KR102604474B1 - 안테나 장치를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

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Abstract

하우징, 상기 하우징의 내부에 배치된 인쇄회로기판의 일 면 또는 내부에 배치되는 적어도 하나의 안테나 엘리먼트 및 상기 적어도 하나의 안테나 엘리먼트를 통해 송신 및/또는 수신되는 주파수 대역의 신호를 처리하는 RFIC(radio frequency integrated chip)를 포함하는 안테나 장치, 통신 회로, 메모리, 및 상기 안테나 장치, 상기 통신 회로, 및 상기 메모리와 작동적으로 연결된(operationally connected) 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 안테나 장치가 형성하는 빔(beam)의 빔 패턴의 변화에 기반하여 상기 하우징의 적어도 일부에 접촉하는 외부 객체를 감지하고, 상기 외부 객체의 적어도 일부 정보가 상기 메모리에 저장된 등록 객체 데이터에 포함된 정보인지 판단하고, 상기 외부 객체의 적어도 일부 정보가 상기 등록 객체 데이터에 포함되었다면, 상기 등록 객체 데이터에 저장된 상기 외부 객체에 대응하는 등록 구조에 따른 제1 보상 데이터를 이용하여 상기 빔 패턴을 변경하도록 설정된 전자 장치가 개시된다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

안테나 장치를 포함하는 전자 장치{ELECTRONIC DEVICE INCLUDING ANTENNA DEVICE}
본 문서에서 개시되는 실시 예들은 안테나 장치를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
이동 통신 기술의 발달로, 안테나(antenna) 장치를 구비한 전자 장치가 광범위하게 보급되고 있다. 전자 장치는 안테나 장치를 이용하여 음성 신호 또는 데이터(예: 메시지, 사진, 동영상, 음악 파일, 또는 게임)를 포함하는 RF(radio frequency) 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 전자 장치는 5세대 밀리미터파(5G millimeter wave)와 같은 고주파를 이용하여 통신을 수행할 수 있다.
고주파 통신을 수행하는 경우, 높은 전송손실을 극복하기 위해 복수의 안테나 엘리먼트(element)들을 포함하는 안테나 어레이(array) 구조를 적용할 수 있다. 안테나 어레이 구조에는 빔포밍(beamforming)이 가능한 패치 안테나 구조 또는 다이폴 안테나 구조 등이 있다. 하우징의 구조 및/또는 안테나 엘리먼트들의 배치 위치 등에 따라 안테나 장치의 특성이 영향 받을 수 있다.
한편, 전자 장치 주변에는 외부 객체가 형성될 수 있다. 외부 객체는 전자 장치의 외부 표면의 적어도 일부와 접하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 외부 표면에는 전자 장치를 보호하기 위한 케이스(case)와 결합될 수 있다. 케이스는 태그(tag) 또는 RFID를 포함할 수 있다. 전자 장치는 근거리 무선 통신(near field communication, NFC)을 이용하여 케이스의 종류(예: 전후면 일체형 케이스, 후면 케이스, 테두리 영역 케이스, 비대칭 구조 케이스) 또는 모델명을 인식할 수 있다. 전자 장치는 인식된 케이스의 구조에 대응하여 전자 장치의 테마, 조명, 및/또는 AOD(always on display) 화면을 제어할 수 있다. 다른 예로, 전자 장치의 외부 표면에 다른 물체가 접하거나 사용자가 전자 장치를 그립(grip)한 경우 전자 장치의 주변에 외부 객체가 형성될 수 있다.
전자 장치에서 5세대 밀리미터파를 이용하는 경우, 직진성 및/또는 투과 손실에 의해 외부 객체의 형상, 재질, 및 배치 형태에 따라 안테나 장치의 특성 또는 안테나 장치가 형성하는 빔(beam)의 빔 패턴이 변경될 수 있다. 안테나 장치의 특성의 변경에는 외부 객체의 비유전율(relative permittivity)에 의한 반사 손실 또는 위상 변이(phase shift)가 포함될 수 있다. 빔 패턴의 변경은 불균일한 외부 객체에 의한 커버리지(coverage) 영역의 변경 또는 널 포인트(null point) 이동으로 인한 빔 형태의 변경을 포함할 수 있다.
안테나 장치의 특성 또는 안테나 장치가 형성하는 빔 패턴이 변경된 경우 변경된 특성에 대응하도록 빔 북(beam book) 및/또는 이득(gain)을 수정하여 전자 장치가 무선 통신을 수행하기 위해 필요한 방사 특성을 만족하면서 동작하도록 제어할 수 있다. 그러나 다양한 종류의 케이스, 다른 물체, 또는 사용자의 그립과 같은 다양한 외부 객체가 전자 장치의 표면에 접촉하는 경우 방사 특성에 다양한 변화들이 발생하며, 다양한 변화들에 모두 대응하여 빔 패턴을 복원시키기 용이하지 않다.
본 문서에서 개시되는 실시 예들은, 외부 객체에 의하여 안테나 장치가 형성하는 빔 패턴이 변화하는 것에 대응하여 빔 패턴을 변경하는 방법 및 그 방법을 적용한 전자 장치를 제공하고자 한다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 하우징, 상기 하우징의 내부에 배치된 인쇄회로기판의 일 면 또는 내부에 배치되는 적어도 하나의 안테나 엘리먼트 및 상기 적어도 하나의 안테나 엘리먼트를 통해 송신 및/또는 수신되는 주파수 대역의 신호를 처리하는 RFIC(radio frequency integrated chip)를 포함하는 안테나 장치, 통신 회로, 메모리, 및 상기 안테나 장치, 상기 통신 회로, 및 상기 메모리와 작동적으로 연결된(operationally connected) 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 안테나 장치가 형성하는 빔(beam)의 빔 패턴의 변화에 기반하여 상기 하우징의 적어도 일부에 접촉하는 외부 객체를 감지하고, 상기 외부 객체의 적어도 일부 정보가 상기 메모리에 저장된 등록 객체 데이터에 포함된 정보인지 판단하고, 상기 외부 객체의 적어도 일부 정보가 상기 등록 객체 데이터에 포함되었다면, 상기 등록 객체 데이터에 저장된 상기 외부 객체에 대응하는 등록 구조에 따른 제1 보상 데이터를 이용하여 상기 빔 패턴을 변경하도록 설정될 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 빔 패턴을 변경하는 방법은, 상기 안테나 장치가 형성하는 빔 패턴의 변화에 기반하여 전자 장치의 하우징의 적어도 일부에 접촉하는 외부 객체를 감지하는 동작, 상기 외부 객체의 적어도 일부 정보가 상기 전자 장치의 메모리에 저장된 등록 객체 데이터에 포함된 정보인지 판단하는 동작, 및 상기 외부 객체의 적어도 일부 정보가 상기 등록 객체 데이터에 포함되었다면, 상기 등록 객체 데이터가 설정해 놓은, 등록 구조로 인한 상기 빔 패턴의 변화를 보상하는 제1 보상 데이터를 이용하여 상기 변화된 빔 패턴을 변경하는 동작을 포함할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 다른 실시 예에 따른 전자 장치는, 하우징, 상기 하우징의 내부에 배치되고, 인쇄회로기판의 일 면 또는 내부에 배치되는 적어도 하나의 안테나 엘리먼트 및 상기 적어도 하나의 안테나 엘리먼트를 통해 송신 및/또는 수신되는 주파수 대역의 신호를 처리하는 RFIC를 포함하는 안테나 장치, 상기 전자 장치의 작동 상태 또는 외부의 환경 상태를 감지하는 적어도 하나의 센서, 통신 회로, 메모리, 및 상기 안테나 모듈, 상기 적어도 하나의 센서, 상기 통신 장치, 및 상기 메모리와 작동적으로 연결된 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 센서를 이용하여 상기 하우징의 적어도 일부에 접촉하는 외부 객체의 형태 및/또는 종류를 감지하고, 상기 외부 객체의 적어도 일부 정보가 상기 메모리에 저장되었는지 여부를 확인하고, 상기 외부 객체의 적어도 일부 정보가 상기 메모리에 저장되었다면, 상기 외부 객체에 대응하는 등록 구조에 따른 제1 보상 데이터에 포함된 빔 북 및/또는 게인 제어 값을 이용하여 상기 안테나 장치가 형성하는 빔 패턴을 제어하고, 상기 외부 객체의 적어도 일부 정보가 상기 메모리에 저장되지 않았다면, 상기 안테나 장치에서 출력된 신호가 상기 외부 객체에 반사되어 상기 안테나 장치로 입력되는 반사 신호를 이용하여 상기 빔 패턴의 변화 정도를 산출하고, 상기 변화 정도에 대응하는 제2 보상 데이터를 생성하여 상기 빔 패턴을 제어하도록 설정될 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 외부 객체에 의하여 안테나 장치가 형성하는 빔 패턴이 변화하는 것에 대응하여 빔 패턴을 변경하여 외부 객체가 없는 경우와 실질적으로 동일하게 복원할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 레거시 네트워크 통신 및 5G 네트워크 통신을 지원하기 위한 전자 장치의 블록도이다.
