들어, 적어도 하나의 도전층(51a) 중 상대적으로 기판(50a)의 상면에 가까운 도전층은 안테나(10a)의 그라운드 패턴으로 사용될 수 있으며, 적어도 하나의 도전층(51a) 중 상대적으로 기판(50a)의 하면에 가까운 도전층은 RF 신호, IF 신호 또는 기저대역 신호가 통과하는 배선층과, 상기 배선층의 전자기적 격리를 위한 배선 그라운드층과, IC(20a)에 그라운드를 제공하는 IC 그라운드층으로 사용될 수 있다.For example, a conductive layer that is relatively close to the top surface of the substrate 50a among the at least one conductive layer 51a may be used as a ground pattern of the antenna 10a, and a relative substrate among the at least one conductive layer 51a The conductive layer close to the lower surface of (50a) includes a wiring layer through which an RF signal, an IF signal, or a baseband signal passes, a wiring ground layer for electromagnetic isolation of the wiring layer, and an IC ground layer providing ground to the IC 20a. Can be used as

서브기판(60a)은 기판(50a)의 하면 상에 배치될 수 있으며, IF 신호 또는 기저대역 신호의 경로를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 서브기판(60a)은 안테나 모듈의 외부에 안착되어 안테나 모듈을 지지하도록 지지 부재로 구현될 수 있다.The sub-substrate 60a may be disposed on the lower surface of the substrate 50a, and may provide a path for an IF signal or a baseband signal. For example, the sub-board 60a may be mounted on the outside of the antenna module to be implemented as a support member to support the antenna module.

설계에 따라, 상기 서브기판(60a)은 동축케이블이 연결되는 커넥터로 대체되거나, 외부의 세트 기판과 IC(20a)를 전기적으로 연결시키는 신호 전송라인이 배치되는 연성(flexible) 절연층으로 대체될 수 있다.Depending on the design, the sub-board 60a may be replaced with a connector to which a coaxial cable is connected, or a flexible insulating layer on which a signal transmission line for electrically connecting the external set board and the IC 20a is disposed. Can be.

도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 포함하는 안테나 모듈의 다양한 구조를 나타낸 측면도이다.12A and 12B are side views illustrating various structures of an antenna module including an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 12a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈은 안테나 패키지와 연결 부재가 결합된 구조를 가질 수 있다.12A, an antenna module according to an embodiment of the present invention may have a structure in which an antenna package and a connection member are combined.

연결 부재는 적어도 하나의 배선층(1210b)과, 적어도 하나의 절연층(1220b)을 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 배선층(1210b)에 연결된 배선 비아(1230b)와, 배선 비아(1230b)에 연결된 접속패드(1240b)를 포함할 수 있으며, 구리 재배선 층(Redistribution Layer, RDL)과 유사한 구조를 가질 수 있다. 상기 연결 부재의 상면에는 안테나 패키지가 배치될 수 있다.The connecting member may include at least one wiring layer 1210b and at least one insulating layer 1220b, and a wiring via 1230b connected to the at least one wiring layer 1210b and a connection connected to the wiring via 1230b A pad 1240b may be included, and may have a structure similar to a copper redistribution layer (RDL). An antenna package may be disposed on the upper surface of the connecting member.

안테나 패키지는 복수의 상부 커플링 부재(1110b), 복수의 안테나 패턴(1115b), 복수의 피드 비아(1120b), 메타 부재(1130b), 유전층(1140b) 및 마감 부재(1150b) 중 적어도 일부를 포함할 수 있으며, 도 1 내지 도 11을 참조하여 전술한 안테나 장치에 대응될 수 있다.The antenna package includes at least some of a plurality of upper coupling members 1110b, a plurality of antenna patterns 1115b, a plurality of feed vias 1120b, a meta member 1130b, a dielectric layer 1140b, and a finishing member 1150b. It can be, and can correspond to the antenna device described above with reference to FIGS. 1 to 11.

유전층(1140b)은 복수의 피드 비아(1120b) 각각의 측면을 포위하도록 배치될 수 있다. 상기 유전층(1140b)은 연결 부재의 적어도 하나의 절연층(1220b)의 높이보다 긴 높이를 가질 수 있다. 안테나 패키지는 상기 유전층(1140b)의 높이 및/또는 너비가 클수록 안테나 성능 확보 관점에서 유리할 수 있으며, 복수의 안테나 패턴(1115b)의 RF 신호 송수신 동작에 유리한 경계조건(예: 작은 제조공차, 짧은 전기적 길이, 매끄러운 표면, 유전층의 큰 크기, 유전상수 조절 등)을 제공할 수 있다.The dielectric layer 1140b may be disposed to surround each side of the plurality of feed vias 1120b. The dielectric layer 1140b may have a height that is longer than the height of at least one insulating layer 1220b of the connecting member. The antenna package may be advantageous from a viewpoint of securing antenna performance as the height and/or width of the dielectric layer 1140b is large, and boundary conditions (eg, small manufacturing tolerances, short electrical) that are advantageous for RF signal transmission/reception operations of a plurality of antenna patterns 1115b. Length, smooth surface, large size of the dielectric layer, dielectric constant control, etc.).

마감(encapsulation) 부재(1150b)는 유전층(1140b) 상에 배치될 수 있으며, 복수의 안테나 패턴(1115b) 및/또는 복수의 상부 커플링 부재(1110b)의 충격이나 산화에 대한 내구성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 마감 부재(1150b)는 PIE(Photo Imageable Encapsulant), ABF(Ajinomoto Build-up Film), 에폭시몰딩컴파운드(epoxy molding compound, EMC) 등으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The encapsulation member 1150b may be disposed on the dielectric layer 1140b, and may improve durability against impact or oxidation of the plurality of antenna patterns 1115b and/or the plurality of upper coupling members 1110b. have. For example, the finishing member 1150b may be implemented as a PIE (Photo Imageable Encapsulant), an ABF (Ajinomoto Build-up Film), or an epoxy molding compound (EMC), but is not limited thereto.

IC(1301b), PMIC(1302b) 및 복수의 수동부품(1351b, 1352b, 1353b)은 연결 부재의 하면 상에 배치될 수 있다. IC(1301b)는 도 10에 도시된 IC에 대응될 수 있다.The IC 1301b, the PMIC 1302b, and the plurality of passive components 1351b, 1352b, and 1353b may be disposed on the lower surface of the connecting member. The IC 1301b may correspond to the IC shown in FIG. 10.

PMIC(1302b)는 전원을 생성하고, 생성한 전원을 연결 부재의 적어도 하나의 배선층(1210b)을 통해 IC(1301b)로 전달할 수 있다.The PMIC 1302b generates power and may transfer the generated power to the IC 1301b through at least one wiring layer 1210b of the connecting member.

