CN116210124A - 具有天线模块的电子设备 - Google Patents
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Abstract
提供根据一实施例的具有天线的电子设备。所述电子设备的天线模块可以配置于电子设备的侧面或显示器,并且构成为朝所述电子设备的正面或侧面方向辐射特定方向的极化信号。所述天线模块可以包括:第一阵列天线,在柔性基板的第一区域配置为辐射毫米波频段的信号,构成为朝第一方向形成波束;以及第二阵列天线,配置于与所述第一区域邻近的第二区域,构成为朝第二方向形成波束,所述柔性基板的所述第一区域可以相对于所述第二区域弯曲规定角度而形成。
Description
技术领域
本说明书涉及具有天线的电子设备。特定实施方式涉及一种具有天线模块以与周边设备收发数据的电子设备。
背景技术
电子设备(electronic devices)可根据能够移动与否而划分为移动终端(mobile/portable terminal)和固定终端(stationary terminal)。电子设备也可以根据用户能够直接携带与否而划分为便携式终端(handheld terminal)和车载终端(vehiclemounted terminal)。
电子设备的功能逐渐多样化。例如,有数据和语音通信、基于摄像头的照片拍摄和视频拍摄、语音录音、基于扬声器系统的音乐文件播放以及在显示部输出图像或视频的功能。一部分终端还有电子游戏功能或执行多媒体播放器的功能。尤其,最近移动终端可以接收提供如广播和视频或电视节目的视觉内容的多播信号。
如上所述的电子设备随着功能多样化逐渐以具有例如,照片或视频的拍摄、音乐或视频文件的播放、游戏、接收广播等复杂的功能的多媒体播放器(Multimedia player)形态实现。
为了支持以及增加这种电子设备的功能,可能会考虑改善终端的结构部分和/或软件部分。
另一方面,作为电子设备的一例,图像显示设备是具有接收并处理可供用户视听的广播图像的功能的装置。例如,图像显示设备将来自广播电台的广播信号中用户选择的广播显示在显示器。
有必要在如上所述的电子设备之间利用mm Wave(毫米波)频段的通信服务,在电子设备之间收发数据。关于此,可以利用5G通信服务来提供无线AV(audio-video)服务。
5G作为提供每秒数百兆比特到每秒千兆比特的流的手段,可以完善FTTH(fiber-to-the home,光线入户)以及基于电缆的宽带(或DOCSIS)。这种高速率不仅在虚拟现实(VR:virtual reality)和增强现实(AR:augmented reality)中需要,而且在以4K以上(6K、8K以及其以上)的分辨率传递图像时也需要。VR和AR应用几乎包括沉浸式(immersive)体育竞技。特定应用可能需要特殊的网络设定。例如,在VR游戏的情况下,游戏公司需要将核心服务器集成到网络运营商的边缘网络服务器,以使延迟最小。
问题点在于,如前述,在如图像显示设备的电子设备中,没有关于为了以4K以上的分辨率传递图像的提供无线接口的天线和RFIC(radio frequency integrated chip,射频集成芯片)的具体的方案。尤其,考虑到如图像显示设备的电子设备配置在建筑物的墙壁上或配置在桌子上的状况,需要与其他电子设备收发无线AV数据。为此,有必要给出关于在图像显示设备的哪一区域配置天线和RFIC的具体构成和天线结构。
发明内容
所要解决的问题
本说明书的目的在于解决上述问题和其他问题。另外,本说明书的另一目的在于,能够对电子设备提供无线AV服务的天线构成和具有天线的电子设备。
本说明书的目的还在于,可以提供一种考虑到直线前进性较强的毫米波频段的特性,为了提高收发覆盖范围,能够实现各种方向上的天线指向性的阵列天线模块。
本说明书的目的还在于,可以提供一种不受被安装的设备的空间和设计限制的超薄型、low-profile(低空)天线结构。
本说明书的目的还在于,能够实现高容量数据传送用宽带天线技术和用于增加throughput(吞吐量)的正交极化(垂直/水平)MIMO天线。
本说明书的目的还在于,可以提供一种共同使用包括RFIC的RF模块且仅通过更换天线和馈电线而具有垂直/水平/垂直和水平极化以及各种辐射方向的天线模块。
解决问题的技术方案
为了实现上述目的或其他目的,提供一实施例的具有天线的电子设备。所述电子设备的天线模块可以配置于电子设备的侧面或显示器,并且构成为朝所述电子设备的正面或侧面方向辐射特定方向的极化信号(polarized signal)。所述天线模块可以包括:第一阵列天线,在柔性基板(flexible substrate)的第一区域配置为辐射毫米波频段的信号,构成为朝第一方向形成波束;以及第二阵列天线,配置于与所述第一区域邻近的第二区域,构成为朝第二方向形成波束;所述柔性基板的所述第一区域可以相对于所述第二区域弯曲规定角度而形成。
根据一实施例,所述电子设备可以包括:显示器,形成于所述电子设备的正面,构成为在画面显示信息;以及所述天线模块,配置于所述电子设备的侧面或所述显示器,构成为朝所述电子设备的正面或侧面方向辐射特定方向的极化信号。
根据一实施例,所述第一阵列天线和所述第二阵列天线的天线元件可以是朝与所述柔性基板平行的方向形成天线波束的端射辐射元件,所述第一阵列天线和所述第二阵列天线可以以水平极化动作。
根据一实施例,配置于所述第一区域的第一馈电部可以配置在以规定角度弯曲的区域(bended region),配置于所述第一区域的所述第一阵列天线可以朝正面方向形成波束,配置于所述第二区域的第二馈电部可以与配置于所述第二区域的所述第二阵列天线连接,所述第二阵列天线可以朝下部方向形成波束。
根据一实施例,所述第一阵列天线和所述第二阵列天线的天线元件可以是朝与所述柔性基板垂直的方向形成波束的缝隙辐射元件,所述第一阵列天线和所述第二阵列天线可以以垂直极化动作。
根据一实施例,配置于所述第一区域的第一馈电部可以配置在以规定角度弯曲的区域,配置于所述第一区域的所述第一阵列天线可以朝正面方向形成波束,配置于所述第二区域的第二馈电部可以与配置于所述第二区域的所述第二阵列天线连接,所述第二阵列天线可以朝下部方向形成波束。
根据一实施例,配置于所述第一区域的第一馈电部可以配置在实质上弯曲两次90度的区域,配置于所述第二区域的第二馈电部可以配置在实质上弯曲90度的区域。
根据一实施例,所述第一阵列天线和所述第二阵列天线的天线元件可以分别是端射辐射元件和缝隙辐射元件,所述第一阵列天线和所述第二阵列天线可以分别以水平极化和垂直极化动作。
根据一实施例,还可以包括与所述第一阵列天线邻近配置的第三阵列天线和与所述第二阵列天线邻近配置的第四阵列天线。所述第三阵列天线和所述第四阵列天线可以分别是端射辐射元件和缝隙辐射元件,所述第三阵列天线和所述第四阵列天线可以分别以水平极化和垂直极化动作。
根据一实施例,所述第一阵列天线和所述第二阵列天线可以朝正面方向形成波束,所述第三阵列天线和所述第四阵列天线可以朝下部方向形成波束。
根据一实施例,所述第一阵列天线和所述第四阵列天线可以配置在实质上弯曲90度的区域,所述第二阵列天线可以配置在从配置有所述第一阵列天线的区域实质上还弯曲90度的区域。
根据一实施例,所述电子设备还可以包括:收发部电路,分别通过第一馈电部和第二馈电部可操作地与所述第一阵列天线和所述第二阵列天线结合;以及处理器,可操作地与所述收发部电路结合,构成为控制所述收发部电路。
根据一实施例,如果所述第一阵列天线和所述第二阵列天线生成彼此不同的极化信号,则所述处理器可以将所述收发部电路控制为,通过所述第一阵列天线和所述第二阵列天线来执行多输入多输出(MIMO)。
根据一实施例,所述电子设备还可以包括:收发部电路,可操作地与所述第一阵列天线至所述第四阵列天线结合;以及处理器,可操作地与所述收发部电路结合,构成为控制所述收发部电路。
根据一实施例,所述处理器可以将所述收发部电路控制为,在通过所述第一阵列天线或所述第三阵列天线收发信号的同时,通过所述第二阵列天线或所述第四阵列天线收发信号。
根据一实施例,所述第一阵列天线和所述第二阵列天线可以均配置于所述柔性基板的正面,形成具有水平极化的第一波束和第二波束,所述处理器可以将收发部电路控制为,通过所述第一阵列天线和所述第二阵列天线中的任意一个来发送信号,通过另一个来接收信号。
根据一实施例,所述电子设备还可以包括第三阵列天线和第四阵列天线,所述第三阵列天线和所述第四阵列天线可以配置于所述柔性基板的侧面,形成具有垂直极化的第三波束和第四波束。所述处理器可以将所述收发部电路控制为,通过所述第一阵列天线和所述第二阵列天线中的一个以及所述第三阵列天线和所述第四阵列天线中的一个来执行多输入多输出(MIMO)。
根据一实施例,所述电子设备可以是移动终端、标识牌、显示器设备、透明AR/VR设备、车辆或无线音频/视频装置,构成所述天线模块的复数个彼此不同的阵列天线可以配置于所述电子设备的下部区域或侧面区域。
提供本说明书的另一方面的设置于电子设备的天线模块。所述天线模块可以包括:第一阵列天线,在柔性基板的第一区域配置为辐射毫米波频段的信号,朝第一方向形成波束;第二阵列天线,配置于与所述第一区域邻近的第二区域,朝第二方向形成波束;以及收发部电路,分别通过第一馈电部和第二馈电部可操作地与所述第一阵列天线和所述第二阵列天线结合,所述柔性基板的所述第一区域可以相对于所述第二区域弯曲规定角度而形成。
根据一实施例,所述第一阵列天线和所述第二阵列天线的天线元件可以是朝与所述柔性基板平行的方向形成天线波束的端射辐射元件。所述第一阵列天线和所述第二阵列天线可以以水平极化动作,所述收发部电路可以通过所述第一阵列天线和所述第二阵列天线中的任意一个来发送信号,通过另一个来接收信号。
根据一实施例,所述第一阵列天线和所述第二阵列天线的天线元件可以是朝与所述柔性基板垂直的方向形成波束的缝隙阵列天线。所述第一阵列天线和所述第二阵列天线可以以垂直极化动作,所述收发部电路可以通过所述第一阵列天线和所述第二阵列天线中的任意一个来发送信号,通过另一个来接收信号。
根据一实施例,所述第一阵列天线和所述第二阵列天线的天线元件可以分别是端射辐射元件和缝隙辐射元件。所述第一阵列天线和所述第二阵列天线可以分别以水平极化和垂直极化动作,所述收发部电路可以通过所述第一阵列天线和所述第二阵列天线来执行多输入多输出(MIMO)。
根据一实施例,所述天线模块还可以包括与所述第一阵列天线邻近配置的第三阵列天线和与所述第二阵列天线邻近配置的第四阵列天线。所述第三阵列天线和所述第四阵列天线可以分别是端射辐射元件和缝隙辐射元件,可以分别以水平极化和垂直极化动作。所述收发部电路可以通过所述第一阵列天线和所述第二阵列天线与第一设备执行多输入多输出(MIMO),可以通过所述第三阵列天线和所述第四阵列天线与第二设备执行多输入多输出(MIMO)。
技术效果
如上所述的阵列天线以及具有其的电子设备的技术效果如下。
根据一实施例,用于提供可向电子设备提供无线AV服务的缝隙阵列天线构成以及具有缝隙阵列天线的电子设备。
根据一实施例,可以在低损耗柔性(flexible)基板实现在毫米波(mm Wave)频段动作的天线模块。
根据一实施例,能够在电子设备的非导电性材质的表面,配置在毫米波(mm Wave)频段动作的天线模块。
根据一实施例,能够通过在基板的各自不同的弯曲面配置天线,来实现朝前、后、侧面的天线指向性。
根据一实施例,能够根据天线配置,扩张为具有垂直/水平单一极化和垂直和水平双重极化天线模块。
根据一实施例,配置具有彼此不同的极化的阵列天线,以能够高速收发大容量数据,由此能够提供双重连接和/或多输入多输出(MIMO)。
通过以下的详细说明,会进一步清楚可应用本说明书的追加范围。但是,由于本领域普通技术人员可以清楚理解在本说明书的思想以及范围内的多种变更和修正,因此应该理解为如详细说明和本说明书的优选实施例的特定实施例仅为示例。
附图说明
图1示出了用于说明一实施例的电子设备的构成和电子设备与外部设备或服务器的接口。
图2a示出了图1的电子设备的详细构成。
图2b是概略示出本说明书另一实施例的包括图像显示设备的整个无线AV系统的一例的图。
图3a示出了一实施例的可在电子设备配置有复数个天线的构成的例子。
图3b示出了一实施例的可在5G通信系统中动作的电子设备的无线通信部的构成。
图4示出了一实施例的配置有复数个天线模块和复数个收发部电路模块的电子设备。
图5a示出了根据本说明书的AIP(Antenna In Package,封装天线)模块结构和在柔性基板实现的天线模块结构。图5b是示出具有彼此不同的辐射方向的天线结构的概念图。
图6是示出配置于图像显示设备的下部的复数个通信模块以及执行该通信模块的构成和配置于正面方向的其他通信模块的通信的概念图。
图7示出了根据一实施例的配置于图像显示设备的下部的天线模块的结构。
图8a示出了一实施例的缝隙阵列天线结构。图8b示出了另一实施例的缝隙阵列天线结构。
图9是示出本说明书的根据天线与金属反射板之间的距离的相位变化的概念图。
图10示出了本说明书的各种形状的缝隙天线结构。
图11a至图11c示出了彼此不同的实施例的天线模块的构成。
图12a至图12c示出了图11a至图11c的天线模块通过电路基板而被配置在电子设备的构成。
图13示出了一实施例的复数个天线模块和处理器的构成。
图14a和图14b示出了各种实施例的配置于柔性基板的天线模块和RFIC模块的构成。
图15示出了本说明书的可在柔性基板实现的复数个天线模块、收发部电路以及处理器的构成。
图16示出了本说明书公开的柔性基板透明电极天线。
图17示出了在柔性基板形成有金属网结构的构成。
图18示出了一实施例的柔性基板和基板彼此结合的天线模块的构成。
图19a和图19b示出了由彼此不同类型的天线实现的天线模块的构成。
图20a示出了在如图11a的水平极化天线中基于第一天线模块和第二天线模块的水平/垂直方向的波束图案。另一方面,图20b示出了在如图11b的水平极化天线中基于第一天线模块和第二天线模块的水平/垂直方向的波束图案。
图21a示出了本说明书中所示的mm Wave天线模块应用于各种电子设备的例子。
图21b示出了本说明书中所示的以垂直/水平极化动作的天线被应用于机器人(robot)的实施例。
图22示例了可应用本说明书中所示的方法的无线通信系统的框图。
具体实施方式
以下参照附图对本说明书所揭示的实施例进行详细的说明,在此,与附图标记无关的对相同或类似的结构要素赋予相同的参照标记,并将省去对其重复的说明。在以下说明中使用的针对结构要素的接尾词“模块”及“部”仅是考虑到便于说明书的撰写而被赋予或混用,其自身并不带有相互划分的含义或作用。并且,在对本说明书揭示的实施例进行说明的过程中,如果判断为对于相关的公知技术的具体说明会导致混淆本说明书所揭示的实施例的技术思想,则将省去对其详细的说明。并且,所附的附图仅是为了容易理解本说明书所揭示的实施例,不应由所附的附图来限定本说明书所揭示的技术思想,而是应当涵盖了本说明书的思想及技术范围中所包括的所有变更、均等物乃至替代物。
第一、第二等包含序数的术语可用于说明多种结构要素,但是所述结构要素并不由所述术语所限定。所述术语仅是用于将一个结构要素与其他结构要素划分的目的来使用。
如果提及到某个结构要素“连接”或“接触”于另一结构要素,其可能是直接连接于或接触于另一结构要素,但也可被理解为是他们中间存在有其他结构要素。反之,如果提及到某个结构要素“直接连接”或“直接接触”于另一结构要素,则应当被理解为是他们之间不存在有其他结构要素。
除非在上下文明确表示有另行的含义,否则单数的表达方式应包括复数的表达方式。
在本申请中,“包括”或“具有”等术语仅是为了指定说明书上记载的特征、数字、步骤、工作、结构要素、部件或其组合的存在,而并不意在排除一个或其以上的其他特征或数字、步骤、工作、结构要素、部件或其组合的存在或添加的可能性。
在本说明书中说明到的电子设备可包括手机、智能手机(smart phone)、笔记本电脑(laptop computer)、数字广播用终端、个人数字助理(PDA:personal digitalassistants)、便携式多媒体播放器(PMP:portable multimedia player)、导航、平板计算机(slate PC)、平板PC(tablet PC)、超极本(ultra book)、可穿戴设备(wearable device,例如,智能手表(smart watch)、智能眼镜(smart glass)、头戴式显示器(HMD:headmounted display))等。
但是,只要是本领域的技术人员,就能够容易地理解本说明书中记载的实施例的结构除了可以应用于移动终端,还可以应用于如数字TV、台式电脑、数字标牌等的固定终端。
图1示出了用于说明一实施例的电子设备的构成和电子设备与外部设备或服务器的接口。另一方面,图2a示出了对于图1的电子设备的详细构成。
参照图1,电子设备100可以包括通信接口110、输入接口(或输入装置)120、输出接口(或输出装置)150以及处理器180。在此,可以将通信接口110称作无线通信模块110。另外,电子设备100还可以包括显示器151和存储器170。图1示出的构成要素并不是实现电子设备的必需的构成要素,本说明书中说明到的电子设备的构成要素可以多于上述列举的构成要素或者少于上述列举的构成要素。
