KR102229382B1

KR102229382B1 - 전자 장치 및 그를 동작하는 방법

Info

Publication number: KR102229382B1
Application number: KR1020140078030A
Authority: KR
Inventors: 김경구; 김규섭; 허영; 박세현; 정진우
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2013-08-23
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2021-03-22
Also published as: EP3036792A4; CN105474460B; KR20150027682A; CN105474460A; EP3036792A1

Abstract

본 발명의 다양한 실시예들 중 하나에 따른 전자 장치는,
프로세서; 및 안테나 장치를 포함하고,
상기 안테나 장치는, 급전부; 상기 급전부에 전기적으로 연결된 제1 방사부; 및 상기 제1 방사부의 제1 부분(first portion)에 전기적으로 연결된 제1 단자(terminal)와, 상기 제1 방사부의 제2 부분(second portion)에 전기적으로 연결된 제2 단자를 포함하는 스위칭 소자(switching element)를 포함하고,
상기 프로세서는, 상기 스위칭 소자를 열음(open)으로써 제1 공진 주파수를 이용하고, 상기 스위칭 소자를 닫음(close)으로써 상기 제1 공진 주파수와 상이한 제2 공진 주파수를 이용할 수 있다.
상기와 같은 전자 장치는 실시예에 따라 다양하게 구현할 수 있다.

Description

전자 장치 및 그를 동작하는 방법 {ELECTRONIC DEVICE AND OPERATING METHOD WITH THE SAME}

본 발명은 전자 장치에 관한 것으로서, 예컨대, 무선 신호 송수신을 위한 안테나 장치 및 그를 구비하는 전자 장치에 관한 것이다.

통상적으로 전자 장치라 함은, 가전제품으로부터, 전자 수첩, 휴대용 멀티미디어 재생기, 이동통신 단말기, 태블릿 PC, 영상/음향 장치, 데스크톱 / 랩톱 컴퓨터, 차량용 내비게이션 등, 탑재된 프로그램에 따라 특정 기능을 수행하는 장치를 의미한다. 예를 들면, 이러한 전자 장치들은 저장된 정보를 음향이나 영상으로 출력할 수 있다. 전자 장치의 집적도가 높아지고, 초고속, 대용량 무선통신이 보편화되면서, 최근에는, 이동통신 단말기 하나에 다양한 기능이 탑재되고 있다. 예를 들면, 통신 기능뿐만 아니라, 게임과 같은 엔터테인먼트 기능, 음악/동영상 재생과 같은 멀티미디어 기능, 모바일 뱅킹 등을 위한 통신 및 보안 기능, 일정 관리나 전자 지갑 등의 기능이 하나의 전자 장치에 집약되고 있는 것이다. 이동통신 단말기 등의 전자 장치를 이용한 멀티미디어 서비스나 엔터테인먼트 기능이 강화됨에 따라, 사용자들은 휴대가 간편하면서도 충분한 크기의 디스플레이 장치를 제공하는 전자 장치를 선호하는 추세이다.

한편, 무선통신을 가능하게 하기 위해서는 안테나 장치를 필요로 한다. 안테나 장치는 다른 회로 장치들과 충분한 거리를 두고 설치됨으로써, 고주파 신호를 송수신하는 과정에서 다른 회로 장치들과 간섭을 억제할 수 있다. 초고속, 대용량의 무선통신을 수행하는, 예컨대, 롱텀에볼루션(Long Term Evolution; LTE) 통신 규격과 같은 4세대 이동통신 규격을 따르는 전자 장치는 다양한 주파수 대역을 통해 상용 통신망에 접속하게 된다. 하나의 전자 장치에서 다양한 주파수 대역의 접속을 위해서 안테나 장치는 주파수 대역의 수에 상응하는 복수의 방사체를 구비할 수 있다.

충분한 크기의 디스플레이 장치를 제공하면서 두께를 줄임으로써 전자 장치의 휴대성을 확보하는 현실에서, 안테나 장치를 설치하는데 어려움이 따르고 있다. 예컨대, 전자 장치의 휴대성을 확보하기 위해 두께를 줄이는 현실에서, 다른 회로 장치들과 간섭을 억제하면서 다양한 무선통신 주파수 대역에 대응하여 방사체의 수를 늘이는데 한계가 있는 것이다.

이에, 본 발명은 다양한 실시예들을 통해, 구조가 간단하면서도 다양한 주파수 대역에 대응할 수 있는 안테나 장치 및 그를 구비하는 전자 장치를 개시하고자 한다.

또한, 본 발명은 다양한 실시예들을 통해, 다양한 주파수 대역에 대응하면서도 소형화가 용이한 안테나 장치 및 그를 구비하는 전자 장치를 개시하고자 한다.

본 발명의 다양한 실시예들 중 하나에 따른 전자 장치는,

프로세서; 및 안테나 장치를 포함하고,

상기 안테나 장치는, 급전부; 상기 급전부에 전기적으로 연결된 제1 방사부; 및 상기 제1 방사부의 제1 부분(first portion)에 전기적으로 연결된 제1 단자(terminal)와, 상기 제1 방사부의 제2 부분(second portion)에 전기적으로 연결된 제2 단자를 포함하는 스위칭 소자(switching element)를 포함하고,

상기 프로세서는, 상기 스위칭 소자를 열음(open)으로써 제1 공진 주파수를 이용하고, 상기 스위칭 소자를 닫음(close)으로써 상기 제1 공진 주파수와 상이한 제2 공진 주파수를 이용할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들 중 다른 하나에 따른 전자 장치는,

제1 방사부와, 상기 제1 방사부의 어느 한 부분과 적어도 하나의 다른 부분을 선택적으로 개폐하는 스위칭 소자(switching element)를 포함하는 안테나 장치를 구비하고,

상기 스위칭 소자의 개폐 동작(opening/closing operation)에 따라 상기 안테나 장치의 공진 주파수 대역이 조절될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치를 동작하는 방법은,

안테나 장치를 포함하는 전자 장치를 제공하는 동작으로서, 상기 안테나 장치는,

제1 방사부; 및

상기 제1 방사부의 제1 부분(first portion) 에 전기적으로 연결된 제1 단자(terminal), 및 상기 제1 방사부의 제2 부분(second portion)에 전기적으로 연결된 제2 단자(terminal)를 포함하는 스위칭 소자(switching element)를 포함하는 전자 장치를 제공하는 동작;

상기 스위칭 소자를 열음(open)으로써, 제1 공진 주파수를 이용하는 동작; 및

상기 스위칭 소자를 닫음(close)으로써, 상기 제1 공진 주파수와 상이한 제2 공진 주파수를 이용하는 동작을 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치는 방사부의 물리적인 길이는 유지하면서 전기적인 길이를 조절하는 스위칭 소자를 구비함으로써, 서로 다른 다양한 주파수 대역에서 각각 양호한 방사 효율을 확보하는 것을 가능하게 한다. 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치의 스위칭 소자가 온 상태일 때에도, 신호 전류는 스위칭 소자와 병렬로 배치된 방사부의 다른 부분에 분포될 수 있으므로, 스위칭 소자의 저항 성분에 의한 손실을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치에서 스위칭 소자의 온/오프 동작에 따라 저주파 대역의 공진 주파수가 조절된다고 할 때, 고주파 대역의 공진 주파수에서는 스위칭 소자의 온/오프 동작과 무관하게 설계된 성능을 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예들 중 하나에 따른 안테나 장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 안테나 장치를 구현한 예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예들 중 다른 하나에 따른 안테나 장치를 나타내는 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 안테나 장치를 구현한 예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5와 도 6은 본 발명의 다양한 실시예들 중 또 다른 하나에 따른 안테나 장치를 나타내는 구성도이다.
도 7과 도 8은 각각 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치의 방사 특성을 측정하여 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치를 구비하는 전자 장치를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 전자 장치의 안테나 장치를 나타내는 분리 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치의 급전 구조들에 대한 변형 예를 나타내는 구성도이다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치의 급전 구조들에 대한 다른 변형 예를 나타내는 구성도이다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예들 중 다른 하나에 따른 안테나 장치를 나타내는 구성도이다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

이하 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 다양한 실시예들을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 아울러, 후술되는 용어들은 구체적인 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 다른 용어로 대체될 수 있다. 따라서 이러한 용어들은 본 발명의 다양한 실시예들에 대한 설명에 따라 더욱 명확하게 정의될 것이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들을 설명함에 있어 '제1', '제2' 등의 서수를 사용한 것은 단지 동일한 명칭의 대상들을 서로 구분하기 위한 것으로서, 그 순서는 임의로 정해질 수 있는 것이다.

