天线射频模块及包括其的天线装置的制作方法

1.本发明涉及一种天线射频模块及包括其的天线装置(rf module and antenna apparatus including the same)，更具体地，涉及将辐射元件模块和射频元件配置为与主板完全分离并暴露在前侧外部空气中，从而能够解决现有技术中存在的对于具有辐射元件的前侧的散热设计难问题的天线射频模块及包括其的天线装置。


背景技术：

2.移动通信系统所使用的包括中继器在内的基站天线具有各种形式和结构，并且通常具有在沿长度竖立的至少一个反射器板上适当地设置多个辐射元件的结构。
3.近来，正在积极开展可满足基于多输入/输出(mimo)的对于天线的高性能需求且可实现小型化、轻量化和低成本结构的研究。尤其，用于实现线极化或圆极化且应用贴片型辐射元件的天线装置通常广泛使用对由塑料或陶瓷材料的介电基板制成的辐射元件进行镀覆且通过焊接组合在pcb(印刷电路板)等进行结合的方式。
4.图1是示出根据现有技术的天线装置的一个示例的分解立体图。
5.如图1所示，在现有技术的天线装置1中，多个辐射元件35向波束输出方向，即向天线外壳本体10的正面侧排列，以便向所需的方向输出并容易地形成波束，为避免受到外部环境的影响，天线罩(radome)50安装在天线外壳本体10的前端部，并且多个辐射元件35安装在它们之间。
6.更具体地，现有技术中的天线装置1包括：天线外壳本体10，配置为正面敞开的薄长方体箱体形状，并且背面一体地形成有多个散热片11；主板20，层叠地设置在天线外壳本体10内部的背面；以及天线板30，层叠地设置在天线外壳本体10内部的正面。
7.天线板30的正面安装有贴片型辐射元件或偶极型辐射元件35，天线外壳本体10的正面可以安装有天线罩50，用于保护内部的各个配件免受外部影响，并且有助于辐射元件35顺利地进行辐射。
8.然而，在根据现有技术的天线装置1的一个示例中，天线外壳本体10的前侧部完全被单个天线罩50遮蔽，因此天线罩50是阻碍天线装置的散热的因素。此时，当天线罩50被移除并且辐射元件35暴露在外部时，天线板30不可避免地暴露在外部，因此对于外部环境的保护必然不足。
9.此外，天线板30也采用导热系数较低的普通pcb材质，即fr-4材质，并且，安装有主板的安装空间(未图示)实际上是发热量多的空间，由于其前方也如同天线罩50一样完全被遮蔽，因此存在散热设计很难转换到正面的问题。
10.为此，在主板的正面和背面中，位于散热方向的背面上不仅需要安装数字元件，还需要安装所有模拟放大元件，由于存在散热部偏斜，因此存在天线装置1的整体散热性能劣化的问题。


技术实现要素：

11.要解决的问题
12.本发明为了解决上述技术问题而提出，目的在于提供一种天线射频模块及包括其的天线装置，通过将天线射频模块设置在前侧以暴露在外部空气中，可将热量分散到系统的前侧和后侧，从而可大幅提高散热性能。
13.此外，本发明的另一个目的在于提供一种天线射频模块及包括其的天线装置，所述天线射频模块包括多个反射格栅片，所述反射格栅片在执行辐射元件的接地功能的同时，执行阻断后方电子设备的信号干扰的反射功能。
14.并且，本发明的又一个目的在于提供一种天线射频模块及包括其的天线装置，所述天线射频模块包括可容易地组装在前外壳的多个射频模块，所述前外壳通过模块化制造单元射频滤波器、单元辐射元件模块和单元天线罩盖而成，并且用于划分主板的安装空间与前方外部空气的空间。
15.并且，本发明的又一个目的在于提供一种天线射频模块及包括其的天线装置，通过将在现有技术中安装在主板的放大器元件和浪涌板设置为与安装主板的安装空间彻底分离或与主板间隔开，可实现对于主板的前后组件的简化设计。
16.本发明的技术问题不限于上述问题，本领域技术人员将通过以下描述清楚地理解未提及的其他技术问题。
17.解决问题的方案
18.根据本发明的天线射频模块的一个实施例，天线射频模块包括：射频滤波器，排列在主板的正面；辐射元件模块，设置在所述射频滤波器的正面；以及放大元件模块，设置在所述主板与所述射频滤波器之间，所述放大元件模块包括放大部本体、放大部基板以及放大部盖，所述放大部本体具有在宽度方向的一侧或另一侧开口的基板安置空间，所述放大部基板安置在所述放大部本体的内部，所述放大部基板的边框的前端部与所述射频滤波器信号连接且边框的后端部与所述主板信号连接，所述放大部基板在一个表面及另一个表面安装有至少一个模拟放大元件，所述放大部盖用于覆盖所述放大部基板，从所述放大部基板的所述模拟放大元件产生的热量通过与所述放大部本体的外侧面形成为一体的多个放大部散热片和与所述放大部盖的外侧面形成为一体的多个放大部盖散热片向所述放大元件模块的宽度方向的一侧和另一侧的前侧外部空气分散性地散热。
19.其中，实现2t2r的pa中的任何一个作为所述模拟放大元件安装和设置在所述放大部基板的两个表面中的一个表面，实现2t2r的pa中的另一个作为所述模拟放大元件可安装和设置在所述放大部基板的两个表面中的另一个表面。
20.并且，所述射频滤波器包括滤波器本体和谐振杆，所述滤波器本体的多个空腔形成为向前侧开口，所述谐振杆分别设置在所述空腔的内部，所述反射格栅片沿所述滤波器本体的前端边框向上侧、下侧、左侧和右侧的外侧方向延伸，并且设置和形成为可分别具有预定的间隔距离。
21.并且，所述反射格栅片可与设置为遮蔽所述滤波器本体的正面的滤波器外面板一起执行反射功能。
22.并且，可通过考虑包括在所述辐射元件模块的辐射元件的长度来设定所述反射格栅片。
23.并且，所述射频滤波器和所述反射格栅片可使用金属成型材料通过压铸模具工艺被制造成一体。
24.并且，所述反射格栅片中的一部分可延伸形成为与形成在相邻的射频滤波器的反射格栅片彼此重叠。
25.并且，所述射频滤波器包括：滤波器本体，多个空腔形成为向前侧开口；谐振杆，分别设置在所述空腔内部；以及滤波器外面板，设置成遮蔽所述滤波器本体的正面，所述辐射元件模块安置并结合到所述滤波器本体的内侧以覆盖所述滤波器外面板的正面。