상기 복수의 수동부품(1351b, 1352b, 1353b)은 IC(1301b) 및/또는 PMIC(1302b)로 임피던스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 수동부품(1351b, 1352b, 1353b)은 캐패시터(예: Multi Layer Ceramic Capacitor(MLCC))나 인덕터, 칩저항기 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.The plurality of passive components 1351b, 1352b, and 1353b may provide impedance to the IC 1301b and/or the PMIC 1302b. For example, the plurality of passive components 1351b, 1352b, and 1353b may include at least a portion of a capacitor (eg, Multi Layer Ceramic Capacitor (MLCC)), an inductor, or a chip resistor.

도 12b를 참조하면, IC 패키지는 IC(1300a)와, IC(1300a)의 적어도 일부를 봉합하는 봉합재(1305a)와, 제1 측면이 IC(1300a)를 마주보도록 배치되는 지지 부재(1355a)와, IC(1300a)와 지지 부재(1355a)에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 배선층(1310a)과 절연층(1280a)을 포함하는 연결 부재를 포함할 수 있으며, 연결 부재 또는 안테나 패키지에 결합될 수 있다.Referring to FIG. 12B, the IC package includes an IC 1300a, a sealing material 1305a for sealing at least a portion of the IC 1300a, and a support member 1355a having a first side facing the IC 1300a. And, may include a connecting member including at least one wiring layer 1310a and an insulating layer 1280a electrically connected to the IC 1300a and the supporting member 1355a, and may be coupled to a connecting member or an antenna package. .

연결 부재는 적어도 하나의 배선층(1210a)과, 적어도 하나의 절연층(1220a)과, 배선 비아(1230a)와, 접속패드(1240a)와, 패시베이션층(1250a)를 포함할 수 있다. 안테나 패키지는 복수의 상부 커플링 부재(1110a, 1110b, 1110c, 1110d), 복수의 안테나 패턴(1115a, 1115b, 1115c, 1115d), 복수의 피드 비아(1120a, 1120b, 1120c, 1120d), 복수의 메타 부재(1130a, 1130b, 1130c, 1130d), 유전층(1140a) 및 마감 부재(1150a)를 포함할 수 있다.The connection member may include at least one wiring layer 1210a, at least one insulating layer 1220a, wiring vias 1230a, a connection pad 1240a, and a passivation layer 1250a. The antenna package includes a plurality of upper coupling members 1110a, 1110b, 1110c, 1110d, a plurality of antenna patterns 1115a, 1115b, 1115c, 1115d, a plurality of feed vias 1120a, 1120b, 1120c, 1120d, and multiple meta The members 1130a, 1130b, 1130c, and 1130d may include a dielectric layer 1140a and a finishing member 1150a.

상기 IC 패키지는 전술한 연결 부재에 결합될 수 있다. IC 패키지에 포함된 IC(1300a)에서 생성된 RF 신호는 적어도 하나의 배선층(1310a)을 통해 안테나 패키지로 전달되어 안테나 모듈의 상면 방향으로 송신될 수 있으며, 안테나 패키지에서 수신된 제1 RF 신호는 적어도 하나의 배선층(1310a)을 통해 IC(1300a)로 전달될 수 있다.The IC package can be coupled to the above-described connecting member. The RF signal generated by the IC 1300a included in the IC package may be transmitted to the antenna package through at least one wiring layer 1310a and transmitted in an upward direction of the antenna module, and the first RF signal received from the antenna package is It may be transferred to the IC 1300a through at least one wiring layer 1310a.

상기 IC 패키지는 IC(1300a)의 상면 및/또는 하면에 배치된 접속패드(1330a)를 더 포함할 수 있다. IC(1300a)의 상면에 배치된 접속패드는 적어도 하나의 배선층(1310a)에 전기적으로 연결될 수 있으며, IC(1300a)의 하면에 배치된 접속패드는 하단 배선층(1320a)을 통해 지지 부재(1355a) 또는 코어 도금 부재(1365a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 코어 도금 부재(1365a)는 IC(1300a)에 접지영역을 제공할 수 있다.The IC package may further include a connection pad 1330a disposed on the upper and/or lower surfaces of the IC 1300a. The connection pads disposed on the upper surface of the IC 1300a may be electrically connected to at least one wiring layer 1310a, and the connection pads disposed on the lower surface of the IC 1300a may support members 1355a through the lower wiring layer 1320a. Or it may be electrically connected to the core plating member 1365a. Here, the core plating member 1365a may provide a ground region to the IC 1300a.

상기 지지 부재(1355a)는 상기 연결 부재에 접하는 코어 유전층(1356a)과, 코어 유전층(1356a)의 상면 및/또는 하면에 배치된 코어 배선층(1359a)과, 코어 유전층(1356a)을 관통하며 코어 배선층(1359a)을 전기적으로 연결하고 접속패드(1330a)에 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 코어 비아(1360a)를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 코어 비아(1360a)는 솔더볼(solder ball), 핀(pin), 랜드(land)와 같은 전기연결구조체(1340a)에 전기적으로 연결될 수 있다.The support member 1355a includes a core dielectric layer 1356a contacting the connection member, a core wiring layer 1359a disposed on the upper and/or lower surfaces of the core dielectric layer 1356a, and a core wiring layer passing through the core dielectric layer 1356a. It may include at least one core via 1360a electrically connected to (1359a) and electrically connected to the connection pad 1330a. The at least one core via 1360a may be electrically connected to an electrical connection structure 1340a such as a solder ball, pin, or land.

이에 따라, 상기 지지 부재(1355a)는 하면으로부터 베이스 신호 또는 전원을 공급받아서 상기 연결 부재의 적어도 하나의 배선층(1310a)을 통해 상기 베이스 신호 및/또는 전원을 IC(1300a)로 전달할 수 있다.Accordingly, the support member 1355a may receive a base signal or power from a lower surface and transmit the base signal and/or power to the IC 1300a through at least one wiring layer 1310a of the connection member.

상기 IC(1300a)는 상기 베이스 신호 및/또는 전원을 사용하여 밀리미터웨이브(mmWave) 대역의 RF 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 IC(1300a)는 저주파수의 베이스 신호를 전달받고 상기 베이스 신호의 주파수 변환, 증폭, 필터링 위상제어 및 전원생성을 수행할 수 있으며, 고주파 특성을 고려하여 화합물 반도체(예: GaAs)로 구현되거나 실리콘 반도체로 구현될 수도 있다.The IC 1300a may generate an RF signal in a millimeter wave (mmWave) band using the base signal and/or a power source. For example, the IC 1300a may receive a low-frequency base signal and perform frequency conversion, amplification, filtering phase control, and power generation of the base signal, and take into account high-frequency characteristics to compound semiconductors (eg GaAs). It may be implemented as a silicon semiconductor.

