KR102838811B1

KR102838811B1 - Antenna array including heat sink

Info

Publication number: KR102838811B1
Application number: KR1020230144360A
Authority: KR
Inventors: 전찬익; 정해영
Original assignee: (주)파트론
Priority date: 2023-10-26
Filing date: 2023-10-26
Publication date: 2025-07-25
Anticipated expiration: 2043-10-26
Also published as: KR20250060382A; WO2025089476A1

Abstract

본 발명은 안테나 모듈 내에서 발생하는 열을 효과적으로 방출하면서 동시에 안테나 성능을 최적화하며, 복수의 안테나 유닛(160)과 관련된 제어 및 RF 연결의 효율성을 향상시키는 방열판이 결합된 어레이 안테나 장치에 대한 발명을 개시하고자 한다. The present invention discloses an array antenna device having a heat sink that effectively dissipates heat generated within an antenna module while optimizing antenna performance and improving the efficiency of control and RF connections associated with a plurality of antenna units (160).

Description

Array antenna device with heat sink {ANTENNA ARRAY INCLUDING HEAT SINK}

본 발명은 방열판이 결합된 어레이 안테나 장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 안테나 모듈 내에서 발생하는 열을 효과적으로 방출하면서 동시에 안테나 성능을 최적화할 수 있는 방열판이 결합된 어레이 안테나 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an array antenna device combined with a heat sink, and more particularly, to an array antenna device combined with a heat sink capable of effectively dissipating heat generated within an antenna module while simultaneously optimizing antenna performance.

어레이 안테나는 여러 개의 작은 안테나들을 배열하여 만든 안테나로, 특정 방향의 신호 강도를 증폭하거나 다른 방향의 신호를 억제하기 위해 사용된다. 최근의 무선 통신 기술 발전, 특히 5G와 같은 고주파 대역을 사용하는 통신에서 어레이 안테나의 중요성이 증가하고 있다.An array antenna is an antenna made by arranging several small antennas, and is used to amplify the signal strength in a specific direction or suppress signals in other directions. With the recent development of wireless communication technology, especially in communications using high-frequency bands such as 5G, the importance of array antennas is increasing.

그러나 고주파 대역에서의 신호 전송은 다량의 열을 발생시킬 수 있어, 안테나 모듈 내에서 발생하는 열의 효율적인 방열이 필요하다. 기존의 어레이 안테나는 방열 구조가 지나치게 복잡하여 안테나 모듈의 조립 및 유지보수에 불편을 유발한다는 문제가 있었다. 또한 안테나 모듈의 복잡한 구성으로 인해 제어 및 RF 연결의 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다. 이런 배경 하에서, 방열 기능을 갖춘 효율적인 어레이 안테나 설계의 필요성이 대두되고 있다.However, signal transmission in a high-frequency band can generate a large amount of heat, so efficient heat dissipation of the heat generated within the antenna module is required. Conventional array antennas have a problem in that their heat dissipation structures are overly complex, which causes inconvenience in assembling and maintaining the antenna module. In addition, the complex configuration of the antenna module has a problem in that the efficiency of control and RF connections is low. Under these circumstances, the need for an efficient array antenna design with heat dissipation function is emerging.

대한민국 공개 특허 제10-2020-0132041호 (2020.11.25.)Republic of Korea Publication Patent No. 10-2020-0132041 (2020.11.25.)

본 발명의 주요 목적은 안테나 모듈 내에서 발생하는 열을 효과적으로 방출하면서 동시에 안테나 성능을 최적화하는 어레이 안테나 장치를 제공하는 것이다. The main purpose of the present invention is to provide an array antenna device that effectively dissipates heat generated within an antenna module while optimizing antenna performance.

추가적으로, 복수의 안테나 유닛과 관련된 제어 및 RF 연결의 효율성을 향상시키기 위한 것에 목적이 있다.Additionally, it is intended to improve the efficiency of control and RF connections associated with multiple antenna units.

본 발명의 방열판이 결합된 어레이 안테나 장치는, 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 상면에 결합되는 제어 단자, 상기 베이스 기판의 상면에 결합되는 RF 단자, 상기 제어 단자가 수용되는 제1 개구 및 상기 RF 단자가 수용되는 제2 개구를 포함하고, 상기 베이스 기판의 상부에 위치하는 방열부 및 안테나 기판, 상기 안테나 기판의 상면에 적어도 하나의 방향으로 배열된 복수의 안테나 유닛, 상기 안테나 기판의 하면에 결합되는 복수의 안테나 제어부, 상기 안테나 기판의 하면에 결합된 제어 커넥터 및 상기 베이스 기판의 하면에 결합된 RF 커넥터를 포함하는 안테나 모듈을 포함할 수 있다.An array antenna device having a heat sink coupled to the present invention may include a base substrate, a control terminal coupled to an upper surface of the base substrate, an RF terminal coupled to an upper surface of the base substrate, a first opening for accommodating the control terminal, and a second opening for accommodating the RF terminal, and may include an antenna module including a heat sink positioned on an upper surface of the base substrate, an antenna substrate, a plurality of antenna units arranged in at least one direction on an upper surface of the antenna substrate, a plurality of antenna control units coupled to a lower surface of the antenna substrate, a control connector coupled to a lower surface of the antenna substrate, and an RF connector coupled to a lower surface of the base substrate.

실시예에서, 상기 제어 단자와 상기 제어 커넥터는 상기 제1 개구의 내부에서 체결되고, 상기 RF 단자와 상기 RF 커넥터는 상기 제2 개구의 내부에서 체결될 수 있다. In an embodiment, the control terminal and the control connector may be connected within the first opening, and the RF terminal and the RF connector may be connected within the second opening.