본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 안테나 장치는 급전부에 연결된 방사부의 길이를 조절하는 스위칭 소자를 구비한다. 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 스위칭 소자는 방사부의 어느 한 부분과 다른 한 부분 사이에 배치되어 온/오프(on/off) 동작을 통해 방사부의 전기적인 길이를 조절할 수 있다. 방사부의 전기적인 길이가 조절됨에 따라 안테나 장치의 공진 주파수 대역이 조절될 수 있다. 이때, 스위칭 소자에 의해 방사부의 전기적인 길이가 조절되면서도, 신호 전류(signal current)는 방사부의 한 부분과 다른 한 부분 사이에서 분포될 수 있으므로 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치는 스위칭 소자에 의한 손실을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예들 중 하나에 따른 안테나 장치를 나타내는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예들 중 하나에 따른 안테나 장치(100)는 제1 방사부(111)와, 적어도 하나의 스위칭 소자(switching element)(S1, S2)를 구비할 수 있다.

상기 제1 방사부(111)는 로드(rod), 미인더라인(meanderline), 패치(patch), 마이크로스트립(microstrip) 등 다양한 형태로 구현될 수 있다. 아울러, 상기 제1 방사부(111)는 적어도 하나의 주파수 대역에서 고주파 신호를 송수신할 수 있게 구성될 수 있다. 상기 제1 방사부(111)는 급전 라인(195)을 통해 급전부(F)로 연결되어 신호 전류를 인가받을 수 있다.

도 1에서, 상기 스위칭 소자(S1, S2)는 한 쌍이 병렬로 배치된 구성을 예시하고 있다. 상기 스위칭 소자들 중, 제1의 스위칭 소자(S1)는 상기 제1 방사부(111)의 어느 한 부분(이하, '제1 부분(first portion)')(P1-1)과 다른 한 부분(이하, '제2 부분(second portion)')(P2-1) 사이에 배치되어 온/오프(on/off) 동작을 수행할 수 있다. 상기 제1 스위칭 소자(S1)은 상기 제1 부분(P1-1)에 전기적으로 연결된 제1 단자(first terminal)(T1-1)와, 상기 제2 부분(P2-1)에 전기적으로 연결된 제2 단자(second termainal)(T2-1)를 포함할 수 있다. 상기 제1 스위칭 소자(S1)가 열린 상태(open state)일 때, 상기 제1 방사부(111)의 물리적인 길이가 상기 안테나 장치(100)의 전기적인 길이로 설정된다. 상기 제1 스위칭 소자(S1)가 열린 상태일 때는, 상기 제1 방사부(111)의 물리적인 길이에 의한 제1 공진 주파수 대역이 설정될 수 있다. 상기 제1 스위칭 소자(S1)가 닫힌 상태(closed state)일 때, 상기 안테나 장치(100)의 전기적인 길이는 상기 제1 스위칭 소자(S1)를 경유하는 경로에 의해 설정된다. 예컨대, 상기 제1 스위칭 소자(S1)가 닫힌 상태에서는, 제1 공진 주파수와 다른 제2의 공진 주파수에서 상기 안테나 장치(100)가 작동할 수 있다.

상기 제1 스위칭 소자(S1)가 닫힌 상태일 때는, 상기 제1 방사부(111)의 물리적인 길이와 다른 전기적인 길이가 설정될 수 있는 것이다. 예컨대, 상기 제1 스위칭 소자(S1)가 닫힌 상태일 때, 상기 제1, 제2 부분(P1-1, P2-1) 사이의 상기 제1 방사부(111)의 물리적인 길이는 상기 안테나 장치(100)의 공진 주파수 대역에 영향을 미치지 않을 수 있다.

상기 스위칭 소자들 중 제2의 스위칭 소자(S2)는 상기 제1, 제2 부분(P1-1, P2-1)과는 다른 상기 제1 방사부(111)의 제3, 제4 부분(P1-2, P2-2)에 각각 연결된 제1, 제2 단자(T1-2, T2-2)를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 제2 스위칭 소자(S2)는 상기 제3, 제4 부분(P1-2, P2-2) 사이에서 개폐 동작(opening/closing operation)을 수행할 수 있다. 상기 스위칭 소자(S1, S2)들이 모두 열린 상태라면, 상기 안테나 장치(100)는 상기 제1 방사부(111)의 물리적인 길이에 의해 형성되는 제1 공진 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 상기 제1 스위칭 소자(S1)가 닫힌 상태일 때, 상기 제2 스위칭 소자(S2)의 개폐 상태와 무관하게 상기 제1 스위칭 소자(S1)를 경유하는 경로에 따른 전기적인 길이에 의해 상기 안테나 장치(100)의 제2 공진 주파수 대역이 설정될 수 있다. 상기 제1 스위칭 소자(S1)가 열린 상태이고 상기 제2 스위칭 소자(S2)가 닫힌 상태일 때, 상기 안테나 장치(100)는 상기 제2 스위칭 소자(S2)를 경유하는 경로에 따른 전기적인 길이에 의해 설정된 제3 공진 주파수 대역에서 동작할 수 있다.

상기 제1 또는 제2 스위칭 소자(S1, S2)가 열린 상태에서, 상기 제1 방사부(111)로 인가된 신호 전류는 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 부분(P1-1, P1-2, P2-1, P2-2) 사이의 상기 제1 방사부(111)에도 분포되기 때문에, 상기 스위칭 소자(S1, S2)들의 저항 성분에 의한 손실을 억제할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 상기 안테나 장치(100)는 제2의 방사부(113)를 더 구비할 수 있다. 상기 제2 방사부(113)는 접지부(G)에 연결되면서 상기 급전부(F)에 연결될 수 있다. 상기 제1 방사부(111)는 상기 제2 방사부(113)를 경유하여 상기 접지부(G)로 연결될 수 있다.

도 1에 도시된 실시예에서, 상기 제1, 제2 방사부(111, 113)는 각각 하나의 라인 형태를 도시하고 있으나 다양한 분기 구조, 문양을 가진 패턴으로 형성될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 안테나 장치를 구현한 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 2에 도시된 안테나 장치의 형상 등은 도 1에 도시된 구성을 예시한 것으로서, 전자 장치가 허용하는 설치 공간의 형상이나 전자 장치에서 요구하는 공진 주파수 대역 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 안테나 장치(100)는 도전층(191)과 상기 도전층(191) 상에 배치된 방사 부재(111b)를 포함할 수 있다. 상기 도전층(191)에는 일측 가장자리로부터 연장된 슬롯(slot)(193)이 형성될 수 있으며, 상기 급전 라인(195)이 상기 슬롯(193)을 가로지르게 배치될 수 있다. 상기 급전부(F)는 상기 도전층(191) 내에서 상기 슬롯(193)의 일측에 위치할 수 있다. 상기 급전 라인(195)은 상기 슬롯(193)의 일측에서 상기 급전부(F)에 연결되고 상기 슬롯(193)의 타측에서 상기 도전층(191)의 한 지점(이하, '급전점')(Pf)에 연결될 수 있다.

