JP2019088003A - アンテナを含む電子装置 - Google Patents
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Abstract
Description
超高帯域周波数信号には30GHzから300GHz帯域の周波数帯域を有するミリ波も含まれ得る。
超高帯域の周波数が用いられれば、波長が短いため、アンテナ及び機器の小型化、軽量化が可能である。
また、短い波長によって同一の面積に相対的に多くのアンテナが実装できるため、信号は特定の方向に集中して送信することもできる。
さらに、帯域幅が広く用いられ得るため、より一層大量の情報を送ることができる。
例えば、超高帯域周波数のためのRFIC(radio frequency integrated circuit)は、アンテナに近く配置され得る。
また、強い直進性を有する超高帯域の周波数を利用するため、信号を操向するためのビームフォーミング(beamforming)技術が利用され得る。
ビームパターンの指向性が向上すると共に経路損失を少なくすることができる、という効果がある。
しかし、これは、本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の実施形態の多様な変更、均等物、及び/又は代替物を含むものとして理解されなければならない。
図面の説明と関連し、類似の構成要素に対しては類似の参照符号が用いる。
本文書において、『A又はB』、『A又は/及びBのうち少なくとも一つ』、又は『A又は/及びBのうち一つ或いはそれ以上』などの表現は、共に並べられた項目の全ての可能な組み合わせを含み得る。
例えば、『A又はB』、『A及びBのうち少なくとも一つ』、又は『A又はBのうち少なくとも一つ』は、(1)少なくとも一つのAを含む、(2)少なくとも一つのBを含む、又は(3)少なくとも一つのA及び少なくとも一つのB全てを含む場合を全部指称し得る。
例えば、第1使用者機器と第2使用者機器は順序又は重要度と関係なく、互いに異なる使用者機器を示してよい。
例えば、本文書に記載されている権利範囲内で第1構成要素は第2構成要素に命名されてよく、類似に第2構成要素も第1構成要素に変えて命名されてよい。
ある構成要素(例えば、第1構成要素)が他の構成要素(例えば、第2構成要素)に『(機能的に又は通信的に)接続されて((operatively or communicatively) coupled with/to)』いるか、『接続されて(connected to)』いると言及された時には、前記ある構成要素が前記他の構成要素に直接的に接続されるか、他の構成要素(例えば、第3構成要素)を介して接続されてよいと理解されなければならない。
一方、ある構成要素(例えば、第1構成要素)が他の構成要素(例えば、第2構成要素)に『直接接続されて』いるか、『直接接続されて』いると言及された時には、前記ある構成要素と前記他の構成要素の間に別の構成要素(例えば、第3構成要素)が存在しないものと理解されてよい。
本文書で用いられた表現『〜するように構成された(又は設定された)(configured to)』は、状況によって、例えば『〜に適した(suitable for)』、『〜する能力を有する(having the capacity to)』、『〜するように設計された(designed to)』、『〜するように変更された(adapted to)』、『〜するように作られた(made to)』、又は『〜ができる(capable of)』と代替して用いられてよい。用語『〜するように構成された(又は設定された)』は、ハードウェア的に『特別に設計された(specifically designed to)』ものだけを必ずしも意味しない。
代わりに、ある状況では『〜するように構成された装置』という表現は、その装置が他の装置又は部品などとともに『〜できる』ことを意味し得る。
例えば、文言『A、B及びCを行うように構成された(又は設定された)プロセッサ』は、当該動作を行うための専用プロセッサ(例えば、エンベデッド・プロセッサ)、又はメモリー装置に格納された一つ以上のソフトウェアプログラムを実行することで、当該動作等を行える汎用プロセッサ(generic−purpose processor)(例えば、CPU又はapplication processor)を意味してよい。
単数の表現は、文脈上明白に異なる意味を有しない限り、複数の表現を含み得る。
技術的又は科学的な用語を含め、ここで用いる用語等は、本文書に記載されている技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有し得る。
本文書に用いる用語等のうち、一般的な辞書で定義された用語等は、関連技術の文脈上有する意味と同一又は類似する意味に解釈されてよく、本文書で明白に定義されない限り、理想的又は過度に形式的な意味に解釈されない。
場合によって、本文書で定義された用語であっても、本文書の実施形態等を排除するように解釈されてはならない。
多様な実施形態によれば、ウェアラブル装置は、アクセサリー型(例えば、時計、指輪、腕輪、足輪、ネックレス、眼鏡、コンタクトレンズ、又は頭部装着装置(head−mounted−device(HMD))、織物又は衣類一体型(例えば、電子衣服)、身体付着型(例えば、スキンパッド(skin pad)又は入れ墨)、又は生体移植型(例えば、implantable circuit)の内の少なくとも一つを含んでよい。
家電製品は、例えば、テレビ、DVDプレーヤー、オーディオ、冷蔵庫、エアコン、掃除機、オーブン、電子レンジ、洗濯機、エアクリーナー、セットトップボックス(set−top box)、ホームオートメーションコントロールパネル(home automation control panel)、セキュリティコントロールパネル(security control panel)、TVボックス(例えば、三星HomeSync(登録商標)、アップルTV(登録商標)、又はグーグルTV(登録商標))、ゲームコンソール(例えば、Xbox(登録商標)、PlayStation(登録商標))、電子辞書、電子キー、カムコーダー又は電子額縁の内の少なくとも一つを含んでよい。
