(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-06-21
(54)【発明の名称】位相変換器及びそれを含む無線通信装置
(51)【国際特許分類】
H01P 9/00 20060101AFI20240614BHJP
H01Q 1/24 20060101ALI20240614BHJP
【ＦＩ】
H01P9/00 A
H01Q1/24 Z
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023577959
(86)(22)【出願日】2022-06-20
(85)【翻訳文提出日】2023-12-18
(86)【国際出願番号】 KR2022008686
(87)【国際公開番号】W WO2022270839
(87)【国際公開日】2022-12-29
(31)【優先権主張番号】10-2021-0079968
(32)【優先日】2021-06-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】517099982
【氏名又は名称】エルジー イノテック カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100114188
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100119253
【弁理士】
【氏名又は名称】金山 賢教
(74)【代理人】
【識別番号】100129713
【弁理士】
【氏名又は名称】重森 一輝
(74)【代理人】
【識別番号】100137213
【弁理士】
【氏名又は名称】安藤 健司
(74)【代理人】
【識別番号】100183519
【弁理士】
【氏名又は名称】櫻田 芳恵
(74)【代理人】
【識別番号】100196483
【弁理士】
【氏名又は名称】川嵜 洋祐
(74)【代理人】
【識別番号】100160749
【弁理士】
【氏名又は名称】飯野 陽一
(74)【代理人】
【識別番号】100160255
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 祐輔
(74)【代理人】
【識別番号】100219265
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 崇大
(74)【代理人】
【識別番号】100203208
【弁理士】
【氏名又は名称】小笠原 洋平
(74)【代理人】
【識別番号】100146318
【弁理士】
【氏名又は名称】岩瀬 吉和
(72)【発明者】
【氏名】キム，ユソン
(72)【発明者】
【氏名】ベ，ソク
【テーマコード（参考）】
5J047
【Ｆターム（参考）】
5J047AA02
5J047AA04
5J047AB01
5J047AB07
5J047BC12
5J047FD01
(57)【要約】
本発明は広帯域で損失が低い位相変換器及びそれを含む無線通信装置に関する。一実施例による無線通信装置は、無線通信モジュールと、第１アンテナと、前記無線通信モジュールと前記第１アンテナとの間で信号を伝送する第１伝送線路と、前記第１伝送線路上に配置された位相変換素子と、を含み、前記位相変換素子は、垂直方向に積層され、電気的に並列に連結された複数の共振単位要素を含むことができる。
【選択図】 図２
【選択図】 図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線通信モジュールと、第１アンテナと、
前記無線通信モジュールと前記第１アンテナとの間で信号を伝送する第１伝送線路と、
前記第１伝送線路上に配置された位相変換素子と、を含み、
前記位相変換素子は、
第１方向の一側に配置され、垂直方向に互いに離隔して積層された複数の第１ポートを含む第１ポート部と、
前記第１方向の他側に配置され、前記垂直方向に互いに離隔して積層された複数の第２ポートを含む第２ポート部と、
前記第１方向に延び、前記複数の第１ポート及び前記複数の第２ポートのうちで前記第１方向に互いに対向するポート対のそれぞれを電気的に連結する複数の導線と、を含む、無線通信装置。
【請求項2】
前記複数の第１ポートのそれぞれは前記垂直方向に少なくとも一部が互いに重畳し、前記複数の第２ポートのそれぞれは前記垂直方向に少なくとも一部が互いに重畳する、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項3】
前記複数の第１ポート及び前記複数の第２ポートのそれぞれは前記第１方向と交差する第２方向に延びる、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項4】