상기 방사 부재(111b)는 상기 도전층(191)의 다른 한 지점(이하, '접속점')(Pr)에 연결되어 상기 도전층(191)의 일부 영역(이하, '제1 방사부 영역')(111a)과 상기 급전 라인(195)을 통해 상기 급전부(F)에 연결될 수 있다. 상기 급전점(Pf)으로부터 상기 접속점(Pr) 방향에 위치하는 상기 도전층(191)의 영역이 상기 제1 방사부 영역(111a)으로 설정될 수 있다. 상기 제1 방사부(191)는 상기 방사 부재(111b)와 상기 제1 방사부 영역(111a)을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 스위칭 소자(S1, S2)들은 상기 제1 방사부 영역(111a)에 배치될 수 있으며, 하나의 입력 경로와 적어도 하나의 출력 경로를 가지는 스위치로 이루어질 수 있다. 예컨대, 도 1과 도 2에서, 상기 스위칭 소자(S1, S2)들은 하나의 입력 경로와 하나의 출력 경로를 가지는 SPST(single pole single throw) 스위치가 예시되어 있지만, 하나의 입력 경로와 두개의 출력 경로를 가지는 SPDT(single pole double throw) 스위치일 수 있다. 또한, 상기 스위칭 소자(S1, S2)들은 하나의 입력 경로와 세개 이상의 출력 경로를 가지는 스위치, 예컨대, SPQT(single pole quad throw)일 수 있다. 이러한 스위칭 소자들은 반도체 소자를 이용한 스위치로 구현될 수 있다. 또한, 이러한 스위칭 소자들은 미세전자기계시스템(Micro Electro Mechanical System; MEMS)이나, 가변 용량소자(variable capacitor)와 같은 가변 소자(tunable element)로 구현될 수 있다. 상기 스위칭 소자(S1, S2)들이 복수의 출력 경로를 가지는 경우, 각각의 출력 경로에는 임피던스 정합을 위한 소자 또는 회로가 구성, 배치될 수 있다. 상기 스위칭 소자(S1, S2)들은 상기 제1 방사부 영역(111a)에 배치되어 상기 급전점(Pf)으로 연결되고, 상기 스위칭 소자(S1, S2)들의 출력 경로는 상기 방사 부재(111b)로 연결될 수 있다.

상기 급전점(Pf)을 사이에 두고 상기 제1 방사부 영역(111a)과 나란하게 위치하는 상기 도전층(191)의 다른 영역이 상기 제2 방사부(113)로 설정될 수 있다.

상기 도전층, 즉, 상기 제1 방사부 영역(111a)은 인쇄회로 기판 상에 구현될 수 있으며, 인쇄회로 기판의 내측으로 상기 스위칭 소자(S1, S2)들의 전원 공급이나 제어 신호를 전송하기 위한 신호 배선이 매립될 수 있다. 전원 공급이나 제어 신호를 전송하는 신호 배선을 매립함으로써 신호 배선과 상기 스위칭 소자(S1, S2)들 사이 또는 신호 배선과 상기 제1, 제2 방사부(111a, 111b) 사이의 간섭을 억제할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다양한 실시예들 중 다른 하나에 따른 안테나 장치를 나타내는 도면이다.

도 3에 도시된 안테나 장치를 설명함에 있어, 선행 실시예의 구성을 통해 용이하게 이해할 수 있는 구성들에 대해서는 도면의 참조번호를 동일하게 부여하거나 생략하고, 그 상세한 설명 또한 생략될 수 있음에 유의한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예들 중 다른 하나에 따른 안테나 장치(200)는 급전부(F)에 연결된 제1 방사부(111)와, 상기 제1 방사부(111)의 어느 한 부분(이하, '제1 부분')(P1)과 다른 한 부분(이하, '제2 부분')(P2) 사이에 배치된 스위칭 소자(S)를 구비할 수 있다. 상기 제1 방사부(111)는 상기 제1, 제2 부분(P1, P2) 사이에 배치된 집중 소자(lumped element)(Le)를 포함할 수 있다. 상기 집중 소자는 저항성 소자, 용량성 소자, 유도성 소자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 스위칭 소자(S)와 집중 소자(Le)는 상기 제1 방사부(111) 상에서 병렬로 배치될 수 있다.

상기 스위칭 소자(S)가 열린 상태일 때, 상기 안테나 장치(200)의 공진 주파수 대역은 상기 제1 방사부(111)의 물리적인 길이와 상기 집중 소자(Le)의 리액턴스 성분에 의해 설정될 수 있다. 상기 스위칭 소자(S)가 닫힌 상태일 때, 상기 안테나 장치(200)의 공진 주파수 대역은 상기 스위칭 소자(S)를 경유하는 경로를 따르는 전기적인 길이에 의해 설정될 수 있다. 상기 제1 방사부(111)로 인가된 신호 전류는, 상기 스위칭 소자가 닫힌 상태에서도 상기 집중 소자(Le)를 경유하는 경로에 분포되어 상기 스위칭 소자(S)의 저항 성분에 의한 손실을 억제할 수 있다.

도 4는 도 3에 도시된 안테나 장치를 구현한 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 4에 도시된 형상 등은 도 3에 도시된 구성을 예시적으로 도시한 것으로서, 전자 장치가 허용하는 설치 공간의 형상이나 전자 장치에서 요구하는 공진 주파수 대역 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 안테나 장치(200)는 도전층(191)과 상기 도전층(191) 상에 배치된 방사 부재(111b)를 포함할 수 있다. 상기 도전층(191)에는 일측 가장자리로부터 연장된 슬롯(193)이 형성될 수 있으며, 상기 급전 라인(195)이 상기 슬롯(193)을 가로지르게 배치될 수 있다. 상기 급전부(F)는 상기 도전층(191) 내에서 상기 슬롯(193)의 일측에 위치할 수 있다. 상기 급전 라인195)은 상기 슬롯(193)의 일측에서 상기 급전부(F)에 연결되고 상기 슬롯(193)의 타측에서 상기 도전층(191)에 제공된 급전점(Pf)에 연결될 수 있다.

상기 방사 부재(111b)는 상기 도전층(191)의 다른 한 지점에 제공된 접속점(Pr)에 연결되어 상기 도전층(191)의 일부 영역으로 설정된 제1 방사부 영역(111a)과 상기 급전 라인(195)을 통해 상기 급전부(F)에 연결될 수 있다. 상기 스위칭 소자(S)와 집중 소자(Le)는 상기 제1 방사부 영역(111a) 내에서 상기 급전점(Pf)과 접속점(Pr) 사이에서 병렬로 배치될 수 있다. 상기 제1 방사부(111)는 상기 방사 부재(111b)와 상기 제1 방사부 영역(111a)을 포함하여 이루어질 수 있다.

도 5와 도 6은 본 발명의 다양한 실시예들 중 또 다른 하나에 따른 안테나 장치를 나타내는 구성도이다.

