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KR102561724B1 - 안테나 모듈 및 그를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

안테나 모듈 및 그를 포함하는 전자 장치 Download PDF

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KR102561724B1
KR102561724B1 KR1020180157331A KR20180157331A KR102561724B1 KR 102561724 B1 KR102561724 B1 KR 102561724B1 KR 1020180157331 A KR1020180157331 A KR 1020180157331A KR 20180157331 A KR20180157331 A KR 20180157331A KR 102561724 B1 KR102561724 B1 KR 102561724B1
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printed circuit
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molding layer
antenna
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치 웨이 리
서종화
유성철
이종원
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삼성전자주식회사
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Abstract

안테나 모듈 및 그를 포함하는 전자 장치가 개시된다. 본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 안테나 모듈은, 인쇄 회로 기판; 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면에 배치되는 통신 회로; 상기 통신 회로와 지정된 고주파 대역의 신호를 송수신하는 어레이 안테나; 및 상기 어레이 안테나는, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면에 형성된 제1 도전성 엘리먼트들 및 상기 제1 도전성 엘리먼트들과 대면하도록 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면에 형성된 제2 도전성 엘리먼트들을 포함하고, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면의 위에서, 상기 제1 도전성 엘리먼트들을 덮는 제1 몰딩 층을 포함할 수 있다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

안테나 모듈 및 그를 포함하는 전자 장치{Antenna Module and the Electronic Device including the Antenna Module}
본 문서에서 개시되는 실시 예들은, 안테나 모듈 및 안테나 모듈을 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
전자 장치는 안테나가 내장된 통신 모듈(이하, '안테나 모듈'이라 함)을 포함하고 안테나 모듈을 이용하여 기지국 또는 다른 전자 장치와 통신할 수 있다. 안테나 모듈은 안테나(patch antenna) 및 안테나와 고주파 신호를 송수신하기 위한 전자 부품(통신 회로)을 포함할 수 있다. 안테나 모듈은 전자 부품의 전자파가 다른 회로(예: 프로세서)에 영향을 주지 않도록, 전자 부품이 실장된 영역이 쉴드(shield)될 수 있다. 예를 들어, 안테나 모듈의 전자 부품은 합성 수지(예: 에폭시)로 몰드(molding)된 후 금속 컴파운드에 의해 도포됨에 따라 쉴드될 수 있다.
그런데, 전자 부품과 패치 안테나는 근접 배치되므로, 몰드 공정에 사용된 수지가 안테나 영역으로 넘어가, 패치 안테나의 일부를 균일하지 않게 덮을 수 있다. 패치 안테나를 덮는 몰드는 안테나의 유전율을 변화시켜, 안테나의 특성(예: 지향성)에 영향을 줄 수 있다. 더욱이, 안테나를 덮는 몰드는 글라인딩(grinding)을 통해서도 완전히 제거되기 어렵다.
본 문서에 개시되는 다양한 실시 예들은 몰드 층을 적용하여 이득을 향상시킬 수 있는 안테나 모듈 및 그를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 안테나 모듈은, 인쇄 회로 기판; 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면에 배치되는 통신 회로; 상기 통신 회로와 지정된 고주파 대역의 신호를 송수신하는 어레이 안테나; 및 상기 어레이 안테나는, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면에 형성된 제1 도전성 엘리먼트들 및 상기 제1 도전성 엘리먼트들과 대면하도록 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면에 형성된 제2 도전성 엘리먼트들을 포함하고, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면의 위에서, 상기 제1 도전성 엘리먼트들을 덮는 제1 몰딩 층을 포함할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 안테나 모듈; 및 상기 안테나 모듈과 전기적으로 연결되고, 상기 안테나 모듈을 이용하여 지정된 고주파 신호를 송수신하는 프로세서를 포함하고, 상기 안테나 모듈은, 인쇄 회로 기판; 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면에 배치되는 통신 회로; 상기 프로세서의 명령에 따라 상기 통신 회로와 지정된 고주파 대역의 신호를 송수신하는 어레이 안테나; 및 상기 어레이 안테나는, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면에 형성된 제1 도전성 엘리먼트들 및 상기 제1 도전성 엘리먼트들과 대면하도록 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면에 형성된 제2 도전성 엘리먼트들을 포함하고, 상기 제1 도전성 엘리먼트들을 덮는 제1 몰딩 층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈은, 인쇄 회로 기판; 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면에 배치되는 통신 회로; 상기 통신 회로와 지정된 고주파 대역의 신호를 송수신하는 어레이 안테나; 및 상기 어레이 안테나는, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면(layer)에 형성된 제1 도전성 엘리먼트들을 포함하고, 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면에, 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면의 위에서 볼 때, 상기 제1 도전성 엘리먼트들의 적어도 일부를 덮도록 형성되는 제1 몰딩 층을 포함할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 어레이 안테나의 일부에 몰드 층을 적용하여 안테나 모듈의 성능을 향상시킬 수 있다. 이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 분해 사시도를 나타낸다.
도 2a는 일 실시예에 따른 안테나 모듈의 일 예를 나타낸다.
도 2b는 일 실시예에 따른 안테나 모듈의 어레이 안테나에 속하는 제1 도전성 엘리먼트를 나타낸다.
도 3a는 일 실시예에 따른 제1 몰딩 층이 형성되지 않은 안테나 모듈의 제1 면을 나타낸다.
도 3b 내지 3e는 제1 몰딩 층이 형성된 안테나 모듈의 제1 면을 나타낸다.
도 4는 일 실시예에 따른 각 제조 공정을 거친 안테나 모듈의 가로 단면도 및 세로 단면도들을 나타낸다.
도 5a 내지 5c는 일 실시예에 따른 안테나 모듈의 다른 예를 나타낸다.
도 6a 내지 도 6d는 일 실시예에 따른 제1 어레이 안테나의 빔 패턴을 나타낸다.
도 7a 내지 도 7d는 일 실시예에 따른 제1 몰딩 층의 적용 전과 후의 제1 어레이 안테나에 속하는 제1 내지 제4 안테나들의 원거리 장 특성 변화를 나타낸다.
도 8은 일 실시예에 따른 제1 몰딩 층의 두께에 따른 제1 어레이 안테나의 원거리 장 특성 변화를 나타낸다.
도 9a 내지 9c는 실시예에 따른 안테나 모듈의 또 다른 예를 나타낸다.
도 10은 다양한 실시 예에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도를 나타낸다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 분해 사시도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 전자 장치(100)는 측면 베젤 구조(110), 제1 지지 부재(111)(예: 브라켓(bracket)), 전면 플레이트(120), 디스플레이(130), 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB)(140), 배터리(150), 안테나 모듈(160), 제2 지지 부재(170)(예: 리어 케이스(rear case)), 및 후면 플레이트(180)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치(100)는, 도 1에 도시된 구성 요소들 중 일부(예: 제1 지지 부재(111) 또는 제2 지지 부재(170))를 생략하거나 도 1에 도시되지 않은 다른 구성 요소를 추가적으로 포함할 수 있다.
측면 베젤 구조(110)는 전면 플레이트(120) 및 후면 플레이트(180)와 결합되어 전자 장치(100)의 하우징을 형성할 수 있다. 상기 하우징은 전자 장치(100)의 외관을 형성하고 전자 장치(100)의 내부에 배치된 구성 요소들을 외부 환경(수분, 충격 등)으로부터 보호할 수 있다.
측면 베젤 구조(110)는 전면 플레이트(120)의 일부 및/또는 후면 플레이트(180)의 일부와 함께 상기 하우징의 측면(또는 측면 부재)을 형성할 수 있다. 상기 측면은 전면 플레이트(120)가 배치되는 제1 면 및 후면 플레이트(180)가 배치되는 제2 면 사이의 공간을 둘러싸는 영역으로 이해될 수 있다. 상기 하우징의 측면은 실질적으로 사각형, 예컨대, 직사각형 또는 둥근 사각형과 동일 또는 유사하게 네 개의 코너를 가지는 형태일 수 있다.
제1 지지 부재(111)는 전자 장치(100) 내부에 배치되어 측면 베젤 구조(110)와 연결되거나 측면 베젤 구조(110)와 일체로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 지지 부재(111)는 전자 장치(100) 내부에 배치되는 전자 부품들, 예컨대, 인쇄 회로 기판(140), 인쇄 회로 기판(140)에 배치된 전자 부품, 또는 다양한 기능을 수행하는 각종 모듈들(예: 안테나 모듈(160))을 전면 플레이트(120)의 방향에서 지지 또는 고정할 수 있다.