多様な実施形態において、電子装置は、前述した多様な装置の内の一つ又はそれ以上の組み合わせであってよい。
ある実施形態に係る電子装置は、フレキシブル電子装置であってよい。
また、本明細書の実施形態に係る電子装置は、前述した機器等に限定されず、技術の発展による新しい電子装置を含み得る。
本明細書で、使用者という用語は、電子装置を使用する者、又は電子装置を使用する装置(例えば、人工知能電子装置)を指し得る。
図1aを参照すると、本発明の一実施形態に係る電子装置100は、ハウジング110で取り囲まれる。
例えば、側面は、後面プレート114と一体に形成されるか、後面プレート114に付着され得る。
例えば、前面プレート112は、前面プレート112と垂直である第1方向(f)に面する。
後面プレート114は、第1方向(f)と逆方向で、後面プレート114と垂直である第2方向(r)に面する。
ハウジング110の前面プレート112は、スクリーン領域112a及びベゼル領域112bを含む。
ディスプレイ120は、前面プレート112のスクリーン領域112aを介して露出される。
例えば、前面プレート112は、ガラス(glass)で形成され得る。ガラスは、例えば、電子装置100の内部に含まれているアンテナアレイに対するディレクターとして動作し得る。
第1回路基板140は、ディスプレイ120に隣接した第1面140a、及び後面プレート114に隣接した第2面140bを含む。
一実施形態において、電子装置100は、互いに異なる方向の指向性を有する複数のアンテナアレイを含む。
複数のアンテナは、例えば、5Gアンテナが参照され得る。
第1アンテナアレイ150を介して送受信される第1信号は、第1方向(f)の指向性(directionality)を有し得る。
前記第1信号は、第1アンテナアレイ150からベゼル領域112bを通って外部に送信される。
一実施形態において、電子装置100は、第1回路基板140の第2面140bに配置される第2アンテナアレイ170を含む。
第2アンテナアレイ170を介して送受信される第2信号は、第2方向(r)の指向性を有し得る。
前記第2信号は、第2アンテナアレイ170から後面プレート114を通って外部に送信される。
無線通信回路142は、第1回路基板140に配置され得る。
例えば、第1回路基板140の第1面140a又は第2面140bに配置され得る。
無線通信回路142は、例えば、RFIC(radio frequency integrated circuit)が参照され得る。
無線通信回路142と第1アンテナアレイ150及び第2アンテナアレイ170は、同じ回路基板に配置されることで、両者間の距離が短く配置される。
例えば、無線通信回路142は、第1アンテナアレイ150を利用して第1方向(f)の指向性を有するビームを形成する。
無線通信回路142は、第2アンテナアレイ170を利用して第2方向(r)の指向性を有するビームを形成する。
例えば、第1アンテナアレイ150は、前面プレート112の上からみたとき、ベゼル領域112bと重畳されるハウジング110の内部に収容され得る。
例えば、第1アンテナアレイ150に含まれる複数のアンテナエレメントは、ディスプレイ120及び側面116の間のギャップに配置される。
第1アンテナアレイ150から放射される信号は、ディスプレイ120のBM領域、及び前面プレート112のベゼル領域112bを介して第1方向(f)に送信される。
例えば、ハウジング110の前面プレート112と第1アンテナアレイ150との間に不透明レイヤー(an opaque layer)が配置されてもよい。
不透明レイヤーは、例えば、ブラックマスク層(black mask layer)を含み得る。
前面プレート112のベゼル領域112bは、不透明レイヤーが参照され得る。
第2アンテナアレイ170から放射される信号は、非導電性物質で形成された一領域を介して第2方向(r)に送信される。
多様な実施形態において、無線通信回路142は、第1アンテナアレイ150及び第2アンテナアレイ170を利用して20GHz以上の超高周波帯域の信号を送受信する。
多様な実施形態において、第1アンテナアレイ150及び第2アンテナアレイ170は、複数のアンテナエレメントを含み得る。
アンテナエレメントは、例えば、パッチアンテナ、ダイポールアンテナ又はモノポールアンテナなどが参照され得る。
図1bに対する説明で、図1aの図面符号が参照される。
図1bを参照すると、本発明の一実施形態に係る電子装置100は、ハウジング110の内部に位置される第2回路基板102を含む。
例えば、第2回路基板102は、メインPCBは参照され得る。
第1回路基板140上のRFIC(例えば、図1aの無線通信回路142)142は、第1アンテナアレイ150〜第3アンテナアレイに隣接するように配置される。
一実施形態において、第1回路基板140は、電子装置100の側面116に隣接するように配置される。
例えば、電子装置100は、少なくとも一つの第1回路基板140を含む。
図1bには、電子装置100が四角形状のハウジング110を含む場合、側面116の各角部に配置されている第1回路基板140等を例示した。
プロセッサ106は、IFIC104及びRFIC142を含む無線通信回路を直接的及び間接的に制御する。
プロセッサ106は、IFIC104にベースバンドの低周波数帯域の信号を中間周波数帯域の信号に変換するように制御させる。
プロセッサ106は、RFIC142に中間周波数帯域の信号を高周波数帯域の信号に変換するように制御させる。
一実施形態において、第1回路基板140は、2個以上のレイヤーを含み得る。