26.并且，多个钩结合部形成在所述天线罩盖的边框部位，所述天线罩盖通过所述钩结合部结合到所述滤波器本体的台阶部位的操作而钩结合。
27.并且，所述天线罩盖对外部隐藏所述辐射元件模块，并且结合到所述滤波器本体。
28.并且，所述放大元件模块分别接收来自所述主板的信号和来自所述射频滤波器的信号，并且可在放大预定值后输出放大后的信号。
29.并且，所述放大部基板将穿通销端子作为介质而与所述射频滤波器馈通销结合，并且可与所述主板插销结合。
30.并且，所述放大部基板可具有至少一个公座部，用于与所述主板插销结合。
31.并且，所述射频滤波器与所述辐射元件模块能够以穿通销端子为介质进行馈通销结合。
32.根据本发明的一个实施例的天线装置包括：主板，至少一个数字元件安装在其正面或背面；后外壳，形成为使得用于安装所述主板的安装空间的前侧开口的箱体形状；前外壳，遮蔽所述后外壳的开口的前侧，设置为划分所述后外壳的安装空间与外部空间；以及多个射频模块，设置在所述前外壳的前侧，并且通过电信号线连接到所述主板，所述多个射频模块中的每一个包括：射频滤波器，排列在所述主板的正面；辐射元件模块，设置在所述射频滤波器的正面；以及放大元件模块，设置在所述主板与所述射频滤波器之间，所述放大元件模块包括放大部本体、放大部基板以及放大部盖，所述放大部本体具有在宽度方向的一侧或另一侧开口的基板安置空间，所述放大部基板安置在所述放大部本体的内部，所述放大部基板的边框的前端部与所述射频滤波器信号连接且边框的后端部与所述主板信号连接，所述放大部基板在一个表面及另一个表面安装有至少一个模拟放大元件，所述放大部盖用于覆盖所述放大部基板，从所述放大部基板的所述模拟放大元件产生的热量通过与所述放大部本体的外侧面形成为一体的多个放大部散热片和与所述放大部盖的外侧面形成为一体的多个放大部盖散热片向所述放大元件模块的宽度方向的一侧和另一侧的前侧外部空气分散性地散热。
33.其中，实现2t2r的pa中的任何一个作为所述模拟放大元件安装和设置在所述放大部基板的两个表面中的一个表面，实现2t2r的pa中的另一个作为所述模拟放大元件可安装和设置在所述放大部基板的两个表面中的另一个表面。
34.并且，天线装置还包括：浪涌板部，与所述后外壳的安装空间中的所述主板的后侧间隔设置，并且与所述后外壳的正面紧贴设置；以及psu板部，设置成具有与所述后外壳的安装空间中的所述主板相同的正面，并且设置在所述主板的上侧，其中，所述浪涌板部与所述psu板部，以及psu板部与所述主板可分别将至少一个汇流条作为介质而电连接。
35.并且，多个散热片可一体地形成在所述前外壳的正面。
36.并且，至少一个母座部可形成在所述主板的正面，用于与所述射频滤波器插销结合。
37.并且，天线装置还包括rfic基板部，所述rfic基板部与所述后外壳的安装空间中的所述主板的前侧间隔设置，并且与所述前外壳的背面紧贴设置，所述rfic基板部可安装和设置有rfic元件，所述rfic元件与安装在所述主板的fpga元件对应。
38.并且，从所述rfic元件产生的热量可通过与所述前外壳表面热接触的热传导方式散热。
39.并且，所述多个射频模块的前端部位于从所述前外壳的边框前侧进一步间隔开的位置，并且所述天线装置还包括至少一个通风板，所述通风板与所述前外壳的边框部位结合，并且设置为围绕设置在最外围的所述多个射频模块的侧部的形状。
40.并且，天线装置具有预定尺寸的多个通风孔可形成在所述通风板。
41.发明的效果
42.按照根据本发明的天线射频模块及包括其的天线装置的一个实施例，可以实现如下的各种效果。
43.第一，通过在空间上分离从天线装置的发热元件产生的热量，可将热量分散到天线装置的前侧和后侧，从而大幅提高散热性能。
44.第二，通过将阻碍向天线前侧散热的现有的单个天线罩的设计修改为根据各个射频模块结合的单元天线罩，具有消除散热障碍和更有效地保护辐射元件模块的效果。
45.第三，将射频滤波器与以往集中安装在主板侧的射频相关放大元件一起变更为射频模块，通过将外部空气空间设置在前侧外部，具有大幅提高天线装置的整体散热性能的效果。
46.第四，通过从主板分离射频相关放大元件及rfic板，可大幅减少作为多层板(multi layer board)的主板的层数，从而具有节约主板的制造成本的效果。
47.第五，通过将具有频率依赖性(frequency dependence)的射频相关配件配置为射频模块，并且通过附加有散热功能的前外壳可信号连接地进行装卸结合，在构成天线装置的个别射频相关部件发生故障或损坏时，只需更换相应的射频模块，因此具有易于维护的效果。
48.第六，由于天线装置可分散性地散热，因此可减少一体成型在后外壳的散热器(散热片)的长度和体积，从而具有易于实现产品整体轻薄设计的效果。
49.第七，通过在射频模块的配置中将射频滤波器与放大元件模块在前后方向上完全分离，具有最小化彼此间的热效应的效果。
50.本发明的效果不限于上述效果，本领域技术人员将从权利要求书的记载中清楚地理解未提及的其他效果。
附图说明
51.图1是示出根据现有技术的天线装置的一个示例的分解立体图。
52.图2是示出根据本发明的一个实施例的天线装置的立体图。
53.图3是图2的分解立体图。
54.图4是用于说明射频模块组件在前外壳上的安装状态和拆卸状态的分解立体图。
55.图5是示出前外壳与后外壳分离的状态的分解立体图。
56.图6是示出前外壳安装在后外壳上的状态的分解立体图。
57.图7是示出从图2的配置中卸下通风板的状态的立体图。
58.图8a和图8b是示出各种板与后外壳的组装关系的分解立体图。
59.图9是用于描述图2的配置中的浪涌板部的结合状态的分解立体图。
60.图10是示出图2的配置中的rfic基板部的结合位置的分解立体图。
61.图11是示出图10的rfic基板部与前外壳的背面结合的状态的分解立体图。
62.图12是示出图2的配置中的射频模块的前外壳的安装状态的分解立体图。
63.图13是示出用于安装或拆卸射频模块的前外壳的正面和射频模块的背面部位的放大图。
64.图14是示出射频模块与主板的结合状态的剖面立体图。