전면 플레이트(120)는 측면 베젤 구조(110) 및 후면 플레이트(180)와 결합되어 하우징을 형성할 수 있다. 일 실시 예에서, 전면 플레이트(120)는 전자 장치(100)의 전면에서 발생할 수 있는 충격으로부터 전자 장치(100) 내부의 구성, 예컨대, 디스플레이(130)를 보호할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 전면 플레이트(120)는 디스플레이(130)에서 발생하는 빛 또는 전자 장치(100)의 전면에 배치되는 각종 센서(예: 이미지 센서, 홍채 센서, 또는 근접 센서)로 입사되는 빛을 투과시킬 수 있다.
디스플레이(130)는 전면 플레이트(120)의 일 면에 인접하여 배치될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 디스플레이(130)는 인쇄 회로 기판(140) 과 전기적으로 연결되어, 콘텐트(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 위젯, 또는 심볼)를 출력하거나, 사용자로부터 터치 입력(예: 터치, 제스처, 호버링(hovering))을 수신할 수 있다.
인쇄 회로 기판(PCB: printed circuit board)(140)은 전자 장치(100)의 각종 전자 부품, 소자, 또는 인쇄 회로를 실장(mount)할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(140)은 프로세서(141) 예컨대, AP(application processor), CP(communication processor), 또는 IF IC(intermediate frequency integrated circuit)를 실장할 수 있다.
배터리(150)는 화학 에너지와 전기 에너지를 양 방향으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 배터리(150)는 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하고, 변환된 전기 에너지를 디스플레이(130) 및 인쇄 회로 기판(140)에 탑재된 다양한 구성 혹은 모듈에 공급할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 인쇄 회로 기판(140)에는 배터리(150)의 충전 및 방전을 관리하기 위한 전력 관리 모듈이 포함될 수 있다.
안테나 모듈(160)(안테나 장치 또는 안테나 회로)은 인쇄 회로 기판(140)에 인접하여 배치될 수 있다. 예를 들면, 안테나 모듈(160)은 인쇄 회로 기판(140)의 적어도 일부와 물리적으로 연결될 수 있다. 다른 예를 들면, 안테나 모듈(160)은 인쇄 회로 기판(140)에 인접하여 배치되고, 인쇄 회로 기판(140)에 배치된 전자 부품, 예컨대, 통신 모듈, 통신 프로세서, 또는 어플리케이션 프로세서와 전기적으로 연결될 수 있다.
안테나 모듈(160)은 밀리미터 웨이브 신호(millimeter wave signal)를 이용하여 기지국 또는 다른 전자 장치와 통신하기 위한 모듈일 수 있다. 본 문서에서, 상기 밀리미터 웨이브 신호는 예컨대, 3GHz 내지 300GHz의 주파수 대역 중 적어도 일부 주파수 대역의 RF(radio frequency) 신호를 포함할 수 있다.
안테나 모듈(160)은 복수의 안테나 엘리먼트를 포함할 수 있다. 복수의 안테나 엘리먼트 중 적어도 일부는 어레이 안테나를 형성할 수 있다. 예를 들면, 복수의 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부는 일렬로 배치됨으로써 1×n(또는 n×1) 형태의 어레이 안테나를 형성할 수 있다. 다른 예를 들면, 복수의 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부는 원형, 사각형 형태로 배치됨으로써 n×m 형태의 어레이 안테나를 형성할 수 있다. 다양한 실시 에에 따르면, 안테나 모듈(160)은 서로 상이한 방향을 향해 빔을 형성하는 복수의 어레이 안테나들을 포함할 수 있고, 상기 복수의 어레이 안테나들은 적어도 하나의 안테나 엘리먼트를 공유할 수도 있다. 상기 적어도 하나의 안테나 엘리먼트는 복수의 어레이 안테나에서 공유되므로 안테나 모듈(160)의 크기는 감소할 수 있다. 본 문서에서 안테나 엘리먼트는 도전성 엘리먼트로 참조될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 형성된 어레이 안테나들 각각은 밀리미터 웨이브 신호를 송신 또는 수신하기 위한 적어도 하나의 빔을 형성할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 형성되는 적어도 하나의 빔의 형태는 어레이 안테나에 따라 상이할 수 있다. 예를 들면, 상기 형성되는 적어도 하나의 빔은 어레이 안테나에 포함되는 안테나 엘리먼트들의 종류, 배치 형태, 또는 배치 방향에 기초하여 상이한 방향 또는 크기를 가질 수 있다. 전자 장치(100)는 상기 서로 상이한 형태로 형성되는 적어도 하나의 빔을 이용하여 전자 장치(100)를 중심으로 다양한 방향에 위치한 기지국 또는 다른 전자 장치와 밀리미터 웨이브 신호를 통한 통신을 수행할 수 있다.
안테나 모듈(160)은 전자 장치(100)의 가장자리, 예컨대, 하우징의 측면의 적어도 일부와 인접하여 배치될 수 있다. 예를 들면, 하우징이 도 1에 도시된 바와 같이 사각형 또는 실질적인 사각형 형태인 경우, 안테나 모듈(160)은 상기 하우징의 측면의 어느 하나의 코너에 인접하여 배치될 수 있다.
전자 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 다르게, 둘 이상의 안테나 모듈(160)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(100)는 제1 안테나 모듈 및 제2 안테나 모듈을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 제1 안테나 모듈은 측면의 제1 코너에 인접하여 배치되고, 상기 제2 안테나 모듈은 상기 제1 코너와 상이한 제2 코너에 인접하여 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(160)이 배치되는 위치는 도 1에 한정되지 않는다. 예를 들면, 안테나 모듈(160)은 도 1에 도시된 바와 같이 인쇄 회로 기판(140) 및 제2 지지 부재(170) 사이에 배치될 수 있으나, 도 1에 도시된 바와 다르게, 제2 지지 부재(170) 및 후면 플레이트(180) 사이에 배치될 수 있다. 다른 예를 들면, 안테나 모듈(160)은 제2 지지 부재(170)와 동일한 평면에 배치될 수도 있다.
제2 지지 부재(170)는 후면 플레이트(180)와 인쇄 회로 기판(140) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 지지 부재(170)는 제1 지지 부재(111)와 동일 또는 유사하게, 전자 장치(100) 내부의 전자 부품들을 후면 플레이트(180)의 방향에서 지지 또는 고정할 수 있다.
후면 플레이트(180)는 측면 베젤 구조(110) 및 전면 플레이트(120)와 결합되어 하우징을 형성할 수 있다. 일 실시 예에서, 후면 플레이트(180)는 전자 장치(100)의 후면에서 발생할 수 있는 충격으로부터 전자 장치(100) 내부의 구성을 보호할 수 있다.
도 2a는 일 실시예에 따른 안테나 모듈의 일 예를 나타내고, 도 2b는 일 실시예에 따른 안테나 모듈의 어레이 안테나에 속하는 제1 도전성 엘리먼트를 나타낸다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 일 실시예에 따른 안테나 모듈(200)(예: 도 1의 안테나 모듈(160))(또는, 안테나 장치)은 인쇄 회로 기판(210), 통신 회로(220) 및 어레이 안테나(200)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 안테나 모듈(200)은 일부 구성요소가 생략되거나, 추가적인 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나 모듈(200)은 커넥터(280)를 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 안테나 모듈(200)의 구성요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체로 구성되되, 결합 이전의 해당 구성요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다. 도 2a에서, <201> 상태는 안테나 모듈(200)의 제1 면을 도시한 것이고, <202> 상태는 안테나 모듈(200)의 제2 면을 도시한 것이고, <203> 상태는 안테나 모듈(200) 일부의 단면도이다.