例えば、アンテナアレイが形成されるレイヤー(layer1)とRFIC142が配置され、RF信号が伝えられるレイヤー(layer2)を含んでもよい。
多様な実施形態において、第1アンテナアレイ250(例えば、図1aの第1アンテナアレイ150)及び第2アンテナアレイ270(例えば、図1aの第2アンテナアレイ170)は、複数のパッチアンテナで形成される。
図2aから図2dを参照すると、図1aの第1アンテナアレイ150及び第2アンテナアレイ170が複数のパッチアンテナで形成された実施形態を示す。
しかし、第1アンテナアレイ150及び第2アンテナアレイ170は、ダイポールアンテナ又はモノポールアンテナなどの他のアンテナで形成され得る。
例えば、支持部材230は、電子装置200の剛性のために導電性物質(例えば、アルミニウム)で形成される。
一実施形態において、貫通ホール232を含む支持部材230の一領域は、第1回路基板240と密着又は付着され得る。
前記一領域は、例えば、第1回路基板240と密着すべく他の領域より厚く形成され得る。
例えば、支持部材230は、ディスプレイ220と側面216との間のギャップ内に延長されて形成される。延長された部分に貫通ホール232が形成される。
例えば、電子装置200は、複数の貫通ホール232を含む。
複数の貫通ホール232は、第1アンテナアレイ250に含まれる複数のアンテナエレメントに対応する形状、又は大きさを有する。
アンテナエレメントを介して送受信される信号は、そのアンテナエレメントと対応する貫通ホール232を通過できる。
例えば、図2a〜図2dを参照すると、第1アンテナアレイ250は、複数の円形のパッチアンテナで形成され、貫通ホール232は、パッチアンテナに対応するよう円形に形成される。
パッチアンテナから送受信される信号は、円形の貫通ホール232を通過する。
また他の例として、第1アンテナアレイ250に含まれる複数のアンテナエレメント間の分離度(isolation)が、支持部材230の貫通ホール232によって向上され得る。
一実施形態において、支持部材230の貫通ホール232は、全部又は部分的に絶縁物質で充填され得る。
絶縁物質は、第1アンテナアレイ250の指向性と支持部材230の剛性を向上させることができる。
多様な実施形態において、無線通信回路242(例えば、図1a、bの無線通信回路142)は、貫通ホール232の大きさ及び形状に従って形成される複数の周波数帯域の信号を送受信する。
関連する説明は、図3bを参照して後述する。
例えば、側面216は、前面プレート212の第1方向(f)及び後面プレート214の第2方向(r)と直交する第3方向(s)に面する。
電子装置200は、第1アンテナアレイ250、第2アンテナアレイ270、及び第3アンテナアレイ260を利用することで、直交する第1方向(f)、第2方向(r)、又は第3方向(s)にビームを形成することができる。
無線通信回路242は、第3アンテナアレイ260を利用して第3方向(s)の指向性を有するビームを形成する。
無線通信回路242は、第3アンテナアレイ260を利用して20GHz以上の周波数帯域の信号を送受信することができる。
第3アンテナアレイ260は、例えば、5Gアンテナが参照され得る。
しかし、これに限定されるのではなく、モノポールアンテナ、エンドファイアアンテナ(endfire antenna)、パッチアンテナなどが参照されてもよい。
多様な実施形態において、前面プレート212のベゼル領域212bと隣接して配置される第1アンテナアレイ250、及び側面216に隣接して配置される第3アンテナアレイ260は、互いに接近して配置される。
第1アンテナアレイ250及び第3アンテナアレイ260の分離度(isolation)を向上させるための導電性プレート246が配置される。
導電性プレート246は、例えば、第1アンテナアレイ250及び第3アンテナアレイ260の間に配置され得る。
例えば、前面プレート212がガラスで形成されている場合、ガラスの表面に導電性物質がプリントされ得る。
導電性パターンは、ディレクターの役割を担うことで、第1アンテナアレイ250の指向性を向上させることができる。
また他の例として、導電性パターンは、第1アンテナアレイ250の共振周波数にも影響を与えることができる。
例えば、導電性パターンの形状又は大きさに従って、第1アンテナアレイ250の共振周波数が変わり得る。
図2a及び図2bで例示した電子装置200の第1アンテナアレイ250(パッチアンテナでなる場合)の性能を測定した。
第1アンテナアレイ250に含まれるパッチアンテナの利得は、6.65dBと測定された。
パッチアンテナに対応する貫通ホールに絶縁物質(ディレクター)が追加された場合のパッチアンテナの利得は、7.62dBと測定された。
絶縁物質によって指向性が向上したことが分かる。
パッチアンテナ4個の配列で形成された第1アンテナアレイ250の利得は、12.29dBと測定された。
ビームフォーミングによる利得は、4.77dBが発生した。
また、第1アンテナアレイ250の分離度(isolation)値は、−21.96と測定された。
第1アンテナアレイ250のビームパターンは、−180度方向に形成された。
電子装置200の前面プレート212が向かう第1方向(f)にビームパターンが形成されたことが分かる。
図3bを参照すると、第1アンテナアレイ250の反射損失グラフが示されている。
第1アンテナアレイ250は、約27.5GHzで共振が発生している。
また、約41GHzの帯域でも追加的な共振が発生していることを確認できる。
追加的な共振は、第1アンテナアレイ250と複数の貫通ホール232との相互作用によって発生する。
例えば、貫通ホール232の大きさ及び/又は形状に従って、追加的な共振の周波数が変わり得る。
多様な実施形態において、第1アンテナアレイ250は、貫通ホール232に従ってデュアルバンドアンテナとして動作することができる。