65.图15示出图2的配置中的单元射频模块的立体图。
66.图16是图15的分解立体图。
67.图17a至图17d是示出在射频模块的配置中的辐射元件模块、射频滤波器和放大元件模块的安装状态的分解立体图。
68.图18是示出射频模块的配置中的天线罩的安装状态的分解立体图。
69.图19a和图19b是示出射频模块的配置中的辐射元件模块的安装状态的分解立体图。
70.图20是示出射频模块的配置中的放大元件模块的另一个实施例的立体图。
71.图21是示出图20的配置中的辐射元件模块、射频滤波器和放大元件模块的安装状态的分解立体图。
72.图22a和图22b是示出图20的配置中的放大元件模块的安装状态的分解立体图。
73.图23a和23b是辐射元件模块的分解立体图。
74.图24是示出辐射元件模块的配置中的辐射导向器的天线罩的安装状态的分解立体图。
75.图25是示出图2的射频模块的配置中的反射格栅片的形状和设置状态的立体图和局部放大图。
76.图26是示出反射格栅片的布置关系的局部放大立体图。
77.图27a和图27b是沿图15的线a-a和线b-b截取的剖视图和局部放大图。
78.附图标记说明
79.100：天线装置；110：后外壳；111：后散热片；115：安装空间；120、120a～120d：通风板；130：手柄部；140：前外壳；141：前散热片；143：插座贯通部；144：防异物流入环；146：模块组装螺丝；147：表面粘接部；149：环安装槽；150：rfic基板部；153：rfic元件；155：中间母座部；157：间隔支撑件；160：热分离板；161：中间公座部；170：主板；171：最终母座部；173：数字元件；180：psu板部；183：psu元件；185：汇流条；185’：汇流条紧固螺丝；190：浪涌板部；195：汇流条；195’：汇流条紧固螺丝；200：射频模块；210：辐射元件模块；211：辐射元件用印刷电路板；212：天线贴片电路部；213：电源线；214a：输入侧通孔；214b：输出侧通孔；217：辐射导向器；217a：多个结合孔；220：射频滤波器；221：滤波器本体；222：空腔；223：谐振杆；224：反射格栅片；226：穿通销端子；227：滤波器调谐盖；228：滤波器外面板；229：穿通销端
子；230：放大元件模块；231：放大部本体；232：放大部散热片；233：基板安置空间；234：组装板；235：放大部基板；235a：公座部；236：放大部盖；238：接合法兰；239：螺丝凸台；240：天线罩盖；241：钩结合部；247a：多个结合突起；250：模块组装螺丝；300：天线射频模块组件；400：外侧安装构件。
80.最佳实施方式
81.以下，将参考附图详细描述根据本发明的一个实施例的天线射频模块及包括其的天线装置。
82.需要注意的是，在对各个附图的组件添加附图标记时，即使在不同的附图上被示出，对于相同的组件也尽可能赋予了相同的附图标记。此外，在描述本发明的实施例时，当判断相关的公知结构或功能的详细描述干扰对本发明实施例的理解时，将省略其详细描述。
83.在描述本发明的实施例的组件时，可以使用诸如第一、第二、a、b、(a)、(b)等术语。这些术语仅用于将其组件与其他组件区分开来，该组件的本质、次序或顺序等不受这些该术语的限制。此外，除非另有定义，否则包括技术或科学术语在内的本文所使用的所有术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。诸如与常用词典中的定义相同的术语应被解释为具有与在相关技术的背景中的含义一致的含义，并且除非在本技术中明确定义，否则不应当以理想化或者过于形式化的含义来解释。
84.本发明的技术思想在于，将传统天线装置的单个天线罩配置为按照各个射频模块组合的单元天线罩，并且将安装在天线外壳内部的主板的射频相关配件组合成带有射频滤波器的射频模块，或者从主板分离开，从而在空间上分离和分配天线装置的各个散热元件产生的热量，在下文中，将基于附图中示出的一个实施例对天线射频模块及包括其的天线装置进行描述。
85.图2是示出根据本发明的一个实施例的天线装置的立体图，图3是图2的分解立体图，图4是用于说明射频模块组件在前外壳上的安装状态和拆卸状态的分解立体图，图5是示出前外壳与后外壳分离的状态的分解立体图，图6是示出前外壳安装在后外壳上的状态的分解立体图，图7是示出从图2的配置中卸下通风板的状态的立体图，图8a和图8b是示出各种板与后外壳的组装关系的分解立体图，图9是用于描述图2的配置中的浪涌板部的结合状态的分解立体图，图10是示出图2的配置中的rfic基板部的结合位置的分解立体图，图11是示出图10的rfic基板部与前外壳的背面结合的状态的分解立体图。
86.如图2至图7中所示，根据本发明的一个实施例的天线装置100包括：后外壳110，形成天线装置100的后侧外观；前外壳140，形成天线装置的前侧外观的一部分。
87.此外，天线装置100还包括：主板170，紧贴安装在后外壳110的安装空间115；psu板部180，设置在主板170的上侧；浪涌板部190，设置成比主板170更靠后地间隔开；rfic基板部150，紧贴设置在前外壳140的背面；以及天线射频模块(radio frequency module)200(以下简称
‘
射频模块’)，叠置在前外壳140的正面。
88.后外壳110和前外壳140与射频模块200结合以形成天线装置100的外观，同时，虽然图中未示出，但是可执行中介与支撑杆的结合的作用，所述支撑杆为安装天线装置100而准备。然而，在天线装置100的安装空间不受限制的前提下，后外壳110和前外壳140的结合体不一定非要连接到支撑杆，还可以壁挂式直接安装固定在建筑物的内墙或外墙等竖直构
造物。尤其，根据本发明的一个实施例的天线装置100采用最小化前后厚度的纤薄设计，因此在更容易地进行壁挂式安装方面具有重要的意义。对此，将在后面更详细地描述。