상기 안테나 장치(300)는 스위칭 소자(S)로서, 하나의 입력 경로와 복수의 출력 경로, 예컨대, 두개의 출력 경로를 가지는 SPDT 스위치를 구비할 수 있다. 상기 스위칭 소자(S)의 두 출력 경로는 상기 제1 방사부(111a) 상에서 서로 다른 두개의 제2 부분(P2-1, P2-2)에 각각 연결될 수 있다. 실시예에 따라 상기 스위칭 소자(S)의 출력 경로의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 스위칭 소자(S)가 열린 상태일 때, 상기 안테나 장치(300)의 전기적인 길이, 예컨대, 공진 주파수 대역은 상기 제1 방사부(111)의 물리적인 길이(Ld)에 의해 설정될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 스위칭 소자(S)가 동작하여 제1 부분(P1)과, 제2 부분들 중 하나(P2-1)를 연결한 상태에서, 상기 안테나 장치(300)의 공진 주파수 대역은 상기 스위칭 소자(S)가 연결한 경로를 따르는 전기적인 길이에 의해 설정될 수 있다. 예컨대, 상기 스위칭 소자(S)의 개폐 상태(open/closed) state)에 따라, 또한, 상기 스위칭 소자(S)가 닫힌 상태인 경우 상기 제1 부분(P1)에 연결된 제2 부분(P2-1, P2-2)들 중 하나의 위치에 따라, 상기 안테나 장치(300)의 공진 주파수 대역은 다르게 설정될 수 있다. 상기 안테나 장치(300)의 공진 주파수 대역이 상기 스위칭 소자(S)를 통해 형성된 경로에 의해 설정된 상태에서도 상기 제1, 제2 부분(P1, P2-1, P2-2)들 사이의 상기 제1 방사부(111)에 신호 전류가 분포되기 때문에, 상기 스위칭 소자(S)의 저항 성분에 의한 손실은 억제할 수 있다.

도 7과 도 8은 각각 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치의 방사 특성을 측정하여 나타내는 그래프이다.

스위칭 소자의 개폐 동작 전(S_off)과 후(S_on)에, 주파수 대역에 따라 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치의 전체 방사효율(Total Radiation Efficiency)을 측정한 그래프가 도 7에 도시되고, 안테나 장치의 반사 계수(Reflection Coefficient)를 각각 측정한 그래프가 도 8에 도시된다.

도 7과 도 8에 도시된 바와 같이, 스위칭 소자가 닫힌 상태(closed state, S_on)에서, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치가 850MHz, 1850MHz 대역에서 공진 주파수를 형성하게 설계된 구성으로 본 측정을 실시하였다. 스위칭 소자가 열린 상태(open state, S_off)에서, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치는 제1 방사부 자체의 물리적인 길이 또는 집중 소자를 포함하는 제1 방사부의 전기적인 길이에 의해 설정될 수 있음을 앞서 언급한 바 있다.

일반적으로 공진 주파수 대역이 설정된 상태에서 추가의 공진 주파수 대역을 확보하기 위해 스위칭 소자 등을 추가로 배치하면, 이미 설정된 공진 주파수 대역의 방사 특성에 상당한 왜곡이 발생할 수 있다. 예컨대, 스위칭 소자의 저항 성분에 의해 방사부에서 상당한 손실이 발생하는 것이다. 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치는 스위칭 소자가 방사부의 어느 한 부분과 다른 한 부분 사이에 배치되므로, 설계된 방사부 자체의 특성을 안정적으로 유지할 수 있다. 이는 스위칭 소자가 방사부, 예컨대, 방사부의 일부분과 병렬로 배치됨에 따라 스위칭 소자에 의해 방사부의 전기적인 길이가 조절되면서도, 신호 전류는 스위칭 소자와 병렬로 배치된 방사부의 일부분을 통해 분포될 수 있기 때문이다.

스위칭 소자가 닫힌 상태(S_on, colse state)에서 열린 상태(S_off, open state)로 변경될 경우, 예컨대, 도 1에 도시된 제1 방사부(111)의 제1 부분(P1-1)과 제2 부분(P2-1)이 스위칭 소자(S1)를 통해 전기적으로 연결된 상태가 변경되면, 저주파수 대역에 형성된 공진 주파수 대역이 850MHz에서 700MHz으로 이동함을 알 수 있다.

일반적으로, 스위칭 소자를 활용하여 공진 주파수 대역을 조절할 경우, 스위칭 소자의 저항 성분은 손실의 원인이 된다. 따라서 일반적인 안테나 장치에서 스위칭 소자가 동작하기 전과 후의 전체 방사효율이나 반사 계수의 프로파일에 상당한 변화가 발생할 수 있다.

도 7과 도 8에 도시된 바와 같이, 스위칭 소자의 온/오프 동작 전(S_off)과 후(S_on)를 비교할 때, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치의 공진 주파수 대역이 변화할 뿐, 전체 방사효율이나 반사 계수를 나타내는 그래프의 프로파일은 유사하게 유지될 수 있다. 이를 통해 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치는 스위칭 소자를 이용하여 다양한 주파수 대역의 공진 주파수를 확보하면서도 스위칭 소자의 저항 성분에 의한 손실을 방지할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치가 듀얼 밴드(dual band), 예컨대, 850MHz, 1850MHz 대역의 공진 주파수 대역에서 동작하는 안테나로 설계된 경우, 스위칭 소자를 이용하여 어느 하나의 공진 주파수 대역만 조절하더라도 다른 공진 주파수 대역에서는 안정된 방사 특성을 유지할 수 있음을 알 수 있다.

도 9는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치를 구비하는 전자 장치를 나타내는 도면이다. 도 10은 도 9에 도시된 전자 장치의 안테나 장치를 나타내는 분리 사시도이다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 통신 기능이 포함된 장치일 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 스마트 폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동전화기(mobile phone), 화상전화기, 전자북 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device)(예: 전자 안경과 같은 head-mounted-device(HMD), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리(appcessory), 전자 문신, 또는 스마트 와치(smartwatch))중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 전자 장치는 통신 기능을 갖춘 스마트 가전 제품(smart home appliance)일 수 있다. 스마트 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), TV 박스(예를 들면, 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(game consoles), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 전자 장치는 각종 의료기기(예: MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, GPS 수신기(global positioning system receiver), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치 및 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 또는 산업용 또는 가정용 로봇 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 전자 장치는 통신 기능을 포함한 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 입력장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않음은 당업자에게 자명하다.

도 9와 도 10에 도시된 구성을 설명함에 있어, 도 1과 도 2를 더 참조하되, 스위칭 소자는 하나만 설치된 구성으로 설명함에 유의한다.

상기 전자 장치(10)는 하우징(11)의 배면으로 착탈 가능하게 제공된 배터리 팩(17)을 포함하고, 상기 배터리 팩(17)이 장착되는 영역의 일측에 배치된 카메라 모듈(15)과, 타측에 배치된 주회로 기판(19)을 포함할 수 있다. 아울러, 상기 전자 장치(10)는 상기 하우징(11)의 배면에 결합하는 커버 부재(13)를 구비함으로써, 상기 배터리 팩(17) 등을 보호할 수 있다.

상기 안테나 장치(100)는 상기 주회로 기판(19)과 인접하게 배치될 수 있다.

상기 안테나 장치(100)는 보조 회로 기판(109), 캐리어(21)를 포함할 수 있으며, 상기 보조 회로 기판(109)은 상기 주회로 기판(19)의 일부분으로 구성될 수도 있다. 상기 보조 회로 기판(109)에는 커넥터 부재(23)가 장착되어 상기 전자 장치(10)와 충전기 등 외부 기기의 연결 수단을 제공할 수 있다. 상기 보조 회로 기판(109)과 캐리어(21)는 상술한 바 있는 안테나 장치의 구성요소들이 설치될 수 있는 구조물로 활용될 수 있다.