한편, 상기 IC 패키지는 적어도 하나의 배선층(1310a)의 대응되는 배선에 전기적으로 연결되는 수동부품(1350a)을 더 포함할 수 있다. 상기 수동부품(1350a)은 지지 부재(1355a)가 제공하는 수용공간(1306a)에 배치될 수 있으며, IC(1300a) 및/또는 적어도 하나의 제2 방향 안테나 패턴(1370a)로 임피던스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 수동부품(1350a)은 세라믹 캐패시터(Multi Layer Ceramic Capacitor, MLCC)나 인덕터, 칩저항기 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.Meanwhile, the IC package may further include a passive component 1350a electrically connected to a corresponding wiring of the at least one wiring layer 1310a. The passive component 1350a may be disposed in an accommodation space 1306a provided by the support member 1355a, and may provide impedance to the IC 1300a and/or at least one second direction antenna pattern 1370a. have. For example, the passive component 1350a may include at least some of a multi-layer ceramic capacitor (MLCC), an inductor, and a chip resistor.

한편, 상기 IC 패키지는 지지 부재(1355a)의 측면에 배치된 코어 도금 부재(1365a, 1370a)를 포함할 수 있다. 상기 코어 도금 부재(1365a, 1370a)는 IC(1300a)에 접지영역을 제공할 수 있으며, IC(1300a)의 열을 외부로 발산시키거나 IC(1300a)에 대한 잡음을 제거할 수 있다.Meanwhile, the IC package may include core plating members 1365a and 1370a disposed on the side surface of the support member 1355a. The core plating members 1365a and 1370a may provide a grounding region to the IC 1300a, and may dissipate heat from the IC 1300a to the outside or remove noise from the IC 1300a.

한편, IC 패키지와 연결 부재는 각각 독립적으로 제조되어 결합될 수 있으나, 설계에 따라 함께 제조될 수도 있다. 즉, 복수의 패키지간 별도의 결합과정은 생략될 수 있다.Meanwhile, the IC package and the connecting member may be independently manufactured and combined, but may be manufactured together according to design. That is, a separate combining process between a plurality of packages may be omitted.

한편, 상기 IC 패키지는 전기연결구조체(1290a)와 패시베이션층(1285a)을 통해 상기 연결 부재에 결합될 수 있으나, 설계에 따라 상기 전기연결구조체(1290a)와 패시베이션층(1285a)은 생략될 수 있다.Meanwhile, the IC package may be coupled to the connection member through the electrical connection structure 1290a and the passivation layer 1285a, but depending on the design, the electrical connection structure 1290a and the passivation layer 1285a may be omitted. .

도 13a 및 도 13b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치를 포함하는 안테나 모듈의 연결 부재의 하측 구조를 예시한 도면이다.13A and 13B are diagrams illustrating a lower structure of a connecting member of an antenna module including an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 13a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈은, 연결 부재(200), IC(310), 접착 부재(320), 전기연결구조체(330), 봉합재(340), 수동부품(350) 및 서브기판(410) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.Referring to Figure 13a, the antenna module according to an embodiment of the present invention, the connecting member 200, IC 310, the adhesive member 320, the electrical connection structure 330, the sealing material 340, passive components At least some of the 350 and the sub-substrate 410 may be included.

연결 부재(200)는 도 12a 및 도 12b에 도시된 연결 부재와 유사한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 연결 부재(200)는 배선층, 그라운드층 및 IC 그라운드층을 포함할 수 있다.The connecting member 200 may have a structure similar to the connecting member shown in FIGS. 12A and 12B. For example, the connection member 200 may include a wiring layer, a ground layer, and an IC ground layer.

배선층은 RF 신호가 흐르는 배선과 상기 배선을 둘러싸는 배선 그라운드 패턴을 포함할 수 있다. 상기 배선은 전술한 피드 비아와 IC(310)의 사이를 전기적으로 연결시키도록 배치될 수 있다.The wiring layer may include a wiring through which an RF signal flows and a wiring ground pattern surrounding the wiring. The wiring may be arranged to electrically connect the aforementioned feed via and IC 310.

그라운드층은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치와 배선층의 사이에 배치될 수 있으며, 안테나 장치와 배선층을 전자기적으로 격리시킬 수 있다.The ground layer may be disposed between the antenna device and the wiring layer according to an embodiment of the present invention, and the antenna device and the wiring layer may be electromagnetically isolated.

IC 그라운드층은 IC(310)의 회로에 필요한 그라운드를 제공하고, 배선층과 IC(310)의 사이에 배치되어 배선층과 IC(310)의 사이를 전자기적으로 격리시킬 수 있으며, IF 신호, 기저대역 신호 또는 전원이 통과하는 배선을 포함할 수 있다.The IC ground layer provides the ground required for the circuit of the IC 310, and is disposed between the wiring layer and the IC 310 to electromagnetically isolate between the wiring layer and the IC 310, IF signal, baseband It may include wiring through which a signal or power is passed.

IC(310)는 전술한 IC와 동일하며, 연결 부재(200)의 하측에 배치될 수 있다. 상기 IC(310)는 연결 부재(200)의 배선층에 전기적으로 연결되어 RF 신호를 전달하거나 전달받을 수 있으며, 연결 부재(200)의 그라운드층에 전기적으로 연결되어 그라운드를 제공받을 수 있다. 예를 들어, IC(310)는 주파수 변환, 증폭, 필터링, 위상제어 및 전원생성 중 적어도 일부를 수행하여 변환된 신호를 생성할 수 있다.The IC 310 is the same as the above-described IC, and may be disposed under the connecting member 200. The IC 310 may be electrically connected to the wiring layer of the connecting member 200 to transmit or receive an RF signal, and may be electrically connected to the ground layer of the connecting member 200 to receive ground. For example, the IC 310 may generate a converted signal by performing at least some of frequency conversion, amplification, filtering, phase control, and power generation.

접착 부재(320)는 IC(310)와 연결 부재(200)를 서로 접착시킬 수 있다.The adhesive member 320 may bond the IC 310 and the connection member 200 to each other.