本実施形態において、電子装置400(例えば、図2a〜dの電子装置200)は、前面プレート(例えば、図2a〜dの前面プレート212)のベゼル領域412b(例えば、図2a〜dの前面プレート212)と第1アンテナアレイ450(例えば、図2a〜dのアンテナアレイ250)との間に配置され、非導電性物質(例えば、誘電体)で形成される誘電体460を含む。
誘電体460は、第1回路基板(例えば、図2a〜dの第1回路基板240)を支持する。
第1アンテナアレイ450によって形成された信号は、誘電体460を介して第1方向(f)に誘導される。
信号は、ベゼル領域412bを介して放射される。
一実施形態において、第1アンテナアレイ450は、誘電体460を介して第1方向(f)の指向性を有する。
例えば、無線通信回路が第1アンテナアレイ450を利用して送信又は受信する信号は、誘電体460によって指向性が向上される。
本実施形態において、電子装置500は、第1回路基板540と結合される第2回路基板(545a、545b)を含む。
例えば、第2回路基板(545a、545b)は、PCB又はFPCB(flexible PCB)が参照され得る。
第2回路基板(545a、545b)は、ディスプレイ(例えば、図2a〜dのディスプレイ220)及びハウジング510の後面プレートの間に配置され得、ハウジング510の側面(例えば、図1aの側面116)に隣接して配置される。
第3アンテナアレイ(560a、560b)は、ハウジング510の側面に隣接して配置される。
一実施形態によれば、電子装置500は、第1回路基板540(例えば、図2a〜dの第1回路基板240)とハウジング510を接続するための接続部材(520a、520b)(例えば、スクリュー、ナットなど)を含み得る。
例えば、接続部材(520a、520b)は、導電性物質で形成される。
電子装置500の第2回路基板(545a、545b)は、ハウジング510の側面に非常に隣接するように配置される。
例えば、第3アンテナアレイ(560a、560b)は、ハウジング510の側面にさらに隣接して配置されるか、密着して配置され得る。
一実施形態において、第2回路基板(545a、545b)は、FPCBが参照され得る。
第2回路基板(545a、545b)は、ディスプレイ520を支持する支持部材530(例えば、図2aの支持部材230)に密着される。
図5に例示しているように、支持部材530の形態が形成された場合、第3アンテナアレイ(560a、560b)が形成するビームは、前面及び側面に指向性を有する。
多様な実施形態によれば、接続部材520bは、導電性物質で形成され得る。
接続部材520bは、電子装置500に含まれるアンテナアレイ等に近く配置されることで、アンテナアレイの性能に影響を及ぼす可能性がある。
図6a及び図6bを参照すると、アンテナアレイの放射パターンを測定した結果を示す。
アンテナ放射パターンは、図5の接続部材520bを含む電子装置500に対して測定した。
接続部材の統合によって、接続部材520bと第3アンテナエレメント(560a、560b)が互いに近くなった。
しかし、接続部材520bは、第3アンテナエレメント(560a、560b)の性能に殆ど影響を及ぼしていない。
図6bを参照すると、第1アンテナエレメント550のアンテナパターンが示されている。
接続部材の統合によって、接続部材520aと第1アンテナエレメント550が互いに近くなった。
しかし、接続部材520aは、第1アンテナエレメント550の性能に殆ど影響を及ぼしていない。
図7を参照すると、通信回路742は、スイッチグループ710、RFIC720、IFIC750、及び通信プロセッサ770を含む。
実施形態において、通信回路742の構成要素の一部が追加されるか省略されてもよい。
一実施形態によれば、通信回路742は、第1アンテナアレイ〜第3アンテナアレイを制御するか、第1アンテナアレイ〜第3アンテナアレイを利用して信号を送受信することができる。
例えば、スイッチ(711_1)は、電子装置(例えば、図1a、bの電子装置100)がRF信号を送信する場合(例えば、信号送信モードの場合)、アンテナエレメント(例えば、741_1)とPA(power amplifier)(例えば、721)を接続し、電子装置がRF信号を受信する場合(例えば、信号受信モードの場合)、アンテナエレメント(例えば、741_1)とLNA(low noise amplifier)(例えば、731)を接続する。
一実施形態によれば、RFIC720は、RF信号の送信経路(720_1t)及び受信経路(720_1r)を含む。
PA721は、送信されるRF信号の電力を増幅する。
一実施形態によれば、PA721は、RFIC720の内部又は外部に実装され得る。
第1VGA722及び第2VGA724は、通信プロセッサ770の制御を受けて送信AGC(auto gain control)動作を行う。
一実施形態によれば、VGAの個数は2個以上であってもよく、2個未満であってもよい。
コンバイナ725は、ミキサー726から受けたRF信号をn個の信号に分離させる。
分離される信号の数nは、例えば、アンテナアレイ741に含まれているアンテナエレメント(例えば、741_1、741_n)の数と同数であり得る。
ミキサー726は、IFIC750から受けたIF信号をRF信号にアップコンバートする。
一実施形態において、ミキサー726は、内部又は外部オシレーターから混合する信号を受信する。
LNA731は、アンテナエレメント(例えば、741_1、741_n)から受信したRF信号を増幅する。
第1VGA733及び第2VGA735は、通信プロセッサ770の制御を受けて受信AGC動作を行う。
一実施形態によれば、VGAの個数は2個以上であってもよく、2個未満であってもよい。
結合された信号は、第2VGA735を経てミキサー736に伝送される。
ミキサー736は、受信したRF信号をIF信号にダウンコンバートする。