更具体地说,所述构成要素中的无线通信模块110可包括能够使电子设备100与无线通信系统之间、电子设备100与其他电子设备100之间或电子设备100与外部服务器之间进行无线通信的一个以上的模块。另外,所述无线通信模块110可包括使电子设备100连接于一个以上的网络的一个以上的模块。在此,例如,一个以上的网络可以是4G通信网络以及5G通信网络。
参照图1和图2a,这种无线通信模块110可包括4G无线通信模块111、5G无线通信模块112、近距离通信模块113、位置信息模块114中的至少一种。关于此,4G无线通信模块111、5G无线通信模块112、近距离通信模块113、位置信息模块114可以由如调制解调器的基带处理器实现。作为一例,4G无线通信模块111、5G无线通信模块112、近距离通信模块113、位置信息模块114可以由在IF频段动作的收发部电路(transceiver circuit)和基带处理器实现。另一方面,RF模块1200可以由在各个通信系统的RF频段动作的RF收发部电路实现。但是不限于此,可以解释为,4G无线通信模块111、5G无线通信模块112、近距离通信模块113、位置信息模块114包括各自的RF模块。
4G无线通信模块111可通过4G移动通信网络与4G基站收发4G信号。此时,4G无线通信模块111可向4G基站传送一个以上的4G发送信号。另外,4G无线通信模块111可从4G基站接收一个以上的4G接收信号。关于此,可通过向4G基站传送的多个4G发送信号来进行上行链路(UL:Up-Link)多输入多输出(MIMO:Multi-Input Multi-Output)。另外,可通过从4G基站接收到的多个4G接收信号来进行下行链路(DL:Down-Link)多输入多输出(MIMO:Multi-Input Multi-Output)。
5G无线通信模块112可通过5G移动通信网络与5G基站收发5G信号。在此,4G基站和5G基站可以是非独立组网(NSA:Non-Stand-Alone)结构。例如,4G基站和5G基站可以是配置于小区内同一位置的共同配置结构(co-located structure)。另外,5G基站可以在不同于4G基站的位置以独立组网(SA:Stand-Alone)结构配置。
5G无线通信模块112可通过5G移动通信网络与5G基站收发5G信号。此时,5G无线通信模块112可向5G基站发送一个以上的5G发送信号。另外,5G无线通信模块112可从5G基站接收一个以上的5G接收信号。
此时,5G频段可使用与4G频段相同的频段,可将此称作LTE重配置(re-farming)。另一方面,作为5G频段,可以使用6GHz以下的频段的Sub6频段。
相反,可将毫米波(mm Wave)频段用作5G频段,以进行宽带高速通信。在使用毫米波(mm Wave)频段的情况下,电子设备100可进行波束成形(beam forming),以扩展与基站的通信覆盖范围(coverage expansion)。
另一方面,可以与5G频段无关地,5G通信系统支持更多数量的多输入多输出(MIMO:Multi-Input Multi-Output),以提高传输速度。关于此,可通过向5G基站传送的多个5G发送信号来进行上行链路(UL:Up-Link)MIMO。另外,可通过从5G基站接收到的多个5G接收信号来进行下行链路(DL:Down-Link)MIMO。
另一方面,无线通信模块110可通过4G无线通信模块111和5G无线通信模块112而处于与4G基站和5G基站双重连接(DC:Dual Connectivity)的状态。可将如上所述的与4G基站和5G基站的双重连接称作EN-DC(EUTRAN NR DC)。在此,EUTRAN是演进的通用移动无线接入网(Evolved Universal Telecommunication Radio Access Network)的缩写,表示4G无线通信系统,NR是新无线(New Radio)的缩写,表示5G无线通信系统。
另一方面,若4G基站和5G基站为共同配置结构(co-located structure),则可通过载波间聚合(inter-CA(Carrier Aggregation)来提高吞吐量(throughput)。因此,若处于与4G基站、5G基站的EN-DC状态,则可通过4G无线通信模块111和5G无线通信模块112来同时接收4G接收信号和5G接收信号。
近距离通信模块113用于近距离通信(Short range communication),可利用蓝牙(BluetoothTM)、射频识别(RFID:Radio Frequency Identification)、红外线通信(Infrared Data Association:IrDA)、超宽带(Ultra Wideband)、紫蜂(ZigBee)、近场通信(Near Field Communication)、无线保真(Wireless-Fidelity)、无线保真直连(Wi-FiDirect)、无线通用串行总线(Wireless Universal Serial Bus)技术中的至少一种,来支持近距离通信。这种近距离通信模块114可通过近距离无线通信网络(Wireless AreaNetworks)来支持电子设备100与无线通信系统之间、电子设备100与其他电子设备100之间、或者电子设备100与其他电子设备(100,或者外部服务器)所处的网络之间的无线通信。所述近距离无线通信网络可以是近距离无线个人通信网络(Wireless Personal AreaNetworks)。
另一方面,可利用4G无线通信模块111和5G无线通信模块112来进行电子设备之间的近距离通信。在一实施例中,可以不经由基站而在电子设备之间以D2D(Device-to-Device;设备到设备)方式进行近距离通信。
另一方面,可利用4G无线通信模块111和5G无线通信模块112中的至少一种和无线保真通信模块113来进行载波聚合(CA),以提高传输速度和通信系统融合(convergence)。关于此,可利用4G无线通信模块111和无线保真通信模块113来进行4G+WiFi载波聚合(CA)。或者,可利用5G无线通信模块112和无线保真通信模块113来进行5G+WiFi载波聚合(CA)。
位置信息模块114是用于获取电子设备的位置(或当前位置)的模块,作为其代表性的例子有全球定位系统(Global Positioning System)模块或WiFi(WirelessFidelity;无线保真)模块。例如,若电子设备使用全球定位系统模块,则可利用来自全球定位系统卫星的信号来获取电子设备的位置。作为另一例子,若电子设备使用无线保真模块,则可基于与无线保真模块收发无线信号的无线AP(Wireless Access Point;无线接入点)的信息,获取电子设备的位置。根据需要,位置信息模块114也可以置换或额外地进行无线通信模块110的其他模块中的一些功能,以获取关于电子设备的位置的数据。位置信息模块114是用于获取电子设备的位置(或当前位置)的模块,不限定于直接计算或获取电子设备的位置的模块。
具体而言,若电子设备使用5G无线通信模块112,则基于与5G无线通信模块收发无线信号的5G基站的信息,获取电子设备的位置。尤其,毫米波(mm Wave)频段的5G基站由于在具有覆盖范围窄的小型小区(small cell)中配置(deploy),因此有利于获取电子设备的位置。
输入装置120可以包括笔传感器1200、按键按钮123、语音输入模块124、触摸面板151a等。另一方面,输入装置120可以包括用于输入图像信号的相机模块121或图像输入部、用于输入音频信号的麦克风(microphone)152c或音频输入部、用于接收来自用户的信息的用户输入部(例如,触摸键(touch key)、机械按键(mechanical key)等)。由输入装置120收集的语音数据或图像数据可以通过分析而被处理为用户的控制指令。
相机模块121是可拍摄静止图像和视频的装置,根据一实施例,可以包括一个以上的图像传感器(例如,正面传感器或背面传感器)、透镜、图像信号处理器(ISP)或闪光灯(例如,LED或lamp等)。
传感器模块140可以包括用于感测电子设备内信息、包围电子设备的周边环境信息以及用户信息中的至少一种的一个以上的传感器。例如,传感器模块140可以包括手势传感器340a、陀螺仪传感器340b、气压传感器340c、磁传感器340d、加速度传感器340e、抓握传感器340f、接近传感器340g、颜色传感器340h(例如,RGB(red、green、blue)传感器)、生物体传感器340i、温度/湿度传感器340j、照度传感器340k或UV(ultra violet)传感器340l、光学传感器340m、霍尔传感器340n中的至少一种。另外,传感器模块140可以包括指纹识别传感器(finger scan sensor)、超声波传感器(ultrasonic sensor)、光学传感器(opticalsensor,例如,摄像头,参照121)、麦克风(microphone,参照152c)、电池电量计(batterygauge)、环境传感器(例如,气压计、湿度计、温度计、辐射监测传感器、热传感器、气体传感器等)、化学传感器(例如,电子鼻、健康护理传感器、生物体识别传感器等)中的至少一种。另一方面,本说明书提供的电子设备可以将由这些传感器中的至少两个以上的传感器感测到的信息组合使用。
输出接口150用于产生与视觉、听觉或触觉等相关的输出,其可以包括显示器151、音频模块152、触觉模块153、指示器154中的至少一种。
关于此,显示器151可以通过与触摸传感器彼此形成为层结构或一体来实现触摸屏。这种触摸屏可以作为提供电子设备100和用户之间的输入界面的用户输入部123发挥功能的同时,提供电子设备100和用户之间的输出界面。例如,显示器151可以包括液晶显示器(liquid crystal display,LCD)、发光二极管(light emitting diode,LED)显示器、有机发光二极管(organic light emitting diode,OLED)显示器、微机电系统(micro electromechanical systems,MEMS)显示器或者电子纸(electronic paper)显示器。例如,显示器151可以向用户显示各种内容(例如,文本、图像、视频、图标和/或符号等)。显示器151可以包括触摸屏,例如可以接收利用电子笔或用户的身体的一部分的触摸、手势、接近或悬停输入。
另一方面,显示器151可以包括触摸面板151a、全息装置151b以及投影机151c和/或用于控制它们的控制电路。关于此,面板可以实现为柔软、透明或可佩戴。面板可以由触摸面板151a和一个以上的模块构成。全息装置151b可以利用光的干涉将立体图像显示在虚空。投影机151c可以向屏幕投射光来显示图像。例如,屏幕可以位于电子装置100的内部或外部。
音频模块152可以构成为与接收器152a、扬声器152b以及麦克风152c联动。另一方面,触觉模块153可以将电信号转换为机械振动,并产生振动或触觉效果(例如,压力、质感)等。电子设备可以包括例如,能够处理根据DMB(digital multimedia broadcasting,数字多媒体广播)、DVB(digital video broadcasting,数字视频广播)或媒体流(media Flow)等的标准的媒体数据的移动TV支持装置(例如,GPU)。另外,指示器154可以显示电子设备100或其一部分(例如,处理器310)的特定状态,例如启动状态、消息状态或充电状态等。
可以以接口部实现的有线通信模块160发挥与连接于电子设备100的各种类型的外部设备的通路作用。这种有线通信模块160可以包括HDMI 162、USB162、连接器/端口163、光接口(optical interface)164或D-sub(D-subminiature)165。另外,有线通信模块160可以包括有线/无线耳麦端口(port)、外部充电器端口(port)、有线/无线数据端口(port)、存储卡(memory card)端口、连接具有识别模块的装置的端口(port)、音频I/O(Input/Output,输入/输出)端口(port)、视频I/O(Input/Output)端口(port)、耳机端口(port)中的至少一种。在电子设备100中,可以与连接到有线通信模块160的外部设备对应地,执行与所连接的外部设备相关的适合的控制。
另外,存储器170存储支持电子设备100的多种功能的数据。存储器170可以存储在电子设备100驱动的复数个应用程序(application program或应用(application))、用于电子设备100的动作的数据以及指令。这种应用程序中的至少一部分,可以通过无线通信从外部服务器(例如,第一服务器310或第二服务器320)下载。另外,这种应用程序中的至少一部分可以为了电子设备100的基本功能(例如,来电功能、去电功能、消息接收功能、消息发送功能)而从出厂开始存在于电子设备100上。另一方面,就应用程序而言,可以存储于存储器170、安装在电子设备100上、被处理器180驱动为执行所述电子设备的动作(或功能)。
关于此,可以将第一服务器310称作认证服务器,将第二服务器320称作内容服务器。第一服务器310和/或第二服务器320可以通过基站与电子设备接合。另一方面,与内容服务器对应的第二服务器320中的一部分可以由基站单位的移动边缘云(MEC,mobile edgecloud)330实现。因此,可以通过由移动边缘云(MEC)330实现的第二服务器320来实现分散网络,并且缩短内容传输延迟。
存储器170可以包括易失性和/或非易失性存储器。另外,存储器170可以包括内置存储器170a和外置存储器170b。例如,存储器170可以存储与电子设备100的至少一个不同的构成要素关联的指令或数据。根据一实施例,存储器170可以存储软件和/或程序240。例如,程序240可以包括内核171、中间件172、应用程序接口(API)173或应用程序(或“应用”)174等。可以将内核171、中间件172或API174的至少一部分称作操作系统(OS)。
内核171可以对执行在不同程序(例如,中间件172、应用程序接口(applicationprograming interface,API)173或应用程序174)实现的动作或功能时使用到的系统资源(例如,总线、存储器170或处理器180等)进行控制或管理。另外,内核171可以通过在中间件172、API173或应用程序174访问电子设备100的个别构成要素,来提供可控制或管理系统资源的接口。
中间件172可以发挥中介作用,以使API173或应用程序174能够通过与内核171进行通信来收发数据。另外,中间件172可以根据优先顺序处理从应用程序247接收到的一个以上的作业请求。作为一实施例,中间件172可以对应用程序174中的至少一个赋予可使用电子设备100的系统资源(例如,总线、存储器170或处理器180等)的优先顺序,并处理一个以上的作业请求。API173是用于应用程序174控制由内核171或中间件1723提供的功能的接口,例如,可以包括用于文件控制、窗口控制、图像处理或文字控制等的至少一个接口或函数(例如,指令)。
处理器180除了控制与所述应用程序关联的动作之外,通常还控制电子设备100的整体动作。处理器180处理通过上述构成要素输入或输出的信号、数据、信息等或者驱动存储于存储器170的应用程序,由此可以向用户提供适合的信息或功能或者进行处理。另外,为了驱动存储于存储器170的应用程序,处理器180可以控制在图1和图2a中示出的构成要素中的至少一部分。进一步,为了所述应用程序的驱动,处理器180可以组合电子设备100包括的构成要素中的至少两个以上并使其动作。
处理器180可以包括中央处理装置(CPU)、应用处理器(AP)、图像信号处理器(image signal processor,ISP)或通信处理器(communication processor,CP)、低功耗处理器(例如,传感器集线器)中的一种或者其以上。例如,处理器180可以执行关于电子设备100的至少一个其他构成要素的控制和/或通信的运算或数据处理。
供电部190在处理器180的控制下接收外部的电源、内部的电源并向电子设备100中包括的各个构成要素供电。这种供电部190包括电力管理模块191和电池192,电池192可以是内置电池或可更换形态的电池。电力管理模块191可以包括PMIC(power managementintegrated circuit)、充电IC或电池或燃料表。PMIC可以采用有线充电方式和/或无线充电方式。无线充电方式包括例如磁共振方式、电磁感应方式或电磁波方式等,并且还可以包括用于无线充电的附加电路,例如线圈回路、谐振电路或整流器等。电池电量计可以测量例如电池396的剩余电量、充电中的电压、电流或温度。例如,电池192可以包括充电式电池和/或太阳能电池。