前記複数の導電は前記垂直方向に互いに重畳しない、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項5】
前記複数の導線のうちの少なくとも一部は、前記第１方向と交差する第２方向に互いに離隔して並んで配置された多重導線を含む、請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項6】
前記複数の第１ポートは、前記垂直方向に延びる第１貫通ホールを介して電気的に互いに連結され、前記複数の第２ポートは、前記垂直方向に延びる第２貫通ホールを介して電気的に互いに連結される、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項7】
前記第１貫通ホール及び前記第２貫通ホールのそれぞれは、半円形平面形状を有するハーフスルーホールを含む、請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項8】
前記複数の第１ポート及び前記複数の第２ポートのそれぞれの前記第２方向の幅は前記第１方向の幅よりも大きく、前記複数の導線のそれぞれの前記第１方向の長さは前記第２方向の幅よりも大きい、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項9】
前記位相変換素子は、前記第１方向に互いに離隔した複数の第３貫通ホールを含むバリア部をさらに含み、前記複数の第３貫通ホールのそれぞれは前記複数の導線から前記第２方向に離隔している、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項10】
第２アンテナと、前記無線通信モジュールと前記第２アンテナとの間で信号を伝送する第２伝送線路と、をさらに含み、
前記複数の導線は、前記第２方向に前記バリア部を間に挟んで前記第２伝送線路と対向する、請求項９に記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は広帯域で損失が低い位相変換器及びそれを含む無線通信装置に関する。
【背景技術】
【0002】
最近、ディスプレイ装置の大型化及びスリム化の趨勢に応じて、ディスプレイ装置を壁掛け型に設置する場合が多く、モバイル機器のようにソースコンテンツを提供する外部機器との便利な無線連結のために、ワイファイ（Ｗｉ－Ｆｉ）やブルートゥース（登録商標）（ＢＴ）のような無線通信モジュールをディスプレイ装置に内蔵する趨勢である。
【0003】
ところが、大型ディスプレイ装置を壁掛け型に設置する場合、主にディスプレイパネルの背面に装着される無線通信モジュールの位置のため、壁とディスプレイパネルとの間から電波がディスプレイの前面の方向に進行しにくい。よって、ディスプレイ装置の無線通信モジュールとの無線連結対象となる外部機器が比較的近くにあっても優れた通信品質を示しにくい。
【0004】
したがって、無線通信モジュールとアンテナとの間の伝送経路に位相変換器を装着することにより、無線信号の進行方向（すなわち、放射パターン）を修正する方案が考慮されている。もちろん、進行方向を変える目的の他に、ダイポール（Ｄｉｐｏｌｅ）アンテナにおいて一側のアンテナと他側のアンテナとの間に１８０度の位相差が発生するようにすれば、最大効率のアンテナ利得を具現することもできる。
【0005】
ところが、このような最大効率のアンテナ利得の具現は、機器の小型化のために、端部の長さが最小共振波長の１／２、短くは１／４に相当する端部の長さを有するアンテナが現在大部分の機器に適用されている実情の下で位相制御が一層難しい欠点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するために考案されたものであり、広帯域でより優れた位相変換性能を有する位相変換器及びそれを含む無線通信装置を提供するためのものである。
【0007】
本発明の課題は以上で言及した課題に限定されず、言及しなかった他の課題は以下の記載から当業者に明らかに理解可能であろう。
【課題を解決するための手段】
【0008】
一実施例による無線通信装置は、無線通信モジュールと、第１アンテナと、前記無線通信モジュールと前記第１アンテナとの間で信号を伝送する第１伝送線路と、前記第１伝送線路上に配置された位相変換素子と、を含み、前記位相変換素子は、第１方向の一側に配置され、垂直方向に互いに離隔して積層された複数の第１ポートを含む第１ポート部と、前記第１方向の他側に配置され、前記垂直方向に互いに離隔して積層された複数の第２ポートを含む第２ポート部と、前記第１方向に延び、前記複数の第１ポート及び前記複数の第２ポートのうちで前記第１方向に互いに対向するポート対のそれぞれを電気的に連結する複数の導線と、を含むことができる。