전기연결구조체(330)는 IC(310)와 연결 부재(200)를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 예를 들어, 전기연결구조체(330)는 연결 부재(200)의 배선층과 그라운드층의 사이를 전기적으로 연결하도록 배치될 수 있으며, 솔더볼(solder ball), 핀(pin), 랜드(land), 패드(pad)과 같은 구조를 가질 수 있다. 전기연결구조체(330)는 연결 부재(200)의 배선층과 그라운드층보다 낮은 용융점을 가져서 상기 낮은 용융점을 이용한 소정의 공정을 통해 IC(310)와 연결 부재(200)를 전기적으로 연결시킬 수 있다.The electrical connection structure 330 may electrically connect the IC 310 and the connection member 200. For example, the electrical connection structure 330 may be disposed to electrically connect between the wiring layer and the ground layer of the connection member 200, and a solder ball, pin, land, pad It can have the same structure as (pad). The electrical connection structure 330 may have a lower melting point than the wiring layer and the ground layer of the connection member 200 to electrically connect the IC 310 and the connection member 200 through a predetermined process using the low melting point.

봉합재(340)는 IC(310)의 적어도 일부를 봉합할 수 있으며, IC(310)의 방열성능과 충격 보호성능을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 봉합재(340)는 PIE(Photo Imageable Encapsulant), ABF (Ajinomoto Build-up Film), 에폭시몰딩컴파운드(epoxy molding compound, EMC) 등으로 구현될 수 있다.The encapsulant 340 may seal at least a portion of the IC 310 and may improve heat dissipation performance and impact protection performance of the IC 310. For example, the encapsulant 340 may be implemented with a PIE (Photo Imageable Encapsulant), ABF (Ajinomoto Build-up Film), epoxy molding compound (EMC), or the like.

수동부품(350)은 연결 부재(200)의 하면 상에 배치될 수 있으며, 전기연결구조체(330)를 통해 연결 부재(200)의 배선층 및/또는 그라운드층에 전기적으로 연결될 수 있으며, 도 11 내지 도 12b에 도시된 수동부품에 대응될 수 있다.The passive component 350 may be disposed on the lower surface of the connecting member 200, and may be electrically connected to the wiring layer and/or ground layer of the connecting member 200 through the electrical connecting structure 330, and FIGS. 11 to 11 It may correspond to the passive component shown in Figure 12b.

서브기판(410)은 연결 부재(200)의 하측에 배치될 수 있으며, 외부로부터 IF(intermediate frequency) 신호 또는 기저대역(base band) 신호를 전달받아 IC(310)로 전달하거나 IC(310)로부터 IF 신호 또는 기저대역 신호를 전달받아 외부로 전달하도록 연결 부재(200)에 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, RF 신호의 주파수(예: 24GHz, 28GHz, 36GHz, 39GHz, 60GHz)는 IF 신호(예: 2GHz, 5GHz, 10GHz 등)의 주파수보다 크다.The sub-substrate 410 may be disposed under the connecting member 200, receive an IF (intermediate frequency) signal or a base band signal from the outside, and transmit it to the IC 310 or from the IC 310. It may be electrically connected to the connecting member 200 to receive the IF signal or the baseband signal and transmit it to the outside. Here, the frequency of the RF signal (eg, 24 GHz, 28 GHz, 36 GHz, 39 GHz, 60 GHz) is greater than the frequency of the IF signal (eg, 2 GHz, 5 GHz, 10 GHz, etc.).

예를 들어, 서브기판(410)은 연결 부재(200)의 IC 그라운드층에 포함될 수 있는 배선을 통해 IF 신호 또는 기저대역 신호를 IC(310)로 전달하거나 IC(310)로부터 전달받을 수 있다.For example, the sub-substrate 410 may transmit the IF signal or the baseband signal to the IC 310 through the wiring that may be included in the IC ground layer of the connecting member 200 or may be received from the IC 310.

도 13b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈은, 차폐 부재(360), 커넥터(420) 및 칩 안테나(430) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 13B, an antenna module according to an embodiment of the present invention may include at least a part of a shielding member 360, a connector 420, and a chip antenna 430.

차폐 부재(360)는 연결 부재(200)의 하측에 배치되어 연결 부재(200)와 함께 IC(310)를 가두도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐 부재(360)는 IC(310)와 수동부품(350)을 함께 커버(예: conformal shield)하거나 각각 커버(예: compartment shield)하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐 부재(360)는 일면이 개방된 육면체의 형태를 가지고, 연결 부재(200)와의 결합을 통해 육면체의 수용공간을 가질 수 있다. 차폐 부재(360)는 구리와 같이 높은 전도도의 물질로 구현되어 짧은 스킨뎁스(skin depth)를 가질 수 있으며, 연결 부재(200)의 그라운드층에 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 차폐 부재(360)는 IC(310)와 수동부품(350)이 받을 수 있는 전자기적 노이즈를 줄일 수 있다.The shielding member 360 may be disposed under the connecting member 200 and may be disposed to confine the IC 310 together with the connecting member 200. For example, the shield member 360 may be disposed to cover the IC 310 and the passive component 350 together (eg, a conformal shield) or to cover each (eg, compartment shield). For example, the shielding member 360 may have a hexahedral shape in which one surface is open, and may have a receiving space of the hexahedron through coupling with the connection member 200. The shielding member 360 may be formed of a material having high conductivity, such as copper, to have a short skin depth, and may be electrically connected to the ground layer of the connecting member 200. Therefore, the shielding member 360 may reduce electromagnetic noise that can be received by the IC 310 and the passive component 350.

커넥터(420)는 케이블(예: 동축케이블, 연성PCB)의 접속구조를 가질 수 있으며, 연결 부재(200)의 IC 그라운드층에 전기적으로 연결될 수 있으며, 전술한 서브기판과 유사한 역할을 수행할 수 있다. 즉, 상기 커넥터(420)는 케이블로부터 IF 신호, 기저대역 신호 및/또는 전원을 제공받거나 IF 신호 및/또는 기저대역 신호를 케이블로 제공할 수 있다.The connector 420 may have a connection structure of a cable (for example, a coaxial cable, a flexible PCB), and may be electrically connected to the IC ground layer of the connection member 200, and may perform a role similar to that of the aforementioned sub-substrate. have. That is, the connector 420 may be provided with an IF signal, a baseband signal and/or power from a cable, or an IF signal and/or a baseband signal with a cable.

칩 안테나(430)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 장치에 보조하여 RF 신호를 송신 또는 수신할 수 있으며, 도 11에 도시된 칩 안테나에 대응될 수 있다.The chip antenna 430 may transmit or receive an RF signal in support of the antenna device according to an embodiment of the present invention, and may correspond to the chip antenna shown in FIG. 11.

도 14a 및 도 14b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈의 전자기기에서의 배치를 예시한 평면도이다.14A and 14B are plan views illustrating an arrangement of an antenna module in an electronic device according to an embodiment of the present invention.