一実施形態において、ミキサー736は、内部又は外部オシレーターから混合する信号を受信する。
一実施形態によれば、RFIC720は、ミキサーとIFIC750を電気的に接続するスイッチ737をさらに含んでもよい。
スイッチ737は、RF信号の送信経路(720_1t)又は受信経路(720_1r)を選択的にIFIC750と接続する。
一実施形態によれば、IFIC750は、送信経路(750_t)、受信経路(750_r)、及び送信経路(750_t)又は受信経路(750_r)を選択的に接続するスイッチ752を含み得る。
ミキサー753は、ベースバンドの(Balanced I/Q)(in−phase/quadrature−phase)信号をIF信号に変換する。
LPF755は、ベースバンド信号の帯域幅を遮断周波数にするチャンネルフィルターの役割をする。
一実施形態において、遮断周波数は可変であり得る。
第3VGA754と第4VGA756は、通信プロセッサ770の制御を受けて送信AGC動作を行う。
一実施形態によれば、VGAの個数は2個以上であってもよく、2個未満であってもよい。
バッファー757は、通信プロセッサ770から(Balanced I/Q)信号を受信する時の緩衝の役割をし、その結果、IFIC750は、(Balanced I/Q)信号を安定的に処理することができる。
第3VGA762、LPF763、及び第4VGA764の役割は、送信経路(750_t)に配置される第3VGA754、LPF755、及び第4VGA756の役割と同一又は類似する。
ミキサー761は、RFIC720から伝えられたIF信号をベースバンドの(Balanced I/Q)信号に変換する。
バッファー765は、第4VGA764を通過したベースバンドの(Balanced I/Q)信号を通信プロセッサ770に伝える時の緩衝の役割をし、その結果、IFIC750は、(Balanced I/Q)信号を安定的に処理することができる。
一実施形態において、(Tx I/Q DAC)771は、モデムが変調したデジタル信号を(Balanced I/Q)信号に変換してIFIC750に伝送する。
一実施形態において、(Rx I/Q ADC)772は、IFIC750が変換した(Balanced I/Q)信号をデジタル信号に変換してモデムに伝送する。
多様な実施形態によれば、通信プロセッサ770は、別個のチップに具現されてもよく、他の構成(例えば、IFIC750)と一つのチップに具現されてもよい。
多様な実施形態によれば、通信回路742は、RFIC及びIFICをさらに含んでもよい。
一実施形態に係る無線通信回路が第1アンテナアレイを利用して送信又は受信する信号は、貫通ホールを通り、第1アンテナアレイに含まれる複数のアンテナエレメントは、貫通ホールによって分離されることが好ましい。
一実施形態に係る無線通信回路は、第1アンテナアレイを利用して、少なくとも一つの貫通ホールの大きさに対応する周波数帯域の信号を送受信するように設定されることが好ましい。
一実施形態に係る無線通信回路は、第1アンテナアレイ及び第2アンテナアレイを利用して20GHz以上の周波数帯域の信号を送受信するように設定されることが好ましい。
一実施形態に係る電子装置は、ベゼル領域と第1アンテナアレイとの間に配置され、非導電性物質で形成され、第1回路基板を支持するための誘電体(例えば、図4の誘電体450)をさらに有することが好ましい。
一実施形態に係る電子装置は、ディスプレイと後面プレートとの間に側面に隣接して配置され、第1回路基板と結合される第2回路基板(例えば、図5の第2回路基板545a、545b)、及び第2回路基板に配置され、無線通信回路と電気的に接続される第3アンテナアレイ(例えば、図2cの第3アンテナアレイ270)をさらに有し、無線通信回路は、第3アンテナアレイを利用して、第1方向及び第2方向と直交する第3方向の指向性を有するビームを形成するように設定されることが好ましい。
一実施形態に係る電子装置は、第1アンテナアレイと第3アンテナアレイとの間に配置される導電性プレート(例えば、図2dの導電性プレート246)をさらに有することが好ましい。
一実施形態に係る電子装置は、第1回路基板、前面プレート及び後面プレートを固定するための導電性接続部材をさらに有し、第3アンテナアレイは、側面に密着して配置されることが好ましい。
一実施形態に係る第1アンテナアレイ及び第2アンテナアレイは複数のパッチアンテナを含み、前記第3アンテナアレイは複数のダイポールアンテナを含むことが好ましい。
一実施形態に係るアンテナエレメントは、前面プレートの上からみたとき、タッチスクリーンディスプレイの周辺に沿って整列されることが好ましい。
一実施形態に係るタッチスクリーンディスプレイと後面プレートとの間に配置される第2アンテナアレイ(例えば、図1aの第2アンテナアレイ170)をさらに有し、無線通信回路は、前記第2アンテナアレイと電気的に接続されることが好ましい。
一実施形態に係る不透明レイヤーは、ブラックマスク層を含むことが好ましい。
一実施形態に係るタッチスクリーンディスプレイを支持する導電性内部構造(例えば、図2bの支持部材230)をさらに含み、導電性内部構造は、アンテナアレイと前面プレートとの間のギャップ内に延長される部分を含み、前記部分は、アンテナエレメントから放出される信号が通過する複数の貫通ホール(例えば、図2bの貫通ホール232)を含むことが好ましい。
一実施形態に係る複数の貫通ホールは、アンテナエレメント等に対応する形状と大きさを有することが好ましい。
一実施形態に係る内部構造は、複数の貫通ホールを少なくとも部分的に埋める絶縁物質をさらに含むことが好ましい。
図8を参照すると、ネットワーク環境800で電子装置801(例えば、図1a、bの電子装置100、図2の電子装置200)は、第1ネットワーク898(例えば、近距離無線通信)を介して電子装置802と通信するか、又は、第2ネットワーク899(例えば、遠距離無線通信)を介して電子装置804又はサーバー808と通信する。