89.后外壳110和前外壳140由导热性优异的金属材料制成，以便有利于整体导热过程的散热，并形成为前后厚度较薄的长方体形状，尤其，后外壳110形成为正面开口且具有预定的安装空间115，以起到中介安装有数字元件(例如，现场可编程门阵列(fpga，field programmable gate array)元件173)的主板170与安装有供电部(psu，power supply unit)的psu板部180和浪涌配件元件的浪涌板部190的作用。
90.另一方面，虽然附图中未示出，后外壳110的内侧面可形成为与由安装于主板170背面的数字元件(fpga元件173等)和/或安装于psu板部180的背面的psu元件183等以及安装于浪涌板部190背面的浪涌配件元件形成的突出轮廓的形状吻合的形状。这是为了，通过最大限度地增加与主板170、psu板部180以及浪涌板部190的背面热接触的面积来最大化散热性能。
91.后外壳110的左右两侧还可以安装能够握持的手柄部130，用于工作人员在现场搬运根据本发明的一个实施例的天线装置100或者方便手动安装到支撑杆(未图示)或建筑物的内壁或外墙。
92.此外，未图示的与基站装置电缆连接且用于协调内部配件的各种外侧安装构件400可贯穿地安装在后外壳110的下端外侧。外侧安装构件400以至少一个光缆连接端子(插座)的形式设置，同轴电缆(未图示)的连接端子可连接到各个连接端子。
93.参照图2，多个后散热片111可一体地形成在后外壳110的背面以具有预定的图案形状。其中，从安装在后外壳110的安装空间115的主板170、psu板180和浪涌板部190的各个加热元件产生的热量可通过多个后散热片111直接向后侧散热。
94.如图4的(b)部分所示，多个后散热片111被配置为以左右宽度的中心部为基准向左侧端和右侧端逐渐向上倾斜，使得散热到后外壳110的后侧的热量分别形成向左侧和右侧分散的上升气流，从而使热量更快地分散。然而，后散热片111的形状不一定限于此。例如，虽然附图中未示出，然而在后外壳110的背面侧进一步设置鼓风扇模块(未图示)以促进外部空气顺畅地流动时，后散热片111可分别平行于设置在中间的鼓风扇模块的左侧端和右侧端形成，以便散发出来的热量通过鼓风扇模块更快速地排出。
95.并且，虽然图中未示出，然而多个后散热片111的一部分上可一体地形成有安装部(未图示)，该安装部与用于将天线装置1连接到支撑杆(未图示)的夹持装置(未图示)。其中，夹持装置可以被配置为通过在左右方向上旋转或者在竖直方向上倾斜安装在其前端的根据本发明的一个实施例的天线装置100来调整天线装置100的方向性的设备。
96.然而，用于倾斜和旋转天线装置100的夹持装置不一定必需结合到安装部。例如，当天线装置100以壁挂式安装在建筑物的内壁或外墙时，还可以将容易与壁挂式结合的扣板形状的夹板组合到安装部。
97.另一方面，参照图1至图7，根据天线装置1的一个实施例，还可包括：浪涌板部190，设置为在后外壳110的安装空间115中与主板170的后部间隔开并且紧贴地设置在后外壳110的正面；以及psu板部180，设置为具有在后外壳110的安装空间115中与主板170的正面吻合的正面，并且设置在主板170的上侧。
98.其中，浪涌板部190可被设置为，其前端由主板170的背面支撑，其后端通过在浪涌
板部190的正面被支撑的多个间隔支撑件197而在主板170的后方间隔开预定距离。
99.参考图8a和图8b，浪涌板部190与psu板部180以及主板170与psu板部180可分别通过至少一个汇流条195和185彼此电连接。
100.更具体地，以主板170为基准，浪涌板部190设置在后外壳110的安装空间115中的相对下部的一侧，相比之下，以主板170为基准，psu板部180设置在后外壳110的安装空间115的相对上部的一侧，并且可通过长型汇流条195彼此电连接。长型汇流条195的端部和中间部分可分别通过多个汇流条紧固螺丝195'稳定地紧固和固定。
101.另外，psu板部180以与主板170的上端直接接触的形式设置，并且可以短型汇流条185为介质彼此电连接。短型汇流条185的端部可分别通过多个汇流条紧固螺丝185'稳定地紧固和固定。
102.另一方面，如图10和11所示，天线装置1的一个实施例还可包括rfic基板部150，该rfic基板部150在后外壳110的安装空间115中与主板170的前侧间隔设置，并且紧贴地安装在前外壳140的背面。
103.与安装在主板170的fpga元件173对应的rfic元件153可安装在rfic基板部150。rfic基板部150可被设置为从主板170分离在现有主板170的正面或背面与上述fpga元件173一起安装的rfic元件，并且布置成与实际上作为正面散热的核心构件的前外壳140的背面热接触。
104.其中，如图10所示，rfic基板部150可被设置为，其前端由前外壳140的背面支撑，其后端通过在主板170的正面被支撑的多个间隔支撑件157而在主板170的前侧间隔开预定距离。如上所述，通过将rfic基板部150从主板170的前侧间隔设置，可实现rfic基板部150与主板170之间的热分离。
105.如图11所示，rfic基板部150的后侧可贯穿热分离板160并与主板170电连接，该热分离板160用于实现与主板170的物理热分离。
106.更具体地，如图10所示，rfic基板部150的正面形成有多个中间母座部155，该中间母座部155与后述的射频模块200的构成要素中的放大部基板235的公座部235a的插销结合，rfic基板部150的背面形成有中间公座部161，该中间公座部161与形成在主板170的正面的最终母座部171插销结合。其中，中间公座部161形成在rfic基板部150的背面，并且贯穿热分离板160并从热分离板160的背面暴露，以便与主板170的最终母座部171插销结合。
107.形成在rfic基板部150的中间母座部155可通过形成在前外壳140的插座贯通部143(参照后述的图12)向前侧暴露。如上所述，放大部基板235的公座部235a可与向前侧暴露的中间母座部155插销结合。