도 3은 도 2를 참조하여 설명된 제3 안테나 모듈을 나타낸 도면들이다.
도 4는 도 3의 제3 안테나 모듈의 라인 B-B'에 대한 단면을 도시한다.
도 5는 일 실시 예에 따른 외부 객체와 접촉한 상태의 전자 장치의 안테나 장치가 빔 패턴을 형성하는 것을 나타낸 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 빔 패턴을 변경하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 외부 객체가 결합된 전자 장치의 안테나 엘리먼트들이 빔들을 방사하는 것을 나타낸 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 안테나 엘리먼트들이 방사한 빔들이 외부 객체에 따라 위상이 변화하는 것을 나타낸 도면이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 안테나 장치가 방사한 빔의 컨덕션 위상차를 나타낸 그래프이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 방사파 위상차 및 반사 신호를 나타낸 도면이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 전자 장치가 빔 패턴의 변화에 대응하는 빔 북 및 이득 제어 값을 매핑하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 빔 패턴을 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 13은 일 실시 예에 따른 등록 구조 이외의 외부 객체가 결합한 전자 장치의 빔 패턴을 변경하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))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(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)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(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)은 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)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(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(160)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(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)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(176)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(177)는 전자 장치(101)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)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(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)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(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(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(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(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(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(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(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)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(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)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(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, or 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)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(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)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.
도 2는 다양한 실시예들에 따른, 레거시 네트워크 통신 및 5G 네트워크 통신을 지원하기 위한 전자 장치(101)의 블록도(200)이다. 도 2를 참조하면, 전자 장치(101)는 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212), 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214), 제 1 radio frequency integrated circuit(RFIC)(222), 제 2 RFIC(224), 제 3 RFIC(226), 제 4 RFIC(228), 제 1 radio frequency front end(RFFE)(232), 제 2 RFFE(234), 제 1 안테나 모듈(242), 제 2 안테나 모듈(244), 및 안테나(248)을 포함할 수 있다. 전자 장치(101)는 프로세서(120) 및 메모리(130)를 더 포함할 수 있다. 네트워크(199)는 제 1 네트워크(292)와 제2 네트워크(294)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 도 1에 기재된 부품들 중 적어도 하나의 부품을 더 포함할 수 있고, 네트워크(199)는 적어도 하나의 다른 네트워크를 더 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212), 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214), 제 1 RFIC(222), 제 2 RFIC(224), 제 4 RFIC(228), 제 1 RFFE(232), 및 제 2 RFFE(234)는 무선 통신 모듈(192)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제 4 RFIC(228)는 생략되거나, 제 3 RFIC(226)의 일부로서 포함될 수 있다.
제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)는 제 1 네트워크(292)와의 무선 통신에 사용될 대역의 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 레거시 네트워크 통신을 지원할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제 1 네트워크는 2세대(2G), 3G, 4G, 또는 long term evolution(LTE) 네트워크를 포함하는 레거시 네트워크일 수 있다. 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 제 2 네트워크(294)와의 무선 통신에 사용될 대역 중 지정된 대역(예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)에 대응하는 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 5G 네크워크 통신을 지원할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제 2 네트워크(294)는 3GPP에서 정의하는 5G 네트워크일 수 있다. 추가적으로, 일실시예에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 제 2 네트워크(294)와의 무선 통신에 사용될 대역 중 다른 지정된 대역(예: 약 6GHz 이하)에 대응하는 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 5G 네크워크 통신을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)와 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 단일(single) 칩 또는 단일 패키지 내에 구현될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 프로세서(120), 보조 프로세서(123), 또는 통신 모듈(190)과 단일 칩 또는 단일 패키지 내에 형성될 수 있다.
제 1 RFIC(222)는, 송신 시에, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)에 의해 생성된 기저대역(baseband) 신호를 제 1 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)에 사용되는 약 700MHz 내지 약 3GHz의 라디오 주파수(RF) 신호로 변환할 수 있다. 수신 시에는, RF 신호가 안테나(예: 제 1 안테나 모듈(242))를 통해 제 1 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)로부터 획득되고, RFFE(예: 제 1 RFFE(232))를 통해 전처리(preprocess)될 수 있다. 제 1 RFIC(222)는 전처리된 RF 신호를 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.
제 2 RFIC(224)는, 송신 시에, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)에 사용되는 Sub6 대역(예: 약 6GHz 이하)의 RF 신호(이하, 5G Sub6 RF 신호)로 변환할 수 있다. 수신 시에는, 5G Sub6 RF 신호가 안테나(예: 제 2 안테나 모듈(244))를 통해 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 획득되고, RFFE(예: 제 2 RFFE(234))를 통해 전처리될 수 있다. 제 2 RFIC(224)는 전처리된 5G Sub6 RF 신호를 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214) 중 대응하는 커뮤니케이션 프로세서에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.
제 3 RFIC(226)는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)에서 사용될 5G Above6 대역(예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)의 RF 신호(이하, 5G Above6 RF 신호)로 변환할 수 있다. 수신 시에는, 5G Above6 RF 신호가 안테나(예: 안테나(248))를 통해 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 획득되고 제 3 RFFE(236)를 통해 전처리될 수 있다. 제 3 RFIC(226)는 전처리된 5G Above 6 RF 신호를 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제 3 RFFE(236)는 제 3 RFIC(226)의 일부로서 형성될 수 있다.
전자 장치(101)는, 일실시예에 따르면, 제 3 RFIC(226)와 별개로 또는 적어도 그 일부로서, 제 4 RFIC(228)를 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 4 RFIC(228)는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 중간(intermediate) 주파수 대역(예: 약 9GHz ~ 약 11GHz)의 RF 신호(이하, IF 신호)로 변환한 뒤, 상기 IF 신호를 제 3 RFIC(226)로 전달할 수 있다. 제 3 RFIC(226)는 IF 신호를 5G Above6 RF 신호로 변환할 수 있다. 수신 시에, 5G Above6 RF 신호가 안테나(예: 안테나(248))를 통해 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 수신되고 제 3 RFIC(226)에 의해 IF 신호로 변환될 수 있다. 제 4 RFIC(228)는 IF 신호를 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)가 처리할 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 제 1 RFIC(222)와 제 2 RFIC(224)는 단일 칩 또는 단일 패키지의 적어도 일부로 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 제 1 RFFE(232)와 제 2 RFFE(234)는 단일 칩 또는 단일 패키지의 적어도 일부로 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 제 1 안테나 모듈(242) 또는 제 2 안테나 모듈(244)중 적어도 하나의 안테나 모듈은 생략되거나 다른 안테나 모듈과 결합되어 대응하는 복수의 대역들의 RF 신호들을 처리할 수 있다.
일실시예에 따르면, 제 3 RFIC(226)와 안테나(248)는 동일한 서브스트레이트에 배치되어 제 3 안테나 모듈(246)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 모듈(192) 또는 프로세서(120)가 제 1 서브스트레이트(예: main PCB)에 배치될 수 있다. 이런 경우, 제 1 서브스트레이트와 별도의 제 2 서브스트레이트(예: sub PCB)의 일부 영역(예: 하면)에 제 3 RFIC(226)가, 다른 일부 영역(예: 상면)에 안테나(248)가 배치되어, 제 3 안테나 모듈(246)이 형성될 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나(248)는, 예를 들면, 빔포밍에 사용될 수 있는 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 제 3 RFIC(226)와 안테나(248)를 동일한 서브스트레이트에 배치함으로써 그 사이의 전송 선로의 길이를 줄이는 것이 가능하다. 이는, 예를 들면, 5G 네트워크 통신에 사용되는 고주파 대역(예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)의 신호가 전송 선로에 의해 손실(예: 감쇄)되는 것을 줄일 수 있다. 이로 인해, 전자 장치(101)는 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)와의 통신의 품질 또는 속도를 향상시킬 수 있다.
제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)는 제 1 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)와 독립적으로 운영되거나(예: Stand-Alone (SA)), 연결되어 운영될 수 있다(예: Non-Stand Alone (NSA)). 예를 들면, 5G 네트워크에는 액세스 네트워크(예: 5G radio access network(RAN) 또는 next generation RAN(NG RAN))만 있고, 코어 네트워크(예: next generation core(NGC))는 없을 수 있다. 이런 경우, 전자 장치(101)는 5G 네트워크의 액세스 네트워크에 액세스한 후, 레거시 네트워크의 코어 네트워크(예: evolved packed core(EPC))의 제어 하에 외부 네트워크(예: 인터넷)에 액세스할 수 있다. 레거시 네트워크와 통신을 위한 프로토콜 정보(예: LTE 프로토콜 정보) 또는 5G 네트워크와 통신을 위한 프로토콜 정보(예: New Radio(NR) 프로토콜 정보)는 메모리(230)에 저장되어, 다른 부품(예: 프로세서(120), 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212), 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214))에 의해 액세스될 수 있다.