일 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(210)은 적어도 제1 층(layer), 제2 층 및 제3 층을 포함할 수 있다. 제1 층은 인쇄 회로 기판(210)의 제1 면(예: TOP 면)을 형성하고, 제2 층은 인쇄 회로 기판(210)의 제2 면(예: BOTTOM 면)을 형성할 수 있다. 제3 층은 인쇄 회로 기판(210)의 제1 층과 제2 층 사이에 형성된 내층일 수 있다. 인쇄 회로 기판(210)은 고주파 신호의 송수신에 적합한 저손실 인쇄 회로 기판으로 설계될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 통신 회로(220)는 인쇄 회로 기판(210)의 제1 면에 배치(예: 실장)되고, 어레이 안테나(230)에 속하는 각 안테나들(231, 232, 233, 234)과 전기적으로 연결될 수 있다. 통신 회로(220)는 복수의 전자 부품들을 포함할 수 있다. 통신 회로(220)는 각 안테나들(231, 232, 233, 234)과 지정된 고주파 신호를 송수신할 수 있다. 상기 지정된 고주파 신호는 예컨대, 3GHz 내지 300GHz의 주파수 대역 중 적어도 일부 주파수 대역(예: 28GHz, 39GHz)의 신호를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 어레이 안테나(230)는 인쇄 회로 기판(210)의 제1 측면(예: 상측면)에 근접하도록 형성될 수 있다. 어레이 안테나(230)는 인쇄 회로 기판(210)의 중심을 지나고 인쇄 회로 기판(210)의 하측면에서 상측면을 향하는 제1 축과, 인쇄 회로 기판(210)의 중심을 지나고 인쇄 회로 기판(210)의 제1 면에서 제2 면을 향하는 제2 축 사이에 있는 지정된 방향을 주 방향으로 하여(예: 메인 로브가 지정된 방향을 향하도록 하여) 빔을 방사할 수 있다. 상기 지정된 방향은 예를 들면, 제1 축과 제2 축 사이에서 제1 축에 대하여 지정된 각도(예: 45도)를 갖는 방향일 수 있다. 어레이 안테나(230)의 성능은 예를 들어, 몰딩 층(270)의 두께 및 형상에 따라 달라질 수 있다.
어레이 안테나(230)는 제1 내지 제4 안테나들(231, 232, 233, 234)들을 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 어레이 안테나(230)는 4개 미만 또는 4개 초과의 안테나들을 포함할 수 있다. 본 문서에서는 어레이 안테나(230)가 제1 내지 제4 안테나들(231, 232, 233, 234)을 포함하는 경우를 예로 들어 설명한다. 제1 내지 제4 안테나들(예: 231) 각각은 서로 대면하여 쌍을 이루는 제1 및 제2 도전성 엘리먼트들(예: 231a, 231b)을 각기 포함할 수 있다. 제1 안테나(231)는 서로 대면하는 한 쌍의 제1 및 제2 도전성 엘리먼트들(231a, 231b)을 포함하고, 제2 안테나(232)는 서로 대면하는 한 쌍의 제1 및 제2 도전성 엘리먼트들(232a, 232b)을 포함하고, 제3 안테나(233)는 서로 대면하는 한 쌍의 제1 및 제2 도전성 엘리먼트들(233a, 233b)을 포함하고, 제4 안테나(234)는 서로 대면하는 한 쌍의 제1 및 제2 도전성 엘리먼트들(234a, 234b)을 포함할 수 있다. 인쇄 회로 기판(210)의 제1 면에 형성된 제1 도전성 엘리먼트들(230a)은 통신 회로(220)의 그라운드와 연결될 수 있다. 인쇄 회로 기판(210)의 제2 면에 형성된 제2 도전성 엘리먼트들(230b)은 통신 회로(220)의 제1 급전 노드들(215)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 도전성 엘리먼트들(230a)과 제2 도전성 엘리먼트들(231b, 232b, 233b, 234b)은 예를 들면, 각기 패치 안테나일 수 있다. 제1 도전성 엘리먼트들(230a)과 제2 도전성 엘리먼트들(231b, 232b, 233b, 234b)의 형상과 크기는 제1 내지 제4 안테나들(231, 232, 233, 234)에 의해 송수신되는 신호의 특성(예: 주파수, 위상)에 따라서 결정될 수 있다.
어레이 안테나(230)에 속하는 제1 내지 제4 안테나들(231, 232, 233, 234)은 제1 도전성 엘리먼트들(230a) 및 제3 도전성 엘리먼트들(230c) 중 적어도 하나를 이용하여 임피던스 매칭될 수 있다. 예를 들어, 도 2b를 참조하면, 제1 도전성 엘리먼트들(예: 231a)은 인쇄 회로 기판(210)의 제2 면을 내려다 볼 때, 제2 도전성 엘리먼트들(예: 231b)와 중첩되는 제1 부분(231a_1)과 제2 도전성 엘리먼트들(예: 231b) 보다 돌출된 제2 부분(231a_2)을 포함할 수 있다. 제2 도전성 엘리먼트들(예: 231b)의 제2 부분(예: 231a_2)은 제1 내지 제4 안테나들(예: 제1 안테나(231))을 임피던스 매칭할 수 있다. 다른 예를 들어, 도 2a의 상태 <203>을 참조하면, 제3 도전성 엘리먼트들(230c)은 제1 도전성 엘리먼트들(230a)과 제2 도전성 엘리먼트들(230b) 사이에 있는 인쇄 회로 기판(210)의 내층(예: 제3 층)에 제1 도전성 엘리먼트들(230a) 또는 제2 도전성 엘리먼트들(230b)의 개수만큼 구비될 수 있다. 제3 도전성 엘리먼트들(230c)은 제1 내지 제4 안테나들(231, 232, 233, 234)을 임피던스 매칭할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 몰딩 층(270)은 적어도 어레이 안테나(200) 및 통신 회로(220)를 덮도록 마련될 수 있다. 몰딩 층(270)은 제1 도전성 엘리먼트들(230a)을 덮는 제1 몰딩 층(271) 및 통신 회로(220)를 덮는 제2 몰딩 층(272)을 포함할 수 있다. 몰딩 층(270)은 예를 들면, 에폭시 수지를 이용한 몰딩 공정으로 형성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 몰딩 층(270)은 커넥터(280)의 주변부를 덮는 제3 몰딩 층(273)을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 몰딩 층(271)은 제1 지정된 두께를 갖도록 마련될 수 있다. 상기 제1 지정된 두께는 예를 들면, 약 100μm 내지 약 170 μm 사이의 두께를 포함할 수 있다. 상기 제1 지정된 두께는 어레이 안테나(200)에 의해 송수신되는 고주파 신호의 특성(예: 주파수 대역, 위상)에 따라서 달라질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 몰딩 층(271)은 다양한 형상으로 마련될 수 있다. 예를 들어, 제1 몰딩 층(271)은 제1 도전성 엘리먼트들(230a) 모두를 덮는 지정된 형상으로 마련될 수 있다. 상기 지정된 형상은 예를 들면, 하나의 직사각형이거나, 두 개 이상의 직사각형이 이어진 형상일 수 있다. 다른 예를 들어, 제1 몰딩 층(271)은 제1 도전성 엘리먼트들(230a)의 형상에 대응하도록 마련될 수 있다. 또 다른 예로, 제1 몰딩 층(271)은 제1 도전성 엘리먼트들(230a) 중 적어도 하나의 도전성 엘리먼트와 나머지 도전성 엘리먼트들의 사이를 지정된 간격 띄우고 제1 도전성 엘리먼트들(230a)을 덮도록 마련될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 몰딩 층(271)은 어레이 안테나(230)에 속하는 제1 내지 제4 안테나들(231, 232, 233, 234)이 지정된 특성을 갖도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 제1 몰딩 층(271)은 제1 내지 제4 안테나들(231, 232, 233, 234)간의 이득 편차가 지정된 범위(예: 0.5dBi) 내이고, 어레이 안테나(230)의 전체 이득이 8dBi 이상이 되도록 마련될 수 있다. 상기 전체 이득은 예를 들면, 어레이 안테나(230)에 속하는 제1 내지 제4 안테나들(231, 232, 233, 234)이 고주파 신호를 방사하는 때, 어레이 안테나(230)의 이득일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 몰딩 층(272)은 통신 회로(220)에 포함된 전자 부품들 중 가장 높은 전자 부품의 두께(이하, '제2 지정된 두께'라 함) 이상으로 마련될 수 있다. 제2 몰딩 층(272)은 금속 화합물로 덮여서 차폐되도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 쉴딩 공정을 통하여 제2 몰딩 층(272)의 상부에는 금속 화합물이 도포되고 금속 화합물이 굳음에 따라 차폐될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제3 몰딩 층(273)은 제1 지정된 두께 미만의 제3 지정된 두께로 마련될 수 있다. 제3 지정된 두께는 인쇄 회로 기판(210)의 제1 면에 형성된 커넥터(280)와 전기적으로 연결되는 패드들을 노출 가능한 두께 일 수 있다. 어떤 실시예에서, 제3 몰딩 층(273)은 생략될 수 있다. 예를 들어, 안테나 모듈(200)이 커넥터(280)를 포함하지 않는 경우, 제3 몰딩 층(273)은 존재하지 않을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 커넥터(280)는 인쇄 회로 기판(210)의 제1 면에 실장 되고, 프로세서(예: 도 1의 프로세서(141))가 실장된 다른 인쇄 회로 기판(예: 도 1의 인쇄 회로 기판(140))과 인쇄 회로 기판(210)간을 전기적으로 연결할 수 있다. 커넥터(280)에 의하여 인쇄 회로 기판(140)과 인쇄 회로 기판(210)이 전기적으로 연결되면, 통신 회로(220)는 프로세서(141)와 전기적으로 연결되어, 프로세서(141)의 지시에 따라 어레이 안테나(230)와 고주파 신호를 송수신할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(141)와 통신 회로(220) 사이에는 다른 통신 회로(미도시)가 더 포함될 수 있다. 다른 통신 회로는 프로세서(141)로부터 수신된 기저 대역 신호를 중간 주파수(intermediate frequency) 신호(예: 9GHz ~ 약 11GHz)로 변환하거나, 통신 회로(220)로부터 수신된 중간 주파수 신호를 기저 대역 신호로 변환할 수 있다. 통신 회로(220)는 다른 통신 회로로부터 수신된 중간 주파수 신호를 고주파 신호로 변환하거나, 어레이 안테나(230)로부터 수신된 고주파 신호를 고주파 신호를 중간 주파수 신호로 변환할 수 있다.