108.热分离板160优选地由绝热材料设置，以防止rfic基板部150产生的热量向属于相对后侧的空间的后外壳110的安装空间115侧移动，并且通过前外壳140诱导直接向前侧散热。
109.前外壳140可执行划分安置在后外壳110的安装空间115的主板170、psu板180、浪涌板部190与前侧的射频模块200的功能。并且，前外壳140通过划分后外壳110侧的安装空间115与除了该空间以外的空间，可执行防止在后外壳110侧的安装空间115产生的热量对射频模块200侧产生影响的热阻隔和热分离功能。
110.其中，“热阻隔”的含义优选理解为阻止从位于被定义为前外壳140的正面前方的
前方外部空气(或前侧空间)中的射频模块200产生的热量从位于前外壳140的背面空间(后外壳110的安装空间115)侧入侵；“热分离”的含义优选理解为，分离集中分散地安装在堆叠在后外壳110的安装空间115的主板170的正面和背面的多个散热元件中的一部分，以便设置成将热量配置分散为实现后侧散热和前侧散热。
111.多个前散热片141可一体地形成在前外壳140的正面。如上所述，前外壳140和多个前散热片141由导热性能优异的金属材料制成，后外壳110的安装空间115的热量或从rfic元件153产生的热量可将前外壳140作为介质而已传导的方式易地向前侧散发。
112.同时，参照图6，根据本发明的天线装置100的一个实施例，还可包括至少一个通风板120、120a至120d。多个射频模块200的前端部位于离前外壳140的边框更向前间隔开的位置，至少一个通风板120、120a至120d结合到前外壳140的边框部位，并且可组合成包围位于最外侧的多个射频模块200的侧部。
113.参照图6，根据本发明的天线装置100的一个实施例，第一通风板120a和第二通风板120b分别结合成遮蔽结合到前外壳140的正面的多个射频模块200中的上端部和下端部的射频模块200的上侧部和后侧部，另外，第三通风板120c和第四通风板120d分别结合成遮蔽结合到前外壳140的正面的多个射频模块200中的左侧部和右侧部的射频模块200的左侧部和右侧部。
114.其中，至少一个通风板120、120a至120d整体形成有预定尺寸的通风孔，以使来自外部空间的外部空气通过通风孔从前外壳140的前侧流入，或者使从前外壳140的前侧散发的热量以顺畅地流向外部空间，从而可增加透气性。当外部空气的透气性增加时，可大幅提高前外壳140的前侧的散热性能。
115.并且，如后所述，射频模块200暴露于被定义为前外壳140的正面前侧的前方外部空气，使得至少一个通风板120设置为遮蔽暴露在至少一个通风板120的前方外部空气的射频模块200的至少侧部，从而可起到阻止没有访问权限的未授权用户靠近外部的作用。
116.其中，如图5所示，通过多个紧固螺丝125被依次插入到形成在至少一个通风板120后端部的多个通风板紧固槽120'和沿前外壳140的边框端部间隔形成的通风板紧固孔140’的操作，至少一个通风板120可结合到前外壳140的边框部位。
117.同时，如图7所示，至少一个通风板120被设置为隔开与后述的射频模块200的配置中的射频滤波器220一体形成的反射格栅片224与前外壳140，并且其前端部可与反射格栅片224以供电接触结合，使得反射格栅片224的例如接地(gnd)的一些功能顺利地执行。
118.图12是示出图2的配置中的射频模块的前外壳的安装状态的分解立体图，图13是示出用于安装或拆卸射频模块的前外壳的正面和射频模块的背面部位的放大图，图14是示出射频模块与主板的结合状态的剖面立体图，图15示出图2的配置中的单元射频模块的立体图，图16是图15的分解立体图，图17a至17d是示出在射频模块的配置中的辐射元件模块、射频滤波器和放大元件模块的安装状态的分解立体图，图18是示出射频模块的配置中的天线罩的安装状态的分解立体图，图19a和图19b是示出射频模块的配置中的放大元件模块的安装状态的分解立体图。
119.参照图12图19b，根据本发明的天线射频模块200的一个实施例包括：射频滤波器220，排列在主板170的正面；辐射元件模块210，设置在射频滤波器220的正面；以及至少一个反射格栅片224，设置在射频滤波器220与辐射元件模块210之间，在使得辐射元件模块
210接地(gnd)的同时，使得外部空气从射频滤波器220的前侧向后侧流入，或者使得外部空气从射频滤波器的后侧向前侧流出。
120.射频模块200是模拟射频配件的集合，例如，放大元件模块230是包括放大部基板235的射频配件，该放大部基板235上安装有用于放大射频信号的模拟放大元件；射频滤波器220是用于将输入的射频信号频率过滤到所需频带的射频配件；辐射元件模块210是用于接收或发射射频信号的rf元件。
121.因此，作为另一实施例，根据本发明的天线射频模块200可定义如下。
122.即，根据本发明的天线射频模块200是包括模拟射频配件的天线射频模块200，模拟射频配件可通过包括射频滤波器220、设置在射频滤波器220前侧的辐射元件模块210、设置在射频滤波器220的后侧的放大元件模块230上的模拟放大元件(未示出)的实施例来实现。
123.其中，放大元件模块230可经由后述的放大部基板235电连接到后外壳110内部的主板170。此外，已经描述了可将rfic基板部150插入到放大部基板235与主板170之间以进行如上所述的电连接。
124.另一方面，通过提供在上述各种实施例中实现的多个射频模块200，可配置后述的天线射频模块组件300。因此，对于制造射频配件的制造商来讲，可通过预先临时将前外壳140组装在多个射频模块200，或者以可临时组装的模块为单位制造、流通和销售各个射频模块200或各个射频模块组件300，因此具有可建立新的市场环境的优点。