도 3은, 예를 들어, 도 2를 참조하여 설명된 제 3 안테나 모듈(246)의 구조의 일실시예를 도시한다. 도 3a는, 상기 제 3 안테나 모듈(246)을 일측에서 바라본 사시도이고, 도 3b는 상기 제 3 안테나 모듈(246)을 다른 측에서 바라본 사시도이다. 도 3c는 상기 제 3 안테나 모듈(246)의 A-A'에 대한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 일실시예에서, 제 3 안테나 모듈(246)은 인쇄회로기판(310), 안테나 어레이(330), RFIC(radio frequency integrate circuit)(352), PMIC(power manage integrate circuit)(354), 모듈 인터페이스(370)을 포함할 수 있다. 선택적으로, 제 3 안테나 모듈(246)은 차폐 부재(390)를 더 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서는, 상기 언급된 부품들 중 적어도 하나가 생략되거나, 상기 부품들 중 적어도 두 개가 일체로 형성될 수도 있다.
인쇄회로기판(310)은 복수의 도전성 레이어들, 및 상기 도전성 레이어들과 교번하여 적층된 복수의 비도전성 레이어들을 포함할 수 있다. 상기 인쇄회로기판(310)은, 상기 도전성 레이어에 형성된 배선들 및 도전성 비아들을 이용하여 인쇄회로기판(310) 및/또는 외부에 배치된 다양한 전자 부품들 간 전기적 연결을 제공할 수 있다.
안테나 어레이(330)(예를 들어, 도 2의 248)는, 방향성 빔을 형성하도록 배치된 복수의 안테나 엘리먼트들(332, 334, 336, 또는 338)을 포함할 수 있다. 상기 안테나 엘리먼트들은, 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(310)의 제 1 면에 형성될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 안테나 어레이(330)는 인쇄회로기판(310)의 내부에 형성될 수 있다. 실시예들에 따르면, 안테나 어레이(330)는, 동일 또는 상이한 형상 또는 종류의 복수의 안테나 어레이들(예: 다이폴 안테나 어레이, 및/또는 패치 안테나 어레이)을 포함할 수 있다.
RFIC(352)(예를 들어, 도 2의 226)는, 상기 안테나 어레이와 이격된, 인쇄회로기판(310)의 다른 영역(예: 상기 제 1 면의 반대쪽인 제 2 면)에 배치될 수 있다. 상기 RFIC는, 안테나 어레이(330)를 통해 송/수신되는, 선택된 주파수 대역의 신호를 처리할 수 있도록 구성된다. 일실시예에 따르면, RFIC(352)는, 송신 시에, 통신 프로세서(미도시)로부터 획득된 기저대역 신호를 지정된 대역의 RF 신호로 변환할 수 있다. 상기 RFIC(352)는, 수신 시에, 안테나 어레이(352)를 통해 수신된 RF 신호를, 기저대역 신호로 변환하여 통신 프로세서에 전달할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, RFIC(352)는, 송신 시에, IFIC(intermediate frequency integrate circuit)(예를 들어, 도 2의 228)로부터 획득된 IF 신호(예: 약 9GHz ~ 약 11GHz) 를 선택된 대역의 RF 신호로 업 컨버트 할 수 있다. 상기 RFIC(352)는, 수신 시에, 안테나 어레이(352)를 통해 획득된 RF 신호를 다운 컨버트하여 IF 신호로 변환하여 상기 IFIC에 전달할 수 있다.
PMIC(354)는, 상기 안테나 어레이와 이격된, 인쇄회로기판(310)의 다른 일부 영역(예: 상기 제 2 면)에 배치될 수 있다. PMIC는 메인 PCB(미도시)로부터 전압을 공급받아서, 안테나 모듈 상의 다양한 부품(예를 들어, RFIC(352))에 필요한 전원을 제공할 수 있다.
차폐 부재(390)는 RFIC(352) 또는 PMIC(354) 중 적어도 하나를 전자기적으로 차폐하도록 상기 인쇄회로기판(310)의 일부(예를 들어, 상기 제 2 면)에 배치될 수 있다. 일실시예에 따르면, 차폐 부재(390)는 쉴드캔을 포함할 수 있다.
도시되지 않았으나, 다양한 실시예들에서, 제 3 안테나 모듈(246)은, 모듈 인터페이스를 통해 다른 인쇄회로기판(예: 주 회로기판)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 모듈 인터페이스는, 연결 부재, 예를 들어, 동축 케이블 커넥터, board to board 커넥터, 인터포저, 또는 FPCB(flexible printed circuit board)를 포함할 수 있다. 상기 연결 부재를 통하여, 상기 안테나 모듈의 RFIC(352) 및/또는 PMIC(354)가 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4는, 도 3의 제3 안테나 모듈(246)의 라인 B-B'에 대한 단면을 도시한다. 도시된 실시예의 인쇄회로기판(310)은 안테나 레이어(411)와 네트워크 레이어(413)를 포함할 수 있다.
상기 안테나 레이어(411)는, 적어도 하나의 유전층(437-1), 및 상기 유전층의 외부 표면 상에 또는 내부에 형성된 안테나 엘리먼트(336) 및/또는 급전부(425)를 포함할 수 있다. 상기 급전부(425)는 급전점(427) 및/또는 급전선(429)을 포함할 수 있다.
상기 네트워크 레이어(413)는, 적어도 하나의 유전층(437-2), 및 상기 유전층의 외부 표면 상에 또는 내부에 형성된 적어도 하나의 그라운드 층(433), 적어도 하나의 도전성 비아(435), 전송선로(423), 및/또는 신호 선로(429)를 포함할 수 있다.
아울러, 도시된 실시예에서, 도 3c의 제3 RFIC(226)는, 예를 들어 제 1 및 제 2 연결부들(solder bumps)(440-1, 440-2)을 통하여 상기 네트워크 레이어(413)에 전기적으로 연결될 수 있다. 다른 실시예들에서는, 연결부 대신 다양한 연결 구조 (예를 들어, 납땜 또는 BGA)가 사용될 수 있다. 상기 제3 RFIC(226)는, 제 1 연결부(440-1), 전송 선로(423), 및 급전부(425)를 통하여 상기 안테나 엘리먼트(336)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 RFIC(226)는 또한, 상기 제 2 연결부(440-2), 및 도전성 비아(435)를 통하여 상기 그라운드 층(433)과 전기적으로 연결될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 제3 RFIC(226)는 또한 상기 신호 선로(429)를 통하여, 위에 언급된 모듈 인터페이스와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 외부 객체(550)와 접촉한 상태의 전자 장치(101)의 안테나 장치(521, 522)가 빔(beam) 패턴(541, 542, 543)을 형성하는 것을 나타낸 도면(500)이다. 전자 장치(101)는 하우징(510), 안테나 장치(521, 522), 통신 장치(530), 메모리(130), 및 프로세서(120)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 하우징(510)은 전자 장치(101)의 형태를 정의할 수 있다. 하우징(510)은 전자 장치(101)의 표면을 둘러싸도록 형성할 수 있다. 하우징(510)의 내부에는 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)이 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 안테나 장치(521, 522)는 하우징(510)의 내부에 배치될 수 있다. 안테나 장치(521, 522)는 적어도 하나의 안테나 엘리먼트 및 RFIC(radio frequency integrated chip)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 안테나 엘리먼트는 인쇄회로기판의 일 면 또는 내부에 배치될 수 있다. RFIC는 적어도 하나의 안테나 엘리먼트를 통해 송신 및/또는 수신되는 주파수 대역의 신호를 처리할 수 있다. 안테나 장치(521, 522)는 제1 안테나 장치(521) 및 제2 안테나 장치(522)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 안테나 장치(521)는 제1 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 제1 안테나 장치(521)는 제1 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신하기 위해 빔 패턴(541, 542, 543)을 형성할 수 있다. 제2 안테나 장치(522)는 제1 안테나 장치(521)와 이격되어 배치될 수 있다. 제2 안테나 장치(522)는 제1 주파수 대역과 다른 제2 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다.
일 실시 예에서, 통신 장치(530)는 전자 장치(101)가 무선 통신을 수행하도록 통신 채널을 수립할 수 있다. 통신 장치(530)는 IFIC(inter frequency integrated circuit) 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor, CP)일 수 있다.