상술한 실시예에서는 어레이 안테나(230)가 인쇄 회로 기판(210)의 제1 면과 제2 면에 배치되는 경우를 예로 들어 설명하였다. 하지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 어레이 안테나(230)의 적어도 일부(예: 제1 도전성 엘리먼트들(예: 231a) 및 제2 도전성 엘리먼트들(230b))는 인쇄 회로 기판(210)의 내층에 배치될 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(200)은 통신 회로(220)에 대한 몰딩 처리로 인하여 어레이 안테나(230)의 특성이 영향을 받는 문제를 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 몰딩 층(270)(예: 몰딩 층(270)의 유전체)을 이용하여 어레이 안테나(230)로부터 방사되는 빔을 모을 수 있어, 어레이 안테나(230)의 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 상술한 실시예에 따르면, 통신 회로(220)가 실장되는 인쇄 회로 기판(210)의 제1 면에, 어레이 안테나(230)의 성능을 향상시키기 위한 제1 몰딩 층(271)을 추가하는데, 제1 몰딩 층(271)은 통신 회로(220)보다는 높이가 낮을 수 있으므로, 안테나 모듈(200)의 실질적인 두께에는 영향을 미치지 않을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(예: 도 2a의 안테나 모듈(200))은, 인쇄 회로 기판(예: 도 2a의 인쇄 회로 기판(210)); 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면에 배치되는 통신 회로(예: 도 2a의 통신 회로(220)); 상기 통신 회로와 지정된 고주파 대역의 신호를 송수신하는 어레이 안테나(예: 도 2a의 어레이 안테나(230a, 230b)); 및 상기 어레이 안테나는, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면에 형성된 제1 도전성 엘리먼트들(예: 도 2a의 제1 도전성 엘리먼트들(230a)) 및 상기 제1 도전성 엘리먼트들과 대면하도록 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면에 형성된 제2 도전성 엘리먼트들(예: 도 2a의 제2 도전성 엘리먼트들(230b))을 포함하고, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면의 위에서, 상기 제1 도전성 엘리먼트들을 덮는 제1 몰딩 층을 포함할 수 있다.
상기 제1 몰딩 층은, 100μm 내지 170 μm 사이의 두께를 가질 수 있다.
상기 제1 몰딩 층은, 상기 어레이 안테나에 속하는 안테나들이 지정된 특성을 갖도록 마련될 수 있다.
상기 제1 몰딩 층은, 상기 제1 도전성 엘리먼트들 모두를 덮는 지정된 형상으로 마련될 수 있다.
상기 지정된 형상은, 하나의 직사각형이거나, 두 개 이상의 직사각형이 이어진 형상일 수 있다.
상기 제1 몰딩 층은, 상기 제1 도전성 엘리먼트들의 형상에 대응하도록 마련될 수 있다.
상기 제1 몰딩 층은, 상기 제1 도전성 엘리먼트들 중 적어도 하나의 도전성 엘리먼트와 나머지 도전성 엘리먼트들의 사이를 지정된 간격 띄우고 상기 제1 도전성 엘리먼트들을 덮도록 마련될 수 있다.
상기 안테나 모듈은 상기 통신 회로를 덮는 제2 몰딩 층(예: 도 2a의 제2 몰딩 층(272))을 더 포함하고, 상기 제2 몰딩 층은, 금속 화합물(compound)로 덮일 수 있다.
상기 인쇄 회로 기판의 제2 면을 내려다 볼 때, 상기 제1 도전성 엘리먼트들은, 상기 제2 도전성 엘리먼트들과 대면하여 각각 쌍으로 위치하도록 마련될 수 있다.
상기 어레이 안테나는, 상기 제1 인쇄 회로 기판의 중심을 지나고 상기 제1 인쇄 회로 기판의 제1 면에서 제2 면을 향하는 축에 대하여 지정된 각도를 이루는 방향을 주 방향으로 빔을 방사하도록 마련될 수 있다.
도 3a는 일 실시예에 따른 제1 몰딩 층이 형성되지 않은 안테나 모듈의 제1 면을 나타내고, 도 3b 내지 3e는 제1 몰딩 층이 형성된 안테나 모듈의 제1 면을 나타낸다. 도 3a 내지 3e에서는 인쇄 회로 기판(210)에 통신 회로(220) 및 커넥터(280)가 실장되지 않는 상태에서, 제1 몰딩 층(271)이 마련된 경우를 예로 들어 도시하였다.
도 3b 및 도 3c를 참조하면, 제1 몰딩 층(271)은 제1 도전성 엘리먼트들(230a) 모두를 덮는 지정된 형상으로 마련될 수 있다. 도 3b와 같이, 지정된 형상은 하나의 직사각형일 수 있다. 또는, 도 3c와 같이, 지정된 형상은 둘 이상의 직사각형들(271c_1, 271c_2, 271c_3)이 이어진 형상일 수 있다.
도 3d를 참조하면, 제1 몰딩 층(271)은 제1 도전성 엘리먼트들(230a)의 형상에 대응하도록 마련될 수 있다. 도 3a를 참조하면, 제1 도전성 엘리먼트들(예: 231a) 각각은 직사각형의 좌측 하단과 우측 하단이 돌출된 형상(이하, '모자 형상'이라 함)으로 마련될 수 있다. 이 경우, 도 3d를 참조하면, 제1 몰딩 층(271)은 모자 형상들((271d) 사이에 간극을 갖는 복수의 모자 형상들(271d)로 마련될 수 있다.
도 3e를 참조하면, 제1 몰딩 층(271)은 제1 도전성 엘리먼트들(230a) 중 적어도 하나의 도전성 엘리먼트(231a)와 나머지 도전성 엘리먼트들(232a, 233a, 234a)의 사이를 지정된 간격 띄우고 제1 도전성 엘리먼트들(230a)을 덮도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 제1 몰딩 층(271)은 적어도 하나의 도전성 엘리먼트(231a)를 덮는 부분(271e_1)과 나머지 도전성 엘리먼트들(232a, 233a, 234a)을 덮는 부분(271e_2)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 도전성 엘리먼트(231a)를 덮는 부분(217e_1)은 제1 도전성 엘리먼트(231a)에 대응하는 형상(예: 모자 형상)으로 마련되고, 나머지 도전성 엘리먼트들(232a, 233a, 234a)을 덮는 부분(271e_2)은 사각 형상으로 마련될 수 있다.
이하, 표 1을 참조하여 도 3a 내지 도 3e에 따른 제1 몰딩 층(271)이 적용된 어레이 안테나(230)의 특성에 대하여 설명한다. 표 1에서, φ는 제1 축에 기준한 어레이 안테나(230) 빔의 메인 로브(main lob)가 이루는 각도일 수 있다.