外部设备100a、第一服务器310以及第二服务器320中的每一个可以是与电子设备100相同或不同类型的设备(例如,外部设备或服务器)。根据一实施例,在电子设备100执行的动作的全部或一部分可以在另一电子设备或复数个电子设备(例如,外部设备100a、第一服务器310以及第二服务器320)上执行。根据一实施例,在电子装置100需要自动或根据请求进行一些功能或服务的情况下,电子设备100可以通过向其他装置(例如,外部设备100a、第一服务器310以及第二服务器320)请求与其相关的至少一部分功能来替代自己执行功能或服务,或者向其他装置请求追加执行功能或服务。其他电子设备(例如,外部设备100a、第一服务器310以及第二服务器320)可以执行被请求的功能或追加的功能,并将其结果传递给电子装置201。电子设备100可以直接或追加处理接收到的结果并提供被请求的功能或服务。为此,可以使用例如云计算、分布式计算、客户端-服务器计算或移动边缘云(MEC)技术。
所述各个构成要素中至少一部分可以为了以下说明到的各种实施例的电子设备的动作、控制或控制方法而彼此合作并动作。另外,所述电子设备的动作、控制或控制方法可以通过驱动存储于所述存储器170的至少一个应用程序而在电子设备上实现。
参照图1,无线通信系统可以包括电子装置100、至少一个外部设备100a、第一服务器310以及第二服务器320。电子设备100可以在功能上与至少一个外部设备100a连接,并基于从至少一个外部设备100a接收到的信息来控制电子设备100的内容或功能。根据一实施例,电子设备100可以利用服务器310、320来执行认证,所述认证用于判断至少一个外部设备100是否包含或生成符合规定的标准的信息。另外,电子设备100可以基于认证结果来控制电子设备100,由此使内容显示或功能控制不同。根据一实施例,电子设备100可以通过有线通信接口或无线通信接口与至少一个外部设备100a连接并收发信息。例如,电子设备100和至少一个外部设备100a可以以近场通信(near filed communication)、充电器(charger)(例如,USB(universal serial bus)-C)、耳机插孔(ear jack)、BT(bluetooth)、WiFi(wireless fidelity)等方式收发信息。
电子设备100可以包括外部设备认证模块100-1、内容/功能/策略信息DB100-2、外部设备信息DB100-3和内容DB104中的一种以上。至少一个外部设备100a是可与电子设备100联接的辅助(assistant)机构,可以是以各种目的设计的设备,例如所述目的可以是电子设备100的使用便利性、提高外观美感、强化使用性等。至少一个外部设备100a可以与电子设备100物理接触或者非物理接触。根据一实施例,至少一个外部设备100a可以利用有线通信模块/无线通信模块而在功能上与电子设备100连接,并传送用于在电子设备100控制内容或功能的控制信息。
另一方面,第一服务器310可以包括用于与至少一个外部设备100a关联的服务的服务器或云装置,或者用于在智能家居环境下控制服务的集线器装置。第一服务器310可以包括外部设备认证模块311、内容/功能/策略信息DB312、外部设备信息DB313和电子设备/用户DB314中的一个以上。可以将第一服务器310称作认证管理服务器、认证服务器、认证关联服务器。第二服务器320可以包括用于提供服务或内容的服务器或云装置,或者用于在智能家居环境下提供服务的集线器装置。第二服务器320可以包括内容DB321、外部设备规格信息DB322、内容/功能/策略信息管理模块323和装置/用户认证/管理模块324中的一个以上。可以将第二服务器130称作内容管理服务器、内容服务器或内容关联服务器。
图2b是概略示出本说明书另一实施例的包括图像显示设备的整个无线AV系统的一例的图。
如图2b所示,本发明另一实施例的图像显示设备100与无线AV系统(或广播网络)以及互联网网络连接。例如,所述图像显示设备100是网络TV、智能TV、HBBTV等。
另一方面,图像显示设备100可以通过无线接口与无线AV系统(或广播网络)无线连接,或者通过互联网接口与互联网网络无线连接或有线连接。关于此,图像显示设备100可以构成为通过4G通信系统或5G通信系统与服务器或其他电子设备连接。作为一例,图像显示设备100有必要提供在mm Wave频段动作的5G通信服务,以高速收发大容量数据。
另一方面,图像显示设备100可以通过无线接口与图像显示设备100周边的电子设备以无线的方式收发数据,例如,机顶盒或其他电子设备。作为一例,图像显示设备100可以与配置在图像显示设备的正面或下部的机顶盒或例如移动终端的其他电子设备收发无线AV数据。
例如,图像显示设备100包括无线接口101b、节滤波器(section filter)102b、AIT(application information table)滤波器103b、应用数据处理部104b、数据处理部111b、媒体播放器106b、互联网协议处理部107b、互联网接口108b以及运行时间模块109b。
通过广播接口101b接收AIT(Application Information Table)数据、实时广播内容、应用数据以及流事件。另一方面,也可以将所述实时广播内容命名为线性AV内容(Linear A/V Content)。
节滤波器102b执行针对通过无线接口101b接收到的四种数据的节滤波,之后向AIT滤波器103b传送AIT数据,向数据处理部111b传送线性AV内容,向应用数据处理部104b传送流事件和应用数据。
另一方面,通过互联网接口108b接收非线性AV内容(Non-Linear A/V Content)和应用数据。所述非线性AV内容也可以是例如,COD(Content On Demand)应用。
非线性AV内容被传送到媒体播放器106b,应用数据被传送到运行时间模块109b。
进一步,如图2b所示,例如,所述运行时间模块109b包括应用管理器和浏览器。例如,所述应用管理器利用AIT数据来控制对于交互应用的生命周期。例如,浏览器执行显示交互应用并处理的功能。
以下,参照附图对与在mm Wave频段动作的阵列天线和具有其的电子设备相关的实施例进行说明。对于本领普通技术人员而言,本说明书可以在不脱离本说明书的精神以及必要特征的范围内具体化为其他特定的形态。
另一方面,具有设置有如图2a的4G/5G无线通信模块的一实施例的复数个天线的电子设备的具体动作和功能如下。在一实施例的5G通信系统中,5G频段可以是高于Sub6频段的频段。例如,5G频段可以是毫米波频段,但是不限于此,可以根据应用而发生变化。
图3a示出了一实施例的可在电子设备配置有复数个天线的构成的例子。参照图3a,在电子设备100的内部或正面可以配置有复数个天线1110a至1110d。关于此,复数个天线1110a至1110d可以在电子设备的内部以印刷在载体的形态实现或者与RFIC一起以片上系统(片上系统)的形态实现。另一方面,除了电子设备的内部之外,复数个天线1110a至1110d也可以配置在电子设备的正面。关于此,配置于电子设备100的正面的复数个天线1110a至1110d可以由内置于显示器的透明天线(transparent antenna)实现。
另一方面,在电子设备100的侧面可以配置有复数个天线1110S1和1110S2。关于此,可以构成为4G天线在电子设备100的侧面以导电构件形态配置,在导电构件区域形成有缝隙,复数个天线1110a至1110d通过缝隙辐射5G信号。另外,可以构成为在电子设备100的背面配置有天线1150B,从而向后辐射5G信号。
另一方面,本说明书可以在电子设备100的侧面通过复数个天线1110S1和1110S2收发至少一个以上的信号。另外,本说明书可以在电子设备100的正面和/或侧面通过复数个天线1110a至1110d、1150B、1110S1以及1110S2来收发至少一个以上的信号。电子设备可以通过复数个天线1110a至1110d、1150B、1110S1以及1110S2中的任意一个天线与基站进行通信。或者,电子设备可以通过复数个天线1110a至1110d、1150B、1110S1以及1110S2中的两个以上的天线与基站进行多输入多输出(MIMO)通信。
另一方面,图3b示出了一实施例的可在5G通信系统中动作的电子设备的无线通信部的构成。参照图3b,电子设备包括第一功率放大器1210、第二功率放大器1220以及RFIC1250。另外,电子设备还可以包括调制解调器(Modem)1400和应用处理器(AP:Application Processor)1450。在此,调制解调器(Modem)1400和应用处理器(AP)1450可以物理实现在一个芯片上,并且以逻辑和功能分开的形态实现。但是不限于此,也可以根据应用以物理分开的芯片形态实现。
另一方面,电子设备可以在接收部包括复数个低噪声放大器(LNA:Low NoiseAmplifier)410至440。在此,第一功率放大器1210、第二功率放大器1220、控制部1250以及复数个低噪声放大器1310至1340均可以在第一通信系统和第二通信系统动作。此时,第一通信系统和第二通信系统可以分别是4G通信系统和5G通信系统,但是不限于此。
如图3b所示,RFIC1250可以以4G/5G一体式构成,但是不限于此,根据应用可以以4G/5G分离式构成。在RFIC1250以4G/5G一体式构成的情况下,不仅有利于4G/5G电路之间的同步(synchronization),而且还具有能够简化基于调制解调器1400的控制信令的优点。
另一方面,在RFIC1250以4G/5G分离式构成的情况下,可以分别称作4G RFIC和5GRFIC。尤其,如5G频段以毫米波频段构成,在5G频段和4G频段的频段差异大的情况下,RFIC1250可以以4G/5G分离式构成。如上所述,在RFIC1250以4G/5G分离式构成的情况下,具有能够优化4G频段和5G频段中的每一个的RF特性的优点。
另一方面,在RFIC1250以4G/5G分离式构成的情况下,4G RFIC和5G RFIC也可以物理实现在一个芯片上而逻辑和功能分开。
另一方面,应用处理器(AP)1450构成为控制电子设备的各个构成部的动作。具体而言,应用处理器(AP)1450可以通过调制解调器1400控制电子设备的各个构成部的动作。
例如,为了电子设备的低功率运转(low power operation),可以通过功率管理IC(PMIC:Power Management IC)来控制调制解调器1400。由此,调制解调器1400可以通过RFIC1250,在低功率模式下使发送部和接收部的电力电路动作。
关于此,如果判断为电子设备处于待机模式(idle mode),则应用处理器(AP)1450可以通过调制解调器300按如下的方式控制RFIC1250。例如,如果电子设备处于待机模式(idle mode),则可以通过调制解调器300将RFIC1250控制为第一功率放大器110和第二功率放大器120中的至少一个以低功率模式动作或被关闭(off)。
根据另一实施例,如果电子设备处于low battery mode(低电量模式),则应用处理器(AP)1450可以将调制解调器300控制为提供可执行低功率通信的无线通信。例如,在电子设备连接到4G基站、5G基站以及接入点中的复数个实体的情况下,应用处理器(AP)1450可以将调制解调器1400控制为以最低的功率进行无线通信。由此,即便稍微牺牲吞吐量,应用处理器(AP)1450也可以将调制解调器1400和RFIC1250控制为仅利用近距离通信模块113来执行近距离通信。
根据又一实施例,如果电子设备的电池剩余量为临界值以上,则可以将调制解调器300控制为选择最优的无线接口。例如,应用处理器(AP)1450可以根据电池剩余量和可用无线资源信息将调制解调器1400控制为能够通过4G基站和5G基站两者接收信号。此时,应用处理器(AP)1450可以从PMIC接收电池剩余量信息,从调制解调器1400接收可用无线资源信息。由此,如果电池剩余量和可用无线资源充分,则应用处理器(AP)1450可以将调制解调器1400和RFIC1250控制为通过4G基站和5G基站两者接收信号。
另一方面,在图3b的多重收发系统(multi-transceiving system)中,可以将各个无线系统(radio System)的发送部和接收部集成为一个收发部。由此,具有能够去除在RF前端(Front-end)集成两种系统信号的电路部分的优点。
另外,由于可以用集成的收发部来控制前端部件,因此与收发系统按通信系统分开的情形相比,能够有效地集成前端部件。
另外,在按通信系统分开的情况下,虽然不能根据需要控制不同的通信系统,但是由于加重因此而引起的系统延迟(system delay),从而不能实现有效的资源分配。相反,如图2所示的多重收发系统能够根据需要控制不同的通信系统,并且最小化由此引起的系统延迟,从而具有能够有效地分配资源的优点。
另一方面,第一功率放大器1210和第二功率放大器1220可以在第一通信系统和第二通信系统中的至少一个动作。关于此,在5G通信系统在4G频段或Sub6频段动作的情况下,第一功率放大器1210和第二功率放大器1220可以在第一通信系统和第二通信系统两者动作。
相反,在5G通信系统在毫米波(mm Wave)频段动作的情况下,第一功率放大器1210和第二功率放大器1220中的任意一个可以在4G频段动作,而另一个在毫米波频段动作。
另一方面,通过集成收发部和接收部,可以利用收发兼用天线来用一个天线实现两个彼此不同的无线通信系统。此时,如图2所示,可利用四个天线来实现4x4 MIMO。此时,也可以通过下行链路(DL)进行4x4 DL MIMO。
另一方面,若5G频段为Sub6频段,则第一天线ANT1至第四天线ANT4可构成为在4G频段和5G频段均工作。相反,若5G频段为毫米波(mm Wave)频段,则第一天线ANT1至第四天线ANT4可构成为在4G频段和5G频段中的任意一个频段工作。此时,若5G频段为毫米波(mmWave)频段,则额外的复数个天线可以分别在毫米波频段构成为阵列天线。
另一方面,可以利用四个天线中连接到第一功率放大器1210和第二功率放大器1220的两个天线来实现2x2 MIMO。此时,可以通过上行链路(UL)来执行2x2 UL MIMO(2Tx)。或者,可以以1Tx或4Tx实现,而不限于2x2UL MIMO。此时,在5G通信系统实现为1Tx的情况下,仅第一功率放大器1210和第二功率放大器1220中的任意一个在5G频段中动作即可。另一方面,在5G通信系统实现为4Tx的情况下,还可以具有在5G频段动作的追加功率放大器。或者,可以从一个或两个发送路径分别分支发送信号,并将分支的发送信号连接到复数个天线。
另一方面,在与RFIC1250对应的RFIC内部内置有开关形态的分流器(Splitter)或功率分配器(power divider),由此无需在外部配置部件,从而可以改善部件组装性。具体而言,可以通过在与控制部1250对应的RFIC的内部使用SPDT(Single Pole Double Throw)形态的开关来选择两个彼此不同的通信系统的发送部(TX)。
另外,可在实施例的复数个无线通信系统中动作的电子设备还可以包括相位控制部1230、双工器(duplexer)1231、滤波器1232以及开关1233。
在如mm Wave频段的频段中,电子设备有必要使用定向波束,以确保用于与基站的通信的覆盖范围。为此,各个天线ANT1至ANT4有必要以由复数个天线元件构成的阵列天线ANT1至ANT4实现。相位控制部1230可以控制施加到各个阵列天线ANT1至ANT4的各自的天线元件的信号的相位。关于此,相位控制部1230可以控制施加到各个阵列天线ANT1至ANT4的各自的天线元件的信号的大小和相位。因此,由于相位控制部1230将信号的大小和相位全部控制,从而可以被称为功率和相位控制部230。
因此,通过控制施加到各个阵列天线ANT1至ANT4的各自的天线元件的信号的相位,可以通过各个阵列天线ANT1至ANT4独立地执行波束成形(beam-forming)。关于此,可以通过各个阵列天线ANT1至ANT4来执行多输入多输出(MIMO)。在此情况下,相位控制部1230可以将施加到各个天线元件的信号的相位控制为,各个阵列天线ANT1至ANT4朝彼此不同的方向形成波束。
双工器1231构成为使发送频段和接收频段的信号彼此分离。此时,通过第一功率放大器1210和第二功率放大器1220发送的发送频段的信号通过双工器1231的第一输出端口施加到天线ANT1、ANT4。相反,通过天线ANT1、ANT4接收到的接收频段的信号可以通过双工器1231的第二输出端口由低噪声放大器310、340接收。
滤波器1232可以构成为使发送频段或接收频段的信号通过(pass)而阻断(block)剩余的频段的信号。此时,滤波器1232可以由与双工器1231的第一输出端口连接的发送滤波器和与双工器1231的第二输出端口连接的接收滤波器构成。作为替代方案,滤波器1232可以构成为根据控制信号仅使发送频段的信号通过或者仅使接收频段的信号通过。
开关1233构成为仅传输发送信号和接收信号中的任意一种。在本说明书的一实施例中,开关1233可以以SPDT(Single Pole Double Throw,单刀双掷)形态构成,使得以时分双工(TDD:Time Division Duplex)方式分离发送信号和接收信号。此时,发送信号和接收信号可以是相同频段的信号,由此双工器1231可以以循环器(circulator)形态实现。