125.此外，至少一个反射格栅片224可与射频滤波器220一体成型。即，射频滤波器220可通过使用金属成分的成型材料的压铸模具工艺制造。其中，考虑到功能问题，反射格栅片224同样由金属材料制成，所以射频滤波器220和反射格栅片224使用相同的金属成分且利用相同的压铸模具工艺，通过与射频滤波器220相同的制造方法和相同的压铸模具工艺制造为一体。然而，射频滤波器220和反射格栅片224的材料并不一定限于金属材料，其可采用介电材料模制而成，也可在其外表面形成导电材料的薄膜。
126.其中，根据本发明的天线射频模块200的一个实施例，还可包括放大元件模块230，该放大元件模块230设置在主板170与射频滤波器220之间，并且安装有至少一个模拟放大元件(未标注附图标记)。
127.如上所述，以射频滤波器220为中心，辐射元件模块210结合到前侧，放大元件模块230接合在后侧，如图12至图14所示，由辐射元件模块210、射频滤波器220和放大元件模块230结合而成的射频模块200以各个单元模块为单位，可经由前外壳140插销结合到主板170。
128.为此，如图12至图14所示，插座贯通部143可沿前后方向贯通地形成在前外壳140，并且表面粘接部147可形成在插座贯通部143的周围。用于插入和介入后述的防异物流入环144的环安装槽149可形成在表面粘接部147。同时，用于安装射频模块200的模块组装螺丝146可在插座贯通部143的内部彼此垂直间隔设置。模块组装螺丝146可从前外壳140的背面向前侧贯穿组装并固定于射频模块200的背面。
129.另一方面，如图13的(b)部分所示，在射频模块200的背面部，后述的放大部基板235的公座部235a向后方贯通并露出，并且可形成接合法兰238，以便接合到前壳体140的表面粘接部147。接合法兰238上可形成有供模块组装螺丝146紧固和固定的螺丝凸台239。
130.其中，由于射频模块200设置为暴露于对应于前壳体140的前侧的前方外部空气，所以必须防止包括雨水或灰尘等在内的异物流入。如图14所示，在根据本发明的一个实施例的射频模块200中，作为使射频模块200的接合法兰238与前壳体140的表面粘接部147紧贴的操作，可利用模块组装螺丝146增加夹紧力，此时，置于环安装槽149中的防异物流入环144可密封射频模块200的接合法兰238与前壳体140的表面粘接部。
131.另一方面，放大元件模块230执行分别接收来自主板170的信号和来自射频滤波器220的信号并且在将信号放大到预定值后输出的作用。
132.其中，放大元件模块230可包括：放大部本体231，具有在宽度方向的一侧或另一侧开口的基板安置空间233；放大部基板235，安置在放大部本体231的内部，框架的前端部与射频滤波器220信号连接，框架的后端部与主板170(当rfic基板部150设置成与主板170分离时，与rfic基板部150对应)信号连接；以及放大部盖236，用于覆盖放大部基板235。
133.如图17a至图17d所示，这种的放大元件模块230可通过馈通销结合简便地电连接至后述的射频滤波器220，并且，可通过模块组装螺丝250实现彼此之间的物理结合，该模块组装螺丝250通过形成在放大部本体231的组装板234的螺丝组装槽234a紧固。
134.放大部基板235经由穿通销端子226与射频滤波器220馈通销(feed through-pin)结合，并且可与主板170(更优选地，与rfic基板部150)插销结合。
135.并且，放大部基板235上可设置有至少一个公座部235a，用于与主板170(或者，在rfic基板部150与主板170分开设置的实施例中的rfic基板部150)插销结合。
136.放大部基板235与放大部本体231的内侧面紧贴结合，放大部本体231的外侧面可一体地形成有多个放大部散热片232，用于将在放大部基板235的模拟放大元件产生的热量释放到外部。放大部基板235中可安装有作为模拟放大元件的pa元件和lna元件中的至少一种。
137.在现有技术中，作为主要散热元件的模拟放大元件(pa元件和lna元件)是安装在设置于后外壳110与前外壳140之间的安装空间115的主板170的部件，然而，在本发明的实施例中，通过制造成例如放大元件模块230的模块单位，并且将设计变更为通过易于散热的被定义为前外壳140的正面空间的前方外部空气侧暴露，不仅可分散安装空间115的热量过载，还具有提高散热性能的优点。
138.其中，如图19a和图19b所示，放大部基板235安置为其一个侧面与放大部本体231的基板安置空间233的内侧面紧贴，模拟放大元件中的作为功率放大器(power amplifier)的两个pa251和252可安装在另一侧以构成2t2r。
139.从两个pa251和252产生的热量可通过邻近基板安置空间233的内表面一体形成的多个放大部散热片232容易地散发到外部。
140.图20是示出射频模块的配置中的放大元件模块的另一个实施例的立体图，图21是示出图20的配置中的辐射元件模块、射频滤波器和放大元件模块的安装状态的分解立体图，图22a和22b是示出图20的配置中的放大元件模块的安装状态的分解立体图。
141.根据参照图15至图19b描述的放大元件模块230的一个实施例，所述放大元件模块230被设计为如下结构：放大部基板235安置在放大部本体231的在宽度方向的一侧(或另一侧)开口的基板安置空间233，模拟放大元件(pa元件和lna元件)仅安装在放大部基板235的两个表面中的与放大部本体231的开口的一侧相对的表面(另一个表面)，并且通过与放大
部本体231形成为一体的多个放大部散热片232释放从模拟放大元件产生的热量以执行散热功能。
142.然而，两个pa251和252不一定要集中安装在放大部基板235的另一个表面，如图20至图22b所示，也可以在放大部基板235的两个表面分别安装设置有一个。即，如图22a所示，可将在一个射频模块200a中实现2t2r的pa251和252中的一个251安装设置在放大部基板235的另一个表面(即，与后述的放大部盖236a侧相对的表面)以实现1t1r。并且，如图22b所示，可将在一个射频模块200a中实现2t2r的pa251和252中的另一个252安装设置在放大部基板235的一个表面(即，基板安置空间233与内表面相对的表面)以实现1t1r。因此，放大部基板235的各个表面实现1t1r，并且在一个射频模块200a中实现2t2r。