【0009】
例えば、前記複数の第１ポートのそれぞれは前記垂直方向に少なくとも一部が互いに重畳し、前記複数の第２ポートのそれぞれは前記垂直方向に少なくとも一部が互いに重畳することができる。
【0010】
例えば、前記複数の第１ポート及び前記複数の第２ポートのそれぞれは前記第１方向と交差する第２方向に延びることができる。
【0011】
例えば、前記複数の導線のうちの少なくとも一部は前記垂直方向に互いに重畳することができる。
【0012】
例えば、前記複数の導線は前記垂直方向に互いに重畳しなくてもよい。
【0013】
例えば、前記複数の導線のうちの少なくとも一部は、前記第１方向と交差する第２方向に互いに離隔して並んで配置された多重導線を含むことができる。
【0014】
例えば、前記複数の第１ポートは、前記垂直方向に延びる第１貫通ホールを介して電気的に互いに連結され、前記複数の第２ポートは、前記垂直方向に延びる第２貫通ホールを介して電気的に互いに連結され得る。
【0015】
例えば、前記第１貫通ホール及び前記第２貫通ホールのそれぞれは、半円形平面形状を有するハーフスルーホールを含むことができる。
【0016】
例えば、前記複数の第１ポート及び前記複数の第２ポートのそれぞれの前記第２方向の幅は前記第１方向の幅よりも大きく、前記複数の導線のそれぞれの前記第１方向の長さは前記第２方向の幅よりも大きくてもよい。
【0017】
例えば、前記位相変換素子は、前記第１方向に互いに離隔した複数の第３貫通ホールを含むバリア部をさらに含み、前記複数の第３貫通ホールのそれぞれは前記複数の導線から前記第２方向に離隔することができる。
【0018】
例えば、前記無線通信装置は、第２アンテナと、前記無線通信モジュールと前記第２アンテナとの間で信号を伝送する第２伝送線路と、をさらに含み、前記複数の導線は、前記第２方向に前記バリア部を間に挟んで前記第２伝送線路と対向することができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明による位相変換器及びそれを含む無線通信装置は次のような効果を有する。
【0020】
第一、パターン積層方式のチップタイプの形状に小型化することが可能である。
【0021】
第二、積層数及び層経路の多変化によって位相変化量及びインピーダンスマッチングの調節が可能である。
【0022】
第三、単一素子で低域通過フィルターの機能まで具現することが可能である。
【0023】
本発明で得られる効果は以上で言及した効果に限定されず、言及しなかった他の効果は以下の記載から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明らかに理解可能であろう。
【図面の簡単な説明】
【0024】
以下で添付する図面は本発明に対する理解を手伝うためのものであり、詳細な説明と一緒に本発明の実施例を提供する。ただし、本発明の技術的特徴が特定の図に限定されるものではなく、各図で開示する特徴は互いに組み合わせられて新規の実施例として構成可能である。
【0025】
【図1】一実施例による無線通信装置の構成の一例を示す図である。
【0026】
【図2】一実施例による位相変換器の構造の一例を示す透視斜視図である。
【0027】
【図3】他の実施例による位相変換器の構造の一例を示す透視斜視図である。
【0028】
【図4】さらに他の実施例による位相変換器の構造の一例を示す透視斜視図である。
【0029】
【図5】さらに他の実施例による位相変換器の構造の一例を示す透視斜視図である。
【0030】
【0031】
【図7】実施例による位相変換器のカップリング特性を説明するための図である。
【0032】
【図8】実施例による位相変換器の周波数帯域別特性を説明するための図である。
【0033】
【図9】実施例による位相変換器の位相制御性能特性を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0034】
以下、本発明の実施例が適用される装置及び多様な方法について図面を参照してより詳細に説明する。以下の説明で使用する構成要素に対する接尾辞「モジュール」及び「部」は明細書作成の容易性のみを考慮して付与するか又は混用するものであり、それ自体として互いに区別される意味又は役割を有するものではない。
【0035】
実施例の説明において、各構成要素の「上（上側）又は下（下側）」、「前（前側）又は後（後側）」に形成されるものとして記載される場合、「上（上側）又は下（下側）」及び「前（前側）又は後（後側）」は二つの構成要素が互いに直接接触するか又は一つ以上のさらに他の構成要素が二つの構成要素の間に配置されて形成されるものを全部含む。