另一方面,在本说明书的另一实施例中,开关1233也可以应用在频分双工(FDD:Time Division Duplex)方式。此时,开关1233可以以DPDT(Double Pole Double Throw)形态构成,以能够分别连接或阻断发送信号和接收信号。另一方面,由于可以通过双工器1231来分离发送信号和接收信号,因此开关1233并不是必需的。
另一方面,根据实施例的电子设备还可以包括与控制部对应的调制解调器1400。此时,可以将RFIC1250和调制解调器1400分别称作第一控制部(或第一处理器)和第二控制部(第二处理器)。另一方面,RFIC1250和调制解调器1400可以以在物理上分开的电路实现。或者,RFIC1250和调制解调器1400可以实现为物理上在一个电路上而在逻辑或功能上区分。
调制解调器1400可以通过RFIC1250来执行对于基于彼此不同的通信系统的信号的发送和接收的控制以及信号处理。调制解调器1400可以通过从4G基站和/或5G基站接收到的控制信息(Control Information)来获取。在此,虽然可以通过物理下行链路控制信道(PDCCH:Physical Downlink Control Channel)来接收控制信息,但是不限于此。
调制解调器1400可以将RFIC1250控制为在特定时间和频率资源下通过第一通信系统和/或第二通信系统发送和/或接收信号。由此,RFIC1250可以将包括第一功率放大器1210和第二功率放大器1220的发送电路控制为,在特定时间区间发送4G信号或5G信号。另外,RFIC1250可以将包括第一低噪声放大器1310至第四低噪声放大器1340的接收电路控制为,在特定时间区间接收4G信号或5G信号。
下面,对本说明书的具有可在毫米波频段动作的阵列天线的电子设备进行说明。关于此,图4示出了一实施例的配置有复数个天线模块和复数个收发部电路模块的电子设备。参照图4,配置有复数个天线模块和复数个收发部电路模块的家电设备可以是电视机(television),但是不限于此。因此,在本说明书中,配置有复数个天线模块和复数个收发部电路模块的家电设备可以包括在毫米波频段支持通信服务的任意家电设备或显示装置。
参照图4,电子设备1000包括复数个天线模块ANT1至ANT4和复数个收发部电路模块(transceiver circuit modules)1210a至1210d。关于此,复数个收发部电路模块1210a至1210d可以与前述的收发部电路1250对应。或者,复数个收发部电路模块1210a至1210d可以是收发部电路1250的一部分构成或者是配置在天线模块和收发部电路1250之间的前端模块的一部分构成。
复数个天线模块ANT1至ANT4可以由配置有复数个天线元件的阵列天线构成。天线模块ANT1至ANT4的元件数量并不限于如图所示的2个、3个、4个等。例如,天线模块ANT1至ANT4的元件数量可以增加到2个、4个、8个、16个等。另外,天线模块ANT1至ANT4的元件的数量可以相同或不同。复数个天线模块ANT1至ANT4可以配置在显示器的彼此不同的区域。如图16所示,复数个天线模块ANT1至ANT4可以配置在显示器的上部、左侧、下部以及右侧,但是不限于这种配置结构。作为另一例子,复数个天线模块ANT1至ANT4也可以配置在显示器的左侧上部、右侧上部、左侧下部以及右侧下部。
天线模块ANT1至ANT4可以构成为在任意频段沿特定方向发送和接收信号。例如,天线模块ANT1至ANT4可以在28GHz频段、39GHz频段以及64GHz频段中的任意一个频段动作。
电子设备可以通过天线模块ANT1至ANT4中两个以上的模块来保持与彼此不同的实体连接的状态或者执行用于此的数据的发送或接收动作。关于此,与显示装置对应的电子设备可以通过第一天线模块ANT1与第一实体收发数据。另外,电子设备可以通过第二天线模块ANT2与第二实体收发数据。作为一例,电子设备可以通过第一天线模块ANT1与移动终端(mobile terminal,UE)收发数据。电子设备可以通过第二天线模块ANT2与机顶盒或如access point(接入点)的控制装置收发数据。
可以通过其他天线模块,例如第三天线模块ANT3和第四天线模块ANT4与其他实体收发数据。作为另一例子,可以通过之前经由第三天线模块ANT3和第四天线模块ANT4连接到的第一实体和第二实体中的至少一个来执行双重连接或多输入多输出(MIMO)。
另一方面,收发部电路模块1210a至1210d可以动作为在RF频段处理发送信号和接收信号。在此,RF频段可以是如前述的28GHz频段、39GHz频段以及64GHz频段的毫米频段的任意频段。另一方面,可以将收发部电路模块1210a至1210d称作RF SUB-MODULE 1210a至1210d。此时,RF SUB-MODULE 1210a至1210d的数量不限于四个,可以根据应用变更为两个以上的任意数量。
另外,RF SUB-MODULE 1210a至1210d可以具有将RF频段的信号转换为IF频段的信号或者将IF频段的信号转换为RF频段的信号的上行转换模块和下行转换模块。为此,上行转换模块和下行转换模块可以设置有可执行上行频率转换和下行频率转换的本机振荡器(LO:Local Oscillator)。
另一方面,在复数个RF SUB-MODULE 1210a至1210d中,信号可以从复数个收发部电路模块中的任意一个模块向邻近的收发部电路模块传输。由此,可以构成为所传输的信号至少一次被传递到复数个收发部电路模块1210a至1210d全部。
为此,可以追加有环结构的数据传递路径(data transfer path)。关于此,通过环结构的传送路径P2,邻近的RF SUB-MODULE 1210b、1210c可以沿两个方向(bi-direction)传输信号。
或者,可以追加有反馈结构的数据传递路径。关于此,通过反馈结构的数据传递路径,至少一个SUB-MODULE 1210c可以向剩余的SUB-MODULE1210a、1210b、1210c沿一方向(uni-direction)传递信号。
复数个RF SUB-MODULE可以包括第一RF SUB-MODULE 1210a至第四RF SUB-MODULE1210d。关于此,来自第一RF SUB-MODULE 1210a的信号可以被传递到邻近的第二RF SUB-MODULE 1210b和第四RF SUB-MODULE 1210d。另外,第二RF SUB-MODULE 1210b和第四RFSUB-MODULE 1210d可以将所述信号传递给邻近的第三RF SUB-MODULE 1210c。此时,若第二RF SUB-MODULE 1210b和第三RF SUB-MODULE 1210c之间如图4所示可以双向传送,则可以将该结构称作环结构。相反,若第二RF SUB-MODULE 1210b和第三RF SUB-MODULE 1210c之间仅能够单向传送,则可以将其称作反馈结构。另一方面,在反馈结构中向第三RF SUB-MODULE 1210c传递的信号可以是至少两个以上。
但是,不限于这种结构,根据应用,基带模块可以仅设置于第一RF sub-module1210a至第四RF sub-module 1210d中的特定模块。或者,根据应用,基带模块可以不设置于第一RF sub-module 1210a至第四RF sub-module 1210d,而作为额外的控制部,即基带处理器1400构成。作为一例,也可以构成为仅通过额外的控制部,即基带处理器1400来进行控制信号传递。
另一方面,以下,对在如图1至图2b的电子设备中,设置有如图3b和图4的无线接口的电子设备的具体构成以及功能进行说明。有必要利用电子设备之间的mm Wave频段的通信服务在电子设备之间收发数据。关于此,可以利用5G通信服务来提供无线AV(audio-video)服务。
问题点在于,在如图像显示设备的电子设备中,没有关于为了以4K以上的分辨率传递图像的提供无线接口的天线和RFIC(radio frequency integrated chip)的具体的方案。尤其,考虑到如图像显示设备的电子设备配置在建筑物的墙壁上或者配置在桌子上的状况,需要与其他电子设备收发无线AV数据。为此,有必要给出关于在图像显示设备的哪一区域配置天线和RFIC的具体构成和天线结构。
关于此,图5a示出了根据本说明书的AIP(Antenna In Package)模块结构和在柔性基板实现的天线模块结构。参照图5a(a),为了mm Wave频段通信,AIP(Antenna InPackage)模块以RFIC-PCB-天线集成式构成。如图5a(a)所示,在AIP模块中,可以在同一PCB上配置有阵列天线(array antenna),以最小化RFIC和天线之间的距离。AIP模块的天线可以通过多层(multi-layer)PCB制造工艺实现,并且可以沿PCB的垂直/侧面方向辐射信号。另一方面,可以利用贴片天线、偶极/单级天线来实现双重极化。相反,参照图5a(b),在柔性基板实现的天线模块结构可以是在FPCB的一侧区域实现阵列天线(array antenna)。
柔性基板的材料可以由COP(Cyclo Olefin Polymer,透明)、PET(polyethyleneterephthalate,透明)、PI(聚酰亚胺,Polyimide、透明/不透明)、MPI(ModifiedPolyimide,不透明)以及PPS(Polyphenylene Sulfide,不透明)中的一种实现。
另一方面,图5b是示出具有彼此不同的辐射方向的天线结构的概念图。参照图5a(a)和图5b(a),AIP模块的天线辐射方向是正面方向。关于此,配置于AIP模块的天线可以由如贴片天线的辐射元件构成。即,配置于AIP模块的天线可以是朝broadside(宽边)方向辐射的broadside antenna elements(宽边天线元件)。
关于此,broadside radiation(横向辐射)可以由朝与基板垂直方向辐射的天线实现。这种broadside antenna可以是贴片天线、反射板偶极/单级天线。在mm Wave频段中,可以将在LOS(loss of signal,信号丢失)环境下使用作为前提,天线的辐射面(radiationsurface)可以是天线的露出部位。由于mm Wave频段的传输线损失较大,因此可以在基板下端安装RFIC等电路部件。在60GHz频段的情况下,与天线大小相比因部件大小等问题可能使天线模块的露出区域增加。
相反,参照图5a(b)和图5b(b),在柔性基板实现的天线模块的辐射方向是侧面方向。关于此,在柔性基板实现的天线可以由如偶极/单级天线的辐射元件构成。即,在柔性基板实现的天线可以是end-fire antenna elements(端射天线元件)。
关于此,end-fire radiation(端射辐射)可以由在与基板平行的方向上辐射的天线实现。这种end-fire antenna可以由偶极/单级天线、八木-偶极天线、Vivaldi天线、SIWhorn(substrate integrated waveguide horn,基片集成波导喇叭)天线等实现。关于此,八木-偶极天线和Vivaldi天线具有水平极化特性。另一方面,本说明书中给出的配置于图像显示设备的天线模块中,需要一个是垂直极化天线。因此,有必要给出以垂直极化天线动作并且能够最小化天线的露出部位的天线结构。
在如图5a(a)的AIP模块配置在如图像显示设备的电子设备的下部的情况下,有必要与配置于正面方向的其他通信模块进行通信。关于此,图6是示出配置于图像显示设备的下部的复数个通信模块、该通信模块的构成和执行与配置于正面方向的其他通信模块的通信的概念图。参照图6(a),在图像显示设备100的下部可以配置有彼此不同的通信模块1100-1、1100-2。参照图6(b),配置于图像显示设备100的下部的通信模块,即天线模块1100可以与配置于正面的通信模块1100b进行通信。
因此,可以构成为在执行与配置于图像显示设备100的正面方向的通信模块1100-3的通信的情况下,AIP模块向正面方向露出。这种天线模块的配置结构可能会引起图像显示设备的外观设计变差。关于此,虽然图像显示设备与其他通信模块的通信性能也重要,但是在选择如图像显示设备的商品时,外观设计也是需要考虑的重要的要素之一。
另外,如图5a(b)的在柔性基板实现的天线模块结构可以以low-profile(低空)形状实现天线。相反,在如图5a(a)的AIP模块结构中,天线高度可能根据RFIC驱动电路、散热结构而增加。另外,在如图5a(a)的AIP模块结构中,天线高度可能根据所使用的天线类型而增加。
如前述,在可以以low-profile形状实现的柔性基板实现的天线模块1100,可以像图7一样构成。关于此,为了在mm Wave频段高速收发大容量数据,需要宽带双重极化天线。另外,为了将宽带双重极化天线应用于电子产品,有必要以具有非常低的高度的lowprofile天线结构形成。关于此,垂直极化天线由于结构特性,以low profile形成天线高度存在限制。从而,本说明书提出了适合mm Wave通信环境,并且能够实现双重极化的mm Wave频段的low profile天线结构。
关于此,本说明书公开的在柔性基板实现的天线模块具有如下的技术特征。
为了在mm Wave频段高速收发大容量数据,需要两个以上的具有正交极化(orthogonal polarization)特性的MIMO天线模块。在mm Wave频段使用阵列天线,以补偿高频段特性引起的高自由空间路径损失。
利用柔性膜(flexible film)实现的mm Wave天线的受限事项如下。从构成上难以实现,在要求较薄(slim)的结构的应用中将正交的双重极化特性的天线配置于电子设备。关于此,在以low-profile形状以贴片天线实现双重极化天线时,可能发生天线带宽问题。
因此,作为可用柔性膜材料实现的阵列天线的候选组,可以考虑八木偶极、Vivaldi、缝隙天线等。但是,八木偶极/Vivaldi天线是端射辐射特性,具有相同的极化特性。因此,本说明书给出一种缝隙阵列天线,其作为垂直极化天线可以以low-profile形状实现。
这种缝隙阵列天线是low-profile天线,可以利用柔性基板来实现。另一方面,缝隙阵列天线具有与如偶极天线的水平极化天线正交的极化特性,并且可以以较薄的形态的low-profile形状实现。另一方面,由于缝隙天线的双向(bi-directional)波束特性,因此可能需要额外的反射板或导向器以沿一个方向指定波束。但是,通过本说明书提供的天线构成的best mode,可以给出能够基于膜的柔韧性沿一个方向指定波束的垂直极化天线结构,而无需额外的反射板结构。
图7示出了一实施例的配置于图像显示设备的下部的天线模块的结构。参照图7(a),天线模块1100可以包括垂直极化天线模块1100-1和/或水平极化天线模块1100-2。关于此,可以将垂直极化天线模块1100-1和水平极化天线模块1100-2分别称作第一天线模块1100-1和第二天线模块1100-2。因此,第一天线模块1100-1和第二天线模块1100-2不限于垂直极化和水平极化。从而,第一天线模块1100-1和第二天线模块1100-2可以是辐射彼此正交的具有任意极化的信号的任意天线模块。
参照图7(b),垂直极化天线模块1100-1的垂直极化天线可以配置于柔性基板(flexible substrate,FPCB)的第一区域R1。因此,第一天线模块1100-1可以朝电子设备的正面方向辐射垂直极化信号。在将这种垂直极化天线模块应用于图像显示设备的情况下,仅与天线部相应的部分露出。因此,在柔性基板实现的天线模块结构与AIP天线模块结构相比,从图像显示设备向外部露出的区域少。关于此,在柔性基板实现的天线模块的露出部位可以是工作频率的约一个波长(one wavelength)水准。作为一例,60GHz条件下天线模块的露出的高度可以是包括结构物的盖在内约5mm水准。
另一方面,参照图7(c),水平极化天线模块1100-2的水平极化天线可以配置于第二柔性基板(FPCB2)的第一区域R1。因此,第二天线模块1100-2可以向电子设备的正面方向辐射水平极化信号。
关于此,可以通过使用第一天线模块1100-1和第二天线模块1100-2全部,与配置于周边的机顶盒和/或其他电子设备执行MIMO或双重连接(dual connectivity,DC)配置。因此,图像显示设备需要同时使用第一天线模块1100-1和第二天线模块1100-2。关于此,与移动终端不同地,图像显示设备的供配置彼此不同的天线模块的空间宽裕。因此,可以通过使用彼此不同的极化的复数个天线模块来提供MIMO和/或DC配置,而不是双馈电方式的单天线模块。通过使用彼此不同的极化的复数个天线模块来提供MIMO和/或DC配置,能够减少彼此不同的极化信号之间的干扰水准。尤其,通过使用彼此不同的类型的天线,能够进一步减少彼此不同的极化信号之间的干扰水准。