하기 표 1에서, 제1 몰딩 층(271)의 형상에 따라서 일부 차이가 있지만, 어레이 안테나(230)가 제1 몰딩 층(271)에 의해 덮인 상태(표 1의 3행 내지 6행 참조)에서는 제1 몰딩 층(271)으로 덮이지 않은 상태(표 1의 2행 참조)보다 어레이 안테나(230)에 속하는 제1 내지 제4 안테나들(231, 232, 233, 234)의 이득이 상승됨을 확인할 수 있다.
또한, 하기 표 1에서, 어레이 안테나(230)의 전체 이득(φ=0)은 어레이 안테나(230)가 제1 몰딩 층(271)으로 덮인 상태(표 1의 3행 내지 6행 참조)에서는 제1 몰딩 층(271)으로 덮이지 않은 상태(표 1의 2행 참조)보다 향상됨을 확인할 수 있다. 더욱이, 하기 표 1에서, 어레이 안테나(230)의 지향성을 변형시킨 경우에도 어레이 안테나(230)의 전체 이득(φ=30 및 45)은 향상됨을 확인할 수 있다. 상기 지향성의 변형은 예를 들면, 어레이 안테나(230)에 속하는 제1 내지 제4 안테나들(231, 232, 233, 234)에 의해 송신되는 고주파 신호의 위상을 조절함에 따라 가능할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 각 제조 공정을 거친 안테나 모듈의 가로 단면도 및 세로 단면도들을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 410 상태와 같이, SMT 공정을 통해 안테나 모듈(200)의 제1 면(인쇄 회로 기판(210)의 제1 면)에는 통신 회로(220)가 실장될 수 있다.
420 상태와 같이, 몰딩 공정을 통해 인쇄 회로 기판(210)의 제1 면에는 제2 지정된 두께(t2)를 갖는 몰딩 층(270)에 형성될 수 있다.
430 상태와 같이, 글라인딩 공정을 통해 몰딩 층(270)이 깎임에 따라 제1 몰딩 층(271), 제2 몰딩 층(272)과 제3 몰딩 층(273)이 형성될 수 있다. 또한, 레이저 글루빙(laser grooving) 공정을 통해 제1 몰딩 층(271)과 제2 몰딩 층(272)간과 제2 몰딩 층(272)과 제3 몰딩 층(273) 간에는 간극이 형성될 수 있다. 430 상태와 같이, 제2 몰딩 층(272)은 글라인딩 처리되지 않음에 따라 제2 지정된 두께(t2)를 갖도록 마련될 수 있다.
440 상태와 같이, 쉴딩(sheiding) 공정을 통해 안테나 모듈(200)의 제1 면에는 금속 컴파운드됨에 따라 쉴드 층(290)이 형성될 수 있다. 제1 몰딩 층(271)과 제2 몰딩 층(272)간의 간극과 제2 몰딩 층(272)과 제3 몰딩 층(273)간의 간극으로 인하여, 제2 몰딩 층(272)은 제1 몰딩 층(271) 및 제3 몰딩 층(273)으로부터 분리되어, 차폐될 수 있다.
450 상태와 같이, 글라인딩 공정을 통해 제1 몰딩 층(271)과 제3 몰딩 층(273) 상의 쉴딩 층(290)은 깎일 수 있다. 이에, 제1 몰딩 층(271)은 제1 지정된 두께(t1)를 갖도록 마련되고, 제3 몰딩 층(273)은 제3 지정된 두께를 갖도록 마련될 수 있다. 상기 제1 지정된 두께(t1)는 예를 들면, 어레이 안테나(230)의 특성(예: 이득)을 향상시킬 수 있도록 결정되는 것으로서, 예를 들면, 약 100μm 내지 약 170 μm 사이의 두께를 포함할 수 있다. 제3 지정된 두께(t2)는 패드들(221)이 손상되지 않으면서 패드들(221)이 노출되는 두께일 수 있다. 어떤 실시예에서, 제3 몰딩 층(273)은 글라인딩 공정을 통해 완전히 제거될 수 있다.
460 상태에서, 제3 몰딩 층(273)에는 커넥터(280)가 실장되고, 커넥터(280)는 인쇄 회로 기판(210)의 제1 면에 형성된 패드들(221)과 솔더링될 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(200)은 기존 제조 공정의 일부 변형하여 몰딩 공정에서 어레이 안테나(230)의 특성에 영향을 주는 문제를 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 어레이 안테나(230)의 성능을 향상시킬 수 있다.
상술된 공정들을 거친 제1 몰딩 층(271)의 특성(예: 거친 정도, 밀도, 유전율)은 공정 편차에 의하여 달라질 수 있다. 하지만, 하기 표 2와 같이, 어레이 안테나(230)의 성능에 영향을 주는 제1 몰딩 층(271)의 특성(유전율, 유전 손실, 도전율)은 크게 편차가 없음을 알 수 있다. 따라서, 제1 몰딩 층(271)은 어레이 안테나(230)의 성능을 골고루 향상시킬 수 있음을 예측할 수 있다.
상술된 안테나 모듈(200)은 하나 이상의 어레이 안테나를 더 포함할 수 있다. 이하에서 설명한다.
도 5a 내지 도 5c는 일 실시예에 따른 안테나 모듈의 다른 예를 나타낸다. 도 5a는 다른 실시예에 따른 안테나 모듈의 제1 면의 사시도를 나타내고, 도 5b는 다른 실시예에 따른 안테나 모듈의 제2 면의 사시도를 나타내고, 도 5c는 다른 실시예에 따른 안테나 모듈의 단면도를 나타낸다.
도 5a 내지 5c를 참조하면, 일 실시예에 따른 안테나 모듈(500)은 인쇄 회로 기판(510)(예: 인쇄 회로 기판(210)), 통신 회로(520)(예: 도 2의 통신 회로(220)), 제1 어레이 안테나(530)(예: 도 2의 어레이 안테나(230)), 제2 어레이 안테나(540), 제3 어레이 안테나(550) 및 몰딩 층(570)(예: 도 2의 몰딩 층(270))을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 안테나 모듈(500)은 일부 구성요소가 생략되거나, 추가적인 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나 모듈(500)은 커넥터(미도시)(예: 도 2의 커넥터(280))를 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 안테나 모듈(500)의 구성요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체로 구성되되, 결합 이전의 해당 구성요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다. 도 5a 내지 5c의 설명에 있어서, 도 2 내지 도 4와 중복되는 설명은 생략될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(510)은 복수의 층들을 갖도록 마련될 수 있다. 인쇄 회로 기판(510)은 고주파 신호의 송수신에 적합한 저손실 인쇄 회로 기판으로 설계될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 어레이 안테나(530)는 인쇄 회로 기판(510)의 제1 면(1층)과 제2 면(2층)에, 인쇄 회로 기판(510)의 제1 측면에 근접하도록 형성된 제1 내지 제4 안테나들(231, 232, 233, 234)을 포함할 수 있다. 각 안테나(예: 231)는 제1 도전성 엘리먼트(예: 231a) 및 제2 도전성 엘리먼트(예: 231b)를 포함할 수 있다. 제1 도전성 엘리먼트(예: 231a)는 통신 회로(520)의 그라운드와 전기적으로 연결되고, 제2 도전성 엘리먼트(예: 231b)는 통신 회로(520)의 제1 급전 노드(511)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 어레이 안테나(530)는 인쇄 회로 기판(210)의 중심을 지나는 제1 축(v)과 인쇄 회로 기판(210)의 중심을 지나는 제2 축(w) 사이에 있는 제1 지정된 방향을 주 방향으로 하는 빔을 방사할 수 있다. 상기 제1 지정된 방향은 예를 들면, 제2 축(w)에 대하여 지정된 각도(예: 45도)를 갖는 방향일 수 있다. 제1 어레이 안테나(530)는 도 2 내지 4와 함께 상술된 어레이 안테나(530)에 대응하므로 도 5a 내지 5c에서는 제1 어레이 안테나(530)에 대한 세부 설명은 생략한다.