【0036】
また、本発明の構成要素の説明において、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を使用することができる。このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものであるだけで、その用語によって当該構成要素の本質、順番や手順などが限定されない。ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」又は「接続」されていると記載される場合、その構成要素はその他の構成要素に直接的に連結されるか又は接続されることができるが、各構成要素の間にさらに他の構成要素が「連結」、「結合」又は「接続」されることもできると理解しなければならないであろう。
【0037】
また、以上で記載する「含む」、「構成する」又は「有する」などの用語は、特に反対の記載がない限り、該当の構成要素が存在し得ることを意味するものなので、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができるものと解釈しなければならない。技術的又は科学的用語を含めたすべての用語は、他に定義しない限り、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。辞書に定義された用語のように一般的に使用される用語は関連技術の文脈上の意味と一致するものと解釈されなければならず、本発明で明白に定義しない限り、理想的に又は過度に形式的な意味と解釈されない。
【0038】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例による位相変換器を詳細に説明するに先立ち、図１を参照して実施例による位相変換器が適用可能な無線通信装置の構成を先に説明する。
【0039】
図１は一実施例による無線通信装置構成の一例を示す。
【0040】
図１を参照すると、一実施例による無線通信装置は、無線通信モジュール２００と、第１アンテナ３１０と、第２アンテナ３２０と、第１アンテナ３１０と無線通信モジュール２００との間に配置された第１伝送線路４１０と、第２アンテナ３２０と無線通信モジュール２００との間に配置された第２伝送線路４２０と、第１伝送線路４１０に直列に連結された位相変換器１００と、を含むことができる。
【0041】
無線通信モジュール２００は、一つ以上の無線通信プロトコルを支援することができる。ここで、無線通信プロトコルは、４Ｇ／５Ｇ、ブルートゥース（登録商標）（ＢＴ）、及びワイファイ（Ｗｉ－Ｆｉ）のうちの少なくとも一つを含むことができるが、これは例示的なものであり、必ずしもこれに限定されるものではない。
【0042】
第１アンテナ３１０及び第２アンテナ３２０はダイポール（Ｄｉｐｏｌｅ）アンテナを具現することができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、第１アンテナ３１０及び第２アンテナ３２０はＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）アンテナを具現することもできる。
【0043】
一方、第１アンテナ３１０及び第２アンテナ３２０は、アンテナ端子５１０、５２０を介してそれぞれ第１伝送線路４１０及び第２伝送線路４２０に連結され得るが、具現によっては（例えば、伝送線路と一体にパターンが形成される平面アンテナなど）アンテナ端子５１０、５２０を省略することもできる。
【0044】
位相変換器１００は位相変換素子とも言え、無線通信モジュール２００から第１伝送線路４１０及び第２伝送線路４２０に同時に出力される信号がそれぞれ第１アンテナ３１０及び第２アンテナ３２０に到逹するとき、両信号間の位相差を目標値に制御することができる。例えば、第１アンテナ３１０及び第２アンテナ３２０がダイポールアンテナを具現する場合、目標値は１８０度になり得る。もちろん、このような目標値は例示的なものであり、ビーム操縦が目的の場合、１８０度と異なる値が目標値になることもできる。反対に、信号を受信する場合、第１アンテナ３１０及び第２アンテナ３２０に同時に受信された信号が第１伝送線路４１０及び第２伝送線路４２０を介して無線通信モジュール２００に到逹するとき、各伝送線路から入力される信号間の位相差も位相変換器１００によって目標値になり得る。
【0045】
【0046】
図２は一実施例による位相変換器の構造の一例を示す透視斜視図である。