另一方面,在本说明书中,作为垂直极化天线可以使用缝隙阵列天线。关于此,图8a示出了一实施例的缝隙阵列天线结构。参照图8a,在柔性基板(flexible substrate)的正面可以形成有缝隙阵列天线1110,所述缝隙阵列天线1110配置有复数个缝隙辐射元件(slot radiating element)。另一方面,在柔性基板中除了配置有缝隙阵列天线1110的第一区域R1之外的剩余的区域,可以形成有接地图案1110g。
因此,本说明书中所示的缝隙阵列天线结构可以是coupled(耦合)馈电结构的缝隙天线。关于此,coupled馈电结构可以由传输线馈电结构+辐射体非接触馈电结构形成。缝隙阵列天线1100可以由复数个缝隙辐射元件构成,所述复数个缝隙辐射元件形成在与对应于馈电部1110f的传输线相对的接地面。关于此,在复数个缝隙辐射元件形成的电场方向可以与对应于馈电部1110f的信号线的方向一致。因此,缝隙阵列天线1100的各个缝隙辐射元件可以构成为辐射垂直极化信号(vertically polarized signal)。
参照图5至图8a,与图像显示设备对应的电子设备100可以包括显示器151和天线模块1100。显示器151形成在电子设备100的正面,并且构成为在画面显示信息。天线模块1100可以配置在电子设备的下部,并构成为向电子设备的正面辐射垂直极化信号(vertically polarized signal)。天线模块1100还可以包括第二天线模块1100-2,以向电子设备的正面辐射水平极化信号(horizontally polarized signal)。
天线模块1100可以包括缝隙阵列天线1110和馈电部(feeding portion)1110f。缝隙阵列天线1110可以在柔性基板(flexible substrate)的第一区域配置为在毫米波频段辐射垂直极化信号。如图7(b)所示,第一区域是指向朝电子设备的正面的方向的柔性基板的一部分区域。
馈电部1110f可以由传输线(transmission line)构成以向缝隙阵列天线1110的各个缝隙辐射元件施加信号。馈电部1110f配置于柔性基板的背面,来自馈电部1110f的端部的信号可以通过缝隙阵列天线1110朝柔性基板的正面方向辐射。
馈电部1110f可以以在信号线的两侧配置有接地区域的coplanar waveguide(CPW,共面波导)结构形成,以在毫米波频段降低信号损失。在CPW结构的接地区域可以配置有复数个通孔并且与配置于柔性基板的背面的接地区域电连接。馈电部1110f可以配置于从第一区域R1弯曲形成的第二区域R2和从第二区域R2弯曲形成的第三区域R3。另外,馈电部1110f的端部可以形成于第一区域并通过耦合信号向缝隙辐射元件辐射。关于此,柔性基板的第一区域R1和第三区域R3可以与电子设备的正面区域和背面区域对应。
根据另一实施例,也可以在柔性基板的背面配置有缝隙阵列天线和接地,在柔性基板的正面形成有馈电部。关于此,图8b示出了另一实施例的缝隙阵列天线结构。参照图8b,在柔性基板的背面可以形成有配置有复数个缝隙辐射元件的缝隙阵列天线1110b。另一方面,除了配置有缝隙阵列天线1110b的第一区域R1之外的剩余的区域可以形成有接地图案1110gb。
参照图5至图7以及图8b,天线模块1100可以包括缝隙阵列天线1110b和馈电部1110fb。缝隙阵列天线1110b可以在柔性基板的第一区域配置为在毫米波频段辐射垂直极化信号。如图7(b)所示,第一区域是指向朝电子设备的正面的方向的柔性基板的一部分区域。
馈电部1110f可以配置于从第一区域R1弯曲形成的第二区域R2和从第二区域R2弯曲形成的第三区域R3,以向缝隙阵列天线1110的各个缝隙辐射元件施加信号。馈电部1110f配置于柔性基板的正面,来自馈电部1110fb的端部的信号可以通过缝隙阵列天线1110b朝柔性基板的正面方向辐射。关于此,通过形成于柔性基板的背面的缝隙阵列天线1110b朝背面方向辐射信号。但是,信号在形成于第三区域R3的接地图案1110gb反射并朝正面方向辐射。
参照图5至图8b,柔性基板的第一区域R1可以在第二区域R2朝上部方向形成为与柔性基板的第三区域R3的至少一部分重叠。由此,由第一区域R1至第三区域R3形成的柔性基板可以形成为“U”形状。
通过缝隙阵列天线1100的各个缝隙辐射元件向第三区域R3辐射的背面辐射信号可以被形成于第三区域R3的金属图案,即接地图案1110g反射并向正面区域辐射。在图8b的构成中,通过缝隙阵列天线1110b的各个缝隙辐射元件向第三区域R3辐射的背面辐射信号可以被形成于第三区域R3的金属图案,即CPW结构的接地区域反射并向正面区域辐射。
另一方面,柔性基板的正面部与背面部之间的隔开距离,即柔性基板的第一区域R1与第三区域R3的隔开距离可以在信号的工作波长(operation wavelength)的规定范围内确定。关于此,图9是示出本说明书的根据天线与金属反射板之间的距离的相位变化的概念图。
参照图9(a),根据天线1110与金属反射板1110g之间的距离的相位变化可以用k×D来表示。关于此,k是介质的传播常量(propagation constant),可以用2π/λ表示。在此,l表示填充在天线1110和金属反射板1110g之间的介质内波长(wavelength)。另一方面,c是光的速度,相当于3x108m/s。F是频率,Dk是介电常量(dielectric constant),空气中的Dk=1。另一方面,金属反射板的反射系数(Γ)=-1,在此,反射系数“1”表示全反射,符号“-”表示相位180度的变化。如果从天线1110辐射的信号在金属反射板反射,则信号的相位发生180度的变化。
参照图9(b),朝天线1110的正面方向辐射的波束的增益可以取决于天线1110和金属反射板1110g之间的距离。关于此,根据天线1110和金属反射板1110g之间的距离的总相位变化的值可以用2kD+180度的值来表示。
具体而言,在天线1110和金属反射板1110g之间的距离为λ/4+nλ/2(n=0、1、2、3……)的情况下,反射信号成同相(in-phase)。因此,从金属反射板1110g反射回来的波束的相位和是(n+1)×360度,从而成同相并且波束被合成,由此正面方向增益增加。相反,在天线1110和金属反射板1110g之间的距离为nλ/2(n=1、2、3……)的情况下,反射信号成反相(out-of-phase)。因此,从金属反射板1110g反射回来的波束的相位和是180+(n+1)×360度,成反相,由此正面方向增益减少。关于根据介质的波长变化,在插入Dk(介电常量)大于1(free space,air)的电介质(天线载体)的情况下,天线1110和金属反射板1110g之间的距离可以减小。
参照图5至图9,可以将柔性基板的第一区域R1和第三区域R3之间的隔开距离确定为mm Wave频段信号的工作波长(operation wavelength)的1/4周期的规定范围内。在此,“工作波长的1/4周期”是缝隙阵列天线1110、1100b和接地图案1110g、1110gb之间的距离为λ/4+nλ/2(n=0、1、2、3……)的意思。由此,向形成有缝隙阵列天线1110、1110b的柔性基板的第三区域R3辐射的背面辐射信号和向第一区域R1辐射的正面辐射信号可以以同相(in-phase)传播。
另一方面,本说明书中公开的在柔性基板实现的天线模块除了前述的“U”形状之外还可以形成为“J”形状。关于此,图10示出了本说明书的各种形状的缝隙天线结构。关于此,在图10(a)中,缝隙天线和馈电部配置在一平面上。因此,天线波束可通过缝隙天线双向分散。因此,如果在mm Wave频段使用缝隙天线而没有额外的反射板/导向器,则天线波束可以双向分散。由此,如果图10(a)的缝隙天线结构被配置在电子设备,则可以向电子设备的正面方向和背面方向均辐射波束。
参照图10(b),可以通过使金属反射板位于缝隙天线的一侧,使天线波束朝一方向集中。另一方面,参照图10(c),可以通过使导向器(director)位于缝隙天线的一侧来使天线波束朝一方向集中。另外,参照图10(d),可以通过使金属反射板位于缝隙天线的一侧而导向器位于另一侧,来使天线波束进一步朝一方向集中。
另一方面,参照图5至图9以及图10(e),以包括第一区域R1至第三区域R3的弯曲结构形成柔性基板,馈电部1110f或与其相对的面的接地面1110g可以形成为金属反射板。因此,缝隙阵列天线1100的背面辐射信号可以因形成于柔性基板的第三区域R3的馈电部1110f周边的接地区域而反射。由此,缝隙阵列天线1100的背面辐射信号与正面辐射信号成同相信号,从而能够增加正面方向上的天线波束增益。即,本说明书中公开的“U”形状天线结构利用了如柔性基板的电介质膜的结构优点。因此,可以通过弯曲FPCB,将馈电部1110f周边的接地区域用作反射板,由此使双向特性的波束朝一个方向集中。
参照图5至图9以及图10(f),柔性基板的第一区域R1可以从第二区域R2朝下部方向形成为不与柔性基板的第三区域R3重叠。关于此,通过缝隙阵列天线的各个缝隙辐射元件向第三区域R3辐射的背面辐射信号可以被与第三区域R3分开形成于背面区域的反射板1100r反射而向第一区域R1辐射。
关于此,柔性基板的第一区域R1和反射板1100r之间的隔开距离可以被确定为在mm Wave频段信号的工作波长(operation wavelength)的1/4周期的规定范围内。在此,“工作波长的1/4周期”是缝隙阵列天线1110、1100b和接地图案1110g、1110gb之间的距离为λ/4+nλ/2(n=0、1、2、3……)的意思。由此,向形成有缝隙阵列天线1110、1110b的柔性基板的第三区域R3辐射的背面辐射信号和向第一区域R1辐射的正面辐射信号可以以同相(in-phase)传播。
另一方面,本说明书公开的天线模块构成为使水平/垂直极化天线和波束辐射方向(beam radiation direction)不同,从而能够与其他电子设备的位置和方向无关地进行通信。另外,本说明书公开的天线模块构成为使水平/垂直极化天线和波束辐射方向不同,由此也能够执行双重连接(dual connectivity,DC)和/或多输入多输出(MIMO)。
关于此,本说明书公开的天线模块1100可以构成为在与天线基板对应的柔性基板配置有复数个阵列天线。关于此,图11a至图11c示出了彼此不同的实施例的天线模块的构成。即,图11a至图11c示出了彼此不同的实施例的复数个阵列天线与RFIC模块紧固的构成。
具体而言,图11a示出了柔性基板被弯曲成辐射水平极化信号的复数个阵列天线的波束指向正面方向和下部方向的形状。图11b示出了柔性基板被弯曲成辐射垂直极化信号的复数个阵列天线的波束指向正面方向和下部方向的形状。另一方面,图11c示出了柔性基板被弯曲成辐射水平极化信号和垂直极化信号的复数个阵列天线的波束指向正面方向和下部方向的形状。
另一方面,图12a至图12c示出了图11a至图11c的天线模块通过电路基板配置在电子设备的构成。参照图12a,通过如图11a的天线模块,可以生成正面方向的第一波束B1和下部方向的第二波束B2。关于此,在支撑显示器151的框架可以配置有天线模块1100。换句话说,天线模块1100可以配置为朝向电子设备100的背面。参照图11a和图12a,可以通过被弯曲的第一区域R1a上的第一阵列天线ANT1、1110a-1来生成第一波束B1。另外,可以通过第二区域R2a上的第二阵列天线ANT2、1110a-2来生成第二波束B1。
因此,在低损耗柔性基板的单面/两面的台阶部(stepped portion),配置有以具有端射辐射特性的水平极化动作的阵列天线。关于此,以水平极化动作的阵列天线可以是透明八木(偶极或Vivaldi(锥形缝隙天线))阵列天线。另一方面,天线模块可以配置在沿弯曲线弯曲成直角且与正面垂直的第一面和与正面平行的第二面。配置在第一面的天线表现出正面指向性,配置在第二面的天线表现出下部指向性,第一阵列天线和第二阵列天线构成为水平极化阵列天线模块。
参照图12b,通过如图11b的天线模块,可以生成正面方向的第一波束B1和下部方向的第二波束B2。关于此,在支撑显示器151的框架可以配置有天线模块1100。换句话说,天线模块1100可以配置为朝向电子设备100的背面。参照图11b和图12b,通过弯曲的第一区域R1a上的第一阵列天线ANT1、1110b-1,可以生成第一波束B1。另外,通过第二区域R2a上的第二阵列天线ANT2、1110b-2,可以生成第二波束B2。
因此,在低损耗柔性基板的单面/两面的台阶部(stepped portion)配置有以具有宽边辐射特性的垂直极化动作的阵列天线。关于此,以垂直极化动作的阵列天线可以是透明缝隙阵列天线(或贴片阵列天线)。另一方面,可以构成为沿第一弯曲线弯曲90度之后沿第二弯曲线弯曲-90度而形成有与正面垂直的第一面和与正面平行的第二面的三维天线模块。配置于第一面的阵列天线可以由表现出正面指向性的垂直极化阵列天线模块构成,配置于第二面的阵列天线可以由表现出下部指向性的垂直极化阵列天线模块构成。
参照图12c,通过如图11c的天线模块,可以生成正面方向的第一波束B1和下部方向的第二波束B2。关于此,在支撑显示器151的框架可以配置有天线模块1100。换句话说,天线模块1100可以配置为朝向电子设备100的背面。参照图11c和图12c,通过被弯曲的第一区域R1a上的第一阵列天线ANT1、1110b-1,可以生成第一波束B1。另外,通过被弯曲的第二区域R2a上的第二阵列天线ANT2、1110b-2,可以生成第二波束B2。
因此,在低损耗柔性基板的单面/两面的台阶部(stepped portion)配置有以具有端射辐射特性的水平极化动作的阵列天线和以具有宽边辐射特性的垂直极化动作的阵列天线。可以构成三维天线模块,所述三维天线模块通过沿第一弯曲线弯曲90度之后沿第二弯曲线弯曲-90度而形成有与正面垂直的第一面和与正面平行的第二面,通过沿第三弯曲线弯曲-90度而形成有与正面平行的第三面和与正面垂直的第四面。配置于第一面的天线表现出正面指向性垂直极化特性,配置于第二面的天线具有下部指向垂直极化特性。另外,配置于第三面的天线表现出正面指向性水平极化特性,配置于第四面的天线表现出下部指向性特性。因此,可以提供将正面和下部同时覆盖的同时支持垂直极化和水平极化的天线模块。
通过如图5至图12c的本说明书公开的天线模块将要解决的本发明的目的如下。
可以提供一种考虑到直线前进性较强的毫米波频段的特性,为了提高收发覆盖范围,能够实现各种方向上的天线指向性的阵列天线模块。
可以提供一种不受被安装的设备的空间和设计限制的超薄型、low-profile(低空)天线结构。
可以实现一种高容量数据传送用宽带天线技术和用于增加throughput(吞吐量)的正交极化(垂直/水平)MIMO天线。
可以提供一种共同使用包括RFIC的RF模块且仅通过更换天线和馈电线而具有垂直/水平/垂直和水平极化以及各种辐射方向的天线模块。
参照图5至图12c,电子设备100可以包括显示器151和天线模块1100。显示器151形成于电子设备的正面,并且在画面显示信息。天线模块1100可以配置于电子设备的侧面或所述显示器,并且构成为朝电子设备的正面或侧面方向辐射特定方向的极化信号(polarized signal)。
天线模块1100可以包括第一阵列天线ANT1和第二阵列天线ANT2。
第一阵列天线ANT1可以在柔性基板(flexible substrate)的第一区域配置为辐射毫米波频段的信号,并且构成为朝第一方向形成波束。另一方面,第二阵列天线ANT2可以配置在与第一区域邻近的第二区域,并且构成为朝第二方向形成波束。柔性基板的第一区域可以相对于第二区域弯曲规定角度而形成。
参照图11a至图12c,本说明书的天线模块可以构成为能够在难以确保空间的电子设备的非导电性材质表面安装天线。另一方面,天线模块在一个柔性基板上实现,并且沿一个或其以上的线弯曲(bend)而形成。由此,天线模块可以实现为具有随着弯曲面的方向和天线的辐射模式而扩张的覆盖范围的水平/垂直/水平以及垂直极化天线模块。另外,天线模块可以利用易弯曲的柔性基板的特性而在基板的各自不同的弯曲面配置天线,由此实现朝前、后、侧面的天线的指向性。
通过如前述的本说明书公开的天线模块,可以实现如下的技术效果,但是技术效果不限于此。本说明书的天线模块可以向正面、背面以及侧面扩张覆盖范围,同时可以实现为水平/垂直双重极化,由此收发性能能够得到提高。另一方面,由于天线模块的天线元件透明并且配置在随着设备形状而弯曲的区域,因此能够安装在设备的非导电性材质表面(玻璃、电介质盖等),从而能够最小化外观变化。另外,由于可以将天线单独制作在柔性基板并与其他模块紧固,因此可以根据应用对天线进行各种变更并实现。
为了实现前述的目的、技术特征以及技术效果,本说明书公开的天线模块可以如图11a至图12c构成。
另一方面,参照图11a和图12a,第一阵列天线ANT1、1100a-1可以配置于第一区域R1a,并且形成具有水平极化的第一方向(正面方向)的第一波束。第二阵列天线ANT2、1100a-2可以配置于第二区域R2a,并且形成具有水平极化的第二方向(下部方向)的第二波束。