일 실시 예에서, 메모리(130)는 전자 장치(101)가 동작하기 위해 필요한 정보를 저장할 수 있다. 메모리(130)는 안테나 장치(521, 522)가 방사하는 신호 또는 빔 패턴에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 메모리(130)는 전자 장치(101)에 결합될 수 있는 외부 객체(550)의 정보 중 적어도 일부와 대응하는 정보를 등록 객체 데이터(560)로 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(130)는 전자 장치(101)의 외부 표면 중 적어도 일부 상에 결합 또는 부착되어 전자 장치(101)의 하우징(510)을 보호하는 케이스(case) 중 정품 과 관련된 정보들을 등록 객체 데이터(560)로 저장할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(120)는 안테나 장치(521, 522), 통신 장치(530), 및 메모리(130)와 작동적으로 연결될(operationally connected) 수 있다. 프로세서(120)는 안테나 장치(521, 522)가 지정된 주파수의 신호를 방사하도록 설정될 수 있다. 프로세서(120)는 메모리(130)에 저장된 등록 구조(560)에 관련된 정보를 이용하여 빔 패턴(541, 542, 543)을 변화시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 안테나 장치(521)는 신호를 송신 및/또는 수신하기 위한 빔 패턴(541, 542, 543)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나 장치(521)는 제1 빔 패턴(541), 제2 빔 패턴(542), 및/또는 제3 빔 패턴(543)을 형성할 수 있다. 제1 빔 패턴(541), 제2 빔 패턴(542), 및/또는 제3 빔 패턴(543)은 외부 객체(550)를 통과하여 전자 장치(101)의 외부를 향하여 방사 및/또는 발산하는 형태일 수 있다.
일 실시 예에서, 외부 객체(550)는 하우징(510)과 인접하도록 배치될 수 있다. 외부 객체(550)는 하우징(510)의 외부 표면 중 적어도 일부를 덮도록 하우징(510)과 결합될 수 있다. 외부 객체(550)는 비대칭 또는 불균일한 형태를 가질 수 있다. 외부 객체(550)는 비도전성의 유전체일 수 있다. 외부 객체(550)에 의해 제1 안테나 장치(521)에서 송신 및/또는 수신하는 신호의 세기 및/또는 위상이 변화할 수 있다. 외부 객체(550)는 제1 빔 패턴(541), 제2 빔 패턴(542), 및/또는 제3 빔 패턴(543)의 형태를 변화 및/또는 왜곡시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 등록 객체 데이터(560)는 외부 객체(550)에 의한 빔 패턴(541, 542, 543)의 변화 정도에 관련된 데이터 및/또는 빔 패턴(541, 542, 543)의 변화 정도를 보상하는 데이터를 포함할 수 있다. 등록 객체 데이터(560)에 포함된 데이터를 이용하여 외부 객체(550)에 의한 빔 패턴(541, 542, 543)을 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 등록 객체 데이터(560)에 포함된 데이터를 이용하여 외부 객체(550)에 의한 빔 패턴(541, 542, 543)의 변화 및/또는 왜곡을 보상하여 외부 객체(550)가 결합되기 전과 실질적으로 동일하도록 빔 패턴(541, 542, 543)을 복원시킬 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 안테나 장치(521, 522)의 빔 패턴(541, 542, 543)을 변경하는 방법을 나타낸 흐름도(600)이다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 601에서, 근접 통신으로 외부 객체(550)를 확인할 수 있다. 전자 장치(101)는 근거리 무선 통신(near field communication, NFC)을 이용하여 외부 객체(550)의 종류가 무엇인지를 확인할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 외부 객체(550)가 케이스인지 확인할 수 있다. 전자 장치(101)는 근거리 무선 통신을 통해 정품 케이스를 확인할 수 있다. 전자 장치(101)는 근접 통신으로 외부 객체(550)를 확인한 경우(동작 601-Yes), 동작 602로 진행할 수 있다. 전자 장치(101)는 근접 통신으로 외부 객체(550)를 확인하지 못한 경우(동작 601-No), 동작 610으로 진행할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 602에서, 근접 통신에 기반하여 외부 객체(550)를 식별할 수 있다. 전자 장치(101)는 외부 객체(550)가 정품 케이스인 경우, 케이스의 종류(예: 전후면 일체형 케이스, 후면 케이스, 테두리 영역 케이스, 비대칭 구조 케이스) 또는 모델명을 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 603에서, 식별된 외부 객체(550)에 대응하는 빔 북(beam book)을 사용할 수 있다. 전자 장치(101)의 메모리(130)는 케이스의 종류 또는 모델명에 대응하는 빔 북들을 저장할 수 있다. 프로세서(120)는 외부 객체(550)가 정품 케이스인 경우, 케이스의 종류 또는 모델명에 대응하는 빔 북을 메모리(130)에서 로드(load)할 수 있다. 전자 장치(101)는 빔 북을 이용하여 빔 패턴(541, 542, 543)을 변경할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 610에서, 안테나 장치(521, 522)가 형성하는 빔 패턴(541, 542, 543)의 변화에 기반하여 전자 장치(101)의 하우징(510)의 적어도 일부에 접촉하는 외부 객체(550)를 감지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 통신 장치(530)의 통신 상태를 측정하여 빔 패턴(541, 542, 543)이 변화하는 것을 확인할 수 있다. 프로세서(120)는 통신 장치(530)의 통신 상태가 변화하거나 수신 감도가 약화되는 경우 빔 패턴(541, 542, 543)이 변화하는 것으로 판단할 수 있다. 다른 예로, 전자 장치(101)는 센싱 모듈(176)에 포함되어 전자 장치(101)의 작동 상태 또는 외부의 환경 상태를 감지하는 적어도 하나의 센서를 이용하여 하우징(510)의 적어도 일부에 접촉하는 외부 객체(550)의 형태 및/또는 종류를 감지할 수 있다. 프로세서(120)는 센서가 외부 객체(550)와 관련된 접촉 형태 정보 및/또는 압력 정보를 감지한 경우 외부 객체(550)가 케이스인지, 다른 물건인지, 또는 사용자의 그립(grip)인지 판단할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 620에서, 외부 객체(550)의 적어도 일부 정보가 전자 장치(101)의 메모리(130)에 저장된 등록 객체 데이터(560)에 저장된 정보에 포함되는지 여부를 감지할 수 있다. 프로세서(120)는 외부 객체(550)에 의한 빔 패턴(541, 542, 543)이 변화 정도를 등록 구조(560)에 포함된 정보에 의한 빔 패턴(541, 542, 543)의 변화 정도와 비교할 수 있다. 프로세서(120)는 통신 장치(530) 및/또는 적어도 하나의 센서가 측정한 정보에 기반하여 외부 객체(550)가 등록 객체 데이터에(560)에 포함여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 외부 객체(550)가 등록 객체 데이터(560)에 포함된 정품 케이스들 중 어느 하나에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 630에서, 외부 객체(550)의 적어도 일부 정보가 등록 객체 데이터(560)에 포함되었다면, 등록 객체 데이터(560)에 저장된 외부 객체(550)에 대응하는, 등록 구조에 따른 제1 보상 데이터를 이용하여 빔 패턴(541, 542, 543)을 변경할 수 있다. 등록 구조는 외부 객체(550)가 될 수 있는 구조들 중 등록 객체 데이터가 미리 지정하여 놓은 구조들일 수 있다. 등록 구조는 등록 객체 데이터(560)에 의해 정의된, 전자 장치(101)에 인접하거나 접촉한 구조일 수 있다. 예를 들어, 등록 구조는 등록 객체 데이터(560)에 의해 구현될 수 있는 전자 장치(101)에 근접할 수 있는 가정적인 구조일 수 있다. 등록 구조는 등록 객체 데이터(560)가 상정한 외부 객체일 수 있다. 제1 보상 데이터는 등록 구조가 전자 장치(101)의 하우징(510)에 결합하는 경우 변화하는 빔 패턴(541, 542, 543)을 보상할 수 있도록 메모리(130)에 저장된 보상 데이터일 수 있다. 제1 보상 데이터는 등록 객체 데이터(560)에 일대일 대응하도록 매핑되어 등록 구조에 의한 왜곡을 상쇄하도록 설정될 수 있다. 이에 따라 외부 객체(550)의 적어도 일부 정보가 등록 객체 데이터(560)에 포함된 정보인 경우 제1 보상 데이터를 적용하여 외부 객체(550)에 의한 빔 패턴(541, 542, 543)의 변화 및/또는 왜곡을 보상할 수 있다. 이에 따라 빔 패턴(541, 542, 543)은 외부 객체(550)가 결합되기 전과 유사하도록 복원될 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 640에서, 외부 객체(550)와 관련된 정보들이 등록 객체 데이터(560)에 포함되지 않은 경우, 빔이 외부 객체(550)에 반사되어 안테나 장치(521, 522)로 입력되는 반사 신호를 이용하여 빔 패턴(541, 542, 543)의 변화 정도를 확인하고, 변화 정도에 대응하는 제2 보상 데이터를 생성하여 빔 패턴(541, 542, 543)을 변경할 수 있다. 프로세서(120)는 등록 구조(560) 이외의 구조를 갖는 외부 객체(550)에 의해 변화한 빔 패턴(541, 542, 543)을 보상하는 제2 보상 데이터를 생성할 수 있다. 프로세서(120)는 제2 보상 데이터를 생성하기 위해 외부 객체(550)에 반사되어 안테나 장치(521, 522)로 입력되는 반사 신호를 이용할 수 있다. 제2 보상 데이터는 반사 신호에 기반하여 빔 패턴(541, 542, 543)의 변화 정도에 대응하도록 생성될 수 있다. 이에 따라 외부 객체(550)가 등록 객체 데이터(560)에 포함되지 않은 정보로 표현되는 구조인 경우 제2 보상 데이터를 적용하여 외부 객체(550)에 의한 빔 패턴(541, 542, 543)의 변화 및/또는 왜곡을 보상할 수 있다. 이에 따라 빔 패턴(541, 542, 543)은 외부 객체(550)가 결합되기 전과 유사하도록 복원될 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 외부 객체(730)가 결합된 전자 장치(101)의 안테나 엘리먼트들(721~724)이 빔들(741~744)을 방사하는 것을 나타낸 도면(700)이다.