실시예에서, 상기 제어 단자 및 상기 RF 단자는 상기 베이스 기판의 상면에서 적어도 일 방향으로 배열되는 복수의 제어 단자 및 복수의 RF 단자를 포함하고, 상기 제1 개구 및 상기 제2 개구는 상기 복수의 제어 단자 및 상기 복수의 RF 단자를 각각 수용하는 복수의 제1 개구 및 복수의 제2 개구를 포함하고, 상기 안테나 모듈은 상기 적어도 일 방향으로 배열되고, 상기 복수의 제어 단자 및 상기 복수의 RF 단자와 결합되는 복수의 안테나 모듈을 포함할 수 있다. In an embodiment, the control terminal and the RF terminal may include a plurality of control terminals and a plurality of RF terminals arranged in at least one direction on a top surface of the base substrate, the first opening and the second opening may include a plurality of first openings and a plurality of second openings that accommodate the plurality of control terminals and the plurality of RF terminals, respectively, and the antenna module may include a plurality of antenna modules arranged in the at least one direction and coupled with the plurality of control terminals and the plurality of RF terminals.

실시예에서, 상기 방열부는, 상기 복수의 안테나 제어부의 하면과 맞닿고, 상기 베이스 기판과 평행하게 형성되는 바디부 및 상기 바디부의 하면에서 하방으로 돌출되어 형성된 복수의 방열핀을 포함할 수 있다. In an embodiment, the heat dissipation unit may include a body portion formed parallel to the base substrate and in contact with the lower surface of the plurality of antenna control units, and a plurality of heat dissipation fins formed to protrude downward from the lower surface of the body portion.

실시예에서, 상기 안테나 제어부는, 상기 안테나 기판에 결합되고, 상기 안테나 유닛에 신호를 송수신하는 신호 송수신부, 상기 안테나 유닛에 송수신하는 신호를 처리하는 신호처리부 및 상기 바디부와 대향하고, 상기 신호처리부의 열을 방출하는 열방출부를 포함할 수 있다. In an embodiment, the antenna control unit may include a signal transmission/reception unit coupled to the antenna substrate and transmitting and receiving signals to and from the antenna unit, a signal processing unit that processes signals transmitted and received to and from the antenna unit, and a heat dissipation unit facing the body unit and dissipating heat from the signal processing unit.

실시예에서, 상기 복수의 안테나 제어부는 상기 안테나 기판의 하면에서 적어도 일 방향으로 배열되어 배치되고, 상기 RF 커넥터는 상기 복수의 안테나 제어부 사이에 위치할 수 있다. In an embodiment, the plurality of antenna control units may be arranged in at least one direction on a lower surface of the antenna substrate, and the RF connector may be located between the plurality of antenna control units.

실시예에서, 상기 제어 커넥터와 상기 RF 커넥터 사이에 상기 복수의 안테나 제어부 중 일부가 위치할 수 있다. In an embodiment, some of the plurality of antenna control units may be positioned between the control connector and the RF connector.

실시예에서, 상기 방열부는, 상기 베이스 기판과 평행하게 형성되는 바디부, 상기 바디부의 하면에서 하방으로 돌출되어 형성된 복수의 방열핀 및 상기 제2 개구의 측면을 둘러싸도록 상기 바디부의 하면에서 하방으로 돌출되어 형성된 쉴드부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the heat dissipation part may further include a body part formed parallel to the base substrate, a plurality of heat dissipation fins formed to protrude downward from a lower surface of the body part, and a shield part formed to protrude downward from a lower surface of the body part to surround a side surface of the second opening.

실시예에서, 상기 방열부는, 상기 베이스 기판과 평행하게 형성되는 바디부 및 상기 바디부의 하면에서 하방으로 돌출되어 형성된 복수의 방열핀을 포함하고, 상기 제1 개구의 측면 중 일부는 상기 복수의 방열핀 사이의 공간으로 개방될 수 있다. In an embodiment, the heat dissipation member includes a body member formed parallel to the base substrate and a plurality of heat dissipation fins formed to protrude downward from a lower surface of the body member, and a portion of a side surface of the first opening may be opened into a space between the plurality of heat dissipation fins.

실시예에서, 상기 방열부는, 기 베이스 기판과 평행하게 형성되는 바디부 및 상기 바디부의 하면에서 하방으로 돌출되고, 일 방향으로 연장되는 복수의 방열핀을 포함하고, 상기 제1 개구 및 상기 제2 개구는 상기 일 방향을 장축으로 하는 장방형으로 형성될 수 있다. In an embodiment, the heat dissipation unit may include a body portion formed parallel to the base substrate and a plurality of heat dissipation fins protruding downward from a lower surface of the body portion and extending in one direction, and the first opening and the second opening may be formed in a rectangular shape with the one direction as the long axis.

실시예에서, 상기 방열부는, 상기 베이스 기판과 평행하게 형성되는 바디부 및 상기 바디부의 하면에서 하방으로 돌출되고, 일 방향으로 연장되는 복수의 방열핀을 포함하고, 상기 제1 개구와 상기 제2 개구는 상기 일 방향에 직교하는 방향으로 대향하고, 상기 제1 개구와 상기 제2 개구 사이에는 적어도 하나의 방열핀이 상기 일 방향으로 연장될 수 있다. In an embodiment, the heat dissipation unit includes a body portion formed parallel to the base substrate and a plurality of heat dissipation fins protruding downward from a lower surface of the body portion and extending in one direction, wherein the first opening and the second opening are opposed in a direction orthogonal to the one direction, and at least one heat dissipation fin can extend in the one direction between the first opening and the second opening.