도 14a를 참조하면, 안테나 장치(100g), 안테나 패턴(1110g) 및 유전층(1140g)를 포함하는 안테나 모듈은 전자기기(400g)의 세트 기판(300g) 상에서 전자기기(400g)의 측면 경계에 인접하여 배치될 수 있다.Referring to FIG. 14A, an antenna module including an antenna device 100g, an antenna pattern 1110g, and a dielectric layer 1140g is adjacent to a side boundary of the electronic device 400g on a set substrate 300g of the electronic device 400g. Can be arranged.

전자기기(400g)는 스마트 폰(smart phone), 개인용 정보 단말기(personal digital assistant), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 네트워크 시스템(network system), 컴퓨터(computer), 모니터(monitor), 태블릿(tablet), 랩탑(laptop), 넷북(netbook), 텔레비전(television), 비디오 게임(video game), 스마트 워치(smart watch), 오토모티브(Automotive) 등일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The electronic device (400g) is a smart phone, a personal digital assistant, a digital video camera, a digital still camera, a network system, a computer ), a monitor, a tablet, a laptop, a netbook, a television, a video game, a smart watch, automotive, etc. It is not limited.

상기 세트 기판(300g) 상에는 통신모듈(310g) 및 기저대역 회로(320g)가 더 배치될 수 있다. 통신모듈(310g)은 디지털 신호처리를 수행하도록 휘발성 메모리(예컨대, DRAM), 비-휘발성 메모리(예컨대, ROM), 플래시 메모리 등의 메모리 칩; 센트랄 프로세서(예컨대, CPU), 그래픽 프로세서(예컨대, GPU), 디지털 신호 프로세서, 암호화 프로세서, 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러 등의 어플리케이션 프로세서 칩; 아날로그-디지털 컨버터, ASIC(application-specific IC) 등의 로직 칩 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.A communication module 310g and a baseband circuit 320g may be further disposed on the set substrate 300g. The communication module 310g includes memory chips such as volatile memory (eg, DRAM), non-volatile memory (eg, ROM), and flash memory to perform digital signal processing; Application processor chips such as a central processor (eg, CPU), graphics processor (eg, GPU), digital signal processor, encryption processor, microprocessor, microcontroller; It may include at least some of logic chips such as analog-to-digital converters and application-specific ICs (ASICs).

기저대역 회로(320g)는 아날로그-디지털 변환, 아날로그 신호에 대한 증폭, 필터링 및 주파수 변환을 수행하여 베이스 신호를 생성할 수 있다. 상기 기저대역 회로(320g)로부터 입출력되는 베이스 신호는 케이블을 통해 안테나 모듈로 전달될 수 있다.The baseband circuit 320g may generate a base signal by performing analog-to-digital conversion, amplification, filtering, and frequency conversion for the analog signal. The base signal input/output from the baseband circuit 320g may be transmitted to the antenna module through a cable.

예를 들어, 상기 베이스 신호는 전기연결구조체와 코어 비아와 배선층을 통해 IC로 전달될 수 있다. 상기 IC는 상기 베이스 신호를 밀리미터웨이브(mmWave) 대역의 RF 신호로 변환할 수 있다.For example, the base signal may be transmitted to the IC through the electrical connection structure, the core via, and the wiring layer. The IC may convert the base signal into an RF signal in the millimeter wave (mmWave) band.

도 14b를 참조하면, 안테나 장치(100h), 안테나 패턴(1110h) 및 유전층(1140h)를 각각 포함하는 복수의 안테나 모듈은 전자기기(400h)의 세트 기판(300h) 상에서 전자기기(400h)의 일측면 경계와 타측면 경계에 각각 인접하여 배치될 수 있으며, 상기 세트 기판(300h) 상에는 통신모듈(310h) 및 기저대역 회로(320h)가 더 배치될 수 있다.Referring to FIG. 14B, a plurality of antenna modules each including the antenna device 100h, the antenna pattern 1110h, and the dielectric layer 1140h is one of the electronic devices 400h on the set substrate 300h of the electronic device 400h. Side borders and other side borders may be disposed adjacent to each other, and a communication module 310h and a baseband circuit 320h may be further disposed on the set substrate 300h.

한편, 본 명세서에 개진된 도전층, 배선층, 그라운드층, 피드라인, 피드 비아, 안테나 패턴, 상부 커플링 패턴, 제2 안테나 패턴, 메타 부재, 그라운드 패턴, 제1 및 제2 차폐비아, 디렉터 패턴, 전기연결구조체는, 금속 재료(예: 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질)를 포함할 수 있으며, CVD(chemical vapor deposition), PVD(Physical Vapor Deposition), 스퍼터링(sputtering), 서브트랙티브(Subtractive), 애디티브(Additive), SAP(Semi-Additive Process), MSAP(Modified Semi-Additive Process) 등의 도금 방법에 따라 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Meanwhile, the conductive layer, wiring layer, ground layer, feed line, feed via, antenna pattern, upper coupling pattern, second antenna pattern, meta member, ground pattern, first and second shielding vias, and director pattern disclosed herein , Electrical connection structure, metal materials (e.g., copper (Cu), aluminum (Al), silver (Ag), tin (Sn), gold (Au), nickel (Ni), lead (Pb), titanium (Ti)) , Or a conductive material such as an alloy thereof, chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), sputtering, subtractive, additive, or SAP It may be formed according to plating methods such as Semi-Additive Process (MSAP), Modified Semi-Additive Process (MSAP), but is not limited thereto.

한편, 본 명세서에 개진된 유전층 및/또는 절연층은 FR4, LCP(Liquid Crystal Polymer), LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic), 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들 수지가 무기필러와 함께 유리섬유(Glass Fiber, Glass Cloth, Glass Fabric) 등의 심재에 함침된 수지, 프리프레그(prepreg), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine), 감광성 절연(Photo Imagable Dielectric: PID) 수지, 일반 동박 적층판(Copper Clad Laminate, CCL) 또는 글래스나 세라믹 (ceramic) 계열의 절연재 등으로 구현될 수도 있다. 상기 절연층은 본 명세서에 개진된 안테나 장치 및 안테나 모듈에서 도전층, 배선층, 그라운드층, 피드라인, 피드 비아, 안테나 패턴, 상부 커플링 패턴, 제2 안테나 패턴, 메타 부재, 그라운드 패턴, 제1 및 제2 차폐비아, 디렉터 패턴, 전기연결구조체가 배치되지 않은 위치의 적어도 일부에 채워질 수 있다.On the other hand, the dielectric layer and/or insulating layer disclosed herein are FR4, LCP (Liquid Crystal Polymer), LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic), thermosetting resin such as epoxy resin, thermoplastic resin such as polyimide, or these resins. Resin impregnated with core materials such as glass fiber, glass cloth, glass fabric together with inorganic filler, prepreg, ABF (Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT (Bismaleimide Triazine), It may also be implemented with a photo-imaging dielectric (PID) resin, a copper clad laminate (CCL), or a glass or ceramic-based insulating material. The insulating layer is a conductive layer, a wiring layer, a ground layer, a feed line, a feed via, an antenna pattern, an upper coupling pattern, a second antenna pattern, a meta member, a ground pattern, a first in the antenna device and antenna module disclosed herein. And a second shielding via, a director pattern, and at least a portion of a position where the electrical connection structure is not disposed.