일 실시 예에서, 안테나 장치(예: 도 5의 제1 안테나 장치(521) 또는 제2 안테나 장치(522))는 하우징(510)의 내부에 배치될 수 있다. 안테나 장치(521 또는 522)는 인쇄회로기판(710) 및 안테나 엘리먼트들(721~724)를 포함할 수 있다. 안테나 엘리먼트들(712~724)은 인쇄회로기판(710)의 일 면 상에 배치될 수 있다. 안테나 엘리먼트들(721~724) 각각은 빔들(741~744)을 방사할 수 있다. 빔들(741~744)은 안테나 엘리먼트들(721~724)이 형성할 수 있다. 빔들(741~744)은 지정된 주파수의 신호를 송신 및/또는 수신하는 빔 패턴(예: 도 5의 빔 패턴(541, 542, 543))을 형성할 수 있다.
일 실시 예에서, 외부 객체(730)는 하우징(510)의 표면을 적어도 일부 덮을 수 있다. 예를 들어, 외부 객체(730)는 전자 장치(101)의 외부에 결합하는 케이스일 수 있다. 다른 예로, 외부 객체(730)는 전자 장치(101)의 외부 표현에 접촉한 다른 사물 또는 전자 장치(101)를 그립한 사용자의 손일 수 있다. 외부 객체(730)는 안테나 엘리먼트들(721~724)이 형성하는 빔들(741~744)의 경로 상에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 외부 객체(730)의 형태는 비대칭 또는 불균일할 수 있다. 안테나 엘리먼트들(721~724)이 형성하는 빔들(741~744) 각각은 외부 객체(730)의 영향을 서로 다르게 받을 수 있다. 예를 들어, 안테나 엘리먼트들(721~724) 중 제1 및 제2 안테나 얼리먼트(721, 722)가 형성하는 빔들(741, 742)은 외부 객체(730)의 두께가 얇은 부분을 관통하도록 형성되어 외부 객체(730)의 영향을 적게 받을 수 있다. 다른 예로, 안테나 엘리먼트들(721~724) 중 제3 및 제4 안테나 얼리먼트(723, 724)가 형성하는 빔들(743, 744)은 외부 객체(730)의 두께가 두꺼운 부분을 관통하도록 형성되어 외부 객체(730)의 영향을 많이 받을 수 있다.
일 실시 예에서, 외부 객체(730)에 의해 영향을 받는 정도에 따라 빔들(741~744)의 변화 정도 및/또는 빔들(741~744)에 의해 형성되는 빔 패턴(541, 542, 543)의 변화 정도가 달라질 수 있다. 예를 들어, 외부 객체(730)에 의해 영향을 많이 받을수록 빔들(741~744)이 외부 객체(730) 내에서 감쇠(attenuation)되어 외부 객체(730) 외부에서 빔들(741~744)이 형성하는 빔 패턴(541, 542, 543)의 세기가 감소할 수 있다. 다른 예로, 외부 객체(730)에 의해 영향을 많이 받을수록 빔들(741~744)이 외부 객체(730) 내에서 지연(delay)되어 빔들(741~744)이 형성하는 빔 패턴(541, 542, 543)의 위상 변화(phase shift)가 증가할 수 있다.
도 8은 일 실시 예에 따른 안테나 엘리먼트들(721~724)이 방사한 빔들이 외부 객체(810)에 따라 위상이 변화하는 것을 나타낸 도면(800)이다.
일 실시 예에서, 외부 객체(810)는 안테나 엘리먼트들(721~724)이 방사한 빔들(741~744)과 중첩되도록 배치될 수 있다. 외부 객체(810)의 두께는 안테나 엘리먼트들(721~724)의 위치 별로 상이할 수 있다. 예를 들어, 안테나 엘리먼트들(721~724) 중 제1 및 제2 안테나 엘리먼트(721, 722) 상에 배치된 외부 객체(810)는 얇은 두께를 갖고, 안테나 엘리먼트들(721~724) 중 제3 및 제4 안테나 엘리먼트(723, 724) 상에 배치된 외부 객체(810)는 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 다른 예로, 외부 객체(810)의 비유전율(relative permittivity)이 안테나 엘리먼트들(721~724)의 위치 별로 상이할 수 있다.
일 실시 예에서, 안테나 엘리먼트들(721~724)이 지정된 주파수의 신호를 송신 및/또는 수신하기 위해 형성한 빔들(741~744) 각각은 외부 객체(810)의 두께 및/또는 비유전율에 따라 서로 다른 위상 변화량을 가질 수 있다. 위상 변화량은 외부 객체(810)의 두께 및/또는 외부 객체(810)의 비유전율에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 안테나 엘리먼트들(721~724) 중 제1 및 제2 안테나 엘리먼트(721, 722)가 형성한 빔들(741, 742)은 제1 위상 변화량(θ1)을 가질 수 있다. 다른 예로, 안테나 엘리먼트들(721~724) 중 제3 및 제4 안테나 엘리먼트(723, 724)가 형성한 빔들(743, 744)은 제2 위상 변화량(θ2)을 가질 수 있다.
일 실시 예에서, 외부 객체(810)에 의해 제1 및 제2 안테나 엘리먼트(721, 722)가 형성한 빔(741, 742)의 위상이 제1 위상 변화량(θ1)만큼 변화하고, 제3 및 제4 안테나 엘리먼트(723, 724)가 형성한 빔(743, 744)의 위상이 제2 위상 변화량(θ2)만큼 변화하는 경우, 빔들(741~744)의 위상이 서로 차이가 나도록 변화할 수 있다. 예를 들어, 제1 위상 변화량(θ1) 및 제2 위상 변화량(θ2)의 차이가 제3 위상 변화량(θ3)인 경우, 안테나 엘리먼트들(721~724)에서 동일한 위상의 빔들(741~744)을 출력한 경우에 전자 장치(101)의 외부에서 제1 및 제2 안테나 엘리먼트(721, 722)가 출력한 빔의 위상 및 제3 및 제4 안테나 엘리먼트(723, 724)가 출력한 빔의 위상은 제3 위상 변화량(θ3)만큼 차이가 발생할 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(101)의 외부에서의 빔들(741~744)의 위상이 차이가 나도록 변화하는 경우, 빔들(741~744)에 의해 형성되는 빔 패턴(541, 542, 543)의 방향 및/또는 형태가 변화할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 안테나 엘리먼트(721, 722)가 형성한 빔(741, 742)의 위상이 제3 및 제4 안테나 엘리먼트(723, 724)가 형성한 빔(743, 744)의 위상보다 빠르도록 변화한 경우, 빔 패턴(541, 542, 543)은 제1 및 제2 안테나 엘리먼트(721, 722) 쪽으로 치우치도록 형성될 수 있다. 이에 따라 외부 객체(810)가 없는 경우와 비교하여 빔 패턴(541, 542, 543)이 왜곡되어 통신 환경이 변화하거나 통신 채널의 수립되는 것을 방해할 수 있다.