【0047】
図２を参照すると、一実施例による位相変換器１００Ａは、第１ポート部１１０Ａと、第２ポート部１２０Ａと、導線部１３０Ａと、複数の貫通ホール１４１、１４２と、を含むことができる。
【0048】
第１ポート部１１０Ａは１軸方向の一側に配置され、垂直方向（すなわち、３軸方向）に互いに離隔して積層された複数の第１ポート１１１、１１２、１１３、１１４を含むことができる。
【0049】
第２ポート部１２０Ａは１軸方向第１ポート部１１０Ａと対向する他側に配置され、垂直方向に互いに離隔して積層された複数の第２ポート１２１、１２２、１２３、１２４を含むことができる。
【0050】
導線部１３０Ａを構成する複数の導線１３１、１３２、１３３、１３４のそれぞれは第１方向に延び、複数の第１ポート１１１、１１２、１１３、１１４及び複数の第２ポート１２１、１２２、１２３、１２４のうちで第１方向に互いに対向する（すなわち、３軸方向の高さが互いに相応する）ポート対のそれぞれを電気的に連結することができる。例えば、３軸方向に最上層に配置された第１ポート１１１と第２ポート１２１とは３軸方向に最上層に配置された導線１３１を介して電気的に連結され得る。
【0051】
複数の第１ポート１１１、１１２、１１３、１１４、複数の第２ポート１２１、１２２、１２３、１２４、及び複数の導線１３１、１３２、１３３、１３４のそれぞれは、銅のような導電性物質を含むことができる。また、複数の第１ポート１１１、１１２、１１３、１１４は３軸方向に延び、導電性を有する第１貫通ホール１４１によって電気的に連結され、複数の第２ポート１２１、１２２、１２３、１２４は３軸方向に延び、導電性を有する第２貫通ホール１４２によって電気的に連結され得る。第１貫通ホール１４１及び第２貫通ホール１４２のそれぞれは半円形平面形状を有するハーフスルーホール（ｈａｌｆ－ｔｈｒｏｕｇｈ ｈｏｌｅ）の形状を有し得るが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【0052】
一方、最下層の第１ポート１１４及び第２ポート１２４のそれぞれは第１伝送線路４１０と電気的に連結され得る。
【0053】
複数の第１ポート１１１、１１２、１１３、１１４のそれぞれは３軸方向に少なくとも一部が互いに重畳し、複数の第２ポート１２１、１２２、１２３、１２４のそれぞれは３軸方向に少なくとも一部が互いに重畳し得る。また、複数の第１ポート１１１、１１２、１１３、１１４及び複数の第２ポート１２１、１２２、１２３、１２４のそれぞれは２軸方向に延びる板形状を有し、２軸方向の長さｗ１は１軸方向の長さｗ２よりも大きくてもよい。また、複数の導線１３１、１３２、１３３、１３４のそれぞれの線幅ｗ３は１軸方向の長さｗ４よりも小さくてもよい。また、線幅ｗ３は複数の第１ポート１１１、１１２、１１３、１１４及び複数の第２ポート１２１、１２２、１２３、１２４のそれぞれの２軸方向の長さｗ１よりも小さくてもよい。
【0054】
例えば、複数の導線１３１、１３２、１３３、１３４は、３軸方向に少なくとも一部が互いに重畳し得る。しかし、他の具現によれば、複数の導線１３１、１３２、１３３、１３４のうちの少なくとも一部は互いに３軸方向に重畳しなくてもよい。
【0055】
上述した形態の位相変換器１００Ａで、第１ポート部１１０Ａ及び第２ポート部１２０Ａを構成するそれぞれのポート、及び導線部１３０Ａを構成するそれぞれの導線のうちで３軸方向の高さが互いに相応する構成要素は共振単位を形成し、３軸方向に異なる高さを有する構成要素と電磁気カップリング（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）を形成する。このような電磁気カップリングによって電気的長さが制御される効果があり、電気的長さが制御されるというのは伝送線路上で位相定数（β：ｐｈａｓｅ ｃｏｎｓｔａｎｔ）を制御することができることを意味する。したがって、これは、実施例による位相変換器１００Ａが第１伝送線路４１０を通過する信号の位相を変化させることを意味する。
【0056】
結局、導線部１３０Ａの線幅ｗ３、線長さｗ４、積層数、導線間の距離（例えば、第３方向の導線間の離隔距離、第３方向の導線間の重畳有無など）を変化させることによってアンテナ間の多様な目標位相差値を得ることができる。
【0057】