一実施形態によれば、電子装置801は、プロセッサ820、メモリー830、入力装置850、音響出力装置855、表示装置860、オーディオモジュール870、センサーモジュール876、インターフェース877、ハプティックモジュール879、カメラモジュール880、電力管理モジュール888、バッテリー889、通信モジュール890、加入者識別モジュール896及びアンテナモジュール897を含む。
また、一実施形態では、例えば、表示装置860(例えば、ディスプレイ)にエンベッドされたセンサーモジュール876(例えば、指紋センサー、虹彩センサー又は照度センサー)の場合のように、一部の構成要素が統合されて具現されてもよい。
プロセッサ820は、他の構成要素(例えば、センサーモジュール876又は通信モジュール890)から受信された命令又はデータを揮発性メモリー832にロードして処理し、結果データを非揮発性メモリー834に格納する。
一実施形態によれば、プロセッサ820は、メインプロセッサ821(例えば、中央処理装置又はアプリケーションプロセッサ)、及びこれとは独立的に運用され、追加的に又は代替的に、メインプロセッサ821より低電力で使用するか、又は、指定された機能に特化された補助プロセッサ823(例えば、グラフィック処理装置、イメージシグナルプロセッサ、センサーハブプロセッサ又はコミュニケーションプロセッサ)を含み得る。
このような場合、補助プロセッサ823は、例えば、メインプロセッサ821がインアクティブ(例えば、スリープ)状態のうちにメインプロセッサ821の代わりに、又はメインプロセッサ821がアクティブ(例えば、アプリケーション遂行)状態のうちにメインプロセッサ821とともに、電子装置801の構成要素等の内の少なくとも一つの構成要素(例えば、表示装置860、センサーモジュール876又は通信モジュール890)と係わる機能又は状態などの少なくとも一部を制御できる。
一実施形態によれば、補助プロセッサ823(例えば、イメージシグナルプロセッサ又はコミュニケーションプロセッサ)は、機能的に関係する他の構成要素(例えば、カメラモジュール880又は通信モジュール890)の一部構成要素として具現されてもよい。
メモリー830は、揮発性メモリー832又は非揮発性メモリー834を含み得る。
プログラム840は、メモリー830に格納されるソフトウェアであって、例えば、オペレーティングシステム842、ミドルウェア844又はアプリケーション846を含み得る。
音響出力装置855は、音響信号を電子装置801の外部に出力するための装置であって、例えば、マルチメディア再生又は録音再生のように一般的な用途で用いられるスピーカーと、電話受信専用で用いられるレシーバーとを含み得る。
一実施形態によれば、レシーバーは、スピーカーと一体又は別途に形成されてもよい。
表示装置860は、電子装置801の使用者に情報を視覚的に提供するための装置であって、例えば、ディスプレイ、ホログラム装置、又はプロジェクター及び当該装置を制御するための制御回路を含み得る。
一実施形態によれば、表示装置860は、タッチ回路(touch circuitry)、又はタッチに対する圧力の強度を測定できる圧力センサーを含み得る。
一実施形態によれば、オーディオモジュール870は、入力装置850を介して音を取得するか、音響出力装置855、又は電子装置801と有線又は無線で接続されている外部電子装置(例えば、電子装置802(例えば、スピーカー又はヘッドホン))を介して音を出力できる。
センサーモジュール876は、電子装置801の内部の作動状態(例えば、電力又は温度)、又は外部の環境状態に対応する電気信号又はデータ値を生成する。
センサーモジュール876は、例えば、ジェスチャーセンサー、ジャイロセンサー、気圧センサー、マグネチックセンサー、加速度センサー、グリップセンサー、近接センサー、カラーセンサー、IR(infrared)センサー、生体センサー、温度センサー、湿度センサー又は照度センサーを含み得る。
接続端子878は、電子装置801と外部電子装置(例えば、電子装置802)を物理的に接続させることができるコネクター、例えば、HDMI(登録商標)コネクター、USBコネクター、SDカードコネクター又はオーディオコネクター(例えば、ヘッドホンコネクター)を含み得る。
ハプティックモジュール879は、例えば、モーター、圧電素子、又は電気刺激装置を含み得る。
カメラモジュール880は、静止画像及び動画像を撮影できる。
一実施形態によれば、カメラモジュール880は、一つ以上のレンズ、イメージセンサー、イメージシグナルプロセッサ、又はフラッシュを含み得る。
バッテリー889は、電子装置801の少なくとも一つの構成要素に電力を供給するための装置であって、例えば、再充電不可な一次電池、再充電可能な二次電池、又は燃料電池を含んでもよい。
通信モジュール890は、プロセッサ820(例えば、アプリケーションプロセッサ)と独立的に運用される、有線通信又は無線通信を支援する一つ以上のコミュニケーションプロセッサ(例えば、図7の無線通信回路742の通信プロセッサ770)を含み得る。
一実施形態によれば、通信モジュール890は、無線通信モジュール892(例えば、セルラー通信モジュール、近距離無線通信モジュール又はGNSS(global navigation satellite system)通信モジュール)又は有線通信モジュール894(例えば、LAN(local area network)通信モジュール又は電力線通信モジュール)を含み、そのうち該当する通信モジュールを利用して第1ネットワーク898(例えば、ブルートゥース(登録商標)、WiFi direct又はIrDA(infrared data association)のような近距離通信ネットワーク)又は第2ネットワーク899(例えば、セルラーネットワーク、インターネット又はコンピューターネットワーク(例えば、LAN又はWAN)のような遠距離通信ネットワーク)を介して外部電子装置と通信できる。