한편, 본 명세서에 개진된 RF 신호는 Wi-Fi(IEEE 802.11 패밀리 등), WiMAX(IEEE 802.16 패밀리 등), IEEE 802.20, LTE(long term evolution), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPS, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, 3G, 4G, 5G 및 그 이후의 것으로 지정된 임의의 다른 무선 및 유선 프로토콜들에 따른 형식을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.On the other hand, RF signals developed herein are Wi-Fi (IEEE 802.11 family, etc.), WiMAX (IEEE 802.16 family, etc.), IEEE 802.20, LTE (long term evolution), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, It may have a format according to GSM, GPS, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, 3G, 4G, 5G and any other wireless and wired protocols specified thereafter, but is not limited thereto.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.In the above, the present invention has been described by specific matters such as specific components and limited embodiments and drawings, but this is provided only to help a more comprehensive understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments , Those skilled in the art to which the present invention pertains can make various modifications and variations from these descriptions.

100: 안테나 장치
110: 안테나 패턴
115: 상부 커플링 패턴
120: 피드 비아(feed via)
121: 제2 차폐비아
122: 슬릿
125: 그라운드(ground) 패턴
126: 제1 차폐비아
130: 메타(meta) 부재
131: 도전성 비아
132, 133, 134, 135, 136: 복수의 도전성 패턴
200, 1200: 연결 부재
210: 제2 안테나 패턴
215: 디렉터 패턴
220: 피드라인(feed line)
310: IC(Integrated Circuit)
320: 접착 부재
330: 전기연결구조체
340: 봉합재(encapsulant)
350: 수동부품(passive component)
360: 차폐(shielding) 부재
410: 서브기판
420: 커넥터(connector)
100: antenna device
110: antenna pattern
115: upper coupling pattern
120: feed via
121: second shielded via
122: slit
125: ground pattern
126: first shielding via
130: no meta
131: conductive via
132, 133, 134, 135, 136: a plurality of conductive patterns
200, 1200: no connection
210: second antenna pattern
215: director pattern
220: feed line
310: IC (Integrated Circuit)
320: adhesive member
330: electrical connection structure
340: encapsulant
350: passive component
360: no shielding
410: sub-board
420: connector

Claims (20)