일 실시예에 따르면, 제2 어레이 안테나(540)는 인쇄 회로 기판(510)의 복수의 층들에 형성된 제5 내지 제8 안테나들(541, 542, 543, 544)을 포함할 수 있다. 제2 어레이 안테나(540)는 제2 지정된 방향을 향하는 빔을 방사할 수 있다. 상기 제2 지정된 방향은 예를 들면, 제2 축(w)에 평행한 방향일 수 있다. 제2 어레이 안테나(540)는 제3 축(u) 방향에 대하여 제1 어레이 안테나(530)와 나란하게 형성될 수 있다. 각 안테나(예: 541)는 인쇄 회로 기판(510)의 복수의 층들에 형성된 복수의 도전성 엘리먼트들(541a, 541b, 541c)(예: 패치 안테나)을 포함할 수 있다. 복수의 도전성 엘리먼트들(541a, 541b, 541c) 중 인쇄 회로 기판(510)의 내층(예: 3층)에 형성된 도전성 엘리먼트(541a)는 통신 회로(520)의 제2 급전 노드들(512)과 연결될 수 있다. 복수의 도전성 엘리먼트들(541a, 541b, 541c) 중 인쇄 회로 기판(510)의 나머지 층(예: 2층)에 형성된 도전성 엘리먼트들(541b, 541c)은 그라운드와 연결되거나, 플로팅될 수 있다. 상기 플로팅된 도전성 엘리먼트들은 제2 어레이 안테나(540)의 빔 패턴이 제2 지정된 방향을 향하도록 지원할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제3 어레이 안테나(550)는 인쇄 회로 기판(510)의 복수의 층들에 형성된 제9 내지 제12 안테나들(551, 552, 553, 554)을 포함할 수 있다. 제3 어레이 안테나(550)는 제3 지정된 방향을 향하는 빔을 방사할 수 있다. 제3 지정된 방향은 예를 들면, 제1 축(v) 방향을 향하는 방향일 수 있다. 제3 어레이 안테나(550)는 제2 축(w) 방향에 대하여 제1 어레이 안테나(530)와 중첩되도록 형성될 수 있다. 각 안테나(예: 551)는 인쇄 회로 기판(510)의 복수의 내층(예: 4층과 5층)에 형성된 제3 도전성 엘리먼트(예: 551a)와 제4 도전성 엘리먼트(예: 551b)를 포함할 수 있다. 제3 도전성 엘리먼트(예: 551a)는 통신 회로(520)의 그라운드와 전기적으로 연결되고, 제4 도전성 엘리먼트(예: 551b)는 통신 회로(520)의 제3 급전 노드들과 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 도전성 엘리먼트(예: 551a) 및 제4 도전성 엘리먼트(예: 551b)는 서로 나란하게 배치되는 제1 부분 및 제1 부분과 직각을 이루면서 서로 역방향을 향하는 제2 부분을 포함할 수 있다. 제3 도전성 엘리먼트(예: 551a)와 제4 도전성 엘리먼트(예: 551b)는 예를 들면, 다이폴 안테나일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 몰딩 층(570)은 인쇄 회로 기판(510)의 제1 면에 형성된 제1 어레이 안테나(530)의 제1 도전성 엘리먼트(예: 231a)를 덮도록 마련된 제1 몰딩 층(571)을 포함할 수 있다. 몰딩 층(570)은 통신 회로(520)를 덮도록 마련된 제2 몰딩 층(572)(도 2의 제2 몰딩 층(272))을 더 포함할 수 있다. 몰딩 층(570)은 도 2 내지 4와 함께 상술되었으므로, 그에 대한 세부 설명은 생략한다.
일 실시예에 따르면, 커넥터(미도시)는 인쇄 회로 기판(510)의 제1 면에 실장 되고, 프로세서(예: 도 1의 프로세서(141))가 실장된 다른 인쇄 회로 기판(예: 도 1의 인쇄 회로 기판(140))과 인쇄 회로 기판(210)간을 전기적으로 연결할 수 있다. 커넥터(미도시)에 의하여 인쇄 회로 기판(140)과 인쇄 회로 기판(210)이 전기적으로 연결되면, 통신 회로(520)는 프로세서(141)와 전기적으로 연결되어, 프로세서(141)의 지시에 따라 제1 어레이 안테나(530)와 제1 고주파 신호를 송수신할 수 있다. 또한, 통신 회로(520)는 제2 어레이 안테나(540)와 제2 고주파 신호를 송수신하거나, 제3 어레이 안테나(550)와 제3 고주파 신호를 송수신할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(500)는 제1 어레이 안테나(530)를 포함하지 않을 수 있다. 이 경우, 제1 몰딩 층(571)은 제3 어레이 안테나(550)의 성능을 향상시킬 수 있다. 이에 대해서는 도 9a 내지 9c를 참조하여 후술한다.
상술한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(500)을 제1 몰딩 층(571)을 이용하여 제1 어레이 안테나(530)의 빔을 모을 수 있어, 제1 어레이 안테나(530)의 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 상술한 실시예에 따르면, 통신 회로(520)가 실장되는 인쇄 회로 기판(510)의 제1 면에, 제1 어레이 안테나(530)의 성능을 향상시키기 위한 제1 몰딩 층(571)을 추가하는데, 제1 몰딩 층(571)은 통신 회로(520)보다는 높이가 낮을 수 있으므로, 안테나 모듈(500)의 실질적인 두께에는 영향을 미치지 않을 수 있다.
도 6a 내지 도 6d는 일 실시예에 따른 제1 어레이 안테나(예: 도 5의 제1 어레이 안테나(530))의 빔 패턴을 나타낸다.
도 6a 내지 6d를 참조하면, 일 실시예에 따른 제1 어레이 안테나(530)는 제1 축(x')과 제2 축(z') 사이의 지정된 방향을 향하는 빔을 방사할 수 있다. 상기 지정된 방향은 예를 들면, φ(phi)는 45도이고, θ(theta)는 45도인 방향일 수 있다.
도 7a 내지 도 7d는 일 실시예에 따른 제1 몰딩 층(571)의 적용 전과 후의 제1 어레이 안테나(530)의 원거리 장 특성 변화를 나타낸다. 도 7a 내지 7d의 좌측 특성이 제1 몰딩 층(571)의 적용 전, 제1 어레이 안테나(530)의 빔 패턴 및 이득을 나타낸 것이고, 우측 특성이 제1 몰딩 층(571)의 적용 후, 제1 어레이 안테나(530)의 빔 패턴 및 이득을 나타낸 것이다.
도 7a를 참조하면, 제1 어레이 안테나(530)에 속하는 제1 안테나(231)의 원거리 장 이득은, 제1 몰딩 층(571)의 적용 전 1.983dBi(특성: 711)에서 제1 몰딩 층(571)의 적용 후에 2.071dBi(특성 712)로 향상되었음을 알 수 있다.
도 7b를 참조하면, 제1 어레이 안테나(530)에 속하는 제2 안테나(232)의 원거리 장 이득은, 제1 몰딩 층(571)의 적용 전 1.825dBi(특성: 721)에서 제1 몰딩 층(571)의 적용 후에 2.491dBi(특성: 722)로 향상되었음을 알 수 있다.
도 7c를 참조하면, 제1 어레이 안테나(530)에 속하는 제3 안테나(233)의 원거리 장 이득은, 제1 몰딩 층(571)의 적용 전 1.816dBi(특성: 731)에서 제1 몰딩 층(571)의 적용 후에 3.160dBi(특성: 732)로 향상되었음을 알 수 있다.
도 7d를 참조하면, 제1 어레이 안테나(530)에 속하는 제4 안테나(234)의 원거리 장 이득은, 제1 몰딩 층(571)의 적용 전 1.949dBi(특성: 741)에서 제1 몰딩 층(571)의 적용 후에 3.325dBi(특성: 742)로 향상되었음을 알 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 제1 몰딩 층(예: 도 5의 제1 몰딩 층(571))의 두께에 따른 제1 어레이 안테나(예: 도 5의 제1 어레이 안테나(530))의 원거리 장 특성 변화를 나타낸다. 도 8에서, 특성 810은 제1 몰딩 층(571)의 두께가 약 100μm일 때의 제1 어레이 안테나(530)에 속하는 일 안테나(예: 231)의 빔 패턴 및 이득을 도시한 것이고, 특성 820은 제1 몰딩 층(571)의 두께가 약 150μm일 때의 제1 어레이 안테나(530)에 속하는 일 안테나(예: 231)의 빔 패턴 및 이득을 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, 제1 몰딩 층(571)의 두께가 약 100μm 및 약 150μm일 때 둘 다 제1 어레이 안테나(530)에 속하는 일 안테나(예: 231)의 이득이 향상되고, 두께 변화에 따라 이득 오차가 크지 않음을 알 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, 제1 몰딩 층(571)은 제1 어레이 안테나(530)에 속하는 제1 내지 제4 안테나들(231, 232, 233, 234)의 성능을 골고루 향상시킬 수 있다.