具現において、第１ポート部１１０Ａ及び第２ポート部１２０Ａを構成するそれぞれのポート及び導線部１３０Ａを構成するそれぞれの導線のうちで３軸方向の高さが互いに相応する構成要素、すなわち、共振単位要素は基板（図示せず）上に形成された単一導電性印刷パターンの形態に具現され得る。例えば、図２に示すように、一実施例による位相変換器１００Ａは、総四つの共振単位要素を有すると言える。このような場合、位相変換器１００Ａは、４枚の基板を３軸方向に積層させて形成することができる。すなわち、最上層の共振単位要素１１１、１２１、１３１は最上層に配置された第１基板（図示せず）の上面に形成され、二番目の共振単位要素１１２、１２２、１３２は第１基板の下に配置される第２基板（図示せず）の上面に形成され、三番目の共振単位要素１１３、１２３、１３３は第２基板の下に配置される第３基板（図示せず）の底面に形成され、最下層の共振単位要素１１４、１２４、１３４は第３基板の下に配置される第４基板（図示せず）の底面に形成され得る。
【0058】
もちろん、図２に示す線幅ｗ３、線長さｗ４、第３方向の積層数、導線間の距離などは例示的なものであり、多様な変形が可能であるというのは当業者に自明である。
【0059】
図３は他の実施例による位相変換器の構造の一例を示す透視斜視図である。
【0060】
図３に示す他の実施例による位相変換器１００Ｂは、図２に示す位相変換器１００Ａ及び導線１３１’の構成を除いた残りの構成は同一である。したがって、図２に示す位相変換器１００Ａとの相違点を主として説明する。
【0061】
図３を参照すると、他の実施例による位相変換器１００Ｂは、共振単位要素を構成する各導線が第２方向に互いに離隔した複数の多重導線１３１’で構成される。
【0062】
図４はさらに他の実施例による位相変換器の構造の一例を示す透視斜視図である。
【0063】
図４に示すさらに他の実施例による位相変換器１００Ｃは、図２に示す位相変換器１００Ａに比べて、バリア部１５０Ｃが追加されたことを除いた残りの構成は類似している。したがって、図２に示す位相変換器１００Ａとの相違点を主として説明する。
【0064】
図４を参照すると、さらに他の実施例による位相変換器１００Ｃは、１軸方向に互いに離隔した複数の第３貫通ホール１５１、１５２を含むバリア部１５０Ｃを備える。バリア部１５０Ｃを構成する第３貫通ホール１５１、１５２のそれぞれは３軸方向に延び、導線部１３０Ｃから２軸方向に離隔し得る。
【0065】
また、第３貫通ホール１５１、１５２のそれぞれは半円形平面形状を有するハーフスルーホールの形態を有し得るが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【0066】
具現において、前述した基板積層方式で位相変換器１００Ｃが形成される場合、第３貫通ホール１５１、１５２のそれぞれは、各基板（図示せず）で共振単位要素に相当する導電性印刷パターンが形成される面に導電性ダミーパッドＤＰを形成し、ダミーパッドＤＰを第３方向に貫通するスルーホールを形成することで製作することができる。ここで、第３貫通ホール１５１、１５２のそれぞれの最上層及び最下層のダミーパッドＤＰは一体に形成され得る。
【0067】
一方、バリア部１５０Ｃは、位相変換器１００Ｃが実装される基板（図示せず）に備えられたグラウンドと電気的に連結され得る。
【0068】
図５はさらに他の実施例による位相変換器の構造の一例を示す透視斜視図である。
【0069】
図５に示すさらに他の実施例による位相変換器１００Ｄは、図４に示す位相変換器１００Ｃに比べて、バリア部１５０Ｄが導線１３１を基準に第２方向の両側に全部配置され、一側バリア部１５０Ｄを構成する貫通ホールの個数が増加したことに違いがある。
【0070】
【0071】
図６はさらに他の実施例による位相変換器１００Ｄが第１伝送線路１００Ｄと直列に連結されるように無線通信装置の基板に実装された形態の一例を示す。また、図６で、第１アンテナ３１０及び第２アンテナ３２０の図示は省略し、それぞれに対応するアンテナ端子５１０、５２０を示す。
【0072】
図６を参照すると、前述したように、位相変換器１００Ｄのバリア部１５０Ｄは基板のグラウンドパッドＧＰ上に配置されることが分かる。２軸方向に位相変換器１００Ｄの一側には第２伝送線路４２０が配置される。よって、導線部１３０Ｄは２軸方向にバリア部１５０Ｄを間に挟んで第２伝送線路４２０と対向するようになり、バリア部１５０Ｄがグラウンドと連結されるので、シールディング（ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ）の役割を果たして伝送線路間のＥＭＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）性能及びＥＭＳ（ＥｌｅｃｔｒｏＭａｇｎｅｔｉｃ Ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ）性能が向上する。
【0073】