일 실시 예에서, 외부 객체(810)에 의한 빔들(741~744)의 위상이 변화를 미리 반영하여 빔들(741~744)의 출력을 변화시키는 경우, 외부 객체(810)가 없는 경우와 실질적으로 동일하게 빔 패턴을 형성할 수 있다. 전자 장치(101)의 메모리(130)에 빔들(741~744)의 위상이 변화 정도에 관한 데이터를 미리 저장한 경우, 변화 정도에 관한 데이터를 보상 데이터로 활용할 수 있다.
일 실시 예에서, 외부 객체(810)에 의한 빔들(741~744)의 위상이 변화를 보상하도록 빔들(741~744)의 출력을 변화시키는 경우, 외부 객체(810)가 없는 경우와 실질적으로 동일하게 빔 패턴을 형성할 수 있다. 전자 장치(101)의 센서 모듈(176)에 포함된 센서 및/또는 통신 회로(530)가 빔들(741~744)의 변화 정도를 측정할 수 있는 경우 빔들(741~744)의 변화 정도를 측정한 후 빔들(741~744)의 변화 정도에 기반하여 빔들(741~744)의 위상 변화량을 산출할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 안테나 엘리먼트(721, 722)가 출력한 빔(741, 742)의 위상이 제3 및 제4 안테나 엘리먼트(723, 724)가 출력한 빔(743, 744)의 위상보다 빠르도록 변화하는 것을 확인한 경우, 제1 및 제2 안테나 엘리먼트(721, 722)에서 출력하는 빔(741, 742)의 위상을 지연시키거나 제3 및 제4 안테나 엘리먼트(723, 724)에서 출력하는 빔(743, 744)의 위상을 앞당길 수 있다. 이 경우 외부 객체(810)의 외부에서는 안테나 엘리먼트들(721~724)에서 동일한 위상의 빔들(741~744)을 출력한 것과 실질적으로 동일한 빔 패턴(541, 542, 543)이 형성될 수 있다.
도 9는 일 실시 예에 따른 안테나 장치(예: 도 5의 제1 안테나 장치(521) 또는 제2 안테나 장치(522))가 방사한 빔의 컨덕션 위상차(conduction phase difference)(Δθ1)를 나타낸 그래프(900)이다. 컨덕션 위상은 안테나 장치(521 또는 522)에서 외부로 출력되기 이전의 신호의 위상일 수 있다. 컨덕션 위상은 안테나 엘리먼트들(721~724)에서의 S 파라미터 및/또는 기준 빔 대비 틀어진 빔의 위상을 측정하는 셀프-텀 위상(self-term phase) 방식으로 측정할 수 있다.
일 실시 예에서, 외부 객체(예: 도 7의 외부 객체(730))가 결합되기 이전의 전자 장치(101)의 안테나 엘리먼트들(721~724)은 주파수에 따라 제1 컨덕션 위상(901)을 가질 수 있다. 제1 컨덕션 위상(901)은 주파수가 변화함에 따라 변화하는 위상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 컨덕션 위상(901)은 제1 주파수(f1)에서 기준 위상과 가장 가까운 위상값을 갖고, 제1 주파수(f1)를 벗어날수록 기준 위상과의 차이가 증가하도록 설정될 수 있다. 이 경우, 제1 주파수(f1)는 주 빔 패턴을 형성하는 중심 주파수일 수 있다.
일 실시 예에서, 외부 객체(730)가 결합된 후 전자 장치(101)의 안테나 엘리먼트들(721~724)은 주파수에 따라 제2 컨덕션 위상(902)을 가질 수 있다. 제2 컨덕션 위상(902)은 주파수가 변화함에 따라 제1 컨덕션 위상(901)과 다른 형태로 변화하는 위상을 가질 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 주파수(f1)에서 제1 컨덕션 위상(901) 및 제2 컨덕션 위상(902)은 컨덕션 위상차(Δθ1)를 가질 수 있다. 컨덕션 위상차(Δθ1)는 빔 패턴의 변화 정도 및/또는 위상차와 연관된 물리적 값일 수 있다. 이에 따라 컨덕션 위상차(Δθ1)에 기반하여 빔 패턴의 변화 정도 및/또는 위상차를 산출할 수 있다.
도 10은 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 방사파 위상차(Δθ2) 및 반사 신호(1011~1014)를 나타낸 도면(1000)이다.
일 실시 예에서, 방사파 위상차(Δθ2)는 외부 객체(810)의 외부에서 안테나 엘리먼트들(721~724)과 대응하는 위치 각각에서 안테나 엘리먼트들(721~724)이 출력한 빔들에 의해 형성된 빔 패턴의 실제로 갖는 위상의 차이값일 수 있다. 외부 객체(810)가 등록 구조(예: 도 5의 등록 구조(560))이외의 구조인 경우, 방사파 위상차(Δθ2)를 산출하여 빔의 변화 정도를 보상하는 보상 데이터(예: 제2 보상 데이터)를 생성할 수 있다. 방사파 위상차(Δθ2)는 반사 신호(1011~1014)에 기반하여 산출할 수 있다.
일 실시 예에서, 반사 신호(1011~1014)는 제1 반사 신호(1011) 내지 제4 반사 신호(1014)를 포함할 수 있다. 반사 신호(1011~1014)는 안테나 엘리먼트들(721~724)에서 출력된 신호 및/또는 빔이 외부 객체(810)에서 반사된 후 다시 안테나 엘리먼트들(721~724)로 입력되는 신호일 수 있다. 예를 들어, 반사 신호(1011~1014)는 안테나 엘리먼트들(721~724) 각각에서 출력된 신호가 외부 객체(810)에서 반사된 후 다시 해당하는 안테나 엘리먼트들(721~724) 각각으로 반사된 신호일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 제1 반사 신호(1011)는 제1 안테나 엘리먼트(721)에서 출력된 신호가 외부 객체(810)에서 반사된 후 제1 안테나 엘리먼트(721)로 향하는 신호 및 제1 안테나 엘리먼트(721)와 인접한 제2 안테나 엘리먼트(722)에서 출력된 신호가 외부 객체(810)에서 반사된 후 제1 안테나 엘리먼트(721)로 향하는 신호가 결합된 신호일 수 있다.
일 실시 예에서, 외부 객체(810)의 형태 및/또는 성질을 모르는 경우 또는 외부 객체(810)에 의한 컨덕션 위상차(Δθ1)를 모르는 경우에 반사 신호(1011~1014)를 이용하여 컨덕션 위상차(Δθ1)를 산출할 수 있다. 반사 신호(1011~1014)는 외부 객체(810)의 외부 표면에서 반사될 수 있다. 외부 객체(810)로 입사하였다가 외부 객체(810)의 외부 표면에서 반사되어 다시 안테나 엘리먼트들(721~724)로 입력되는 반사 신호(1011~1014)는 외부 객체(810)의 내부를 2회 지날 수 있다. 이에 따라, 반사 신호(1011~1014)의 위상 변화를 2로 나눈 값이 컨덕션 위상차(Δθ1)일 수 있다.
일 실시 예에서, 위상차 변환 데이터는 컨덕션 위상차(Δθ1)를 방사파 위상차(Δθ2)로 변환하기 위한 데이터일 수 있다. 예를 들어, 위상차 변환 데이터는 지정된 조건 및/또는 환경에 따른 컨덕션 위상차(Δθ1) 대비 방사파 위상차(Δθ2)의 상대적인 비율을 나타낸 표일 수 있다. 지정된 조건 및/또는 환경은 외부 객체(810)의 비유전율 및/또는 외부 객체(810)의 두께를 포함할 수 있다. 아래 표 1에서는 외부 객체(810)의 두께 및 비유전율에 따른 컨덕션 위상차(Δθ1) 대비 방사파 위상차(Δθ2)의 상대적인 비율을 나타내고 있다.
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일 실시 예에서, 반사 신호(1011~1014)를 이용하여 외부 객체(810)의 컨덕션 위상차(Δθ1)를 산출한 경우, 메모리(130)에 저장된 위상차 변환 데이터를 이용하여 방사파 위상차(Δθ2)를 산출할 수 있다. 예를 들어, 외부 객체(810)의 비유전율이 약 3이고 외부 객체(810)의 두께가 약 1.5㎜인 경우, 방사파 위상차(Δθ2)는 컨덕션 위상차(Δθ1)의 약 1.1배일 수 있다. 이에 따라 산출된 컨덕션 위상차(Δθ1)에 대한 방사파 위상차(Δθ2)를 등록된 구조 이외의 외부 객체(810)에 대하여 산출할 수 있다.