관통홀을 가지는 그라운드 패턴;
상기 그라운드 패턴의 상측에 배치되고 RF 신호를 송신 또는 수신하도록 구성된 안테나 패턴;
상하방향으로 볼 때 적어도 일부가 상기 안테나 패턴에 오버랩되도록 상기 안테나 패턴의 상측에 배치되는 상부 커플링 패턴;
상기 관통홀을 관통하도록 배치되고 일단이 상기 안테나 패턴의 중심에서 제1 측면방향과 다른 제2 측면방향으로 치우쳐진 지점에 전기적으로 연결되는 피드 비아;
일단이 상기 안테나 패턴의 중심에서 상기 제1 측면방향으로 치우쳐진 지점에 전기적으로 연결되는 제2 피드 비아; 및
복수의 도전성 패턴과 상기 복수의 도전성 패턴을 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 도전성 비아를 각각 포함하는 복수의 셀이 반복적으로 이격 배열된 구조를 가지는 메타 부재; 를 포함하고,
상기 메타 부재는 상기 그라운드 패턴의 상측에서 상기 안테나 패턴의 측경계의 적어도 일부를 따라 배치되되, 상기 안테나 패턴보다 상위까지 확장되어 배치되고,
상기 메타 부재는 상하방향으로 볼 때 상기 안테나 패턴에서 상기 제1 측면방향으로 이격 배치되는 제1 복수의 셀과, 상하방향으로 볼 때 상기 안테나 패턴에서 상기 제1 측면방향의 반대방향으로 이격 배치되는 제2 복수의 셀과, 상하방향으로 볼 때 상기 안테나 패턴에서 상기 제2 측면방향으로 이격 배치되는 제3 복수의 셀과, 상하방향으로 볼 때 상기 안테나 패턴에서 상기 제2 측면방향의 반대방향으로 이격 배치되는 제4 복수의 셀을 포함하는 안테나 장치.
Ground pattern having a through hole;
An antenna pattern disposed above the ground pattern and configured to transmit or receive an RF signal;
An upper coupling pattern disposed on the upper side of the antenna pattern so that at least a portion overlaps the antenna pattern when viewed in the vertical direction;
A feed via disposed to penetrate the through hole and electrically connected to a point at which one end is biased in a second lateral direction different from the first lateral direction in the center of the antenna pattern;
A second feed via having one end electrically connected to a point biased in the first lateral direction from the center of the antenna pattern; And
A meta member having a structure in which a plurality of cells each including a plurality of conductive patterns and at least one conductive via electrically connecting the plurality of conductive patterns are repeatedly spaced apart; Including,
The meta member is disposed along at least a part of a side boundary of the antenna pattern from an upper side of the ground pattern, and is extended and disposed above the antenna pattern,
The meta member is a first plurality of cells spaced apart in the first lateral direction from the antenna pattern when viewed in the vertical direction, and spaced apart in a direction opposite to the first side direction in the antenna pattern when viewed in the vertical direction. A second plurality of cells, a third plurality of cells spaced apart from the antenna pattern in the second side direction when viewed in the vertical direction, and a direction opposite to the second side direction in the antenna pattern when viewed in the vertical direction An antenna device including a fourth plurality of cells spaced apart.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 복수의 셀은 a X n 구조로 배열되고,
상기 제2 복수의 셀은 b X n 구조로 배열되고,
상기 제3 복수의 셀은 c X n 구조로 배열되고,
상기 제4 복수의 셀은 d X n 구조로 배열되고,
상기 n은 자연수이고, 상기 a, b, c, d는 n보다 큰 자연수인 안테나 장치.
According to claim 1,
The first plurality of cells are arranged in a X n structure,
The second plurality of cells are arranged in a b X n structure,
The third plurality of cells are arranged in a c X n structure,
The fourth plurality of cells are arranged in a d X n structure,
The n is a natural number, the a, b, c, d is an antenna device that is a natural number greater than n.
제5항에 있어서,
상기 메타 부재는 상기 제1 복수의 셀의 일단과 상기 제3 복수의 셀의 일단의 사이에 배치된 제1 복수의 더미 셀과, 상기 제1 복수의 셀의 타단과 상기 제4 복수의 셀의 일단의 사이에 배치된 제2 복수의 더미 셀과, 상기 제2 복수의 셀의 일단과 상기 제3 복수의 셀의 타단의 사이에 배치된 제3 복수의 더미 셀과, 상기 제2 복수의 셀의 타단과 상기 제4 복수의 셀의 타단의 사이에 배치된 제4 복수의 더미 셀을 포함하고,
상기 제1, 제2, 제3 및 제4 복수의 더미 셀은 각각 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 복수의 셀 각각보다 큰 안테나 장치.
The method of claim 5,
The meta member includes a first plurality of dummy cells arranged between one end of the first plurality of cells and one end of the third plurality of cells, and the other end of the first plurality of cells and the fourth plurality of cells. A second plurality of dummy cells arranged between one end, a third plurality of dummy cells arranged between one end of the second plurality of cells and the other end of the third plurality of cells, and the second plurality of cells And a fourth plurality of dummy cells disposed between the other end of and the other end of the fourth plurality of cells,
The first, second, third and fourth plural dummy cells are larger than each of the first, second, third and fourth plural cells, respectively.
제1항에 있어서,
상기 메타 부재는 상기 안테나 패턴의 측경계의 적어도 일부를 따라 배치되되, 상기 상부 커플링 패턴의 동위까지 확장되어 배치되는 안테나 장치.
According to claim 1,
The meta member is disposed along at least a portion of a side boundary of the antenna pattern, and the antenna device is extended and disposed to the same level as the upper coupling pattern.
제1항에 있어서,
상기 메타 부재는 상기 복수의 도전성 패턴 중 최상위 도전성 패턴의 상기 그라운드 패턴으로부터의 수직 이격 거리가 상기 상부 커플링 패턴의 상기 그라운드 패턴으로부터의 수직 이격 거리와 동일하도록 배치되고,
상기 메타 부재는 상기 복수의 도전성 패턴 중 최하위 도전성 패턴의 상기 그라운드 패턴으로부터의 수직 이격 거리가 상기 안테나 패턴의 상기 그라운드 패턴으로부터의 수직 이격 거리와 동일하도록 배치되는 안테나 장치.
According to claim 1,
The meta member is disposed such that a vertical separation distance from the ground pattern of the uppermost conductive pattern among the plurality of conductive patterns is equal to a vertical separation distance from the ground pattern of the upper coupling pattern,
The meta member is an antenna device in which a vertical separation distance from the ground pattern of the lowest conductive pattern among the plurality of conductive patterns is equal to a vertical separation distance from the ground pattern of the antenna pattern.
제8항에 있어서,
상기 메타 부재는 상기 복수의 도전성 패턴 중 적어도 하나의 상기 그라운드 패턴으로부터의 수직 이격 거리가 상기 상부 커플링 패턴의 상기 그라운드 패턴으로부터의 수직 이격 거리보다 짧고 상기 안테나 패턴의 상기 그라운드 패턴으로부터의 수직 이격 거리보다 길도록 배치되는 안테나 장치.
The method of claim 8,
In the meta member, a vertical separation distance from the ground pattern of at least one of the plurality of conductive patterns is shorter than a vertical separation distance from the ground pattern of the upper coupling pattern, and a vertical separation distance from the ground pattern of the antenna pattern. Antenna device arranged to be longer.
제1항에 있어서,
상기 메타 부재는 상하방향으로 볼 때 상기 복수의 셀의 상기 안테나 패턴에 대한 수평 이격 거리가 상기 복수의 도전성 패턴 중 최상위 도전성 패턴의 상기 그라운드 패턴으로부터의 수직 이격 거리보다 짧고 상기 복수의 도전성 패턴 중 최하위 도전성 패턴의 상기 그라운드 패턴으로부터의 수직 이격 거리보다 길도록 배치되는 안테나 장치.
According to claim 1,
When viewed in the vertical direction, the meta member has a horizontal separation distance to the antenna pattern of the plurality of cells shorter than a vertical separation distance from the ground pattern of the highest conductive pattern among the plurality of conductive patterns and the lowest of the plurality of conductive patterns. The antenna device is arranged to be longer than the vertical separation distance of the conductive pattern from the ground pattern.
제1항에 있어서,