상기 보조 회로 기판(109)은 다층 회로 기판으로 구성될 수 있으며, 상술한 바 있는 도전층(191)은 상기 보조 회로 기판(109)의 층들 중 하나에 배치될 수 있다. 도 2에서 상기 도전층(191)은 하나의 판 형태로 도시되고 있지만, 상기 보조 회로 기판(109)에서 실제로 구현되는 상기 도전층(191)은 다양한 경로를 연결하는 인쇄회로 패턴일 수 있다.

상기 보조 회로 기판(109)에는 상술한 바 있는 스위칭 소자(S)와 적어도 한 쌍의 접속 단자(C1, C2)들이 배치될 수 있다. 상기 접속 단자들 중, 제1의 접속 단자(C1)는 상기 스위칭 소자(S)를 통해 급전 라인(195), 급전부(F)로 연결되고, 제2의 접속 단자(C2)는 상기 급전 라인에 직접 연결될 수 있다. 상기 급전 라인(195)이나 급전부(F)는 상기 보호 회로 기판(109) 또는 주회로 기판(19) 상에서 인쇄회로 패턴이나 전자회로 칩으로 구성되므로 도 9와 도 10에서는 도면의 참조번호를 생략하였음에 유의한다.

상기 캐리어(21)에는 방사 부재(111b)가 배치된다. 상기 방사 부재(111b)는 상기 캐리어(21)의 상면에서 부착되거나 다양한 형태의 패턴으로 형성될 수 있다. 상기 방사 부재(111b)가 연장부(111e, 111f)들을 포함함으로써, 상기 보조 회로 기판(109)으로 접속되는 경로가 제공될 수 있다. 상기 캐리어(21)의 하면에는 복수의 접속 패드(111c, 111d)들이 배치될 수 있다. 상기 접속 패드(111c, 111d)들 중, 제1의 접속 패드(111c)는 상기 방사 부재(111b)의 연장부들 중 제1의 연장부(111e)와, 제2의 접속 패드(111d)는 제2의 연장부(111f)와 각각 연결될 수 있다. 상기 제1, 제2 접속 패드(111c, 111d)는 상기 제1, 제2 연장부(111e, 111f)가 상기 캐리어(21)의 측면을 경유하여 하면까지 연장된 구성일 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 방사 부재(111b)가 상기 캐리어(21)의 내측면으로 연장되어 상기 커넥터 부재(23)와 마주보게 또는 접촉하게 배치될 수 있다. 상기 커넥터 부재(23)는 접지 등을 제공하기 위한 도전성 재질의 금속을 포함할 수 있다. 상기 커넥터 부재(23)의 도전성 재질 부분이 상기 방사 부재(111b)로 연결하여 상기 방사 부재(111b)의 일부분으로 활용될 수 있다.

어떤 실시예에서, 상기 제1, 제2 접속 패드(111c, 111d)는 상기 제1, 제2 연장부(111e, 111f)와는 별도로 형성된 구성일 수 있다. 상기 제1, 제2 접속 패드(111c, 111d)가 상기 제1, 제2 연장부(111e, 111f)와 별도로 형성된 경우, 상기 캐리어(21)를 관통하는 비아 홀(via hole)(h)들을 통해 상기 제1, 제2 접속 패드(111c, 111d)는 상기 제1, 제2 연장부(111e, 111f)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 보조 회로 기판(109)과 상기 캐리어(21)가 상기 하우징(11) 내에 설치되면, 상기 제1 접속 패드(111c)는 상기 제1 접속 단자(C1)에, 제2 접속 패드(111d)는 상기 제2 접속 단자(C2)에 각각 접촉하게 된다. 상기 제1, 제2 접속 단자(C1, C2)들은 씨 클립(C-clip)과 같이 탄성력을 축적할 수 있는 구조를 가짐으로써, 상기 제1, 제2 접속 패드(111c, 111d)와 안정된 접촉 상태를 유지할 수 있다. 여기서, 상기 방사 부재(111b), 제1, 제2 연장부(111e, 111f), 제1, 제2 접속 패드(111c, 111d), 제1, 제2 접속 단자(C1, C2) 및 상기 보조 회로 기판(109)의 도전층(191) 일부가 상기 제1 방사부(111)를 형성할 수 있다. 아울러, 상기 스위칭 소자(S)는 상기 보조 회로 기판(109)에 장착되면서 상기 제1 접속 단자(111c)를 통해 상기 방사 부재(111b)에 연결됨으로써, 상기 제1 방사부(111)의 어느 한 부분과 다른 한 부분을 연결할 수 있다.

상기 스위칭 소자(S)로 제어 신호를 전송하기 위한 별도의 신호 배선(signal line)이 회로 기판, 예를 들면, 상기 보조 회로 기판(109)에 형성될 수 있다. 상기 보조 회로 기판(S)는 다층회로 기판으로 구현되므로, 신호 배선이 상기 스위칭 소자(S)와 다른 층(layer)에 형성될 수 있다. 제어 신호 전송을 위한 신호 배선이 다른 층에 형성됨으로써, 상기 스위칭 소자(S)와 신호 배선 사이, 또한, 상기 제1 방사부(111)와 신호 배선 사이의 전기적인 간섭을 방지할 수 있다.

상기 스위칭 소자(S)가 열린 상태일 때, 상기 안테나 장치(100)의 전기적인 길이는 상기 제2 접속 단자(C2), 제2 접속 패드(111d), 제2 연장부(111f)로 이어지는 경로를 통해 설정될 수 있다. 상기 스위칭 소자(S)의 개폐 상태(open/closed state)와 무관하게, 상기 제2 접속 단자(C2), 제2 접속 패드(111d), 제2 연장부(111f)로 이어지는 경로는 전기적으로 연결된 상태를 유지할 수 있다. 상기 스위칭 소자(S)가 닫힌 상태일 때, 상기 안테나 장치(100)의 전기적인 길이는 상기 스위칭 소자(S), 제1 접속 단자(111c), 제1 접속 패드(111c), 제1 연장부(111e)로 이어지는 경로를 통해 설정될 수 있다. 따라서 상기 안테나 장치(100)의 전기적인 길이는 상기 스위칭 소자(S)의 개폐 상태에 따라 다르게 설정될 수 있다.

상기 스위칭 소자(S)가 닫힌 상태일 때, 상기 안테나 장치(100)의 전기적인 길이는 상기 스위칭 소자(S)를 경유하는 경로로 설정되지만, 상기 제1 방사부(111)로 인가되는 신호 전류는 상기 제2 접속 단자(C2), 제2 접속 패드(111d), 제2 연장부(111f)로 이어지는 경로에도 분포될 수 있다. 따라서 상기 스위칭 소자(S)의 저항 성분이 상기 안테나 장치(100)의 방사 특성을 저하시키는 것을 방지할 수 있다.

도 11은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치의 급전 구조들에 대한 변형 예를 나타내는 구성도이다. 도 12는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치의 급전 구조들에 대한 다른 변형 예를 나타내는 구성도이다.

상술한 실시예들은 제2 방사부가 급전부와 접지부 사이에 제공되며, 제1 방사부가 제2 방사부를 경유하여 접지부로 연결된 구성을 예시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지는 않는다.

한 실시예에서는, 도 11에 도시된 바와 같이, 접지부(G)에 연결된 접지 라인(197)이 급전부(F)와 제1 방사부(111) 사이에서 분기될 수 있다. 제2 방사부(113)는 상기 제1 방사부(111)와 상기 접지부(G) 사이에, 또는 상기 제1 방사부(111)와 상기 접지 라인(197) 사이에 배치될 수 있다. 따라서 상기 제1 방사부(111)는 상기 제2 방사부(113)를 경유하여 상기 접지부(G)와 급전부(F)에 각각 연결될 수 있다.