본 발명을 통해 제공되는 어레이 안테나 장치는 고주파 대역에서의 신호 전송 시 발생하는 열을 효율적으로 제거할 수 있다. 또한, 안테나 모듈의 구성이 간소화되어 제어 및 RF 연결의 효율성이 크게 향상되어 전체적인 통신 성능을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.The array antenna device provided by the present invention can efficiently remove heat generated during signal transmission in a high-frequency band. In addition, the antenna module configuration is simplified, so that the efficiency of control and RF connection is greatly improved, thereby improving overall communication performance.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방열판이 결합된 어레이 안테나 장치를 도시한 도면이고,
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방열판이 결합된 어레이 안테나 장치의 분해도이며,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈의 구조를 도시한 도면이고,
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 방열부 구조를 도시한 도면이며,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 베이스 기판 상의 제어 단자 및 RF 단자와 안테나 모듈 일부의 결합 관계를 예시적으로 도시한 도면이다. FIG. 1 is a drawing illustrating an array antenna device coupled with a heat sink according to an embodiment of the present invention.
Figures 2 and 3 are exploded views of an array antenna device coupled with a heat sink according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a drawing illustrating the structure of an antenna module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 and FIG. 6 are drawings illustrating a heat dissipation structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a drawing exemplarily illustrating a coupling relationship between a control terminal and an RF terminal on a base substrate and a part of an antenna module according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments disclosed in this specification will be described in detail with reference to the attached drawings. Regardless of the reference numerals used in the drawings, identical or similar components will be given the same reference numerals and redundant descriptions thereof will be omitted. In addition, when describing embodiments disclosed in this specification, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers, such as first, second, etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only to distinguish one component from another.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, 설명되는 각 단계들은 특별한 인과관계에 의해 나열된 순서에 따라 수행되어야 하는 경우를 제외하고, 나열된 순서와 상관없이 수행될 수 있다.In this application, each step described may be performed regardless of the listed order, except in cases where it must be performed in the listed order due to a special causal relationship.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, it should be understood that terms such as “comprises” or “have” are intended to specify the presence of a feature, number, step, operation, component, part or combination thereof described in the specification, but do not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방열판이 결합된 어레이 안테나 장치를 도시한 도면이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방열판이 결합된 어레이 안테나 장치의 분해도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈의 구조를 도시한 도면이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 방열부 구조를 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 베이스 기판 상의 제어 단자 및 RF 단자와 안테나 모듈 일부의 결합 관계를 예시적으로 도시한 도면이다. FIG. 1 is a drawing illustrating an array antenna device coupled with a heat sink according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are exploded views illustrating an array antenna device coupled with a heat sink according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a drawing illustrating a structure of an antenna module according to an embodiment of the present invention, FIGS. 5 and 6 are drawings illustrating a structure of a heat sink according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a drawing exemplarily illustrating a coupling relationship between a control terminal and an RF terminal on a base substrate and a part of an antenna module according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 방열판이 결합된 어레이 안테나 장치(10)는 베이스 기판(300), 제어 단자, RF 단자, 방열부(200) 및 안테나 모듈(100)을 포함한다. 여기서, 안테나 모듈(200)은 안테나 기판, 안테나 유닛(160), 안테나 제어부, 제어 커넥터 및 RF 커넥터를 포함한다.The array antenna device (10) combined with the heat sink of the present invention includes a base substrate (300), a control terminal, an RF terminal, a heat sink (200), and an antenna module (100). Here, the antenna module (200) includes an antenna substrate, an antenna unit (160), an antenna control unit, a control connector, and an RF connector.

이하, 본 발명의 방열판이 결합된 어레이 안테나 장치의 각 구성에 대해 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, each component of the array antenna device combined with the heat sink of the present invention will be described in detail.

베이스 기판(300)은 전체 어레이 안테나 장치(10)의 하부를 이루는 구성이다. 베이스 기판(300)은 안테나 모듈(100), 방열부(200), 제어 단자(340) 및 RF 단자(320)를 지지하는 역할을 할 수 있다. 베이스 기판(300)의 재질은 전기적 특성과 기계적 강도, 내구성을 갖춘 재질로 구성될 수 있다. 가능한 변형으로는 각종 금속 합금이나 고성능 플라스틱, 복합재료 등이 있을 수 있다.The base substrate (300) is a component forming the lower part of the entire array antenna device (10). The base substrate (300) can serve to support the antenna module (100), the heat dissipation unit (200), the control terminal (340), and the RF terminal (320). The material of the base substrate (300) can be composed of a material having electrical characteristics, mechanical strength, and durability. Possible modifications include various metal alloys, high-performance plastics, composite materials, etc.

베이스 기판(300)에는 다양한 전자 구성 요소와 연결 단자 및 RF(Radio Frequency) 신호를 전송하거나 수신하기 위한 경로들이 형성될 수 있다. 베이스 기판(300)의 상면에는 제어 단자(340)와 RF 단자(320)가 위치하며, 이들 단자는 신호를 송수신하는 역할을 한다. Various electronic components and connection terminals and paths for transmitting or receiving RF (Radio Frequency) signals can be formed on the base substrate (300). A control terminal (340) and an RF terminal (320) are located on the upper surface of the base substrate (300), and these terminals serve to transmit and receive signals.

베이스 기판(300)은 대개 FR4, 테프론, 또는 기타 고주파에 적합한 재료로 제작된다. 이들 재료는 RF 신호의 손실을 최소화하고, 안정적인 성능을 보장한다.The base substrate (300) is usually made of FR4, Teflon, or other materials suitable for high frequencies. These materials minimize loss of RF signals and ensure stable performance.