일 실시 예에서, 위상차 변환 데이터는 룩 업 테이블(look up table, LUT)의 형태로 메모리(130)에 저장될 수 있다. 예를 들어, 유전체의 물리적인 특성에 의해 컨덕션 위상차(Δθ1) 대비 방사파 위상차(Δθ2)의 비율은 어느 하나의 조건에 비례하지 않고 다양한 조건에 의해 결정될 수 있다. 등록 구조 이외의 외부 객체(810)에 의한 방사파 위상차(Δθ2)를 정확하게 보상하기 위해, 다양한 경우에 대한 컨덕션 위상차(Δθ1) 대비 방사파 위상차(Δθ2)의 비율을 미리 측정하여 메모리(130)에 표 형태로 저장할 수 있다. 지정된 조건에 해당하는 경우 그 지정된 조건에서의 비율을 적용할 수 있다.
일 실시 예에서, 위상차 변환 데이터는 수식의 형태로 메모리(130)에 저장될 수 있다. 다른 예로, 외부 객체(810)에 의한 방사파 위상차(Δθ2)를 보상하기 위해 많은 양의 데이터를 메모리(130)에 별도로 저장하지 않고자 하는 경우, 컨덕션 위상차(Δθ1) 대비 방사파 위상차(Δθ2)의 비율은 일정 조건에 비례하는 것으로 가정할 수 있다. 이 때 일정 조건들을 수식을 구성하는 계수 또는 변수로 지정하고, 등록 구조 이외의 외부 객체(810)에 대하여 해당 수식을 일괄적으로 적용하는 것으로 설정할 수 있다.
도 11은 일 실시 예에 따른 전자 장치(101)가 빔 패턴의 변화에 대응하는 빔 북(beam book) 및 이득 제어(gain control) 값을 매핑하는 방법을 나타낸 흐름도(1100)이다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 1110에서, 외부 객체(예: 도 5의 외부 객체(550))에 대한 빔 패턴(예: 도 5의 빔 패턴(541, 542, 543))의 변화를 측정할 수 있다. 전자 장치(101)는 센서 모듈(176)에 포함된 센서, 상기 통신 회로(예: 도 5의 통신 회로(530)) 및/또는 근거리 무선 통신(near field communication, NFC)을 이용하여 외부 객체(550)가 결합 또는 부착되었는지 여부를 확인할 수 있다. 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 외부 객체(550)의 결합 또는 부착을 인식하고 외부 객체(550)의 종류를 확인할 수 있다. 프로세서(120)는 외부 객체(550)가 등록 구조(예: 도 5의 등록 구조(560))에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 전자 장치(101)의 하우징(예: 도 5의 하우징(510))의 외부 표면을 적어도 일부 덮는 케이스가 결합 또는 부착된 경우 케이스의 태그를 근거리 무선 통신으로 인식하여 케이스의 모델명을 확인할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 1120에서, 빔 북 재생성 및 이득 제어 값 생성을 수행할 수 있다. 빔 북은 등록 구조(560)에 따른 빔 패턴(541, 542, 543)의 변화 정도를 저장한 데이터일 수 있다. 이득 제어 값은 빔 패턴(541, 542, 543)의 변화 정도를 보상하기 위하여 안테나 엘리먼트들(예 도 7의 안테나 엘리먼트들(721~724))에서 출력을 변화시키는 값일 수 있다. 프로세서(120)는 외부 객체(550)가 확인될 때마다 빔 북을 해당 외부 객체(550)에 대하여 재생성할 수 있다. 프로세서(120)는 빔 북의 빔 패턴(541, 542, 543)의 변화 정도를 복원하기 위해 안테나 엘리먼트들(721~724)의 출력 값을 얼마나 변환하여야 할지 계산하여 이득 제어 값을 산출할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 1130에서, 외부 객체(550)의 태그를 생성한 후 외부 객체 태그에 빔 북 및 이득 제어 값을 매핑할 수 있다. 프로세서(120)는 외부 객체(550)의 종류 및/또는 형태를 식별하고 외부 객체(550)의 종류 및/또는 형태를 구분할 수 있는 태그를 지정할 수 있다. 예를 들어, 외부 객체(550)가 케이스인 경우, 케이스의 모델명 각각에 태그를 생성하여 지정할 수 있다. 프로세서(120)는 생성한 외부 객체 태그에 빔 북 및 이득 제어 값을 매핑하여 등록 정보(560)를 생성할 수 있다. 프로세서(120)는 생성한 등록 정보(560)를 메모리(130)에 저장할 수 있다.
도 12는 일 실시 예에 따른 안테나 장치(예: 도 5의 제1 안테나 장치(521) 또는 제2 안테나 장치(522))의 빔 패턴(541~543)을 제어하는 방법을 나타낸 흐름도(1200)이다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 1210에서, 외부 객체(예: 도 7의 외부 객체(730))를 장착할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)의 하우징(510)의 외부 표면을 덮어 하우징(510)을 충격으로부터 보호하는 케이스를 장착할 수 있다. 다른 예로, 전자 장치(101)의 하우징(510)의 외부 표면에 접촉하는 외부 객체(550)를 장착할 수 있다. 또 다른 예로, 전자 장치(101)의 하우징(510)의 외부 표면을 사용자가 그립하는 경우 이를 외부 객체(550)로 인식할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 1220에서, 외부 객체(550)의 태그를 인식하고, 태그에 대응하는 데이터가 존재하는지 확인할 수 있다. 예를 들어, 케이스를 장착할 경우 케이스의 태그를 근거리 무선 통신을 이용하여 인식하고 장착된 케이스가 등록 구조(560) 중 어느 하나에 해당하는지 여부를 확인할 수 있다. 다른 예로, 전자 장치(101)의 하우징(510)의 외부 표면에 접촉하는 외부 객체(550)의 태그를 통신 회로(530)를 이용하여 인식하고, 외부 객체(550)가 등록 구조(560) 중 어느 하나에 해당하는지 여부를 확인할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 1230에서, 태그에 대응하는 데이터를 보상 데이터(예: 메모리(130)에 저장된 제1 보상 데이터)로 이용하여 빔 패턴(541, 542, 543)을 제어할 수 있다. 태그에 의해 식별된 외부 객체(550)가 등록 구조(560) 중 어느 하나에 해당하는 경우 해당하는 등록 구조(560)에 매핑된 빔 북 및/또는 이득 제어 값을 보상 데이터로 이용할 수 있다. 프로세서(120)는 메모리(130)에 저장된 빔 북을 이용하여 외부 객체(550)에 의한 빔 패턴(541, 542, 543)의 변화 정도를 파악할 수 있다. 프로세서(120)는 메모리(130)에 저장된 이득 제어 값을 안테나 장치(521 또는 522)의 출력 값을 변화시켜 변화된 빔 패턴(541, 542, 543)을 원래 형태와 실질적으로 동일하게 복원할 수 있다.
도 13은 일 실시 예에 따른 등록 구조(560) 이외의 외부 객체(550)가 결합한 전자 장치(101)의 빔 패턴(541~543)을 변경하는 방법을 나타낸 흐름도(1300)이다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 1310에서, 등록 구조(560) 이외의 외부 객체(550)를 인식할 수 있다. 전자 장치(101)는 외부 객체(550)의 태그를 인식하거나 외부 객체(550)의 결합으로 인한 빔 패턴(541~543)의 변화 정도를 측정할 수 있다. 프로세서(120)는 외부 객체(550)의 태그가 등록 구조(560) 이외의 모델명으로 판단되거나 빔 패턴(541~543)의 변화가 등록 구조(560)에 의한 빔 패턴(541~543)의 변화와 상이한 경우 외부 객체(550)가 등록 구조(560) 이외의 구조인 것으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 1320에서, 외부 객체(550)가 결합하기 이전의 빔 패턴(541, 542, 543)을 측정할 수 있다. 전자 장치(101)는 통신 회로(530) 및/또는 센싱 모듈(176)에 포함된 센서를 이용하여 외부 객체(550)가 없는 상태에서 빔 패턴(541, 542, 543)의 형태, 세기 및/또는 위상을 미리 측정할 수 있다. 전자 장치(101)는 측정된 빔 패턴(541, 542, 543)에 관한 정보를 메모리(130)에 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 1330에서, 빔 기준 신호 수신 전력(beam reference signal received power, BRSRP)을 측정할 수 있다. 빔 기준 신호 수신 전력은 전자 장치(101)가 자유 공간(free space)에 놓인 상태에서 안테나 장치(521 또는 522)에 수신된 기준 신호에 의해 발생하는 전력일 수 있다. 전자 장치(101)는 측정된 빔 패턴(541, 542, 543)에 관한 정보에 기반하여 빔 기준 신호 수신 전력을 측정할 수 있다. 동작 1430에서 측정한 빔 기준 신호 수신 전력은 외부 객체(550)가 결합하기 이전의 값일 수 있다. 전자 장치(101)는 측정된 빔 기준 신호 수신 전력을 메모리(130)에 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 1340에서, 외부 객체(550)가 결합한 후의 빔 패턴(541, 542, 543)을 측정할 수 있다. 전자 장치(101)는 통신 회로(530) 및/또는 센싱 모듈(176)에 포함된 센서를 이용하여 외부 객체(550)가 결합된 상태에서 빔 패턴(541, 542, 543)의 형태, 세기 및/또는 위상을 측정할 수 있다. 전자 장치(101)는 측정된 빔 패턴(541, 542, 543)에 관한 정보를 메모리(130)에 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 1350에서, 빔 기준 신호 수신 전력의 변화량을 측정할 수 있다. 전자 장치(101)는 외부 객체(550)가 결합한 후 측정한 빔 패턴(541, 542, 543)에 관한 정보에 기반하여 빔 기준 신호 수신 전력을 다시 측정할 수 있다. 전자 장치(101)는 외부 객체(550)가 결합한 후 측정된 빔 기준 신호 수신 전력을 동작 1430에서 측정한 외부 객체(550)가 결합하기 이전의 빔 기준 신호 수신 전력과 비교할 수 있다. 전자 장치(101)는 두 빔 기준 신호 수신 전력의 차이값을 빔 기준 신호 수신 전력의 변화량으로 산출할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 1360에서, 빔 기준 신호 수신 전력 및 그 변화량에 따른 보상 데이터(예: 제2 보상 데이터)를 생성하여 빔 패턴(541, 542, 543)을 변경할 수 있다. 프로세서(120)는 외부 객체(550)를 결합한 후의 빔 기준 신호 수신 전력 및 빔 기준 신호 수신 전력의 변화량을 이용하여 외부 객체(550)에 의해 빔 패턴(541, 542, 543)의 변화 정도를 산출할 수 있다. 프로세서(120)는 변화된 빔 패턴(541, 542, 543)을 보상하기 위하여 안테나 엘리먼트들(721~724) 각각의 출력의 변화를 위한 이득 제어 값을 산출할 수 있다. 프로세서(120)는 안테나 엘리먼트들(721~724) 각각의 출력을 변화시켜 빔 패턴(541, 542, 543)을 외부 객체(550)가 결합되기 이전과 실질적으로 동일하게 형성할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 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 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 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, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))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 저장매체는, 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.