도 9a 내지 9c는 일 실시예에 따른 안테나 모듈의 또 다른 예를 나타낸다. 도 9a는 또 다른 실시예에 따른 안테나 모듈의 제1 면의 사시도를 나타내고, 도 9b는 또 다른 실시예에 따른 안테나 모듈의 제2 면의 사시도를 나타내고, 도 9c는 또 다른 실시예에 따른 안테나 모듈의 단면도를 나타낸다.
도 9a 내지 9c를 참조하면, 일 실시예에 따른 안테나 모듈(900)은 인쇄 회로 기판(910)(예: 인쇄 회로 기판(210)), 통신 회로(920)(예: 도 2의 통신 회로(220)), 어레이 안테나(940)(예: 도 5a의 제2 어레이 안테나(540)), 어레이 안테나(950) 및 몰딩 층(970)(예: 도 2a의 몰딩 층(270))을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 안테나 모듈(900)은 일부 구성요소가 생략되거나, 추가적인 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나 모듈(900)의 어레이 안테나(940)는 생략될 수 있다. 일 실시 예에서, 안테나 모듈(900)의 구성요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체로 구성되되, 결합 이전의 해당 구성요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다. 도 9a 내지 9c의 설명에 있어서, 도 5a 내지 도 5c와 중복되는 설명은 생략될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(910)은 복수의 층들을 갖도록 마련될 수 있다. 인쇄 회로 기판(910)은 고주파 신호의 송수신에 적합한 저손실 인쇄 회로 기판으로 설계될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 어레이 안테나(940)는 인쇄 회로 기판(910)의 복수의 층들에 형성된 제5 내지 제8 안테나들(941, 942, 943, 944)을 포함할 수 있다. 어레이 안테나(940)는 제2 지정된 방향을 향하는 빔을 방사할 수 있다. 상기 제2 지정된 방향은 예를 들면, 제2 축(w)에 평행한 방향일 수 있다. 각 안테나(예: 941)는 인쇄 회로 기판(910)의 복수의 층들에 형성된 복수의 도전성 엘리먼트들(941a, 941b, 941c)(예: 패치 안테나)을 포함할 수 있다. 복수의 도전성 엘리먼트들(941a, 941b, 941c) 중 인쇄 회로 기판(910)의 내층(예: 제3 층)에 형성된 도전성 엘리먼트(941a)는 통신 회로(920)의 제2 급전 노드들(912)과 연결될 수 있다. 복수의 도전성 엘리먼트들(941a, 941b, 941c) 중 인쇄 회로 기판(910)의 나머지 층(예: 제2 층)에 형성된 도전성 엘리먼트들(941b, 941c)은 그라운드와 연결되거나, 플로팅(floating)될 수 있다. 상기 플로팅된 도전성 엘리먼트들은 어레이 안테나(940)의 빔 패턴이 제2 지정된 방향을 향하도록 지원할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 어레이 안테나(950)는 인쇄 회로 기판(910)의 복수의 층들에 형성된 제9 내지 제12 안테나들(951, 952, 953, 954)을 포함할 수 있다. 어레이 안테나(950)는 제3 지정된 방향을 향하는 빔을 방사할 수 있다. 제3 지정된 방향은 예를 들면, 제1 축(v) 방향을 향하는 방향일 수 있다. 어레이 안테나(950)는 어레이 안테나(940)와 다른 층에 형성되지만, 인쇄 회로 기판(910)의 제1 면의 위에서 볼 때는 제3 축(u) 방향에 대하여 제2 어레이 안테나(930)와 나란하게 형성될 수 있다. 각 안테나(예: 951)는 인쇄 회로 기판(910)의 복수의 내층(예: 제4 층과 제5 층)에 형성된 제3 도전성 엘리먼트(예: 951a)와 제4 도전성 엘리먼트(예: 951b)를 포함할 수 있다. 제3 도전성 엘리먼트(예: 951a)는 통신 회로(920)의 그라운드와 전기적으로 연결되고, 제4 도전성 엘리먼트(예: 951b)는 통신 회로(920)의 제3 급전 노드들과 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 도전성 엘리먼트(예: 951a) 및 제4 도전성 엘리먼트(예: 951b)는 서로 나란하게 배치되는 제1 부분 및 제1 부분과 직각을 이루면서 서로 역방향을 향하는 제2 부분을 포함할 수 있다. 제3 도전성 엘리먼트(예: 951a)와 제4 도전성 엘리먼트(예: 951b)는 예를 들면, 다이폴 안테나일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 몰딩 층(970)은, 인쇄 회로 기판(910)의 제1 면의 위에서 볼 때 어레이 안테나(950)의 제3 도전성 엘리먼트들(951a, 952a, 953a, 954a) 및 제4 도전성 엘리먼트들(951b, 952b, 953b, 954b)의 적어도 일부(예: 전체)를 덮도록 마련된, 제1 몰딩 층(971)(도 2의 제2 몰딩 층(272))을 포함할 수 있다. 몰딩 층(970)은 통신 회로(920)를 덮도록 마련된 제2 몰딩 층(972)(도 2의 제2 몰딩 층(272))을 더 포함할 수 있다. 제1 몰딩 층(971)과 제2 몰딩 층(972)은 동일한 몰딩 공정을 통하여 형성될 수 있다. 몰딩 층(970)은 도 2 내지 4와 함께 상술되었으므로, 그에 대한 세부 설명은 생략한다.
일 실시예에 따르면, 통신 회로(920)는 프로세서(141)의 지시에 따라 어레이 안테나(940)와 제2 고주파 신호를 송수신하거나, 어레이 안테나(950)와 제3 고주파 신호를 송수신할 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(900)을 제1 몰딩 층(971)을 이용하여 어레이 안테나(950)의 빔을 모을 수 있어, 어레이 안테나(950)의 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 상술한 실시예에 따르면, 통신 회로(920)가 실장되는 인쇄 회로 기판(910)의 제1 면에, 어레이 안테나(950)의 성능을 향상시키기 위한 제1 몰딩 층(971)을 추가하는데, 제1 몰딩 층(971)은 통신 회로(920)보다는 높이가 낮을 수 있으므로, 안테나 모듈(900)의 실질적인 두께에는 영향을 미치지 않을 수 있고, 통신 회로(920)을 덮는 제2 몰딩 층(972)의 형성 과정에서 마련되므로, 그로 인한 공정 추가를 필요로 하지 않을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(예: 도 9a의 안테나 모듈(900))은, 인쇄 회로 기판(예: 도 9a의 인쇄 회로 기판(910)); 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면에 배치되는 통신 회로(예: 도 9a의 통신 회로(920)); 상기 통신 회로와 지정된 고주파 대역의 신호를 송수신하는 어레이 안테나(예: 도 9a의 어레이 안테나(950)); 상기 어레이 안테나는, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면(layer)에 형성된 제1 도전성 엘리먼트들(예: 도 9a의 제3 도전성 엘리먼트(951a) 및 제4 도전성 엘리먼트(951b))을 포함하고, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면에, 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면의 위에서 볼 때, 상기 제1 도전성 엘리먼트들의 적어도 일부를 덮도록 형성되는 제1 몰딩 층(예: 제1 몰딩 층(971))을 포함할 수 있다.
도 10은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(1000) 내의 전자 장치(1001)의 블럭도이다. 도 10을 참조하면, 네트워크 환경(1000)에서 전자 장치(1001)는 제 1 네트워크(1098)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1002)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(1099)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1004) 또는 서버(1008)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1001)는 서버(1008)를 통하여 전자 장치(1004)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1001)는 프로세서(1020), 메모리(1030), 입력 장치(1050), 음향 출력 장치(1055), 표시 장치(1060), 오디오 모듈(1070), 센서 모듈(1076), 인터페이스(1077), 햅틱 모듈(1079), 카메라 모듈(1080), 전력 관리 모듈(1088), 배터리(1089), 통신 모듈(1090), 가입자 식별 모듈(1096), 또는 안테나 모듈(1097)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(1001)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(1060) 또는 카메라 모듈(1080))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(1076)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(1060)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다
프로세서(1020)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(1040))를 실행하여 프로세서(1020)에 연결된 전자 장치(1001)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(1020)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(1076) 또는 통신 모듈(1090))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(1032)에 로드하고, 휘발성 메모리(1032)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(1034)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(1020)는 메인 프로세서(1021)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(1023)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(1023)은 메인 프로세서(1021)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(1023)는 메인 프로세서(1021)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(1023)는, 예를 들면, 메인 프로세서(1021)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1021)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(1021)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1021)와 함께, 전자 장치(1001)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(1060), 센서 모듈(1076), 또는 통신 모듈(1090))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(1023)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(1080) 또는 통신 모듈(1090))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(1030)는, 전자 장치(1001)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(1020) 또는 센서모듈(1076))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(1040)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(1030)는, 휘발성 메모리(1032) 또는 비휘발성 메모리(1034)를 포함할 수 있다.