베이스 기판(300)은 직사각형 또는 정사각형의 형태를 가지나, 특정 응용에 따라 원형, 타원형 등 다양한 형태로 제작될 수 있다. 또한, 기판의 두께, 크기, 층수 등은 응용 분야나 설계 목적에 따라 다양하게 조정될 수 있다.The base substrate (300) has a rectangular or square shape, but may be manufactured in various shapes such as circular or oval depending on a specific application. In addition, the thickness, size, number of layers, etc. of the substrate may be adjusted in various ways depending on the application or design purpose.

또한, 베이스 기판(300)은 방열부(200), 안테나 모듈(100) 및 관련 전자 부품들을 지지하고, 필요한 전기 연결을 제공할 수 있다. 또한, RF 신호의 전송 경로와 그라운드 플레인을 형성하여 안테나의 성능을 최적화한다.In addition, the base substrate (300) can support the heat sink (200), antenna module (100) and related electronic components and provide necessary electrical connections. In addition, it forms a transmission path for RF signals and a ground plane to optimize the performance of the antenna.

경우에 따라, 고도의 집적화가 필요한 경우, 멀티레이어 구조의 베이스 기판(300)을 사용할 수 있다. 이렇게 되면 내부 층에서도 회로 연결이 가능하게 되어 공간 활용도가 높아진다.In some cases, when a high degree of integration is required, a multilayer structured base substrate (300) can be used. This allows circuit connections even in the inner layers, thereby increasing space utilization.

경우에 따라, 베이스 기판(300)은 RF 신호 처리 시 발생하는 열 또는 방열부(200)에 전달되는 열을 효과적으로 확산시키기 위해 베이스 기판(300) 내부에 열 확산층을 추가하는 것도 가능하다.In some cases, it is also possible to add a heat diffusion layer inside the base substrate (300) to effectively diffuse heat generated during RF signal processing or heat transferred to the heat dissipation unit (200).

이러한 구성의 베이스 기판(300)은 방열부(200)와 직접적인 접촉되어 연결될 수 있다. 이러한 경우, 베이스 기판(300)은 방열부(200)의 방열핀(260)으로부터 열을 전달받아 외부로 다시 배출할 수 있다.The base substrate (300) of this configuration can be connected by direct contact with the heat dissipation unit (200). In this case, the base substrate (300) can receive heat from the heat dissipation fin (260) of the heat dissipation unit (200) and discharge the heat back to the outside.

그러나 경우에 따라 베이스 기판(300)은 방열부(200)와 직접적인 접촉되지 않고 소정 간격 이격될 수 있다. 이러한 경우, 방열부(200)의 열은 베이스 기판(300)에 직접적으로 전달되지 않고, 베이스 기판(300)과 방열부(200) 사이의 공간을 통해 열이 배출되게 된다. However, in some cases, the base substrate (300) may not be in direct contact with the heat dissipation unit (200) but may be spaced apart from it by a predetermined distance. In this case, the heat of the heat dissipation unit (200) is not directly transferred to the base substrate (300), but the heat is discharged through the space between the base substrate (300) and the heat dissipation unit (200).

제어 단자(340)는 베이스 기판(300)의 상면에 결합될 수 있다. 제어 단자(340)는 안테나 모듈(100)과의 통신을 위한 중요한 인터페이스로 작용한다. 주로 제어 신호의 전송 및 수신을 담당하며, 안테나 모듈(100)의 작동 상태를 제어하는 기능을 수행할 수 있다.The control terminal (340) can be coupled to the upper surface of the base substrate (300). The control terminal (340) acts as an important interface for communication with the antenna module (100). It is mainly responsible for transmitting and receiving control signals, and can perform a function of controlling the operating state of the antenna module (100).

제어 단자(340)는 주로 금속 또는 고성능 합금으로 제작될 수 있다. 이를 통해 신호 손실을 최소화하고, 안정적인 통신 환경을 제공할 수 있다. 일반적으로 베이스 기판(300)과의 결합은 납땜이나 기타 접속 방법을 통해 이루어진다.The control terminal (340) can be mainly made of metal or a high-performance alloy. This can minimize signal loss and provide a stable communication environment. Generally, the connection with the base substrate (300) is made through soldering or other connection methods.

제어 단자(340)의 형태는 다양할 수 있다. 일부는 직사각형 형태를 가질 수 있으며, 다른 일부는 원형 또는 타원형으로 설계될 수 있다. 구체적으로, 제어 단자(340)는 일 방향으로 길게 연장된 장방형으로 형성될 수 있다. 결합되는 안테나 모듈(100)의 종류나 설계에 따라 달라질 수 있다.The shape of the control terminal (340) may vary. Some may have a rectangular shape, while others may be designed in a circular or oval shape. Specifically, the control terminal (340) may be formed in a rectangular shape that extends long in one direction. This may vary depending on the type or design of the antenna module (100) to be coupled.

실시예의 제어 단자(340)는 복수로 배열될 수 있다. 이러한 배열 구조는 안테나 모듈(100)의 수나 복잡도에 따라 다르게 구성될 수 있다. 구체적으로, 제어 단자(340)는 서로 직교하는 제1 방향 및 제2 방향으로 배열될 수 있다.The control terminals (340) of the embodiment may be arranged in multiples. This arrangement structure may be configured differently depending on the number or complexity of the antenna modules (100). Specifically, the control terminals (340) may be arranged in first and second directions that are orthogonal to each other.

제어 단자(340)는 제1 개구(220) 내부에서 안테나 모듈(100)의 제어 커넥터(140)와 직접 연결될 수 있다. 방열부(200)의 제1 개구(220)는 제어 단자(340)와 제어 커넥터(140)의 연결에 관련하여 RF 노이즈 쉴드 기능을 제공할 수 있다.The control terminal (340) can be directly connected to the control connector (140) of the antenna module (100) within the first opening (220). The first opening (220) of the heat dissipation unit (200) can provide an RF noise shield function in relation to the connection between the control terminal (340) and the control connector (140).