仮に、図６の位相変換器１００Ｄが図４に示すさらに他の実施例による位相変換器１００Ｃに代替される場合、バリア部１５０Ｃが２軸方向に導線部１３０Ｃと第２伝送線路４２０との間にあるように位相変換器１００Ｃを配置することが好ましい。
【0074】
一方、このような無線通信装置の基板実装において、アンテナ端子５１０、５２０を基準にアンテナの放射インピーダンスと伝送線路インピーダンスとが整合するように位相変換器を実装することが好ましい。
【0075】
【0076】
図７は実施例による位相変換器のカップリング特性を説明するための図である。
【0077】
図７を参照すると、比較例による一般的な位相変換器はインダクタＬ及びキャパシタＣの組合せで具現されることが一般的なので、インダクタＬの間は直列に、キャパシタＣは並列に連結された形態の等価回路が成り立つ。
【0078】
しかし、実施例による実施例による位相変換器１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄは、共振単位要素別にインダクタンス及びキャパシタンスを一緒に有するＬ－Ｃ共振ブロックを形成し、共振ブロック単位で電磁気カップリングを成すようになる。また、共振単位要素が第１貫通ホール１４１及び第２貫通ホール１４２によって並列に連結されるので、抵抗は減少しながらも、単一の導線に比べて表皮効果（ｓｋｉｎ ｅｆｆｅｃｔ）が少なくて有利である。
【0079】
図８は実施例による位相変換器の周波数帯域別特性を説明するための図である。
【0080】
図８を参照すると、一般的な伝送線路は周波数が大きくなるのに伴って信号が一定の傾きに減衰するが、実施例による位相変換器１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄが伝送線路に適用される場合、特定の周波数を基準にそれよりも低い周波数では一般伝送線路に比べて優れた伝送効率を示し、それよりも高い周波数では低域通過フィルター（ＬＰＦ）を通過する特性を示す。よって、特定の周波数を無線通信モジュール２００の主使用帯域よりも高く設定することにより、位相制御の効果はもちろんのこと、広帯域で高い伝送効率を得ながらも高周波雑音を低減することができる。ここで、特定の周波数は、線幅ｗ３、線長さｗ４、第３方向の積層数、導線間の距離などの変化によって制御することができる。
【0081】
図９は実施例による位相変換器の位相制御性能特性を説明するための図である。
【0082】
図９を参照すると、比較例による一般的な位相制御器は周波数に対する電気的長さ（すなわち、β）が固定値を有するが、実施例による位相制御器は、線幅ｗ３、線長さｗ４、第３方向の積層数、導線間の距離によって多様に可変することができる。よって、実施例による位相制御器が実装される無線通信装置のトポロジーに関係なく多様な目標位相差値を具現することができる。
【0083】
以上で実施例を中心に説明したが、これは単に例示であるだけで、本発明を限定するものではなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲内で以上で例示しなかった様々の変形及び応用が可能であることが分かるであろう。例えば、実施例に具体的に示した各構成要素は変形して実施することができるものである。そして、このような変形及び応用に係る相違点は添付の特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されなければならないであろう。
発明の実施のための形態
発明の実施のための形態
【0084】
発明の実施のための形態は前述した「発明を実施するための形態」で充分に説明された。
【産業上の利用可能性】
【0085】
実施例による位相変換器及びそれを含む無線通信装置はディスプレイ装置などに適用可能である。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【手続補正書】
【提出日】2023-12-22
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線通信モジュールと、第１アンテナと、
前記無線通信モジュールと前記第１アンテナとの間で信号を伝送する第１伝送線路と、
前記第１伝送線路上に配置された位相変換素子と、を含み、
前記位相変換素子は、
第１方向の一側に配置され、垂直方向に互いに離隔して積層された複数の第１ポートを含む第１ポート部と、
前記第１方向の他側に配置され、前記垂直方向に互いに離隔して積層された複数の第２ポートを含む第２ポート部と、
前記第１方向に延び、前記複数の第１ポート及び前記複数の第２ポートのうちで前記第１方向に互いに対向するポート対のそれぞれを電気的に連結する複数の導線と、を含む、無線通信装置。