143.另外，如图22a和图22b所示，设置成覆盖放大部本体231的基板安置空间233的放大部盖236a的外侧面可一体地形成有多个放大部盖散热片236b，所述多个放大部盖散热片236b对应于与上述放大部本体231的外侧面形成为一体的多个放大部散热片232。
144.根据如上所述配置的放大元件模块230的另一个实施例，通过在放大部基板235的两个表面分布式地设置在一个射频模块200a中实现2t2r的pa251和252以分别实现1t1r，并且通过放大部本体231和放大部盖236a的两侧分布式地释放从放大部基板235的两个表面分别产生的热量，可提供最大化散热性能的优点。
145.另一方面，如图16所示，射频滤波器220可包括：滤波器本体221，具有多个向前开口的空腔222；谐振杆223，分别设置在空腔222的内部；以及滤波器外面板228，设置成遮蔽滤波器本体221的正面。滤波器调谐盖227可结合在滤波器外面板228与滤波器本体221之间。
146.其中，辐射元件模块210可安置并结合到滤波器本体221的内侧以覆盖滤波器外面板228的正面。
147.另一方面，射频模块200还可包括天线罩盖240，该天线罩盖240结合到射频滤波器220的前端部，并且从外部保护辐射元件模块210。
148.多个钩结合部241形成在天线罩盖240的边框部位，并且天线罩盖240可通过结合钩结合部的操作钩结合到滤波器本体221的台阶部位。即，天线罩盖240可采用有利于无线电波传输的树脂材料设置，由于辐射元件模块210在驱动过程中产生的热量微不足道，因此可以设置无关散热效果的隔热材料。
149.天线罩盖240的材料与现有的单个天线罩面板的材料相同，可在按照每个单元射频模块200分别形成后结合。
150.天线罩盖240可以通过在从外部隐藏辐射元件模块210的同时结合到滤波器本体221来保护辐射元件模块210免受外部环境(异物等)的影响。尤其，虽然未在图中示出，由于射频模块200暴露在作为前外壳140的正面空间的前方外部空气中，因此天线罩盖240优选具有完全阻挡雨水等异物流入设置有辐射元件模块210的内部的密封结构。
151.其中，如图18所示，射频滤波器220和辐射元件模块210可采用以穿通销端子226为介质的馈通销(feed through-pin)结合方法彼此电连接。
152.在下文中，将参考附图更详细地描述在上述各种实施例中实现的根据本发明的天线射频模块200。
153.如图10至14所示，射频模块200可通过前外壳140堆叠在主板170的正面。
154.在根据本发明的一个实施例的天线装置100中，多个射频模块200构成天线射频模块组件300的一个构成要素。
155.其中，如图10至图12所示，共计8个射频模块200在左右方向上相邻排列，如上所述的多个射频模块200在上下方向上分别配置为共计4列。然而，不一定限于此，当然可以对射频模块200的排列位置和数量进行各种设计和修改。
156.另外，在本发明的一个实施例中，当描述射频滤波器220时，举例示出了在一侧形成有预定数量的空腔222，并且在所述空腔222内部具有由介质谐振器(dr，dielectric resonator)或金属谐振棒组成的谐振杆223的空腔滤波器，然而射频滤波器220并不限于此，可以采用介质滤波器等各种滤波器。
157.另外，多个辐射元件模块210逐一对应地与多个射频滤波器220中的每一个结合，并且每个辐射元件模块210实现2t2r。因此，根据本发明的一个实施例的天线装置100虽然示出了实现总共64t64r的模型，但不限于此。例如，当可以确保两倍的辐射元件布置面积时，可设置成每个辐射元件模块210以实现1t1r，当以进一步提高散热性能为前提时，也可设置成辐射元件模块210中的每一个实现4t4r。
158.一般来说，为了实现波束成形(beamforming)，需要多个辐射元件模块210作为阵列天线(array antenna)，并且多个辐射元件模块210可产生窄定向波束(narrow directional beam)以增加指定方向的无线电波集中。最近，使用频率最高的多个辐射元件模块210是偶极型偶极天线(dipole antenna)或贴片型贴片天线(patch antenna)，多个辐射元件模块210被设计和布置成彼此间隔开，以便最小化相互间的信号干扰。
159.图23a和图23b是辐射元件模块的分解立体图，图24是示出辐射元件模块的配置中的辐射导向器的天线罩的安装状态的分解立体图。
160.在根据本发明的天线射频模块200的一个实施例中，如图23a和图23b所示，辐射元件模块210沿上下方向形成为长的形状，并且可包括：辐射元件用印刷电路板211，分别排列在多个射频滤波器220的正面；至少一个天线贴片电路部212，图案印刷在辐射元件用印刷电路板211的正面；以及电源线213，为至少一个天线贴片电路部212中的每一个供电。
161.如图23a所示，辐射元件用印刷电路板211的正面可通过印刷形成作为双极化波贴片元件的上述天线贴片电路部212，双极化波贴片元件用于产生正交
±
45极化或垂直/水平极化波中的任何一个双极化波。三个天线贴片电路部212可印刷为分别在上下方向(纵向方向)上间隔开，并且每个天线贴片电路部212可通过电源线213互连。
162.另一方面，如图23b所示，在用于辐射元件用印刷电路板211上，从电源线213分支出用于施加或输出信号的输入侧馈线和输出侧馈线，并且，输入侧通孔214a和输出侧通孔214b可贯穿地形成在输入侧馈线和输出侧馈线的前端部，用于插入设置在辐射元件用印刷电路板211的后侧的穿通销端子。作为射频滤波器220的配置中的一个穿通销端子226可分别插入到输入侧通孔214a和输出侧通孔214b，以向电源线213供电。