RF 단자(320)는 베이스 기판(300)의 상면에 결합되며, 주로 무선 신호의 송수신을 담당한다. RF 단자(320)는 상술한 제어 단자(340)와 다르게 안테나 모듈(100)과의 RF 통신과 관련된 신호를 전송할 수 있다.The RF terminal (320) is coupled to the upper surface of the base substrate (300) and is mainly responsible for transmitting and receiving wireless signals. Unlike the control terminal (340) described above, the RF terminal (320) can transmit signals related to RF communication with the antenna module (100).

RF 단자(320)는 고주파 신호를 전송할 수 있는 재질로 설계될 수 있다. 구체적으로 대부분의 RF 단자(320)는 금속 또는 특별한 합금으로 제작되어, 신호의 전송 속도와 품질을 보장한다.The RF terminal (320) may be designed with a material capable of transmitting a high-frequency signal. Specifically, most RF terminals (320) are made of metal or a special alloy to ensure the transmission speed and quality of the signal.

RF 단자(320)는 서로 구분된 2개의 케이블 단자로 형성될 수 있다. RF 통신의 특성을 고려하여 신호의 전송 및 간섭 방지에 최적화된 형태로 제작된다. 대부분 원형 또는 타원형의 형태를 가질 수 있다.The RF terminal (320) may be formed by two cable terminals that are separated from each other. Considering the characteristics of RF communication, it is manufactured in a shape optimized for signal transmission and interference prevention. Most may have a circular or oval shape.

RF 단자(320)는 제2 개구(240) 내에서 안테나 모듈(100)의 RF 커넥터(120)와 직접 연결된다. RF 단자(320)와 연결되는 케이블도 고주파 신호 전송에 적합한 구조와 재질로 제작된다. 방열부(200)의 제2 개구(240)는 RF 단자(320)와 RF 커넥터(120)의 연결에 관련하여 RF 노이즈 쉴드 기능을 제공할 수 있다.The RF terminal (320) is directly connected to the RF connector (120) of the antenna module (100) within the second opening (240). The cable connected to the RF terminal (320) is also manufactured with a structure and material suitable for high-frequency signal transmission. The second opening (240) of the heat dissipation unit (200) can provide an RF noise shield function in relation to the connection between the RF terminal (320) and the RF connector (120).

특히, 제1 개구(220)와 제2 개구(240) 사이에는 복수의 방열핀(260)이 가로막고 있어, 제1 개구(220) 내부의 제어 단자(340)와 제어 커넥터(140)의 연결과 제2 개구(240) 내부의 RF 단자(320)와 RF 커넥터(120)의 연결을 전기적으로 최대한 분리시킬 수 있다.In particular, a plurality of heat dissipation fins (260) block the space between the first opening (220) and the second opening (240), so that the connection between the control terminal (340) and the control connector (140) inside the first opening (220) and the connection between the RF terminal (320) and the RF connector (120) inside the second opening (240) can be electrically separated as much as possible.

RF 단자(320)는 안테나 모듈(100)과의 높은 주파수 통신을 위해 설계되므로, 외부의 전자파 간섭으로부터 안정적인 성능을 유지할 수 있도록 특별한 차폐 또는 절연 처리가 될 수 있다.Since the RF terminal (320) is designed for high frequency communication with the antenna module (100), it may be specially shielded or insulated to maintain stable performance from external electromagnetic interference.

방열부(200)는 베이스 기판(300)의 상부에 위치하여 안테나 모듈(100)에서 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있다. 방열부(200)는 바디부(280)와 방열핀(260)을 포함할 수 있다. 방열부(200)의 재질은 열전도율이 높은 재질로 이루어질 수 있어, 열을 효과적으로 전달하고 방출할 수 있다.The heat dissipation unit (200) is positioned on the upper portion of the base substrate (300) and can effectively dissipate heat generated from the antenna module (100). The heat dissipation unit (200) may include a body unit (280) and a heat dissipation fin (260). The material of the heat dissipation unit (200) may be made of a material having high thermal conductivity, so that heat can be effectively transferred and dissipated.

실시예에서 방열부(200)에는 제1 개구(220) 및 제2 개구(240)가 형성될 수 있다.In an embodiment, a first opening (220) and a second opening (240) may be formed in the heat dissipation member (200).

구체적으로 제1 개구(220)는 방열부(200)에 위치하여 제어 단자(340)와 후술할 제어 커넥터(140)의 체결을 위한 공간을 제공한다. 제1 개구(220)의 형태는 일 방향을 따라 형성된 장방형(도 4의 방향축 참고)으로 형성될 수 있으며, 방열핀(260) 사이의 공간으로 일부 개방되어 있다. 방열핀(260)은 제1 개구(220)의 장축과 평행하게 형성되어, 1 개구의 측면부의 일부를 형성할 수 있다. 제2 개구(240)의 연결핀 부분과 달리 제1 개구(220)의 측면 중 방열핀(260)으로 둘러싸인 부분이 아닌 방열핀(260) 사이의 공간을 개방되어 있을 수 있다.Specifically, the first opening (220) is located in the heat dissipation member (200) and provides a space for fastening the control terminal (340) and the control connector (140) to be described later. The first opening (220) may be formed in a rectangular shape (refer to the directional axis of FIG. 4) formed along one direction and is partially open to the space between the heat dissipation fins (260). The heat dissipation fins (260) may be formed parallel to the long axis of the first opening (220) and may form a part of the side surface of one opening. Unlike the connection pin portion of the second opening (240), the space between the heat dissipation fins (260) may be open, but not the portion surrounded by the heat dissipation fins (260) among the side surfaces of the first opening (220).