프로그램(1040)은 메모리(1030)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(1042), 미들 웨어(1044) 또는 어플리케이션(1046)을 포함할 수 있다.
입력 장치(1050)는, 전자 장치(1001)의 구성요소(예: 프로세서(1020))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(1001)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(1050)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예:스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(1055)는 음향 신호를 전자 장치(1001)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(1055)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(1060)는 전자 장치(1001)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(1060)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(1060)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(1070)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(1070)은, 입력 장치(1050) 를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(1055), 또는 전자 장치(1001)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1002)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(1076)은 전자 장치(1001)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(1076)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(1077)는 전자 장치(1001)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1002))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(1077)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(1078)는, 그를 통해서 전자 장치(1001)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1002))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(1078)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(1079)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(1079)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(1080)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(1080)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(1088)은 전자 장치(1001)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(388)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(1089)는 전자 장치(1001)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(1089)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(1090)은 전자 장치(1001)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1002), 전자 장치(1004), 또는 서버(1008))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(1090)은 프로세서(1020)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(1090)은 무선 통신 모듈(1092)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(1094)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(1098)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(1099)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(1092)은 가입자 식별 모듈(1096)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(1098) 또는 제 2 네트워크(1099)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(1001)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(1097)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(1097)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(1098) 또는 제 2 네트워크(1099)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(1090)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(1090)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(1097)의 일부로 형성될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(1099)에 연결된 서버(1008)를 통해서 전자 장치(1001)와 외부의 전자 장치(1004)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(1002, 1004) 각각은 전자 장치(1001)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1001)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(1002, 1004, or 1008) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1001)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(1001)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(1001)로 전달할 수 있다. 전자 장치(1001)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다.. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))는, 안테나 모듈(예: 도 2a의 안테나 모듈(200)); 및 상기 안테나 모듈과 전기적으로 연결되고, 상기 안테나 모듈을 이용하여 지정된 고주파 신호를 송수신하는 프로세서(예: 도 1의 프로세서(141))를 포함하고, 상기 안테나 모듈은, 인쇄 회로 기판(예: 도 2a의 인쇄 회로 기판(210)); 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면에 배치되는 통신 회로(예: 도 2a의 통신 회로(220)); 상기 프로세서의 명령에 따라 상기 통신 회로와 지정된 고주파 대역의 신호를 송수신하는 어레이 안테나(예: 도 2a의 어레이 안테나(230a, 230b)); 및 상기 어레이 안테나는, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면에 형성된 제1 도전성 엘리먼트들(예: 도 2a의 제1 도전성 엘리먼트들(230a)) 및 상기 제1 도전성 엘리먼트들과 대면하도록 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면에 형성된 제2 도전성 엘리먼트들(예: 도 2a의 제2 도전성 엘리먼트들(230b))을 포함하고, 상기 제1 도전성 엘리먼트들을 덮는 제1 몰딩 층을 포함할 수 있다.
상기 제1 몰딩 층은, 지정된 몰딩 두께를 가질 수 있다.
상기 제1 몰딩 층은, 상기 어레이 안테나에 속하는 안테나들이 지정된 특성을 갖도록 마련될 수 있다.
상기 제1 몰딩 층은, 상기 제1 도전성 엘리먼트들 모두를 덮는 지정된 형상으로 마련될 수 있다.
상기 지정된 형상은, 하나의 직사각형이거나, 두 개 이상의 직사각형이 이어진 형상일 수 있다.
상기 제1 몰딩 층은, 상기 제1 도전성 엘리먼트들의 형상에 대응하도록 마련될 수 있다.
상기 제1 몰딩 층은, 상기 제1 도전성 엘리먼트들 중 적어도 하나의 도전성 엘리먼트와 나머지 도전성 엘리먼트들의 사이를 지정된 간격 띄우고 상기 제1 도전성 엘리먼트들을 덮도록 마련될 수 있다.
상기 인쇄 회로 기판의 제2 면을 내려다 볼 때, 상기 제1 도전성 엘리먼트들은, 상기 제2 도전성 엘리먼트들과 대면하여 각각 쌍으로 위치하도록 마련될 수 있다.
상기 어레이 안테나는, 상기 제1 인쇄 회로 기판의 중심을 지나고 상기 제1 인쇄 회로 기판의 제1 면에서 제2 면을 향하는 축에 대하여 지정된 각도를 이루는 방향을 주 방향으로 하여 빔을 방사하도록 마련될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나","A 또는 B 중 적어도 하나,""A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,"및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(1001)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(1036) 또는 외장 메모리(1038))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(1040))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(1001))의 프로세서(예: 프로세서(1020))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체 는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (20)

  1. 안테나 모듈에 있어서,
    인쇄 회로 기판;
    상기 인쇄 회로 기판의 제1 면에 배치되는 통신 회로;
    상기 통신 회로와 지정된 고주파 대역의 신호를 송수신하는 어레이 안테나; 및 상기 어레이 안테나는, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면에 형성된 제1 도전성 엘리먼트들 및 상기 제1 도전성 엘리먼트들과 대면하도록 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면에 형성된 제2 도전성 엘리먼트들을 포함하고,
    상기 안테나 모듈은:
    상기 인쇄 회로 기판의 제1 면의 위에서, 상기 제1 도전성 엘리먼트들을 덮도록 배치되고, 상기 통신 회로보다 낮은 높이를 갖는 제1 몰딩 층;
    상기 통신 회로를 덮도록 배치되는 제2 몰딩 층; 및
    상기 제2 몰딩 층 상에 배치되는 금속 화합물(compound)을 포함하고,
    상기 제1 몰딩 층 및 상기 제2 몰딩 층은 에폭시 수지 성분을 포함하고, 상기 제1 몰딩 층은, 100μm 내지 170 μm 사이의 두께를 갖고,
    상기 제1 몰딩 층은, 하나의 직사각형이거나, 두 개 이상의 직사각형이 이어진 형상을 갖고,
    상기 제1 몰딩 층은, 상기 제1 도전성 엘리먼트들의 형상에 대응하도록 마련되고,
    상기 제1 몰딩 층은, 상기 제1 도전성 엘리먼트들 중 적어도 하나의 도전성 엘리먼트와 나머지 도전성 엘리먼트들의 사이를 지정된 간격으로 이격하고 상기 제1 도전성 엘리먼트들을 덮도록 마련되고,
    상기 인쇄 회로 기판의 제2 면을 내려다볼 때, 상기 제1 도전성 엘리먼트들은, 상기 제2 도전성 엘리먼트들과 대면하여 각각 쌍으로 위치하도록 마련되고,
    상기 인쇄 회로 기판의 중심을 지나고 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면에서 제2 면을 향하는 축에 대하여 기울어진 방향을 주 방향으로 빔을 방사하도록 마련되고,
    상기 빔은 상기 축을 기준으로 45도를 이루는 메인 로브(main lobe)를 포함하는, 안테나 모듈.
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  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 어레이 안테나에 속하는 안테나들은 지정된 특성을 갖도록 마련되고, 상기 지정된 특성은:
    상기 제1 도전성 엘리먼트들 및 상기 제2 도전성 엘리먼트들의 쌍으로 이뤄진 각 안테나들 간의 이득 편차가 0.5 dBi 이내이고, 상기 어레이 안테나의 전체 이득이 8 dBi 이상인, 안테나 모듈.
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  12. 청구항 1 또는 청구항 9의 안테나 모듈을 포함하는 전자 장치에 있어서,
    상기 안테나 모듈과 전기적으로 연결되고, 상기 안테나 모듈을 이용하여 지정된 고주파 신호를 송수신하는 프로세서를 포함하고,
    상기 어레이 안테나는 상기 프로세서의 명령에 기반하여 상기 통신 회로와 3GHz를 초과하는 주파수 대역의 신호를 송수신하는, 전자 장치.
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