163.另一方面，辐射导向器217由导热或导电金属材料形成，并且电连接到天线贴片电路部212。辐射导向器217可用于全方位引导辐射波束。在根据本发明的一个实施例的天线射频模块200中，总共三个辐射导向器217设置在每个射频模块200中以确保最大增益(gain)。
164.同时，如图23a和图23b所示，辐射导向器217上形成有多个结合孔217a，在天线罩
盖240背面形成的多个结合突起247a分别嵌合到多个结合孔217a。
165.因此，如图24所示，辐射导向器217与辐射元件用印刷电路板211一起通过上述多个结合突起247a和多个结合孔217a与天线罩盖240的背面的结合，之后，天线罩盖240可通过钩结合部241结合到射频滤波器220的操作来容易地组装。
166.通常，在天线装置中，反射器(reflector)在为天线电路提供接地(ground)的同时，还会起到作为反射表面的功能。例如，双极化天线的后辐射被反射到主辐射方向，从而提高双极化天线的波束效率。在本发明的一个实施例中，后述的反射格栅片224和滤波器外面板228可共同起到反射作用。
167.图25是示出图2的射频模块的配置中的反射格栅片的形状和设置状态的立体图和局部放大图，图26是示出反射格栅片的设置关系的局部放大立体图。
168.如图25和图26所示，反射格栅片224与相邻的射频滤波器220的反射格栅片224结合，从而可形成其中形成有格栅形散热孔的网格(mesh)形状。由多个反射格栅片224形成的多个散热孔是使得属于相对后侧的多个射频滤波器220的后侧向外部空间容易地排放从前外壳140散发的热量的配置，其可执行向外部排放在前外壳140的正面与反射格栅片224之间的内部产生的热量的排热孔的功能。因此，可积极地将外部空气用于天线装置100的散热。
169.如图25所示，为了使得多个反射格栅片224-1至224-4中的每一个在充分发挥接地(gnd)作用的同时保持预定的通风性能，形成在一侧的射频滤波器220侧的反射格栅片224-1和224-3与形成在与其相邻的另一侧的射频滤波器220的反射格栅片224-2和224-4彼此不接触，然而可以延伸形成以在任意垂直线上彼此重叠(即，叠置)。如上所述，通过将反射格栅片224-1和224-2布置成彼此重叠，具有增加天线侧的接地共享面积的优点。
170.其中，反射格栅片224之间的间隔距离dl和d2可通过模拟其耐用性和散热特性来适当地设计，并且优选地考虑包括在辐射元件模块210的辐射元件的设置间距来设置。同时，如后所述，反射格栅片224之间的间隔距离dl和d2可通过考虑工作频率的波长来设计。例如，为了减少传播损耗，反射格栅片224之间的间隔距离d可以设置为工作频率的1/20λ以下。
171.并且，在一个射频模块200中的反射格栅片224的间距为1/10λ以下，当组装多个射频模块200时，反射格栅片224可彼此交错并形成1/20λ以下大小的孔。
172.例如，反射格栅片224之间的距离dl和d2的可设置为具有工作频率的1/10λ至1/20λ范围内的大小。其中，距离1/10λ具有作为上限阈值的意义，该上限阈值用于执行辐射元件模块210的充分的接地(gnd)作用，距离1/20λ具有作为下限阈值的意义，该下限阈值是用于确保多个反射格栅片224相互形成的散热孔的最小外部空气流量。
173.因此，反射格栅片224之间的距离dl和d2优选形成为具有大于工作频率的1/20λ且小于工作频率的1/10λ的范围。
174.同时，反射格栅片224设置为与上述滤波器外面板228一起覆盖多个射频滤波器220的正面，并且可执行多个辐射元件模块210的接地(gnd)作用。为此，滤波器外面板228、射频滤波器220的滤波器本体221以及反射格栅片224均优选为由金属制成。
175.就接地(gnd)功能而言，反射格栅片224可被定义为与上述滤波器外面板228一起在多个射频滤波器220和多个散热元件模块210之间扩展公共接地(common ground)区域的
功能的配置。
176.进一步地，反射格栅片224不仅执行辐射元件模块210的地线作用，还可执行保护暴露在前方外部空气的射频滤波器220的功能，前外壳140的正面前侧被定义为前侧外部空气。
177.图27a和图27b是沿图15的线a-a和线b-b截取的剖视图和局部放大图。
178.参照图27a，在辐射元件模块210结合到天线罩盖240的状态下，当天线罩盖240向后侧紧贴组装到射频滤波器220侧时，具有穿通销端子226的连接空间226a侧产生组装力，并且受到设置在连接空间226a的前侧的弹性地垫圈226b的弹性支撑，在消除装配公差的同时，可在预定位置立即完成馈通销结合。
179.并且，参照图27b，当射频滤波器220和放大元件模块230彼此紧贴结合时，当穿通销端子229设置在射频滤波器220内部并与介导与放大元件模块230的电连接的穿通销连接端子229c连接时，受到设置在射频滤波器220的后侧的弹性地垫圈229b的弹性支撑，在消除装配公差的同时，可在预定位置立即完成馈通销结合。
180.因此，射频模块200的各个部件的组装通过每个馈通销结合以简单的方式完成，同时，即使射频模块200本身连接到主板170的正面，如上所述，由于通过称为插销结合的简单操作制成，因此可大幅提高整体的可组装性。
181.如上所述，根据本发明的一个实施例的天线装置100将现有的单一形状的天线罩设置成可按照每个射频模块200分离的单元天线罩盖240，因此可以有效保护各个辐射元件模块210，并且，可容易地将天线装置100的内部系统的热量向后侧以及包括前侧在内的全方位排出，因此相比现有技术，具有大幅提高散热性能的效果。
182.以上，参考附图详细描述了根据本发明的天线射频模块及包括其的天线装置的一个实施例。然而，本发明的实施例不必受限于上述实施例，本发明所属领域的普通技术人员理所当然地可以在等同的范围内进行各种修改和实施。因此，本发明的实际权利范围将由所附的权利要求书限定。
183.产业上的可利用性
184.本发明提供一种天线射频模块及包括其的天线装置，通过将射频元件配置在前方以暴露在外部空气中，能够对系统前后侧进行分散性地散热，从而可以大幅提升散热性能。