일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer pro메모리 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 두 개의 사용자 장치(예: 스마트폰)들 간에 직접 또는 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 실시 예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 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 실시 예들에 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.
101: 전자 장치 120: 프로세서
130: 메모리 510: 하우징
521, 522: 안테나 장치 530: 통신 장치
541, 542, 543: 빔 패턴 550: 외부 객체
560: 등록 구조

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징의 내부에 배치된 인쇄회로기판의 일 면 또는 내부에 배치되는 적어도 하나의 안테나 엘리먼트 및 상기 적어도 하나의 안테나 엘리먼트를 통해 송신 및/또는 수신되는 주파수 대역의 신호를 처리하는 RFIC(radio frequency integrated chip)를 포함하는 안테나 장치;
    통신 회로;
    메모리; 및
    상기 안테나 장치, 상기 통신 회로, 및 상기 메모리와 작동적으로 연결된(operationally connected) 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 안테나 장치가 형성하는 빔(beam)의 빔 패턴의 변화에 기반하여 상기 하우징의 적어도 일부에 접촉하는 외부 객체를 감지하고,
    상기 외부 객체의 적어도 일부 정보가 상기 메모리에 저장된 등록 객체 데이터에 포함된 정보인지 판단하고,
    상기 외부 객체의 적어도 일부 정보가 상기 등록 객체 데이터에 포함되었다면, 상기 등록 객체 데이터에 저장된 상기 외부 객체에 대응하는등록 구조에 따른 제1 보상 데이터를 이용하여 상기 빔 패턴을 변경하도록 설정된 전자 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 외부 객체의 적어도 일부 정보가 상기 등록 객체 데이터에 포함되지 않았다면, 상기 빔이 상기 외부 객체에 반사되어 상기 안테나 장치로 입력되는 반사 신호를 이용하여 상기 빔 패턴의 변화 정도를 확인하고, 상기 변화 정도에 대응하는 제2 보상 데이터를 생성하여 상기 빔 패턴을 변경하도록 설정된 전자 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 외부 객체는 상기 하우징의 외부 표면을 적어도 일부 덮는 케이스(case)이고,
    상기 통신 회로를 통한 무선 통신 채널의 수립, 상기 전자 장치에 포함된 센서, 및/또는 상기 전자 장치의 근거리 무선 통신(near field communication, NFC) 기능을 이용하여 상기 케이스의 종류 및/또는 모델명을 확인하는 전자 장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 보상 데이터 및 상기 제2 보상 데이터 중 적어도 하나를 적용하여 상기 적어도 하나의 안테나 엘리먼트의 출력 크기 및/또는 위상을 개별적으로 조절하도록 설정된 전자 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 외부 객체의 적어도 일부 정보가 상기 등록 객체 데이터에 포함되지 않았다면, 상기 빔은 상기 적어도 하나의 안테나 엘리먼트 중 제1 안테나 엘리먼트에서 출력된 제1 신호 및 상기 제1 안테나 엘리먼트와 인접한 제2 안테나 엘리먼트에서 출력된 제2 신호를 포함하며,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호가 상기 외부 객체에 반사되어 상기 안테나 장치로 입력되는 경우, 상기 제1 안테나 엘리먼트로 입력되는 제1 반사 신호 및 상기 제2 안테나 엘리먼트로 입력되는 제2 반사 신호를 이용하여 상기 빔 패턴의 컨덕션 위상차(conduction phase difference)를 산출하는 전자 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 컨덕션 위상차 및 상기 메모리에 저장된 위상차 변환 데이터에 기반하여 방사파 위상차를 산출하는 전자 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 보상 데이터는 상기 메모리에 저장된 상기 등록 구조에 대응하는 빔 북(beam book) 및/또는 이득(gain) 제어 값을 포함하는 전자 장치.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 보상 데이터는 상기 적어도 하나의 안테나 엘리먼트에서 측정된 빔 기준 신호 수신 전력(beam reference signal received power, BRSRP)을 이용하여 생성하고,
    상기 제2 보상 데이터는 상기 빔 기준 신호 수신 전력의 지정 범위 및 변화 값을 포함하는 전자 장치.
  10. 안테나 장치의 빔 패턴을 변경하는 방법에 있어서,
    상기 안테나 장치가 형성하는 빔 패턴의 변화에 기반하여 전자 장치의 하우징의 적어도 일부에 접촉하는 외부 객체를 감지하는 동작;
    상기 외부 객체의 적어도 일부 정보가 상기 전자 장치의 메모리에 저장된 등록 객체 데이터에 포함된 정보인지 판단하는 동작; 및
    상기 외부 객체의 적어도 일부 정보가 상기 등록 객체 데이터에 포함되었다면, 상기 등록 객체 데이터가 설정해 놓은, 등록 구조로 인한 상기 빔 패턴의 변화를 보상하는 제1 보상 데이터를 이용하여 상기 변화된 빔 패턴을 변경하는 동작을 포함하는 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 전자 장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징의 내부에 배치되고, 인쇄회로기판의 일 면 또는 내부에 배치되는 적어도 하나의 안테나 엘리먼트 및 상기 적어도 하나의 안테나 엘리먼트를 통해 송신 및/또는 수신되는 주파수 대역의 신호를 처리하는 RFIC를 포함하는 안테나 장치;
    상기 전자 장치의 작동 상태 또는 외부의 환경 상태를 감지하는 적어도 하나의 센서;
    통신 회로;
    메모리; 및
    상기 안테나 모듈, 상기 적어도 하나의 센서, 상기 통신 회로, 및 상기 메모리와 작동적으로 연결된 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 적어도 하나의 센서를 이용하여 상기 하우징의 적어도 일부에 접촉하는 외부 객체의 형태 및/또는 종류를 감지하고,
    상기 외부 객체의 적어도 일부 정보가 상기 메모리에 저장되었는지 여부를 확인하고,
    상기 외부 객체의 적어도 일부 정보가 상기 메모리에 저장되었다면, 상기 외부 객체에 대응하는 등록 구조에 따른 제1 보상 데이터에 포함된 빔 북 및/또는 게인 제어 값을 이용하여 상기 안테나 장치가 형성하는 빔 패턴을 제어하고,
    상기 외부 객체의 적어도 일부 정보가 상기 메모리에 저장되지 않았다면, 상기 안테나 장치에서 출력된 신호가 상기 외부 객체에 반사되어 상기 안테나 장치로 입력되는 반사 신호를 이용하여 상기 빔 패턴의 변화 정도를 산출하고, 상기 변화 정도에 대응하는 제2 보상 데이터를 생성하여 상기 빔 패턴을 제어하도록 설정된 전자 장치.
  17. 삭제
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