제2 개구(240)는 방열부(200)에 위치하며, RF 단자(320)와 RF 커넥터(120)의 체결을 위한 공간을 제공한다. 쉴드부(250)는 제2 개구(240)의 측면을 둘러싸는 구조로 바디부(280)에서 돌출된다. 이는 RF 단자(320)와 RF 커넥터(120)의 체결 부분을 외부 환경으로부터 보호하는 역할을 한다. 제2 개구(240)는 쉴드부(250)에 의해 둘러싸이도록 형성될 수 있어, 외부의 RF 노이즈 간섭을 차단할 수 있다. 쉴드부(250)는 방열핀(260)과 방열핀(260) 사이를 연결하는 연결핀(미도시)으로 구성될 수 있다. The second opening (240) is located in the heat dissipation part (200) and provides a space for fastening the RF terminal (320) and the RF connector (120). The shield part (250) protrudes from the body part (280) in a structure surrounding the side of the second opening (240). This serves to protect the fastening part of the RF terminal (320) and the RF connector (120) from the external environment. The second opening (240) can be formed to be surrounded by the shield part (250), thereby blocking external RF noise interference. The shield part (250) can be configured as a connecting pin (not shown) connecting the heat dissipation fins (260) to each other.

바디부(280)는 안테나 제어부(150)의 하면과 맞닿는 부분이다. 베이스 기판(300)과 평행하게 형성되며, 안테나 제어부(150)에서 발생하는 열을 수용하여 방열핀(260)으로 전달한다.The body part (280) is a part that comes into contact with the lower surface of the antenna control part (150). It is formed parallel to the base substrate (300) and receives heat generated from the antenna control part (150) and transfers it to the heat dissipation fin (260).

방열핀(260)은 바디부(280)의 하면에서 하방으로 돌출된다. 이들은 일정한 방향으로 연장되어, 제1 개구(220)와 제2 개구(240)의 중간을 차폐하게 된다. 방열핀(260)은 제1 개구(220)와 제2 개구(240)의 장축과 평행하게 형성되어, 제1 개구(220)와 제2 개구(240) 사이를 차폐할 수 있다. 또한, 방열핀(260)은 제1 개구(220)와 제2 개구(240)의 장축과 평행하게 형성되어, 제1 개구(220)와 제2 개구(240)의 측면부의 일부를 형성할 수 있다.The heat dissipation fins (260) protrude downward from the lower surface of the body portion (280). They extend in a certain direction to shield the middle of the first opening (220) and the second opening (240). The heat dissipation fins (260) are formed parallel to the long axes of the first opening (220) and the second opening (240), so that they can shield the space between the first opening (220) and the second opening (240). In addition, the heat dissipation fins (260) are formed parallel to the long axes of the first opening (220) and the second opening (240), so that they can form a part of the side surface of the first opening (220) and the second opening (240).

방열부(200)는 베이스 기판(300)의 상부에 위치한다. 제어 단자(340)는 제1 개구(220) 내부에서 체결되고, RF 단자(320)는 제2 개구(240) 내부에서 체결된다. 안테나 모듈(100)의 제어 커넥터(140)와 제어 단자(340), 그리고 RF 커넥터(120)와 RF 단자(320)는 각각 제1 및 제2 개구(220, 240) 내에서 결합된다.The heat sink (200) is located on the upper part of the base substrate (300). The control terminal (340) is connected inside the first opening (220), and the RF terminal (320) is connected inside the second opening (240). The control connector (140) and the control terminal (340) of the antenna module (100), and the RF connector (120) and the RF terminal (320) are connected inside the first and second openings (220, 240), respectively.

방열부(200)의 재질은 다양한 종류의 열전도성 재질로 변경될 수 있다. 제1 개구(220)와 제2 개구(240)의 형태나 크기는 설계에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 방열핀(260)의 개수나 형태, 방향성도 다양한 디자인 변형이 가능하다. 쉴드부(250)의 형태나 크기, 두께도 설계에 따라 변경될 수 있다.The material of the heat dissipation part (200) can be changed to various types of thermally conductive materials. The shape and size of the first opening (220) and the second opening (240) can be changed in various ways depending on the design. The number, shape, and direction of the heat dissipation fins (260) can also be changed in various designs. The shape, size, and thickness of the shield part (250) can also be changed depending on the design.

안테나 모듈(100)은 베이스 기판(300)에 결합되며 안테나 기판(180), 복수의 안테나 유닛(160), 복수의 안테나 제어부(150), 제어 커넥터(140) 및 RF 커넥터(120)를 포함한다.The antenna module (100) is coupled to a base substrate (300) and includes an antenna substrate (180), a plurality of antenna units (160), a plurality of antenna control units (150), a control connector (140), and an RF connector (120).

안테나 모듈(100)은 무선 신호의 수신 및 송신을 담당하며, 베이스 기판(300)에 안테나 유닛(160)과 안테나 제어부(150)를 통해 통신 기능을 제공한다.The antenna module (100) is responsible for receiving and transmitting wireless signals, and provides a communication function through an antenna unit (160) and an antenna control unit (150) on the base substrate (300).

안테나 모듈(100)은 안테나 기판(180)의 상면에서 제1 방향 및 제2 방향으로 배열된 복수의 안테나 유닛(160)을 포함한다. 그리고 안테나 모듈(100)은 안테나 기판(180)의 하면에서 제1 방향 및 제2 방향으로 배열된 복수의 안테나 제어부(150)를 포함한다. 안테나 유닛(160)은 안테나 제어부(150)보다 더 많은 개수로 형성될 수 있다. The antenna module (100) includes a plurality of antenna units (160) arranged in a first direction and a second direction on the upper surface of the antenna substrate (180). In addition, the antenna module (100) includes a plurality of antenna control units (150) arranged in a first direction and a second direction on the lower surface of the antenna substrate (180). The number of antenna units (160) may be greater than that of the antenna control units (150).