어떤 실시예에서, 상기 안테나 장치는 전자계 결합과 같은 간접 급전 방식으로 구현될 수 있다. 도 12를 참조하면, 급전부(F)로부터 연장된 급전 라인(195)의 일부분이 제1 방사부(111)의 일부분에 인접하게 위치할 수 있다. 예컨대, 상기 급전 라인(195)의 단부가 상기 제1 방사부(111)의 단부와 인접하게 위치하여 전자계 결합을 형성함으로써, 상기 제1 방사부는 상기 급전부(F)로 연결되어 급전을 제공받을 수 있는 것이다.

도 11과 도 12에 도시된 실시예들은 도 1에 도시된 안테나 장치의 급전 구조를 변형한 구성을 예시하고 있지만, 또 다른 형태의 안테나 장치, 예컨대, 도 3이나 도 5에 도시된 안테나 장치의 급전 구조로도 활용될 수 있다.

도 13은 본 발명의 다양한 실시예들 중 다른 하나에 따른 안테나 장치를 나타내는 구성도이다.

도 13을 참조하면, 안테나 장치(100)는 스위칭 소자(S)로서 SPQT 스위치를 포함할 수 있다. 상기 스위칭 소자(S)는, 각 출력 경로에서, 임피던스 정합을 위해, 상기 안테나 장치(100)는 매칭회로들을 포함할 수 있다. 매칭회로는 집중 소자(Le), 예를 들면, 저항성 소자, 용량성 소자, 유도성 소자 중 하나 또는 이러한 소자들의 조합으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 스위칭 소자(S)의 각 출력 경로에는 각각 전기적 특성에 따라 서로 다른 매칭회로가 각각 제공될 수 있다.

도 14는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

상기 전자 장치(801)는, 예를 들면, 도 9에 도시된 전자 장치(10)의 전체 또는 일부를 구성할 수 있다. 도 14를 참조하면, 상기 전자 장치(801)는 하나 이상의 프로세서(810), SIM(subscriber identification module) 카드(814), 메모리(820), 통신 모듈(830), 센서 모듈(840), 입력 모듈(850), 디스플레이(860), 인터페이스(870), 오디오 모듈(880), 카메라 모듈(891), 전력관리 모듈(895), 배터리(896), 인디케이터(897) 또는 모터(898)를 포함할 수 있다.

상기 프로세서(810)는 하나 이상의 어플리케이션 프로세서(application processor; AP)(811) 또는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서(communication processor; CP)(813)를 포함할 수 있다. 도 14에서는 상기 AP(811) 및 상기 CP(813)가 프로세서(810) 내에 포함된 것으로 도시되었으나, 상기 AP(811) 와 상기 CP(813)는 서로 다른 IC 패키지들 내에 각각 포함될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 AP(811) 및 상기 CP(813)는 하나의 IC 패키지 내에 포함될 수 있다.

상기 AP(811)는 운영체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 상기 AP(811)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 멀티미디어 데이터를 포함한 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 상기 AP(811)는, 예를 들면, SoC(system on chip) 로 구현될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 프로세서(810)는 GPU(graphic processing unit, 미도시)를 더 포함할 수 있다.

상기 CP(813)는 상기 전자 장치(801)(예: 상기 전자 장치(10))와 네트워크로 연결된 다른 전자 장치들 간의 통신에서 데이터 링크를 관리하고 통신 프로토콜을 변환하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 CP(813)는, 예를 들면, SoC로 구현될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 CP(813)는 멀티미디어 제어 기능의 적어도 일부를 수행할 수 있다. 상기 CP(813)는, 예를 들면, 가입자 식별 모듈(예: SIM 카드 814)을 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치의 구별 및 인증을 수행할 수 있다. 또한, 상기 CP(813)는 사용자에게 음성 통화, 영상 통화, 문자 메시지 또는 패킷 데이터(packet data) 등의 서비스들을 제공할 수 있다.

또한, 상기 CP(813)는 상기 통신 모듈(830)의 데이터 송수신을 제어할 수 있다. 도 14에서는, 상기 CP(813), 상기 전력관리 모듈(895) 또는 상기 메모리(820) 등의 구성요소들이 상기 AP(811)와 별개의 구성요소로 도시되어 있으나, 한 실시예에 따르면, 상기 AP(811)가 전술한 구성요소들의 적어도 일부(예: 상기 CP(813))를 포함하도록 구현될 수 있다.

한 실시예에 따르면, 상기 AP(811) 또는 상기 CP(813)는 각각에 연결된 비휘발성 메모리 또는 다른 구성요소 중 적어도 하나로부터 수신한 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드(load)하여 처리할 수 있다. 또한, 상기 AP(811) 또는 상기 CP(813)는 다른 구성요소 중 적어도 하나로부터 수신하거나 다른 구성요소 중 적어도 하나에 의해 생성된 데이터를 비휘발성 메모리에 저장(store)할 수 있다.

상기 SIM 카드(814)는 가입자 식별 모듈을 포함하는 카드일 수 있으며, 전자 장치의 특정 위치에 형성된 슬롯에 삽입될 수 있다. 상기 SIM 카드(814)는 고유한 식별 정보(예: ICCID(integrated circuit card identifier)) 또는 가입자 정보(예: IMSI(international mobile subscriber identity))를 포함할 수 있다.

상기 메모리(820)는 내장 메모리(822) 또는 외장 메모리(824)를 포함할 수 있다. 상기 내장 메모리(822)는, 예를 들면, 휘발성 메모리(예를 들면, DRAM(dynamic RAM), SRAM(static RAM), SDRAM(synchronous dynamic RAM) 등) 또는 비휘발성 메모리(non-volatile Memory, 예를 들면, OTPROM(one time programmable ROM), PROM(programmable ROM), EPROM(erasable and programmable ROM), EEPROM(electrically erasable and programmable ROM), mask ROM, flash ROM, NAND flash memory, NOR flash memory 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 내장 메모리(822)는 Solid State Drive (SSD)일 수 있다. 상기 외장 메모리(824)는 flash drive, 예를 들면, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD(micro secure digital), Mini-SD(mini secure digital), xD(extreme digital) 또는 Memory Stick 등을 더 포함할 수 있다. 상기 외장 메모리(824)는 다양한 인터페이스를 통하여 상기 전자 장치(801)와 기능적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치(801)는 하드 드라이브와 같은 저장 장치(또는 저장 매체)를 더 포함할 수 있다.

상기 통신 모듈(830)은 무선 통신 모듈(831) 또는 RF 모듈(834)을 포함할 수 있다. 상기 무선 통신 모듈(831)은, 예를 들면, WiFi(833), BT(bluetooth)(835), GPS(837) 또는 NFC(near field communication)(839)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 무선 통신 모듈(831)은 무선 주파수를 이용하여 무선 통신 기능을 제공할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 상기 무선 통신 모듈(831)은 상기 전자 장치(801)를 네트워크(예: Internet, LAN(local area network), WAN(wire area network), telecommunication network, cellular network, satellite network 또는 POTS(plain old telephone service) 등)와 연결시키기 위한 네트워크 인터페이스(예: LAN card) 또는 모뎀 등을 포함할 수 있다.

상기 RF 모듈(834)은 데이터의 송수신, 예를 들면, RF 신호의 송수신을 담당할 수 있다. 상기 RF 모듈(834)은, 도시되지는 않았으나, 예를 들면, 트랜시버(transceiver), PAM(power amp module), 주파수 필터(frequency filter) 또는 LNA(low noise amplifier) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 RF 모듈(834)은 무선 통신에서 자유 공간상의 전자파를 송수신하기 위한 부품, 예를 들면, 도체 또는 도선 등을 더 포함할 수 있다.