一実施形態によれば、無線通信モジュール892は、加入者識別モジュール896に格納された使用者情報を利用して通信ネットワーク内で電子装置801を区別及び認証できる。
アンテナモジュール897は、信号又は電力を外部に送信するか外部から受信するための一つ以上のアンテナを含む。
一実施形態によれば、通信モジュール890(例えば、無線通信モジュール892)は、通信方式に適したアンテナを介して信号を外部電子装置に送信するか、外部電子装置から受信できる。
上述した構成要素等の内の一部の構成要素は、周辺機器間の通信方式(例えば、バス、GPIO(general purpose input/output)、SPI(serial peripheral interface)又はMIPI(mobile industry processor interface))を介して互いに接続され、信号(例えば、命令又はデータ)を相互間に交換できる。
電子装置(802、804)のそれぞれは、電子装置801と等しいか異なる種類の装置であり得る。
一実施形態によれば、電子装置801で実行される動作の全部又は一部は、他の一つ又は複数の外部電子装置で実行され得る。
一実施形態によれば、電子装置801が、ある機能やサービスを自動で又は要請によって行わなければならない場合、電子装置801は、機能又はサービスを自主的に実行させる代りに、又は追加的に、それと関係する少なくとも一部の機能を外部の電子装置に要請してもよい。
要請を受信した外部の電子装置は、要請された機能又は追加機能を行い、その結果を電子装置801に送信する。
電子装置801は、受信した結果をそのまま、又は追加的に、処理して要請された機能やサービスを提供することができる。
このため、例えば、クラウドコンピューティング、分散コンピューティング、又はクライアント−サーバーコンピューティング技術が利用され得る。
モジュールは、一体でなる部品、或いは、一つ又はそれ以上の機能を行う最小単位又はその一部となり得る。
例えば、モジュールは、ASIC(application−specific integrated circuit)で具現されてもよい。
機器は、記憶媒体から格納された命令語を呼び出し、呼び出された命令語によって動作が可能な装置であって、開示した実施形態に係る電子装置(例えば、電子装置801)を含み得る。
命令が、プロセッサ(例えば、プロセッサ820)によって実行される場合、プロセッサが直接、又はプロセッサの制御下で他の構成要素を用いて、命令に該当する機能を行うことができる。
命令は、コンパイラー又はインタプリターによって生成又は実行されるコードを含み得る。
機器で読み取り可能な記憶媒体は、非一時的(non−transitory)記憶媒体の形態で提供され得る。
ここで、「非一時的」とは、記憶媒体が信号(signal)を含まずに実在(tangible)するということを意味するだけで、データが記憶媒体に半永久的又は臨時的に格納されることを区分しない。
コンピュータープログラム製品は、商品として販売者及び購買者の間に取り引きされ得る。
コンピュータープログラム製品は、機器で読み取り可能な記憶媒体(例えば、CD−ROM)の形態で、又はアプリケーションストア(例えば、プレイストア(登録商標))を介してオンラインで配布され得る。
オンライン配布の場合、コンピュータープログラム製品の少なくとも一部は、製造業者のサーバー、アプリケーションストアのサーバー、又は中継サーバーのメモリーのような記憶媒体に少なくとも一時格納されるか、臨時的に生成され得る。
代替的に、又は追加的に、一部の構成要素(例えば、モジュール又はプログラム)は一つの個体に統合され、統合される以前のそれぞれの当該構成要素によって行われる機能を同一又は類似して行える。
多様な実施形態に係る、モジュール、プログラム又は他の構成要素によって行われる動作等は、順次、並列的、反復的、又はヒューリスティックに実行されるか、少なくとも一部の動作が異なる順に実行されるか、省略されるか、又は他の動作が追加されてもよい。
102 第2回路基板
104、750 IFIC
106 プロセッサ
110、510 ハウジング
112、212 前面プレート
112a スクリーン領域
112b、212b、412b ベゼル領域
114、214 後面プレート
116、216 側面
120、220、520 ディスプレイ
140、240、540 第1回路基板
142、242 無線通信回路
150、250、450 第1アンテナアレイ
170、270 第2アンテナアレイ
230、530 支持部材
232 貫通ホール
260、560a、560b 第3アンテナアレイ
460 誘電体
520a、520b 接続部材
545a、545b 第2回路基板
550 第1アンテナエレメント
710 スイッチグループ
711_1 スイッチ
741 アンテナアレイ
741_1〜741_n アンテナエレメント
720 RFIC
720_1r RF信号の受信経路
720_1t RF信号の送信経路
721 PA(power amp)
722、733 第1VGA
723、732 PS(phase shifter)
724、735 第2VGA
725、734 コンバイナ
726、736、753、761 ミキサー
731 LNA(low noise amplifier)
737、752 スイッチ
742 通信回路
750_r IFIC内部の受信経路
750_t IFIC内部の送信経路
754、762 第3VGA
755、763 LPF(low pass filter)
756、764 第4VGA
757、765 バッファー
770 通信プロセッサ
771 (Tx I/Q DAC)
772 (Rx I/Q ADC)
808 サーバー
820 プロセッサ
821 メインプロセッサ
823 補助プロセッサ
830 メモリー
832 揮発性メモリー
834 非揮発性メモリー