第一阵列天线ANT1、1100a-1和第二阵列天线ANT2、1100a-2的辐射元件是天线元件可以是朝与柔性基板平行的方向形成天线波束的端射辐射元件(end-fire radiatingelement)。端射辐射元件可以是偶极/单级天线、八木-偶极/单级天线,但是不限于此。如前述,第一阵列天线ANT1、1100a-1和第二阵列天线ANT2、1100a-2可以以水平极化动作。
配置于第一区域R1a的第一馈电部F1a配置在以规定角度弯曲的区域(bendedregion),配置于第一区域R1a的第一阵列天线ANT1、1100a-1可以朝正面方向形成波束。另一方面,配置于第二区域R2a的第二馈电部F2a可以与配置于第二区域R2a的第二阵列天线ANT2、1100a-2连接,第二阵列天线ANT2、1100a-2可以朝下部方向形成波束。
另一方面,天线模块1100还可以包括第三阵列天线ANT3、1100a-3和第四阵列天线ANT4、1100a-4。第三阵列天线ANT3、1100a-3可以配置于柔性基板的第一区域R1a,并且形成具有水平极化的第一方向(正面方向)的第三波束。第四阵列天线ANT4、1100a-4可以配置于第二区域R2a并且形成具有水平极化的第二方向(下部方向)的第四波束。
第三阵列天线ANT3、1100a-3和第四阵列天线ANT4、1100a-4的辐射元件是天线元件可以是朝与柔性基板平行的方向形成天线波束的端射辐射元件。端射辐射元件可以是偶极/单级天线、八木-偶极/单级天线,但是不限于此。如前述,第三阵列天线ANT3、1100a-3和第四阵列天线ANT4、1100a-4可以以水平极化动作。
第三阵列天线ANT3、1100a-3和第四阵列天线ANT4、1100a-4可以配置为相对于RFIC模块1250的中心与第一阵列天线ANT1、1100a-1和第二阵列天线ANT2、1100a-2对称的形态。
可以通过第一阵列天线ANT1、1100a-1和第二阵列天线ANT2、1100a-2与周边设备执行多输入多输出(MIMO)。或者,可以通过第三阵列天线ANT3、1100a-3和第四阵列天线ANT4、1100a-4与周边设备执行多输入多输出(MIMO)。作为一例,如果第一阵列天线ANT1、1100a-1和第二阵列天线ANT2、1100a-2发送信号,则第三阵列天线ANT3、1100a-3和第四阵列天线ANT4、1100a-4可以接收信号。作为另一例子,如果第一阵列天线ANT1、1100a-1和第二阵列天线ANT2、1100a-2接收信号,则第三阵列天线ANT3、1100a-3和第四阵列天线ANT4、1100a-4可以发送信号。关于此,RFIC模块1250可以被控制为在发送信号的期间不接收信号。
另一方面,可以通过复数个阵列天线与复数个周边电子设备保持连接状态。关于此,可以利用指向正面方向的波束与第一设备保持连接状态,利用指向下部方向的波束与第二设备保持连接状态。作为一例,可以通过第一阵列天线ANT1、1100a-1或第三阵列天线ANT3、1100a-3与第一设备进行通信。可以通过第二阵列天线ANT2、1100a-2或第四阵列天线ANT4、1100a-4与第二设备进行通信。
另一方面,可以通过复数个阵列天线与复数个周边电子设备保持连接状态的同时与各个电子设备执行多输入多输出(MIMO)。作为一例,可以通过第一阵列天线ANT1、1100a-1和第三阵列天线ANT3、1100a-3与第一设备执行MIMO。另外,可以通过第二阵列天线ANT2、1100a-2和第四阵列天线ANT4、1100a-4与第二设备执行MIMO。
关于双重连接(dual connectivity,DC)+MIMO动作,周边电子设备也可以形成复数个彼此不同的方向的天线波束。因此,电子设备可以通过彼此不同的方向的天线波束与第一设备执行DC+MIMO动作。另外,电子设备可以通过彼此不同的方向的天线波束与第二设备执行DC+MIMO动作。作为一例,可以通过第一阵列天线ANT1、1100a-1和第二阵列天线ANT2、1100a-2与第一设备执行MIMO的同时,通过第三阵列天线ANT3、1100a-3和第四阵列天线ANT4、1100a-4与第二设备执行MIMO。作为另一例子,可以为了提高MIMO流之间的隔开度而改变阵列天线构成。关于此,可以通过第一阵列天线ANT1、1100a-1和第四阵列天线ANT4、1100a-4与第一设备执行MIMO的同时通过第二阵列天线ANT2、1100a-2和第三阵列天线ANT3、1100a-3与第二设备执行MIMO。
参照图11b,第一阵列天线ANT1、1100b-1可以配置于第一区域R1b,并且形成具有垂直极化的第一方向(正面方向)的第一波束。第二阵列天线ANT2、1100b-2可以配置于第二区域R2b并且形成具有垂直极化的第二方向(下部方向)的第二波束。
第一阵列天线ANT1、1100b-1和第二阵列天线ANT2、1100b-2的辐射元件是天线元件可以是朝与柔性基板垂直的方向形成天线波束的宽边辐射元件(broadside radiatingelement)。宽边辐射元件可以是缝隙辐射元件,但是不限于此。如前述,第一阵列天线ANT1、1100a-1和第二阵列天线ANT2、1100a-2可以以垂直极化动作。
配置于第一区域R1b的第一馈电部F1a配置在以规定角度弯曲的区域(bendedregion),配置于第一区域R1b的第一阵列天线ANT1、1100b-1可以朝正面方向形成波束。另一方面,配置于第二区域R2a的第二馈电部F2b可以与配置在第二区域R2b的第二阵列天线ANT2、1100b-2连接,第二阵列天线ANT2、1100a-2可以朝下部方向形成波束。
关于此,第一区域R1b和第二区域R2b可以相对于柔性基板分别以彼此不同的规定角度弯曲而形成。具体而言,配置于第一区域R1b的第一馈电部F1b可以配置在实质上弯曲两次90度的区域(bended region)。配置于第二区域R2b的第二馈电部F2b可以配置在实质上弯曲90度的区域(bended region)。
第三阵列天线ANT3、1100b-3和第四阵列天线ANT4、1100b-4可以配置为相对于RFIC模块1250的中心与第一阵列天线ANT1、1100b-1和第二阵列天线ANT2、1100b-2对称的形态。
可以通过第一阵列天线ANT1、1100b-1和第二阵列天线ANT2、1100b-2与周边设备执行多输入多输出(MIMO)。或者,可以通过第三阵列天线ANT3、1100b-3和第四阵列天线ANT4、1100b-4与周边设备执行多输入多输出(MIMO)。作为一例,如果第一阵列天线ANT1、1100b-1和第二阵列天线ANT2、1100b-2发送信号,则第三阵列天线ANT3、1100b-3和第四阵列天线ANT4、1100b-4可以接收信号。作为另一例子,如果第一阵列天线ANT1、1100b-1和第二阵列天线ANT2、1100b-2接收信号,则第三阵列天线ANT3、1100b-3和第四阵列天线ANT4、1100b-4可以发送信号。关于此,RFIC模块1250可以被控制为在发送信号的期间不接收信号。
另一方面,可以通过复数个阵列天线与复数个周边电子设备保持连接状态。关于此,可以利用指向正面方向的波束与第一设备保持连接状态,利用指向下部方向的波束与第二设备保持连接状态。作为一例,可以通过第一阵列天线ANT1、1100b-1或第三阵列天线ANT3、1100b-3与第一设备进行通信。可以通过第二阵列天线ANT2、1100b-2或第四阵列天线ANT4、1100b-4与第二设备进行通信。
另一方面,可以通过复数个阵列天线与复数个周边电子设备保持连接状态的同时与各个电子设备执行多输入多输出(MIMO)。作为一例,可以通过第一阵列天线ANT1、1100b-1和第三阵列天线ANT3、1100b-3与第一设备执行MIMO。另外,可以通过第二阵列天线ANT2、1100b-2和第四阵列天线ANT4、1100b-4与第二设备执行MIMO。
关于双重连接(dual connectivity,DC)+MIMO动作,周边电子设备也可以形成复数个彼此不同的方向的天线波束。因此,电子设备可以通过彼此不同的方向的天线波束与第一设备执行DC+MIMO动作。另外,电子设备可以通过彼此不同的方向的天线波束与第二设备执行DC+MIMO动作。作为一例,可以通过第一阵列天线ANT1、1100b-1和第二阵列天线ANT2、1100b-2与第一设备执行MIMO的同时通过第三阵列天线ANT3、1100b-3和第四阵列天线ANT4、1100b-4与第二设备执行MIMO。作为另一例子,为了提高MIMO流之间的隔开度而改变阵列天线构成。关于此,可以通过第一阵列天线ANT1、1100b-1和第四阵列天线ANT4、1100b-4与第一设备执行MIMO的同时通过第二阵列天线ANT2、1100b-2和第三阵列天线ANT3、1100b-3与第二设备执行MIMO。
参照图11c,第一阵列天线ANT1、1110c-1可以配置于第一区域R1c并且形成具有水平极化的第一方向(正面方向)的第一波束。第二阵列天线ANT2、1110c-2可以配置于第二区域R2c并且形成具有垂直极化的第一方向(正面方向)的第二波束。即,第一阵列天线ANT1、1110c-1和第二阵列天线ANT2、1110c-2可以分别以水平极化和垂直极化动作。
关于此,第一阵列天线ANT1、1110c-1的天线元件可以是端射辐射元件。另外,第二阵列天线ANT2、1110c-2可以是宽边辐射元件。作为一例,第一阵列天线ANT1、1110c-1的天线元件可以是偶极辐射元件,第二阵列天线ANT2、1110c-2的天线元件可以是缝隙辐射元件。
配置于第一区域R1c的第一馈电部F1c可以配置在以规定角度弯曲的区域(bendedregion),配置于第一区域R1c的第一阵列天线ANT1、1110c-1可以朝正面方向形成波束。另一方面,配置于第二区域R2a的第二馈电部F2c可以与配置在第二区域R2c第二阵列天线ANT2、1110c-2连接,第二阵列天线ANT2、1110c-2可以朝下部方向形成波束。
关于此,第一区域R1b和第二区域R2b可以相对于柔性基板分别以彼此不同的规定角度弯曲而形成。具体而言,配置于第一区域R1c的第一馈电部F1c可以配置在实质上弯曲90度的区域(bended region)。配置于第二区域R2b的第二馈电部F2b可以配置在实质上弯曲两次90度的区域(bended region)。
天线模块1000还可以包括与第一阵列天线ANT1、1110c-1邻近配置的第三阵列天线ANT3、1110c-3和与第二阵列天线ANT2、1110c-2邻近配置的第四阵列天线ANT4、1110c-4。即,第三阵列天线ANT3、1110c-3和第四阵列天线ANT4、1110c-4可以分别以水平极化以及垂直极化动作。
第三阵列天线ANT3、1110c-3可以配置于第三区域R3c,并且形成具有水平极化的第二方向(下部方向)的第三波束。第四阵列天线ANT4、1110c-4可以配置于第四区域R4c并且形成具有垂直极化的第二方向(下部方向)的第四波束。关于此,第一阵列天线ANT1、1110c-1和第二阵列天线ANT2、1110c-2可以朝正面方向形成波束。相反,第三阵列天线ANT3、1110c-3和第四阵列天线ANT4、1110c-4可以朝下部方向形成波束。
另一方面,第三阵列天线ANT3、1110c-3的天线元件可以是端射辐射元件。另外,第四阵列天线ANT4、1110c-4可以是宽边辐射元件。作为一例,第三阵列天线ANT3、1110c-3的天线元件可以是偶极辐射元件,第四阵列天线ANT4、1110c-4的天线元件可以是缝隙辐射元件。
配置于第三区域R3c且与第三馈电部F3c连接的第三阵列天线ANT3、1110c-3可以朝下部方向形成波束。另一方面,配置于第四区域R4c的第四馈电部F4c可以与配置在第四区域R4c的第四阵列天线ANT4、1110c-4连接,第四阵列天线ANT4、1110c-4可以朝下部方向形成波束。
关于此,第三区域R3c可以形成为相对于柔性基板没有弯曲。相反,第四区域R4c可以形成为相对于柔性基板以规定角度弯曲。具体而言,配置于第四区域R4c的第四馈电部F4c可以配置在实质上弯曲90度的区域(bended region)。
关于图11c的天线构成,第一阵列天线ANT1、1110c-1和第二阵列天线ANT2、1110c-2可以朝正面方向形成波束。相反,第三阵列天线ANT3、1110c-3和第四阵列天线ANT4、1110c-4可以朝下部方向形成波束。
关于图11c的柔性基板的弯曲结构,第一阵列天线ANT1、1110c-1和第四阵列天线ANT4、1110c-4可以配置在实质上弯曲90度的区域(bended region)。另一方面,第二阵列天线ANT2、1110c-2可以配置在从配置有第一阵列天线ANT1、1110c-1的区域实质上再弯曲90度的区域。
通过第一阵列天线ANT1、1110c-1和第二阵列天线ANT2、1110c-2,可以与周边设备执行多输入多输出(MIMO)。或者,通过第三阵列天线ANT3、1110c-3和第四阵列天线ANT4、1110c-4,可以与周边设备执行多输入多输出(MIMO)。
另一方面,可以通过复数个阵列天线与复数个周边电子设备保持连接状态。关于此,可以利用指向正面方向的波束与第一设备保持连接状态,可以利用指向下部方向的波束与第二设备保持连接状态。作为一例,可以通过第一阵列天线ANT1、1110c-1或第二阵列天线ANT2、1110c-2与第一设备执行通信。可以通过第三阵列天线ANT3、1110c-3或第四阵列天线ANT4、1110c-4与第二设备执行通信。
另一方面,可以通过复数个阵列天线与复数个周边电子设备保持连接状态的同时与各个电子设备执行多输入多输出(MIMO)。作为一例,可以通过第一阵列天线ANT1、1110c-1和第二阵列天线ANT2、1110c-2与第一设备执行MIMO。另外,可以通过第三阵列天线ANT3、1110c-3和第四阵列天线ANT4、1110c-4与第二设备执行MIMO。
关于双重连接(dual connectivity,DC)+MIMO动作,周边电子设备也可以形成复数个彼此不同的方向的天线波束。因此,电子设备可以通过彼此不同的方向的天线波束与第一设备执行DC+MIMO动作。另外,电子设备可以通过彼此不同的方向的天线波束与第二设备执行DC+MIMO动作。作为一例,可以通过第一阵列天线ANT1、1110c-1和第三阵列天线ANT3、1110c-3与第一设备执行MIMO的同时通过第二阵列天线ANT2、1110c-2和第四阵列天线ANT4、1100b-4与第二设备执行MIMO。
作为另一例子,可以为了提高MIMO流之间的隔开度而改变阵列天线构成。关于此,可以通过第一阵列天线ANT1、1100b-1和第四阵列天线ANT4、1100b-4与第一设备执行MIMO的同时通过第二阵列天线ANT2、1100b-2和第三阵列天线ANT3、1100b-3与第二设备执行MIMO。如果通过第一阵列天线ANT1、1100b-1和第四阵列天线ANT4、1100b-4执行MIMO,则波束指向方向和极化均不同,因此MIMO流之间的隔开度得到提高。另外,如果通过第二阵列天线ANT2、1100b-2和第三阵列天线ANT3、1100b-3执行MIMO,则波束指向方向和极化均不同,因此MIMO流之间的隔开度得到提高。
对于如前述可由如图11a至图11c的各种构成实现的天线模块1100,要求保护的事项如下,但是不限于此。
1)一种水平/垂直/水平以及垂直极化天线模块,在一个柔性基板上实现,具有根据沿一个或其以上的线弯曲而形成的弯曲面(bended surface)的方向和天线的辐射模式而扩张的覆盖范围。
2)一种水平极化天线模块,配置于相对于正面平行的第一弯曲面而具有正面指向性,配置于与正面垂直的第二弯曲面而具有下部指向性。
3)一种垂直极化天线模块,配置于相对于正面垂直的第一弯曲面而具有正面指向性,配置于与正面平行的第二弯曲面而具有下部指向性,
4)一种天线模块,包括配置于相对于正面垂直的第一弯曲面而具有正面指向性的垂直极化阵列天线、配置于与正面平行的第二弯曲面而具有正面指向性的水平极化阵列天线、配置于第二弯曲面而具有下部指向性的垂直极化阵列天线以及配置于相对于正面垂直的第三弯曲面而具有下部指向性的水平极化阵列天线,由此能够同时覆盖正面和下部并且同时支持垂直极化和水平极化。
5)一种阵列天线模块,同一平面的一部分弯曲90度,一部分弯曲-90度,由此能够实现前方指向性和后方指向性。
6)一种阵列天线模块,能够根据弯曲线的方向来实现左、右侧面指向。
另一方面,本说明书公开的天线模块1100可以可操作地与收发部电路(transceiver circuit)1250和处理器1400结合。关于此,天线模块1100可以以复数个天线模块配置于电子设备的彼此不同的区域。另一方面,收发部电路的一部分构成和处理器可以配置在图像显示设备的内部。关于此,图13示出了一实施例的复数个天线模块和处理器的构成。
参照图13,在电子设备的彼此不同的区域可以配置有第一天线模块1100-1至第三天线模块1100-3。关于此,天线模块的配置位置和数量不限于图13,可以根据应用而不同地变更。另一方面,图13的各个天线模块可以由彼此不同的类型的阵列天线,即具有end-fire辐射特性的第一类阵列天线和具有broad-side辐射特性的第二阵列天线构成,但是不限于此。作为一例,也可以由如图11a和图11b的相同类型的阵列天线构成。关于此,各个天线模块内的辐射元件不限于贴片天线和偶极/单级天线。在此情况下,各个天线模块内的辐射元件也可以由缝隙辐射元件、八木天线或Vivaldi天线实现。