상기 센서 모듈(840)은 물리량을 계측하거나 전자 장치(801)의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 상기 센서 모듈(840)은, 예를 들면, 제스처 센서(840A), 자이로 센서(840B), 기압 센서(840C), 마그네틱 센서(840D), 가속도 센서(840E), 그립 센서(840F), 근접 센서(840G), color 센서(840H)(예: RGB(red, green, blue) 센서), 생체 센서(840I), 온/습도 센서(840J), 조도 센서(840K) 또는 UV(ultra violet) 센서(840M) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 상기 센서 모듈(840)은, 예를 들면, 후각 센서(E-nose sensor, 미도시), EMG 센서(electromyography sensor, 미도시), EEG 센서(electroencephalogram sensor, 미도시), ECG 센서(electrocardiogram sensor, 미도시), IR(infra red) 센서(미도시), 홍채 센서(미도시) 또는 지문 센서(미도시) 등을 포함할 수 있다. 상기 센서 모듈(840)은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다.

상기 입력 모듈(850)은 터치 패널(touch panel)(852), (디지털) 펜 센서(pen sensor)(854), 키(key)(856) 또는 초음파(ultrasonic) 입력 장치(858)를 포함할 수 있다. 상기 터치 패널(852)은, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식으로 터치 입력을 인식할 수 있다. 또한, 상기 터치 패널(852)은 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 정전식의 경우, 물리적 접촉 또는 근접 인식이 가능하다. 상기 터치 패널(852)은 택타일 레이어(tactile layer)를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 터치 패널(852)은 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다.

상기 (디지털) 펜 센서(854)는, 예를 들면, 사용자의 터치 입력을 받는 것과 동일 또는 유사한 방법 또는 별도의 인식용 쉬트(sheet)를 이용하여 구현될 수 있다. 상기 키(856)는, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키, 키패드, 또는 터치키를 포함할 수 있다. 상기 초음파(ultrasonic) 입력 장치(858)는 초음파 신호를 발생하는 입력 도구를 통해, 전자 장치에서 마이크(예: 마이크(888))로 음파를 감지하여 데이터를 확인할 수 있는 장치로서, 무선 인식이 가능하다. 한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치(801)는 상기 통신 모듈(830)를 이용하여 이와 연결된 외부 장치(예: 네트워크, 컴퓨터 또는 서버)로부터 사용자 입력을 수신할 수도 있다.

상기 디스플레이(860)는 패널(862), 홀로그램(864), 또는 프로젝터(866)를 포함할 수 있다. 상기 패널(862)은, 예를 들면, LCD(liquid-crystal display) 또는 AM-OLED(active-matrix organic light-emitting diode) 등일 수 있다. 상기 패널(862)은, 예를 들면, 유연하게(flexible), 투명하게(transparent) 또는 착용할 수 있게(wearable) 구현될 수 있다. 상기 패널(862)은 상기 터치 패널(852)과 하나의 모듈로 구성될 수도 있다. 상기 홀로그램(864)은 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 상기 프로젝터(866)는 스크린에 빛을 투사하여 영상을 표시할 수 있다. 상기 스크린은, 예를 들면, 상기 전자 장치(801)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 디스플레이(860)는 상기 패널(862), 상기 홀로그램(864), 또는 프로젝터(866)를 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다.

상기 인터페이스(870)는, 예를 들면, HDMI(high-definition multimedia interface)(872), USB(universal serial bus)(874), 광통신(optical communication) 단자(876) 또는 D-sub(D-subminiature)(878)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 상기 인터페이스(870)는, 예를 들면, MHL(mobile high-definition link(미도시)), SD(secure Digital)/MMC(multi-media card)(미도시) 또는 IrDA(infrared data association, 미도시)를 포함할 수 있다.

상기 오디오 모듈(880)은 소리(sound)와 전기신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 상기 오디오 모듈(880)은, 예를 들면, 스피커(882), 리시버(884), 이어폰(886) 또는 마이크(888) 등을 통해 입력 또는 출력되는 소리 정보를 처리할 수 있다.

상기 카메라 모듈(891)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 장치로서, 한 실시예에 따르면, 하나 이상의 이미지 센서(예: 전면 센서 또는 후면 센서), 렌즈(미도시), ISP(image signal processor, 미도시) 또는 플래쉬 (flash, 미도시)(예: LED 또는 xenon lamp)를 포함할 수 있다.

상기 전력 관리 모듈(895)은 상기 전자 장치(801)의 전력을 관리할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 상기 전력 관리 모듈(895)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC(charger integrated circuit) 또는 배터리 또는 연료 게이지(battery or fuel gauge)를 포함할 수 있다.

상기 PMIC는, 예를 들면, 집적회로 또는 SoC 반도체 내에 탑재될 수 있다. 충전 방식은 유선과 무선으로 구분될 수 있다. 상기 충전 IC는 배터리를 충전시킬 수 있으며, 충전기로부터의 과전압 또는 과전류 유입을 방지할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 충전 IC는 유선 충전 방식 또는 무선 충전 방식 중 적어도 하나를 위한 충전 IC를 포함할 수 있다. 무선 충전 방식으로는, 예를 들면, 자기공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등이 있으며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로 또는 정류기 등의 회로가 추가될 수 있다.

상기 배터리 게이지는, 예를 들면, 상기 배터리(896)의 잔량, 충전 중 전압, 전류 또는 온도를 측정할 수 있다. 상기 배터리(896)는 전기를 저장 또는 생성할 수 있고, 그 저장 또는 생성된 전기를 이용하여 상기 전자 장치(801)에 전원을 공급할 수 있다. 상기 배터리(896)는, 예를 들면, 충전식 전지(rechargeable battery), 또는 태양 전자(solar battery)를 포함할 수 있다.

상기 인디케이터(897)는 상기 전자 장치(801) 혹은 그 일부(예: 상기 AP(811))의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다. 상기 모터(898)는 전기적 신호를 기계적 진동으로 변환할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 상기 전자 장치(801)는 모바일 TV 지원을 위한 처리 장치(예: GPU)를 포함할 수 있다. 상기 모바일 TV지원을 위한 처리 장치는, 예를 들면, DMB(digital multimedia broadcasting), DVB(digital video broadcasting) 또는 미디어플로우(media flow) 등의 규격에 따른 미디어 데이터를 처리할 수 있다.

본 발명에 따른 전자 장치의 전술한 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성 요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 본 발명에 따른 전자 장치는 전술한 구성요소 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있으며, 일부 구성요소가 생략되거나 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 전자 장치의 구성 요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체(entity)로 구성됨으로써, 결합되기 이전의 해당 구성 요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

예를 들어, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치를 구성함에 있어, 전자 장치에 제공되는 도전성 재질의 부재들, 예컨대, 도 10에 도시된 커넥터 부재(23)를 구성하는 쉴드 부재가 제1, 제2 방사부(111, 113)들 중 적어도 하나에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 또는 제2 방사부(111, 113)로 연결된 도전성 재질의 부재들 또한 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치의 방사부의 일부분을 구성할 수 있다. 아울러, 이러한 도전성 재질의 부재는 홈 키(home key)나 측면 키(side key)와 함께 배치되는 도전성 재질의 장식 부재, 카메라 모듈이나 음향 출력 홀 등에 배치되는 도전성 재질의 장식 부재들을 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들에서, 안테나 장치의 공진 주파수 대역은, 저주파 대역은 850MHz(700MHz) 대역에서, 고주파 대역은 1850MHz 대역에서 형성된 구성을 예시하고 있으나, 방사 부재의 종류나 형상에 따라 다른 주파수 대역에서 공진 주파수 대역이 형성될 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치의 공진 주파수 대역이 듀얼 밴드(dual band)로 형성된 구성을 예시하고 있지만, 방사 부재의 패턴 설계에 따라 공진 주파수 대역의 수가 더 다양하게 확보될 수 있다.