836 内蔵メモリー
838 外装メモリー
840 プログラム
842 オペレーティングシステム
844 ミドルウェア
846 アプリケーション
850 入力装置
855 音響出力装置
860 表示装置
870 オーディオモジュール
876 センサーモジュール
877 インターフェース
878 接続端子
879 ハプティックモジュール
880 カメラモジュール
888 電力管理モジュール
889 バッテリー
890 通信モジュール
892 無線通信モジュール
894 有線通信モジュール
896 加入者識別モジュール
897 アンテナモジュール
898 第1ネットワーク
899 第2ネットワーク
Claims (15)
- 電子装置であって、
第1方向に面し、スクリーン領域及びベゼル領域を含む前面プレートと、前記第1方向と逆方向である第2方向を面する後面プレートと、前記前面プレート及び前記後面プレートを取り囲む側面と、を含むハウジングと、
前記前面プレートの前記スクリーン領域を介して露出されるディスプレイと、
前記ディスプレイと前記後面プレートとの間に配置され、前記ディスプレイに隣接した第1面と、前記後面プレートに隣接した第2面と、を含む第1回路基板と、
前記第1面の内、前記ベゼル領域と重畳される領域に配置される第1アンテナアレイと、
前記第2面に配置される第2アンテナアレイと、
前記第1回路基板に配置され、前記第1アンテナアレイ及び前記第2アンテナアレイと電気的に接続される無線通信回路と、を有し、
前記無線通信回路は、前記第1アンテナアレイを利用して前記第1方向の指向性(directionality)を有するビームを形成し、前記第2アンテナアレイを利用して前記第2方向の指向性を有するビームを形成するように設定されることを特徴とする電子装置。 - 前記ディスプレイを支持し、前記ベゼル領域と前記第1アンテナアレイの間に少なくとも一つの貫通ホールを形成する導電性支持部材をさらに有し、
前記貫通ホールは、前記導電性支持部材を前記第1方向に貫通して形成されることを特徴とする請求項1に記載の電子装置。 - 前記無線通信回路が前記第1アンテナアレイを利用して送信又は受信する信号は、前記貫通ホールを通り、
前記第1アンテナアレイに含まれる複数のアンテナエレメントは、前記貫通ホールによって分離される(isolated)ことを特徴とする請求項2に記載の電子装置。 - 前記無線通信回路は、前記第1アンテナアレイを利用して、前記少なくとも一つの貫通ホールの大きさに対応する周波数帯域の信号を送受信するように設定されることを特徴とする請求項2に記載の電子装置。
- 前記無線通信回路は、前記第1アンテナアレイ及び前記第2アンテナアレイを利用して、20GHz以上の周波数帯域の信号を送受信するように設定されることを特徴とする請求項1に記載の電子装置。
- 前記ベゼル領域と前記第1アンテナアレイとの間に配置され、非導電性物質で形成される前記第1回路基板を支持するための誘電体をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の電子装置。
- 前記無線通信回路が前記第1アンテナアレイを利用して送信又は受信する信号は、前記誘電体を通ることを特徴とする請求項6に記載の電子装置。
- 前記ディスプレイと前記後面プレートとの間に前記側面に隣接して配置され、前記第1回路基板と結合される第2回路基板と、
前記第2回路基板に配置され、前記無線通信回路と電気的に接続される第3アンテナアレイと、をさらに有し、
前記無線通信回路は、前記第3アンテナアレイを利用して、前記第1方向及び前記第2方向と直交する第3方向の指向性を有するビームを形成するように設定されることを特徴とする請求項1に記載の電子装置。 - 前記第1アンテナアレイと前記第3アンテナアレイとの間に配置される導電性プレートをさらに有することを特徴とする請求項8に記載の電子装置。
- 前記第1回路基板、前記前面プレート、及び前記後面プレートを固定するための導電性接続部材をさらに有し、
前記第3アンテナアレイは、前記側面に密着して配置されることを特徴とする請求項8に記載の電子装置。 - 前記第1アンテナアレイ及び前記第2アンテナアレイは、複数のパッチアンテナを含み、
前記第3アンテナアレイは、複数のダイポールアンテナを含むことを特徴とする請求項8に記載の電子装置。 - 電子装置であって、
前面プレートと、前記前面プレートと逆方向に面する後面プレートと、前記前面プレート及び後面プレートの間の空間を取り囲んで、前記後面プレートと一体に形成されるか、又は前記後面プレートに付着される側面部材と、を含むハウジングと、
前記ハウジング内に配置され、前記前面プレートの第1部分を介して露出されるタッチスクリーンディスプレイと、
前記前面プレートの上からみたとき、前記ハウジングの内部に配置され、前記タッチスクリーンディスプレイと前記側面部材との間のギャップに配置される複数の分離されたアンテナエレメントを含むアンテナアレイと、
前記ハウジング内に配置され、前記アンテナアレイに電気的に接続された無線通信回路と、を有し、
前記無線通信回路は、前記アンテナアレイを利用してビームを形成するように具現されることを特徴とする電子装置。 - 前記無線通信回路は、25GHzと32GHzの間の周波数を有する信号を生成するように具現されることを特徴とする請求項12に記載の電子装置。
- 前記アンテナエレメントは、前記前面プレートの上からみたとき、前記タッチスクリーンディスプレイの周辺に沿って整列されることを特徴とする請求項12に記載の電子装置。
- 前記タッチスクリーンディスプレイと前記後面プレートとの間に配置される第2アンテナアレイをさらに有し、
前記無線通信回路は、前記第2アンテナアレイと電気的に接続されることを特徴とする請求項12に記載の電子装置。
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