通过第一天线模块1100-1,可以生成正面方向的第一波束B1和下部方向的第二波束B2。另一方面,通过第二天线模块1100-2,可以形成背面方向的第二波束B2和下部方向的第四波束B2。另外,通过第三天线模块1100-3,可以生成正面方向的第五波束B5和上部方向的第六波束B6。但是,不限于这种天线配置构成和波束的数量,可根据应用而不同地变更。作为一例,第二天线模块1100-2或第三天线模块1100-3也可以在电子设备的正面的显示区域以透明电极形态的阵列天线构成,而不是在电子设备的背面。另外,也可以由两个以上,例如四个阵列天线构成一个天线模块,如图11a至图11c形成四个波束。
参照图5至图13,电子设备100还可以包括收发部电路1250和处理器1400。收发部电路1250可以可操作地与天线模块1100结合。处理器1400可以可操作地与收发部电路1250结合并控制收发部电路1250。关于此,处理器1400可以是基带处理器(basebandprocesor)。但是,处理器1400不限于此,可以是控制收发部电路1250的任意处理器。
另一方面,如图13所示,可以构成为处理器1400控制第一天线模块1100-1至第三天线模块1100-3各自的收发部电路1250。但是,不限于这种构成,也可以如图14a和图14b所示构成为一个处理器控制一个收发部电路1250。
参照图11a至图13,收发部电路1250可以分别通过第一馈电部和第二馈电部可操作地与第一阵列天线ANT1和第二阵列天线ANT2结合。处理器1400可以可操作地与收发部电路1250结合并控制收发部电路1250。关于此,如果第一阵列天线ANT1和第二阵列天线ANT2生成彼此不同的极化信号,则处理器1400可以将收发部电路1250控制为通过第一阵列天线ANT1和第二阵列天线ANT2执行多输入多输出(MIMO)。参照图11c,通过具有彼此不同极化的天线模块,可以执行多输入多输出(MIMO)或双重连接。
另一方面,收发部电路1250可以可操作地与第一阵列天线ANT1至第四阵列天线ANT4结合。处理器1400可以将收发部电路1250控制为,通过第一阵列天线ANT1或第三阵列天线ANT3收发信号的同时通过第二阵列天线ANT2或第四阵列天线ANT4收发信号。关于此,参照图11a和图11b,可以通过具有相同极化的天线模块来收发信号,可以通过具有不同极化的天线模块来执行多输入多输出(MIMO)双重连接。
另一方面,本说明书公开的天线模块可以配置于柔性基板的彼此不同的区域,例如正面和侧面。关于此,图14a和图14b示出了各种实施例的配置于柔性基板的天线模块和RFIC模块的构成。
参照图14a,具有相同极化的阵列天线可以配置于柔性基板的正面(frontsurface)。参照图14b,具有彼此不同的极化的阵列天线可以配置于柔性基板的正面(frontsurface)和侧面(side surface)。
参照图14a,第一阵列天线ANT1和第二阵列天线ANT2均配置在柔性基板的正面,可以形成具有水平极化的第一波束和第二波束。第一阵列天线ANT1和第二阵列天线ANT2可以配置于柔性基板的正面端部区域(front surface end portion region)。通过使柔性基板的正面端部位置不同,可以使配置第一阵列天线ANT1和第二阵列天线ANT2的位置在一轴上偏离。另一方面,第一阵列天线ANT1和第二阵列天线ANT2各自的天线元件数量和位置可以根据设备环境和RFIC的收发端构成而发生变化。处理器1400可以将收发部电路1250控制为,通过第一阵列天线ANT1和第二阵列天线ANT2中的任意一个发送信号,通过另一个接收信号。
参照图14a和图14b,天线模块1100还可以包括第三阵列天线ANT3和第四天线模块ANT4。第三阵列天线ANT3和第四天线模块ANT4可以配置于柔性基板的侧面,并且形成具有垂直极化的第三波束和第四波束。第三阵列天线ANT3和第四天线模块ANT4可以配置于柔性基板的侧面端部区域(side portion end portion region)。配置于侧面的垂直极化天线是与配置于正面的水平极化天线相比将各个天线元件正交配置的天线。另外,如果将配置于侧面的垂直极化天线弯曲实质上约90度程度,则可以以正面指向性天线动作。另外,如果将配置于正面的水平极化天线也弯曲实质上约90度程度,则也可以以正面指向性天线动作。
因此,通过在柔性基板的正面和侧面区域配置相同类型的天线,可以以水平/垂直双重极化天线模块扩张。关于此,第一阵列天线ANT1至第四阵列天线ANT4可以由如偶极或单级元件的端射辐射元件构成。另一方面,处理器1400可以将收发部电路1250控制为,通过第一阵列天线ANT1以及第二阵列天线ANT2中的一个和第三阵列天线ANT3以及第四阵列天线ANT4中的一个来执行多输入多输出(MIMO)或双重连接。
可以将收发部电路1250控制为,通过一个发送信号而通过另一个接收信号。
如前述,本说明书公开的天线模块1100由复数个天线模块构成,为了控制复数个天线模块,收发部电路和处理器可以可操作地结合。关于此,图15示出了本说明书的可在柔性基板实现的复数个天线模块、收发部电路以及处理器的构成。
参照图5至图15,电子设备100可以包括天线模块1100、收发部电路1250以及处理器1400。收发部电路1250可以可操作地与天线模块1100结合。处理器1400可以可操作地与收发部电路1250结合并控制收发部电路1250。关于此,处理器1400可以是基带处理器(baseband procesor)。但是,处理器1400不限于此,可以是控制收发部电路1250的任意处理器。
天线模块1100可以包括第一天线模块1100-1和第二天线模块1100-2。第一天线模块1100-1可以包括由复数个缝隙辐射元件构成的缝隙阵列天线1110和第一馈电部1110f,以朝电子设备的正面方向辐射垂直极化信号。另一方面,第二天线模块1100-2包括由复数个辐射元件构成的阵列天线1120和第二馈电部1120f,以朝电子设备的正面方向辐射水平极化信号。
关于此,参照图11c和图15,第一天线模块1100-1和第二天线模块1100-2可以与第一阵列天线ANT1、1110c-1和第二阵列天线ANT2、1110c-2对应,但是不限于此。处理器1400可以将收发部电路1250控制为,第一天线模块1100-1和第二天线模块1100-2以相同或彼此不同的波束收发信号。关于此,在电子设备与周边的机顶盒或其他电子设备执行MIMO的情况下,可以以相同的波束收发信号。或者,在电子设备与周边的机顶盒和其他电子设备同时进行通信的DC动作的情况下,可以以彼此不同的波束收发信号。但是,即便在电子设备与一个周边设备执行MIMO的情况下,也可以以彼此不同的波束收发信号。
处理器1400可以将收发部电路1250控制为,通过控制施加到第一天线模块1100-1的各个缝隙辐射元件的信号的相位,波束成形垂直极化信号。另外,处理器1400可以将收发部电路1250控制为,通过控制施加到第二天线模块1100-2的各个辐射元件的信号的相位,波束成形水平极化信号。
如前述,处理器1400可以利用第一天线模块1100-1和第二天线模块1100-2与其他电子设备执行多输入多输出(MIMO)。关于此,处理器1400可以将收发部电路1250控制为,通过第一天线模块1100-1生成垂直极化信号的同时通过第二天线模块1100-2生成水平极化信号,并与其他电子设备执行多输入多输出(MIMO)。
另外,处理器1400可以利用第一天线模块1100-1和第二天线模块1100-2来执行波束成形,并执行多输入多输出(MIMO)。关于此,处理器1400可以通过第一天线模块1100-1来执行对于垂直极化信号的波束成形的同时通过第二天线模块1100-2来执行对于水平极化信号的波束成形。另一方面,处理器1400可以将收发部电路1250控制为,从其他电子设备接收在第一方向上形成的垂直极化信号和在第二方向上形成的水平极化信号,或者向其他电子设备发送在第一方向上形成的垂直极化信号和在第二方向上形成的水平极化信号。
另外,处理器1400也可以利用第一天线模块1100-1和第二天线模块1100-2来收发其他频段的信号,并执行载波聚合(carrier aggregation,CA)。关于此,处理器1400可以将收发部电路1250控制为,通过第一天线模块1100-1来发送第一频段的垂直极化信号,并且通过第二天线模块1100-2来发送第二频段的水平极化信号。另外,处理器1400可以将收发部电路1250控制为,通过第一天线模块1100-1来接收第一频段的垂直极化信号,并且通过第二天线模块1100-2来接收第二频段的水平极化信号。关于此,第一频段的垂直极化信号和第二频段的水平极化信号可以分别是mm Wave频段的彼此不同的频段的信号。
对于本领域的技术人员而言,在不脱离本说明书的思想和范围内可以明确理解关于本说明书中所示的垂直/水平极化天线和控制其的电子设备的前述实施例的各种变更和修改。因此,应当理解为,对于实施例的各种变更和修改属于权利要求书的保护范围。
以上,对本说明书一实施方式的设置有天线模块1100的电子设备100进行了说明。以下,对本说明书的另一实施方式的设置于电子设备100的天线模块1100进行说明。关于此,对于前述的设置有天线模块1100的电子设备100的说明可以用于以下的天线模块1100。
关于此,参照图1至图15,天线模块1100可以包括第一阵列天线ANT1和第二阵列天线ANT2。另外,也可以构成为天线模块1100包括收发部电路1250。关于此,天线模块1100可以构成为包括收发部电路1250中的一部分,以直接控制阵列天线。在此情况下,电子设备可以包括收发部电路1250的剩余的构成和处理器1400。作为另一例子,可以构成为天线模块1100包括收发部电路1250和处理器1400的一部分构成,以直接控制阵列天线。在此情况下,电子设备可以包括处理器1400的剩余的构成。
第一阵列天线ANT1可以在柔性基板(flexible substrate)的第一区域配置为辐射毫米波频段的信号,朝第一方向形成波束。第二阵列天线ANT2可以配置于与第一区域邻近的第二区域,朝第二方向形成波束。另一方面,柔性基板的第一区域可以相对于第二区域弯曲规定角度而形成。收发部电路(transceiver circuit)1250可以分别通过第一馈电部和第二馈电部可操作地与第一阵列天线ANT1和第二阵列天线ANT2结合。
另一方面,第一阵列天线ANT1和第二阵列天线ANT2的天线元件可以是朝与柔性基板平行的方向形成天线波束的端射辐射元件。第一阵列天线ANT1和第二阵列天线ANT2可以以水平极化动作。收发部电路1250可以构成为通过第一阵列天线ANT1和第二阵列天线ANT2中的任意一个来发送信号,通过另一个接收信号。
作为另一例子,第一阵列天线ANT1和第二阵列天线ANT2的天线元件可以是朝与柔性基板垂直的方向形成波束的缝隙阵列天线。第一阵列天线ANT1和第二阵列天线ANT2可以以垂直极化动作。收发部电路1250可以构成为通过第一阵列天线ANT1和第二阵列天线ANT2中的任意一个来发送信号,通过另一个来接收信号。
作为又一例子,所述第一阵列天线ANT1和第二阵列天线ANT2的天线元件可以分别是端射辐射元件和缝隙辐射元件。第一阵列天线ANT1和第二阵列天线ANT2可以分别以水平极化以及垂直极化动作。收发部电路1250可以构成为通过第一阵列天线ANT1和第二阵列天线ANT2来执行多输入多输出(MIMO)。
天线模块1100还可以包括与第一阵列天线ANT1邻近配置的第三阵列天线ANT3和与第二阵列天线ANT2邻近配置的第四阵列天线ANT4。第三阵列天线ANT3和第四阵列天线ANT4可以分别是端射辐射元件和缝隙辐射元件,并且分别以水平极化以及垂直极化动作。收发部电路1250可以构成为通过第一阵列天线ANT1和第二阵列天线ANT2与第一设备执行多输入多输出(MIMO)。另外,收发部电路1250可以构成为通过第三阵列天线ANT3和第四阵列天线ANT4与第二设备执行多输入多输出(MIMO)。另一方面,包括阵列天线和收发部电路的天线模块1100的构成和动作不限于此,可以包括前述电子设备中的构成和动作。
本说明书公开的在柔性基板实现的天线可以由透明天线实现。关于此,在天线模块中在柔性基板实现的天线部的一部分向外部露出的情况下,或天线部配置在显示区域的情况下,可以由透明天线实现。随着由透明天线实现,即便天线部配置在显示区域或与显示区域邻近配置,天线也不会在用户的视野范围露出。
关于此,图16示出了本说明书公开的柔性基板透明电极天线。参照图16(a),在基板(substrate,SUB)上可以形成有透明电极形态的金属网区域1110m。另外,在基板SUB上可以形成有配置有金属的全金属区域1120m。参照图16(b),构成金属网区域的金属网格子1111m可以具有规定间隔的间距(pitch)P和线宽(line width)W。作为一例,金属网格子1111m可以构成为线宽W<5um、间距P>100um、厚度<2um。关于此,图17示出了金属网结构形成在柔性基板的构成。参照图17(a),金属网格子1111m可以以规定厚度(t)的金属迹线形态配置在基板SUB的正面。另一方面,参照图17(b),金属网格子1111m可以以金属迹线(metaltrace)形态配置在基板SUB的正面,金属网格子1112m可以以接地形态配置在基板SUB的背面。另一方面,柔性膜基板的材质可以由PET、透明PI或COP形成,可以形成为基板厚度>100um,但是不限于此。
另一方面,如图11a至图12c所示,本说明书公开的天线模块可以构成为透明柔性基板和基板彼此结合。关于此,图18示出了一实施例的柔性基板和基板彼此结合的天线模块的构成。
参照图18(a),在由柔性基板形成的第一基板SUB1可以形成有天线和传输线(transmission line,TL)。关于此,与第一基板SUB1的天线部对应的第一区域R1a可以是由透明天线形成的透明柔性基板区域。另一方面,在由rigid(刚性)基板形成的第二基板SUB2可以配置有RFIC1250。另一方面,如图18(a)所示,RFIC1250可以配置于第二基板SUB2的正面或背面。作为柔性基板的第一基板SUB1和作为rigid基板的第二基板SUB2可以通过高导电性接合或焊接(soldering)而电连接。
换句话说,本说明书公开的天线模块可以由在低损耗透明柔性基板的单面/两面由透明电极形成的透明天线和由透明或不透明(non-transparent)电极形成的传输线构成。另一方面,在单面/两面/多层rigid基板SUB2的一面可以配置有包括通过焊接被连接的RFIC和基带电路的模块。另外,传输线可以形成为,从RFIC RF端子到rigid基板SUB2具有相同相位或规定相位差传输。Rigid基板SUB2上的传输线和柔性基板的馈电线终端可以通过高导电性接合或焊接连接。
另一方面,本说明书公开的天线模块的单个天线元件可以以各种类型的天线实现。关于此,图19a和图19b示出了由彼此不同类型的天线实现的天线模块的构成。图19a示出了如透明八木天线、透明Vivaldi天线的第一类型天线1100-1的结构。相反,图19b示出了如透明缝隙天线的第二类型天线1100-2的结构。
参照图19a,如透明八木天线、透明Vivaldi天线的天线模块1100-1可以包括辐射元件1110r1、1110r2、转换部1110t1、1110t2以及传输线1120t1、1120t2。如透明八木天线、透明Vivaldi天线的天线模块1100-1可以以水平极化动作并且朝第一方向(与基板平行的方向)辐射信号。换句话说,在低损耗柔性基板的单面/两面可以形成有由透明电极形成的具有end-fire辐射特性的水平极化透明八木(偶极或Vivaldi(锥形缝隙天线))天线。在此情况下,可以设置有用于透明八木/Vivaldi天线的馈电的传输线和用于阻抗匹配的传输线转换部。
参照图19b,如透明缝隙天线的天线模块1100-2可以包括辐射元件1110r3、转换部1110t3以及传输线1120t3。如透明八木天线、透明Vivaldi天线的天线模块1100-2可以以垂直极化动作并且朝第二方向(与基板垂直的方向)辐射信号。换句话说,在低损耗柔性基板的单面/两面可以形成有由透明电极形成的具有broad-side辐射特性的垂直极化透明缝隙天线。在此情况下,可以设置有用于透明缝隙天线的馈电的传输线和用于阻抗匹配的传输线转换部。另外,可以实现包括用于将双向指向性转换为单向指向性的反射板1130g的透明缝隙天线。
如前述,本说明书公开的天线模块可以朝电子设备的正面或下部方向形成波束。关于此,图20a示出了在如图11a的水平极化天线中基于第一天线模块和第二天线模块的水平/垂直方向的波束图案。另一方面,图20b示出了在如图11b的水平极化天线中基于第一天线模块和第二天线模块的水平/垂直方向的波束图案。