또한, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 안테나 장치는, 스위칭 소자의 수 또는 스위칭 소자의 출력 경로의 수에 따라 방사 부재로부터 연장되는 연장부, 연장부와 전기적으로 연결된 접속 패드, 회로 기판에 제공되는 접속 단자 등의 수가 상세한 설명의 구성과 다르게 설정될 수 있다.

10: 전자 장치 100, 200, 300: 안테나 장치
111: 제1 방사부 113: 제2 방사부
S, S1, S2: 스위칭 소자(제1, 제2 스위칭 소자)
F: 급전부 G: 접지부

Claims

전자 장치에 있어서,
프로세서;
슬롯이 형성된 도전층;
상기 슬롯의 일측에서 급전부에 연결되고, 상기 슬롯의 타측에서 상기 도전층에 제공된 급전점에 연결됨으로써 상기 슬롯을 가로지르게 배치된 급전 라인; 및
안테나 장치를 포함하고,
상기 안테나 장치는,
상기 급전부;
상기 급전부에 전기적으로 연결된 제1 방사부; 및
상기 제1 방사부의 제1 부분(first portion)에 전기적으로 연결된 제1 단자(terminal)와, 상기 제1 방사부의 제2 부분(second portion)에 전기적으로 연결된 제2 단자를 포함하는 스위칭 소자(switching element)로서, 상기 도전층에 배치된 상기 스위칭 소자를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 스위칭 소자를 열음(open)으로써 제1 공진 주파수를 이용하고,
상기 스위칭 소자를 닫음(close)으로써 상기 제1 공진 주파수와 상이한 제2 공진 주파수를 이용하도록 구성된 전자 장치.
제1 항에 있어서, 상기 안테나 장치는,
상기 제1, 제2 부분과는 다른 상기 제1 방사부의 제3, 제4 부분에 각각 연결된 제1 단자와 제2 단자를 포함하는 다른 스위칭 소자를 더 포함하는 전자 장치.
제1 항에 있어서, 상기 제1 방사부는 상기 제1 부분과 제2 부분 사이에 배치된 집중 소자(lumped element)를 더 포함하는 전자 장치.
제3 항에 있어서, 상기 집중 소자는 용량성 소자와 유도성 소자 중 적어도 하나를 포함하는 전자 장치.
제1 항에 있어서, 상기 안테나 장치는,
접지부; 및
상기 접지부에 연결됨과 아울러, 상기 급전부에 연결된 제2 방사부를 더 포함하고,
상기 제1 방사부가 상기 제2 방사부를 경유하여 상기 접지부에 연결된 전자 장치.
제1 항에 있어서, 상기 안테나 장치는,
상기 급전부와 제1 방사부 사이에서 분기된 접지 라인;
상기 접지 라인에 연결된 접지부; 및
상기 접지 라인과 제1 방사부 사이에 제공되는 제2 방사부를 더 포함하고,
상기 제1 방사부가 상기 제2 방사부를 경유하여 상기 급전부에 연결된 전자 장치.
제1 항에 있어서, 상기 급전 라인이 상기 급전부로부터 연장되고, 상기 급전 라인의 일부분이 상기 제1 방사부의 일부분에 인접하게 배치되는 전자 장치.
제7 항에 있어서, 상기 급전 라인의 단부가 상기 제1 방사부의 단부에 인접하게 배치되어 전자계 결합을 형성하는 전자 장치.
제1 항에 있어서,
상기 스위칭 소자는 하나의 입력 경로와 복수의 출력 경로들을 포함하고,
상기 출력 경로들은 서로 다른 제2 부분에 각각 연결된 전자 장치.
제9 항에 있어서, 상기 안테나 장치는,
상기 출력 경로들 중 적어도 하나에 제공되는 임피던스 매칭 소자 또는 임피던스 매칭 회로를 더 포함하는 전자 장치.
삭제
제1 항에 있어서, 상기 안테나 장치는,
상기 도전층 상에 배치되며, 상기 급전점과 다른 지점(이하, '접속점')에서 상기 도전층에 연결된 방사 부재를 포함하고,
상기 제1 방사부는 상기 급전점과 접속점 사이의 상기 도전층 일부 영역과 상기 방사 부재를 포함하여 이루어지는 전자 장치.
제12 항에 있어서, 상기 스위칭 소자는 상기 급전점과 접속점 사이의 상기 도전층 일부 영역에 배치되는 전자 장치.
제12 항에 있어서, 상기 스위칭 소자는 상기 급전점과 접속점 사이의 상기 도전층 일부 영역에 배치되고,
상기 제1 방사부는 상기 급전점과 접속점 사이의 상기 도전층 일부 영역에서 상기 스위칭 소자와 병렬로 배치된 집중 소자를 포함하는 전자 장치.
전자 장치에 있어서,
슬롯이 형성된 도전층;
상기 슬롯의 일측에서 급전부에 연결되고, 상기 슬롯의 타측에서 상기 도전층에 제공된 급전점에 연결되어 상기 슬롯을 가로지르게 배치된 급전 라인; 및
제1 방사부와, 상기 제1 방사부의 어느 한 부분과 적어도 하나의 다른 부분을 선택적으로 개폐하는 스위칭 소자(switching element)를 포함하는 안테나 장치를 구비하고,
상기 스위칭 소자가 상기 도전층에 배치되고, 상기 스위칭 소자의 개폐 동작(opening/closing operation)에 따라 상기 안테나 장치의 공진 주파수 대역이 조절되는 전자 장치.
제15 항에 있어서, 상기 안테나 장치는,
상기 스위칭 소자를 포함하는 회로 기판;
상기 회로 기판에 대면하게 배치되는 캐리어; 및
상기 캐리어에 제공되는 방사 부재를 포함하고,
상기 방사 부재의 어느 한 지점이 상기 회로 기판에 연결되고, 상기 스위칭 소자는 상기 방사 부재의 다른 한 부분에 연결된 전자 장치.
제16 항에 있어서, 상기 안테나 장치는,
상기 회로 기판에 제공되는 적어도 한 쌍의 접속 단자를 더 포함하고,
상기 접속 단자들은 각각 상기 방사 부재의 서로 다른 지점으로 연결된 전자 장치.
제16 항에 있어서, 상기 안테나 장치는,
상기 회로 기판에 제공되는 적어도 한 쌍의 접속 단자를 더 포함하고,
상기 접속 단자들 중 하나가 상기 방사 부재를 급전부로 연결하는 전자 장치.
제18 항에 있어서, 상기 스위칭 소자는 상기 접속 단자들 중 나머지의 적어도 하나를 급전부로 연결하는 전자 장치.
제17 항에 있어서, 상기 접속 단자는 씨-클립(C-clip)을 포함하는 전자 장치.
제16 항에 있어서, 상기 안테나 장치는,
상기 방사 부재로부터 연장된 적어도 한 쌍의 연장부; 및
상기 캐리어에 제공되어 상기 회로 기판에 마주보게 배치된 적어도 한 쌍의 접속 패드를 더 포함하고,
상기 방사 부재는 상기 연장부와 접속 패드를 통해 상기 회로 기판에 연결된 전자 장치.
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