상기 메타 부재는 상하방향으로 볼 때 상기 복수의 셀의 상기 안테나 패턴에 대한 수평 이격 거리가 서로 균일하고 상기 복수의 셀 간의 간격보다 길도록 배치되는 안테나 장치.
According to claim 1,
The meta member is an antenna device that is arranged such that horizontal distances to the antenna pattern of the plurality of cells are uniform to each other and longer than an interval between the cells when viewed in the vertical direction.
제1항에 있어서,
상기 안테나 패턴은 다각형의 패치(patch) 형태를 가지고,
상기 복수의 도전성 패턴은 각각 상기 안테나 패턴에 대응되는 다각형의 형태를 가지고,
상기 복수의 도전성 패턴 각각의 변 길이는 상기 복수의 도전성 패턴 중 최상위 도전성 패턴의 상기 그라운드 패턴으로부터의 이격 거리보다 짧고 상기 복수의 도전성 패턴 중 최하위 도전성 패턴의 상기 그라운드 패턴으로부터의 이격 거리보다 긴 안테나 장치.
According to claim 1,
The antenna pattern has a polygonal patch (patch) form,
Each of the plurality of conductive patterns has a polygonal shape corresponding to the antenna pattern,
The antenna length of each side of the plurality of conductive patterns is shorter than the separation distance from the ground pattern of the highest conductive pattern among the plurality of conductive patterns and longer than the separation distance from the ground pattern of the lowest conductive pattern among the plurality of conductive patterns. .
제1항에 있어서,
상기 메타 부재는 최하위 도전성 패턴부터 상기 그라운드 패턴까지의 이격 거리가 상기 복수의 도전성 패턴 중 최상위 도전성 패턴부터 상기 최하위 도전성 패턴까지의 이격 거리보다 길도록 배치되는 안테나 장치.
According to claim 1,
The meta member is an antenna device that is arranged such that a separation distance from a lowest conductive pattern to the ground pattern is longer than a separation distance from a highest conductive pattern to the lowest conductive pattern among the plurality of conductive patterns.
관통홀을 가지는 그라운드 패턴;
상기 그라운드 패턴의 상측에 배치되고 RF 신호를 송신 또는 수신하도록 구성된 안테나 패턴;
상기 관통홀을 관통하도록 배치되고 일단이 상기 안테나 패턴에 전기적으로 연결되는 피드 비아; 및
복수의 도전성 패턴과 상기 복수의 도전성 패턴을 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 도전성 비아를 각각 포함하는 복수의 셀이 반복적으로 이격 배열된 구조를 가지는 메타 부재; 를 포함하고,
상기 그라운드 패턴에 전기적으로 연결되도록 배치되고, 상하방향으로 볼 때 상기 메타 부재의 적어도 일부를 둘러싸도록 배열되는 복수의 제1 차폐비아를 더 포함하고,
상기 메타 부재는 상기 그라운드 패턴의 상측에서 상기 안테나 패턴의 측경계의 적어도 일부를 따라 배치되되, 상기 안테나 패턴보다 상위까지 확장되어 배치되는 안테나 장치.
Ground pattern having a through hole;
An antenna pattern disposed above the ground pattern and configured to transmit or receive an RF signal;
A feed via disposed through the through hole and electrically connected to one end of the antenna pattern; And
A meta member having a structure in which a plurality of cells each including a plurality of conductive patterns and at least one conductive via electrically connecting the plurality of conductive patterns are repeatedly spaced apart; Including,
It is arranged to be electrically connected to the ground pattern, and further includes a plurality of first shielding vias arranged to surround at least a portion of the meta member when viewed in the vertical direction,
The meta member is disposed along at least a portion of a side boundary of the antenna pattern from an upper side of the ground pattern, and the antenna device is extended and disposed above the antenna pattern.
제14항에 있어서,
상기 그라운드 패턴에 전기적으로 연결되도록 배치되고, 상하방향으로 볼 때 상기 관통홀을 둘러싸도록 배열되는 복수의 제2 차폐비아를 더 포함하는 안테나 장치.
The method of claim 14,
The antenna device further includes a plurality of second shielding vias arranged to be electrically connected to the ground pattern and arranged to surround the through hole when viewed in the vertical direction.
제1항에 있어서,
상기 그라운드 패턴은 상하방향으로 볼 때 상기 메타 부재와 상기 안테나 패턴의 사이와, 상기 안테나 패턴과, 상기 메타 부재의 적어도 일부분을 함께 오버랩하는 안테나 장치.
According to claim 1,
When the ground pattern is viewed in the vertical direction, the antenna device overlaps the meta member and the antenna pattern, the antenna pattern, and at least a portion of the meta member together.
제1항에 있어서,
상기 복수의 셀은 RF 신호에 대한 음의 굴절률을 가지도록 배열되는 안테나 장치.
According to claim 1,
The plurality of cells is an antenna device that is arranged to have a negative refractive index for the RF signal.
복수의 배선과, 상기 복수의 배선의 상측에 배치된 그라운드 패턴과, 상기 복수의 배선의 하측에서 상기 복수의 배선에 전기적으로 연결되는 복수의 배선비아를 포함하는 연결 부재;
상기 배선비아에 전기적으로 연결되고 상기 연결 부재의 하측에 배치된 IC; 및
상기 복수의 배선에 전기적으로 연결되고 상기 연결 부재의 상측에 배치된 복수의 안테나 장치; 를 포함하고,
상기 복수의 안테나 장치 중 적어도 하나는,
RF 신호를 송신 또는 수신하도록 구성된 안테나 패턴;
상하방향으로 볼 때 적어도 일부가 상기 안테나 패턴에 오버랩되도록 상기 안테나 패턴의 상측에 배치되는 상부 커플링 패턴;
일단이 상기 안테나 패턴의 중심에서 제2 측면방향으로 치우쳐진 지점에 전기적으로 연결되는 제1 피드 비아;
일단이 상기 안테나 패턴의 중심에서 제1 측면방향으로 치우쳐진 지점에 전기적으로 연결되는 제2 피드 비아; 및
RF 신호에 대한 음의 굴절률을 가지도록 배열된 복수의 도전성 패턴을 포함하고, 상하방향으로 볼 때 상기 안테나 패턴을 둘러싸는 메타 부재; 를 포함하는 안테나 모듈.
A connecting member including a plurality of wiring lines, a ground pattern disposed above the plurality of wiring lines, and a plurality of wiring vias electrically connected to the plurality of wiring lines under the plurality of wiring lines;
An IC electrically connected to the wiring via and disposed under the connection member; And
A plurality of antenna devices electrically connected to the plurality of wires and disposed above the connecting member; Including,
At least one of the plurality of antenna devices,
An antenna pattern configured to transmit or receive RF signals;
An upper coupling pattern disposed on the upper side of the antenna pattern so that at least a portion overlaps the antenna pattern when viewed in the vertical direction;
A first feed via having one end electrically connected to a point biased in a second lateral direction from the center of the antenna pattern;
A second feed via having one end electrically connected to a point biased in a first lateral direction from the center of the antenna pattern; And
A meta member including a plurality of conductive patterns arranged to have a negative refractive index for the RF signal, and surrounding the antenna pattern when viewed in the vertical direction; Antenna module comprising a.
제18항에 있어서,
상기 연결 부재는 상기 복수의 배선에 전기적으로 연결되고 상기 안테나 패턴과 다른 방향으로 RF 신호를 송신 또는 수신하도록 구성된 제2 안테나 패턴을 더 포함하는 안테나 모듈.
The method of claim 18,
The connecting member is electrically connected to the plurality of wires and further includes a second antenna pattern configured to transmit or receive an RF signal in a direction different from the antenna pattern.
제18항에 있어서,
상기 연결 부재의 하측에 배치되고 상기 IC보다 긴 높이를 가지고, 상기 복수의 배선 중 상기 복수의 안테나 장치에 전기적으로 연결되지 않은 배선에 전기적으로 연결되는 코어 비아를 포함하는 지지 부재; 및
상기 코어 비아에 전기적으로 연결되도록 상기 지지 부재의 하측에 배치되는 전기연결구조체; 를 더 포함하는 안테나 모듈.
The method of claim 18,
A support member disposed below the connecting member and having a height higher than that of the IC, and including a core via which is electrically connected to a wiring that is not electrically connected to the plurality of antenna devices among the plurality of wirings; And
An electrical connection structure disposed under the support member to be electrically connected to the core via; Antenna module further comprising a.
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