첨부한 도 6을참조하면, 1개의 안테나 모듈(100)에서, 안테나 유닛(160)은 4X4로 배열 형태로 16개가 배열되어 있고, 안테나 제어부(150)는 2X2로 배열 형태로 4개가 배열되어 있다. 1개의 안테나 제어부(150)가 안테나 기판(180)을 사이에 두고 대향된 4개의 안테나 유닛(160)의 제어를 담당할 수 있다.Referring to the attached drawing 6, in one antenna module (100), 16 antenna units (160) are arranged in a 4X4 array, and four antenna control units (150) are arranged in a 2X2 array. One antenna control unit (150) can control four antenna units (160) facing each other with an antenna substrate (180) in between.

안테나 기판(180)은 PCB(프린트 회로 기판) 재질로 제작되며, 직사각형 또는 다른 형태로 설계될 수 있다. 안테나 기판(180)은 안테나 유닛(160)과 제어부를 지지하며 신호 처리를 위한 회로 및 연결을 제공한다.The antenna substrate (180) is made of PCB (printed circuit board) material and can be designed in a rectangular or other shape. The antenna substrate (180) supports the antenna unit (160) and the control unit and provides circuits and connections for signal processing.

안테나 유닛(160)은 안테나 기판(180)의 상면에 배열된 복수의 부품으로, 무선 신호의 수신 및 송신을 담당한다. 안테나 유닛(160)은 안테나 기판(180)에 형성된 패치 형태의 안테나로 형성될 수 있다. 안테나 유닛(160)은 주로 금속 또는 금속 합금 등의 도전성 재질로 제작될 수 있으며, 안테나 기판(180)에 형성된 도금 패턴으로 형성될 수 있다. 안테나 유닛(160)의 형태는 무선 신호의 효율적인 수신 및 송신을 위해 디자인되고 최적화되도록 설계될 수 있다.The antenna unit (160) is a plurality of components arranged on the upper surface of the antenna substrate (180) and is responsible for receiving and transmitting wireless signals. The antenna unit (160) may be formed as a patch-shaped antenna formed on the antenna substrate (180). The antenna unit (160) may be mainly manufactured from a conductive material such as a metal or a metal alloy, and may be formed as a plating pattern formed on the antenna substrate (180). The shape of the antenna unit (160) may be designed and optimized for efficient receiving and transmitting of wireless signals.

안테나 제어부(150)는 안테나 기판(180)의 하부에 결합된다. 안테나 제어부(150)는 신호 송수신부(미도시), 신호 처리부(미도시) 및 열방출부(미도시)를 포함한다. 안테나 제어부(150)는 주로 반도체와 금속으로 이루어진 칩 형태이다. 안테나 유닛(160)에서 수신 또는 송신된 신호를 처리하고, 필요에 따라 신호를 수정하거나 증폭한다.The antenna control unit (150) is coupled to the lower part of the antenna substrate (180). The antenna control unit (150) includes a signal transmission/reception unit (not shown), a signal processing unit (not shown), and a heat dissipation unit (not shown). The antenna control unit (150) is in the form of a chip mainly made of semiconductors and metal. It processes signals received or transmitted from the antenna unit (160) and modifies or amplifies the signals as necessary.

신호 송수신부는 안테나 기판(180)의 하면에 결합되고, 개별 안테나 제어부(150)가 제어를 담당하는 복수의 안테나 유닛(160)에 신호를 송수신한다. 신호 처리부는 안테나 유닛(160)에 송수신하는 신호를 처리한다. 열방출부는 바디부(280)와 대향하고, 신호처리부의 열을 방출한다. 열방출부는 안테나 제어부(150)에 해당하는 반도체 칩 패키지의 하면(안테나 기판(180)에 결합된 상태에서의 하부면)에 해당할 수 있다.The signal transceiver is coupled to the lower surface of the antenna substrate (180) and transmits and receives signals to and from multiple antenna units (160) controlled by individual antenna control units (150). The signal processing unit processes signals transmitted and received by the antenna unit (160). The heat dissipation unit faces the body unit (280) and dissipates heat from the signal processing unit. The heat dissipation unit may correspond to the lower surface (the lower surface when coupled to the antenna substrate (180)) of the semiconductor chip package corresponding to the antenna control unit (150).

제어 커넥터(140)는 안테나 기판(180)의 하면에 결합되며, 제어 단자(340)와의 연결을 제공한다. 제어 커넥터(140)는 주로 금속으로 제작되며 핀 또는 소켓 형태일 수 있다. 제어 커넥터(140)는 안테나 제어부(150)와 외부 장치 간의 데이터 통신을 제공한다.The control connector (140) is coupled to the lower surface of the antenna substrate (180) and provides a connection with the control terminal (340). The control connector (140) is mainly made of metal and may be in the form of a pin or socket. The control connector (140) provides data communication between the antenna control unit (150) and an external device.

RF 커넥터(120)는 베이스 기판(300)의 하면에 결합되며, RF 단자(320)와의 연결을 제공한다. RF 커넥터(120)는 금속으로 제작되며, 나사식, 푸시-풀 또는 다른 형태로 설계될 수 있다.The RF connector (120) is coupled to the lower surface of the base substrate (300) and provides a connection with the RF terminal (320). The RF connector (120) is made of metal and may be designed in a screw, push-pull, or other form.