参照图11a、图12a以及图20a(a),水平极化天线中第一阵列天线ANT1是1×8天线,其可以形成第一波束B1以在垂直(elevation,EL)方向上具有指向性。另一方面,基于第一阵列天线ANT1的第一波束B1可以形成单一天线辐射模式,以在水平(azimuth,AZ)方向上没有指向性。在此情况下,如图12a所示,随着在第一阵列天线ANT1的上部配置有电子设备,水平(AZ)方向波束可以以稍微非对称形态形成。但是,形成有向电子设备的正面的主波束,而向电子设备的上部区域的信号辐射不重要。
参照图11a、图12a以及图20a(b),水平极化天线中第二阵列天线ANT2是1×4天线,其可以形成第二波束B2以在垂直(elevation,EL)方向上具有指向性。另一方面,基于第二阵列天线ANT2的第二波束B2可以形成单一天线辐射模式,以在水平(azimuth,AZ)方向上没有指向性。在此情况下,随着朝下部方向形成波束,由于信号辐射不受电子设备的框架的限制,因此垂直(EL)方向波束和水平(AZ)方向波束均以对称形态形成。
参照图11b、图12b以及图20b(a),垂直极化天线中第一阵列天线ANT1是1×8天线,其可以形成第一波束B1,以在垂直(elevation,EL)方向上具有指向性。另一方面,基于第一阵列天线ANT1的第一波束B1可以形成单一天线辐射模式,以在水平(azimuth,AZ)方向上没有指向性。在此情况下,如图12b所示,随着第一阵列天线ANT1的上部配置有电子设备,水平(AZ)方向波束可以以稍微非对称的形态形成。但是,形成有向电子设备的正面的主波束,而向电子设备的上部区域的信号辐射不重要。
参照图11b、图12b以及图20b(b),垂直极化天线中第二阵列天线ANT2是1×4天线,其可以形成第二波束B2以在垂直(elevation,EL)方向上具有指向性。另一方面,基于第二阵列天线ANT2的第二波束B2可以形成单一天线辐射模式,以在水平(azimuth,AZ)方向上没有指向性。在此情况下,随着朝下部方向形成波束,由于信号辐射不受电子设备的框架的限制,因此垂直(EL)方向波束和水平(AZ)方向波束均以对称形态形成。
本说明书中所示的mm Wave天线模块可以应用于各种电子设备。关于此,图21a示出了本说明书中所示的mm Wave天线模块应用于各种电子设备的例子。参照图1至图21a,电子设备1000可以是移动终端、标牌、显示器设备、透明AR/VR设备、车辆或无线音频/视频装置中的至少一种。另一方面,构成天线模块的第一天线模块1100-1或第二天线模块1100-2可以配置在电子设备100的下部区域或侧面区域。作为一例,以垂直/水平极化动作的天线1100可以在电子设备的下部以各种形态配置。
另一方面,图21b示出了本说明书中所示的以垂直/水平极化动作的天线1100被应用于机器人(robot)的实施例。参照图1至图21b,在机器人1000b的显示器151b下部可以配置有天线模块1100。天线模块1100可以以第一天线模块1100-1和/或第二天线模块1100-2的各种组合中的一种实现并且以多重模式天线动作。天线模块1100可以在5G mm Wave频段动作。利用这种天线模块1100,机器人1000b可以与周边电子设备高速收发大容量的无线数据,例如无线AV数据。
机器人1000b可以在如设备引擎的控制部的控制下通过通信网络与服务器300联动。在此情况下,通信网络可以是5G通信网络。通信网络可以由VPN或TCP桥(bridge)实现。机器人1000b可以通过通信网络与MEC服务器300连接。由于机器人1000b与MEC服务器300联动,因此可以将这种机器人/网络系统称作云机器人系统。云机器人系统是机器人1000b在如MEC服务器300的云服务器对执行所给出的任务所需的功能进行处理的系统。
以上,对本说明书的多重模式/多重频段天线以及控制其的电子设备进行了说明。下面,对包括这种多重模式/多重频段天线以及控制其的电子设备和基站的无线通信系统进行说明。关于此,图22示例了可应用本说明书中所示的方法的无线通信系统的框图。
参照图22,无线通信系统包括第一通信装置910和/或第二通信装置920。“A和/或B”可以被解释为“包括A或B中的至少一个”。第一通信装置可以表示基站,第二通信装置可以表示终端(或者,第一通信装置可以表示终端或车辆,第二通信装置可以表示基站)。
基站(BS:Base Station)可以被固定站(fixed station)、Node B、eNB(evolved-NodeB)、gNB(Next Generation NodeB)、BTS(base transceiver system)、接入点(AP:Access Point)、gNB(general NB)、5G系统、网络、AI系统、RSU(road side unit)、机器人等术语替代。另外,终端(Terminal)可以被固定或具有移动性,其可以被UE(UserEquipment)、MS(Mobile Station)、UT(user terminal)、MSS(Mobile SubscriberStation)、SS(Subscriber Station)、AMS(Advanced Mobile Station)、WT(Wirelessterminal)、MTC(Machine-Type Communication)装置、M2M(Machine-to-Machine)装置、D2D(Device-to-Device)装置、车辆(vehicle)、机器人(robot)、AI模块等术语替代。
第一通信装置和第二通信装置包括处理器(processor)911、921、存储器(memory)914、924、一个以上的Tx/Rx RF模块(radio frequency module)915、925、Tx处理器912、922、Rx处理器913、923、天线916、926。处理器实现前述的功能、过程和/或方法。更具体而言,在DL(从第一通信装置向第二通信装置的通信)中,来自核心网络的上层信息包可以被提供到处理器911。处理器实现L2层的功能。在DL中,处理器向第二通信装置920提供逻辑信道和传输信道之间的复用(multiplexing)以及无线资源分配,并负责向第二通信装置的信令。传送(TX)处理器912可以实现对于L1层(即,物理层)的各种信号处理功能。信号处理功能使第二通信装置中的FEC(forward error correction)容易,并且包括编码和交错(coding and interleaving)。被编码和调制的符号被分为并行流,各个流被映射到OFDM子载波,在时域和/或频域与参考信号(Reference Signal,RS)复用,并通过使用IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)结合在一起,由此生成传输时域OFDMA符号流的物理信道。为了生成多个空间流,OFDM流被空间预编码。各个空间流可以通过个别Tx/Rx模块(或收发器)915提供给不同的天线916。各个Tx/Rx模块可以为了传送而利用各个空间流来调制RF载波。在第二通信装置中,各个Tx/Rx模块(或收发器)925通过各个Tx/Rx模块的各个天线926接收信号。各个Tx/Rx模块解调调制成RF载波的信息,并提供给接收(RX)处理器923。RX处理器实现layer1的各种信号处理功能。RX处理器可以对信息进行空间处理,以恢复去往第二通信装置的任意空间流。如果复数个空间流去往第二通信装置,则复数个RX处理器可以将这些空间流结合为单一OFDMA符号流。RX处理器利用快速傅立叶变换(FFT)将OFDMA符号流从时域转换到频域。频域信号可以包括OFDM信号对于各个子载波的个别OFDMA符号流。通过确定由第一通信装置传送的最有可能性的信号配置点,各个子载波上的符号和参考信号可以被恢复和解调。这种软决策(soft decision)可以基于信道估计值。可以对软决策进行解码和解交织,以恢复之前由第一通信装置在物理信道上传送的数据和控制信号。该数据和控制信号被提供到处理器921。
UL(从第二通信装置向第一通信装置的通信)以类似于在第二通信装置920中对于接收器功能所描述的方式在第一通信装置910中进行处理。各个Tx/Rx模块925通过各自的天线926来接收信号。各个Tx/Rx模块可以与将RF载波和信息提供给RX处理器923。处理器921可以与存储程序代码和数据的存储器924关联。可以将存储器称作计算机可读取的介质。
以上,对阵列天线和具有其的电子设备进行了说明。下面,对如上所述的阵列天线以及具有其的电子设备的技术效果进行说明。
如上所述的阵列天线以及具有其的电子设备的技术效果如下。
根据一实施例,用于提供可向电子设备提供无线AV服务的缝隙阵列天线构成以及具有缝隙阵列天线的电子设备。
根据一实施例,可以在低损耗柔性(flexible)基板实现在毫米波(mm Wave)频段动作的天线模块。
根据一实施例,能够在电子设备的非导电性材质的表面,配置在毫米波(mm Wave)频段动作的天线模块。
根据一实施例,能够通过在基板的各自不同的弯曲面配置天线,来实现朝前、后、侧面的天线指向性。
根据一实施例,能够根据天线配置,扩张为具有垂直/水平单一极化和垂直和水平双重极化天线模块。
根据一实施例,配置具有彼此不同的极化的阵列天线,以能够高速收发大容量数据,由此能够提供双重连接和/或多输入多输出(MIMO)。
通过以下的详细说明,会进一步清楚可应用本说明书的追加范围。但是,由于本领域普通技术人员可以清楚理解在本说明书思想以及范围内的多种变更和修正,因此应该理解为如详细说明和本说明书的优选实施例的特定实施例仅为示例。
与前述的本说明书相关地,包括阵列天线的天线模块和控制其的电子设备的设计和其的驱动可以在记录有程序的介质由计算机可读取的代码实现。计算机可读取的介质包括存储有可被计算机系统读取的数据的所有类型的存储装置。作为计算机可读取的介质的例子有HDD(Hard Disk Drive)、固态驱动器(Solid State Disk)、SDD(Silicon DiskDrive)、ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘、光数据存储装置等,并且也可以载波(例如,基于因特网的传输)的形态实现。并且,所述计算机也可以包括终端的控制部。因此,以上所述的详细说明在所有方面上不应被理解为是限制性的,而应当被理解为是示例性的。本说明书的范围应当通过对所附的权利要求书合理解释而定,本说明书的等价范围内的所有变更应当落入本说明书的范围。
Claims (20)
1.一种电子设备,具有天线,其中,所述电子设备包括:
显示器,形成于所述电子设备的正面,构成为在画面显示信息;以及
天线模块,配置于所述电子设备的侧面或所述显示器,构成为朝所述电子设备的正面或侧面方向辐射特定方向的极化信号;
所述天线模块包括:
第一阵列天线,在柔性基板的第一区域配置为辐射毫米波频段的信号,构成为朝第一方向形成波束;以及
第二阵列天线,配置于与所述第一区域邻近的第二区域,构成为朝第二方向形成波束;
所述柔性基板的所述第一区域相对于所述第二区域弯曲规定角度而形成。
2.根据权利要求1所述的电子设备,其中,
所述第一阵列天线和所述第二阵列天线的天线元件是朝与所述柔性基板平行的方向形成天线波束的端射辐射元件,
所述第一阵列天线和所述第二阵列天线以水平极化动作。
3.根据权利要求1所述的电子设备,其中,
配置于所述第一区域的第一馈电部配置在以规定角度弯曲的区域,配置于所述第一区域的所述第一阵列天线朝正面方向形成波束,
配置于所述第二区域的第二馈电部与配置于所述第二区域的所述第二阵列天线连接,所述第二阵列天线朝下部方向形成波束。
4.根据权利要求1所述的电子设备,其中,
所述第一阵列天线和所述第二阵列天线的天线元件是朝与所述柔性基板垂直的方向形成波束的缝隙辐射元件,
所述第一阵列天线和所述第二阵列天线以垂直极化动作。
5.根据权利要求1所述的电子设备,其中,
配置于所述第一区域的第一馈电部配置在以规定角度弯曲的区域,配置于所述第一区域的所述第一阵列天线朝正面方向形成波束,
配置于所述第二区域的第二馈电部与配置于所述第二区域的所述第二阵列天线连接,所述第二阵列天线朝下部方向形成波束。
6.根据权利要求5所述的电子设备,其中,
配置于所述第一区域的第一馈电部配置在实质上弯曲两次90度的区域,
配置于所述第二区域的第二馈电部配置在实质上弯曲90度的区域。
7.根据权利要求1所述的电子设备,其中,
所述第一阵列天线和所述第二阵列天线的天线元件分别是端射辐射元件和缝隙辐射元件,
所述第一阵列天线和所述第二阵列天线分别以水平极化和垂直极化动作。
8.根据权利要求7所述的电子设备,其中,
还包括与所述第一阵列天线邻近配置的第三阵列天线和与所述第二阵列天线邻近配置的第四阵列天线,
所述第三阵列天线和所述第四阵列天线分别是端射辐射元件和缝隙辐射元件,
所述第三阵列天线和所述第四阵列天线分别以水平极化和垂直极化动作。
9.根据权利要求8所述的电子设备,其中,
所述第一阵列天线和所述第二阵列天线朝正面方向形成波束,
所述第三阵列天线和所述第四阵列天线朝下部方向形成波束。
10.根据权利要求8所述的电子设备,其中,
所述第一阵列天线和所述第四阵列天线配置于实质上弯曲90度的区域,
所述第二阵列天线配置在从配置有所述第一阵列天线的区域实质上还弯曲90度的区域。
11.根据权利要求1所述的电子设备,其中,还包括:
收发部电路,分别通过第一馈电部和第二馈电部可操作地与所述第一阵列天线和所述第二阵列天线结合;以及
处理器,可操作地与所述收发部电路结合,构成为控制所述收发部电路;
如果所述第一阵列天线和所述第二阵列天线生成彼此不同的极化信号,则所述处理器将所述收发部电路控制为通过所述第一阵列天线和所述第二阵列天线执行多输入多输出(MIMO)。
12.根据权利要求8所述的电子设备,其中,还包括:
收发部电路,可操作地与所述第一阵列天线至所述第四阵列天线结合;以及
处理器,可操作地与所述收发部电路结合,构成为控制所述收发部电路;
所述处理器将所述收发部电路控制为,在通过所述第一阵列天线或所述第三阵列天线收发信号的同时,通过所述第二阵列天线或所述第四阵列天线收发信号。
13.根据权利要求1所述的电子设备,其中,
所述第一阵列天线和所述第二阵列天线均配置于所述柔性基板的正面,形成具有水平极化的第一波束和第二波束,
还包括处理器,所述处理器将收发部电路控制为,通过所述第一阵列天线和所述第二阵列天线中的任意一个来发送信号,通过另一个来接收信号。
14.根据权利要求12所述的电子设备,其中,
还包括第三阵列天线和第四阵列天线,
所述第三阵列天线和所述第四阵列天线配置于所述柔性基板的侧面,形成具有垂直极化的第三波束和第四波束,
所述处理器将所述收发部电路控制为,通过所述第一阵列天线和所述第二阵列天线中的一个以及所述第三阵列天线和所述第四阵列天线中的一个来执行多输入多输出(MIMO)。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的电子设备,其中,
所述电子设备是移动终端、标识牌、显示器设备、透明AR/VR设备、车辆或无线音频/视频装置,
构成所述天线模块的复数个彼此不同的阵列天线配置于所述电子设备的下部区域或侧面区域。
16.一种天线模块,设置于电子设备,其中,所述天线模块包括:第一阵列天线,在柔性基板的第一区域配置为辐射毫米波频段的信号,构成为朝第一方向形成波束;
第二阵列天线,配置于与所述第一区域邻近的第二区域,构成为朝第二方向形成波束;以及
收发部电路,分别通过第一馈电部和第二馈电部可操作地与所述第一阵列天线和所述第二阵列天线结合,
所述柔性基板的所述第一区域相对于所述第二区域弯曲规定角度而形成。
17.根据权利要求16所述的天线模块,其中,
所述第一阵列天线和所述第二阵列天线的天线元件是朝与所述柔性基板平行的方向形成天线波束的端射辐射元件,
所述第一阵列天线和所述第二阵列天线以水平极化动作,所述收发部电路通过所述第一阵列天线和所述第二阵列天线中的任意一个来发送信号,通过另一个来接收信号。
18.根据权利要求16所述的天线模块,其中,
所述第一阵列天线和所述第二阵列天线的天线元件是朝与所述柔性基板垂直的方向形成波束的缝隙阵列天线,
所述第一阵列天线和所述第二阵列天线以垂直极化动作,
所述收发部电路通过所述第一阵列天线和所述第二阵列天线中的任意一个来发送信号,通过另一个来接收信号。
19.根据权利要求16所述的天线模块,其中,
所述第一阵列天线和所述第二阵列天线的天线元件分别是端射辐射元件和缝隙辐射元件,
所述第一阵列天线和所述第二阵列天线分别以水平极化和垂直极化动作,
所述收发部电路通过所述第一阵列天线和所述第二阵列天线来执行多输入多输出(MIMO)。
20.根据权利要求16所述的天线模块,其中,
所述天线模块还包括与所述第一阵列天线邻近配置的第三阵列天线和与所述第二阵列天线邻近配置的第四阵列天线,
所述第三阵列天线和所述第四阵列天线分别是端射辐射元件和缝隙辐射元件,并且分别以水平极化和垂直极化动作,
所述收发部电路通过所述第一阵列天线和所述第二阵列天线与第一设备执行多输入多输出(MIMO),通过所述第三阵列天线和所述第四阵列天线与第二设备执行多输入多输出(MIMO)。
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