【請求項2】
前記複数の第１ポートのそれぞれは前記垂直方向に少なくとも一部が互いに重畳し、前記複数の第２ポートのそれぞれは前記垂直方向に少なくとも一部が互いに重畳する、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項3】
前記複数の第１ポート及び前記複数の第２ポートのそれぞれは前記第１方向と交差する第２方向に延びる、請求項１又は２に記載の無線通信装置。
【請求項4】
前記複数の導線は前記垂直方向に互いに重畳しない、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項5】
前記複数の導線のうちの少なくとも一部は、前記垂直方向に互いに重畳する、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項6】
前記複数の導線のうちの少なくとも一部は、前記第１方向と交差する第２方向に互いに離隔して並んで配置された多重導線を含む、請求項４又は５に記載の無線通信装置。
【請求項7】
前記複数の第１ポートは、前記垂直方向に延びる第１貫通ホールを介して電気的に互いに連結され、前記複数の第２ポートは、前記垂直方向に延びる第２貫通ホールを介して電気的に互いに連結される、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項8】
前記第１貫通ホール及び前記第２貫通ホールのそれぞれは、半円形平面形状を有するハーフスルーホールを含む、請求項７に記載の無線通信装置。
【請求項9】
前記複数の第１ポート及び前記複数の第２ポートのそれぞれの前記第２方向の幅は前記第１方向の幅よりも大きく、前記複数の導線のそれぞれの前記第１方向の長さは前記第２方向の幅よりも大きい、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項10】
前記位相変換素子は、前記第１方向に互いに離隔した複数の第３貫通ホールを含むバリア部をさらに含み、前記複数の第３貫通ホールのそれぞれは前記複数の導線から前記第１方向と交差する第２方向に離隔している、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項11】
前記複数の第３貫通ホールのそれぞれは、半円形平面形状を有するハーフスルーホールを含む、請求項１０に記載の無線通信装置。
【請求項12】
前記バリア部は基板のグラウンドパッド上に配置され、グラウンドと連結されている、請求項１０又は１１に記載の無線通信装置。
【請求項13】
第２アンテナと、前記無線通信モジュールと前記第２アンテナとの間で信号を伝送する第２伝送線路と、をさらに含み、
前記複数の導線は、前記第２方向に前記バリア部を間に挟んで前記第２伝送線路と対向する、請求項１０に記載の無線通信装置。
【請求項14】
前記第１アンテナと前記第１伝送線路とを連結する第１アンテナ端子と、前記第２アンテナと前記第２伝送線路とを連結する第２アンテナ端子と、をさらに含む、請求項１３に記載の無線通信装置。
【請求項15】
前記第１アンテナ及び前記第２アンテナのそれぞれはダイポールアンテナに相当し、前記位相変換器の目標値は１８０度である、請求項１３又は１４に記載の無線通信装置。
【請求項16】
前記第１アンテナ及び前記第２アンテナに同時に受信された信号が前記第１伝送線路及び前記第２伝送線路を介して前記無線通信モジュールに到逹するとき、前記第１伝送線路及び前記第２伝送線路から入力される信号間の位相差が前記位相変換器の目標値に相当する、請求項１３に記載の無線通信装置。
【請求項17】
前記複数の第１ポートのうちで最下層にある第１ポート及び前記複数の第２ポートのうちで最下層にある第２ポートは前記第１伝送線路と電気的に連結される、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項18】
前記複数の導線のそれぞれの前記第１方向と交差する第２方向の幅は前記複数の第１ポート及び前記複数の第２ポートのそれぞれの前記第２方向の幅よりも小さい、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項19】
前記複数の第１ポート、前記複数の第２ポート、及び前記複数の導線のうちで前記垂直方向の高さが互いに相応する構成要素は共振単位要素を形成する、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項20】
前記共振単位要素は、単一の導電性印刷パターンの形態を有する、請求項１９に記載の無線通信装置。
【国際調査報告】