복수의 안테나 제어부(150)는 안테나 기판(180)의 하면에서 적어도 일 방향으로 배열되어 배치된다. 복수의 안테나 제어부(150)는 안테나 유닛(160)에 신호를 송수신하며, 신호를 처리하는 역할을 수행한다.A plurality of antenna control units (150) are arranged in at least one direction on the lower surface of the antenna substrate (180). The plurality of antenna control units (150) transmit and receive signals to and process signals from the antenna unit (160).

RF 커넥터(120)는 일 방향으로 배열된 복수의 안테나 제어부(150) 사이에 위치한다. 도면을 참조하면, 4개의 안테나 제어부(150)는 2X2의 배열 형태로 배열되고, RF 커넥터(120)는 4개의 안테나 제어부(150)들 사이에 위치할 수 있다.The RF connector (120) is positioned between a plurality of antenna control units (150) arranged in one direction. Referring to the drawing, four antenna control units (150) are arranged in a 2X2 array, and the RF connector (120) can be positioned between the four antenna control units (150).

제어 커넥터(140)와 RF 커넥터(120) 사이에는 복수의 안테나 제어부(150) 중 일부가 위치한다. 도면을 참조하면, 4개의 안테나 제어부(150)는 2X2의 배열 형태로 배열되고, 제어 커넥터(140)와 RF 커넥터(120) 사이에는 2개의 안테나 제어부(150)가 위치할 수 있다.Some of the plurality of antenna control units (150) are positioned between the control connector (140) and the RF connector (120). Referring to the drawing, four antenna control units (150) are arranged in a 2X2 array, and two antenna control units (150) can be positioned between the control connector (140) and the RF connector (120).

이러한 안테나 제어부(150), 제어 커넥터(140)와 RF 커넥터(120)의 위치 관계에 따라 방열의 효과가 향상될 수 있고, 안테나 제어부(150), 제어 커넥터(140) 사이의 신호 전달 간섭을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.Depending on the positional relationship between the antenna control unit (150), the control connector (140) and the RF connector (120), the heat dissipation effect can be improved, and there is an advantage in that signal transmission interference between the antenna control unit (150) and the control connector (140) can be minimized.

본 발명의 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 해당 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 서로 양립 불가능하지 않은 이상, 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 서로 다른 실시예에 병합되어 적용될 수 있다.The technical features disclosed in each embodiment of the present invention are not limited to that embodiment, and, unless they are mutually incompatible, the technical features disclosed in each embodiment may be combined and applied to different embodiments.

따라서, 각 실시예에서는 각각의 기술적 특징을 위주로 설명하지만, 각 기술적 특징이 서로 양립 불가능하지 않은 이상, 서로 병합되어 적용될 수 있다.Therefore, each embodiment will focus on explaining each technical feature, but unless each technical feature is incompatible with each other, it can be applied in combination with each other.

본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. The present invention is not limited to the above-described embodiments and the attached drawings, and various modifications and variations are possible from the viewpoint of those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the scope of the present invention should be determined not only by the claims of this specification but also by the equivalents of these claims.

100: 안테나 모듈
160: 안테나 유닛
200: 방열부
300: 베이스 기판
320: RF 단자
340: 제어 단자100: Antenna module
160: Antenna unit
200: Radiator
300: Base board
320: RF terminal
340: Control terminal

Claims

An antenna module including an antenna substrate, a plurality of antenna units arranged in at least one direction on an upper surface of the antenna substrate, a plurality of antenna control units positioned on a lower surface of each antenna unit, a plurality of control connectors positioned on a lower surface of each antenna unit, and a plurality of RF connectors positioned on a lower surface of each antenna unit;
A heat dissipation unit positioned at the lower portion of the antenna module and in contact with the plurality of antenna control units, the heat dissipation unit including a plurality of first openings and a plurality of second openings spaced apart from each other;
A base substrate positioned below the heat dissipation portion and in contact with the heat dissipation portion; a plurality of control terminals positioned on an upper surface of the base substrate and facing each control connector from an opposite side; and a plurality of RF terminals positioned on an upper surface of the base substrate and facing each RF connector from an opposite side.
Including,
The control terminal and control connector facing each other on opposite sides are inserted into each first opening and connected inside the first opening, and the RF terminal and RF connector facing each other on opposite sides are inserted into each second opening and connected inside the second opening.
Array antenna device with integrated heat sink.

delete

In the first paragraph,
The above heat dissipation part,
A body part that is in contact with the lower surface of the plurality of antenna control units and is formed parallel to the base substrate; and
A plurality of heat dissipation fins formed by protruding downward from the lower surface of the above body part
An array antenna device having a heat sink incorporated therein.

In the third paragraph,
The above antenna control unit,
A signal transmission/reception unit coupled to the antenna substrate and transmitting and receiving signals to the antenna unit;
A signal processing unit for processing signals transmitted and received by the antenna unit; and
A heat dissipation unit facing the body part and dissipating heat from the signal processing unit
An array antenna device having a heat sink incorporated therein.

In the first paragraph,
The above plurality of antenna control units are arranged and positioned in at least one direction on the lower surface of the antenna substrate,
The above RF connector is located between the plurality of antenna control units.
Array antenna device with integrated heat sink.

In clause 5,
Some of the plurality of antenna control units are located between the control connector and the RF connector.
Array antenna device with integrated heat sink.

In the third paragraph,
The above heat dissipation part is a shield part formed by protruding downward from the lower surface of the body part to surround the side of the second opening.
An array antenna device having a heat sink further comprising:

In the third paragraph,
A portion of the side of the first opening is open to the space between the plurality of heat dissipation fins.
Array antenna device with integrated heat sink.

delete

In the third paragraph,
At least one heat dissipation fin extends in one direction between the first opening and the second opening.
Array antenna device with integrated heat sink.