KR102423296B1 - Pcb를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

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Abstract

전자 장치가 개시된다. 본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 제1 면, 상기 제1 면에 대향하는 제2 면, 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이의 공간을 둘러싸는 측면을 포함하는 하우징, 상기 하우징 내부에 배치되고, 적어도 하나의 안테나 유닛(antenna unit)을 포함하는 PCB(printed circuit board), 및 상기 PCB 내부 또는 상기 PCB와 상기 하우징 사이에 배치되는 통신 회로를 포함하고, 상기 PCB는 제1 기판, 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판, 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되고 지정된 영역에 개구부(opening)가 형성된 스페이서(spacer)를 포함하고, 상기 안테나 유닛들 각각은 상기 제1 기판에 형성되는 다이렉터(director), 상기 제2 기판에 형성되고 상기 개구부를 통해 상기 다이렉터와 마주보는 패치 타입 방사체, 및 상기 패치 타입 방사체와 상기 통신 회로를 연결하는 급전부를 포함하고, 상기 통신 회로는 상기 급전부에 급전하고, 상기 급전부 및 상기 패치 타입 방사체를 통해 형성되는 전기적 경로를 통해 지정된 주파수 대역의 신호를 송/수신할 수 있다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

PCB를 포함하는 전자 장치{ELECTRONIC DEVICE FOR INCLUDING PRINTED CIRCUIT BOARD}
본 문서에서 개시되는 실시 예들은, 안테나가 실장되는 PCB와 관련된 기술과 관련된다.
최근 스마트 폰(smart phone) 사용자의 수가 증가함에 따라 무선 인터넷의 사용량 또한 급격히 증가하고 있다. 상기 스마트 폰 외에도 태블릿 PC, 노트북의 사용량 또한 증가하고 있으며, 이에 따라 사무실은 물론 가정에서도 무선 인터넷의 사용은 증가됐다.
이러한 무선 인터넷을 여러 사람들이 사용하기 위해서 사무실이나 가정에서는 공유기와 같은 전자 장치의 보급이 증가하고 있다. 예를 들어, 전자 장치는 사무실이나 가정으로 인입되는 신호 라인에 연결될 수 있다. 또한, 전자 장치는 다른 전자 장치들(예: 스마트 폰, 태블릿 PC, 노트북)과 무선으로 연결될 수 있다. 전자 장치는 상기 신호 라인을 통해 IP 주소를 설정하고, 다른 전자 장치들과 각종 데이터를 송/수신할 수 있다.
전자 장치의 신호 송수신율을 증가시키기 위하여 전자 장치에는 유도기(director)와 스페이서(spacer)가 실장될 수 있다. 유도기는 안테나에서 방사된 신호를 일정 방향으로 유도하여 전자 장치의 신호 송수신율을 증가시킬 수 있다. 스페이서는 유도기와 안테나 사이에 유전 물질이 인입될 수 있는 공간을 제공함으로써 신호 송수신율을 증가시킬 수 있다.
그러나 유도기와 스페이서를 각각 전자 장치 내에 실장할 경우 유도기와 스페이서, 스페이서와 안테나 간의 부정합이 발생할 수 있다. 이러한 부정합은 오히려 전자 장치의 신호 송수신율을 감소시킬 수 있다. 또한, 유도기와 스페이서를 각각 전자 장치 내에 실장할 경우 생산 비용이 증가하고, 공정 과정이 복잡해질 수 있다.
본 문서에서 개시되는 실시 예들은, 유도기 또는 스페이서를 PCB에 형성하는 방법 및 상기 PCB를 포함하는 전자 장치를 제공하고자 한다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 제1 면, 상기 제1 면에 대향하는 제2 면, 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이의 공간을 둘러싸는 측면을 포함하는 하우징, 상기 하우징 내부에 배치되고, 적어도 하나의 안테나 유닛(antenna unit)을 포함하는 PCB(printed circuit board), 및 상기 PCB 내부 또는 상기 PCB와 상기 하우징 사이에 배치되는 통신 회로를 포함하고, 상기 PCB는 제1 기판, 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판, 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되고 지정된 영역에 개구부(opening)가 형성된 스페이서(spacer)를 포함하고, 상기 안테나 유닛들 각각은 상기 제1 기판에 형성되는 다이렉터(director), 상기 제2 기판에 형성되고 상기 개구부를 통해 상기 다이렉터와 마주보는 패치 타입 방사체, 및 상기 패치 타입 방사체와 상기 통신 회로를 연결하는 급전부를 포함하고, 상기 통신 회로는 상기 급전부에 급전하고, 상기 급전부 및 상기 패치 타입 방사체를 통해 형성되는 전기적 경로를 통해 지정된 주파수 대역의 신호를 송/수신할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 PCB(printed circuit board)는, 제1 레이어(a first layer), 상기 제1 레이어에 대향하는 제2 레이어(a second layer), 상기 제1 레이어와 상기 제2 레이어 사이에 배치되고 지정된 영역에 개구부(opening)가 형성된 측면 부재, 상기 제1 레이어에 형성되는 제1 도전성 부재, 상기 제2 레이어에 형성되고 상기 개구부를 통해 상기 제1 도전성 부재와 마주보는 제2 도전성 부재, 및 상기 제2 도전성 부재와 외부 부품을 연결하는 급전 부재를 포함할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 제1 면, 상기 제1 면에 대향하는 제2 면, 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이의 공간을 둘러싸는 측면을 포함하는 하우징, 및 상기 하우징 내부에 배치되거나 상기 제1 면에 부착되는 PCB(printed circuit board)를 포함하고, 상기 PCB는 적어도 하나의 안테나 유닛(antenna unit) 및 상기 적어도 하나의 안테나 유닛 각각과 전기적으로 연결되는 무선 통신 회로를 포함하고, 상기 안테나 유닛들 각각은 제1 영역에 배치되는 다이렉터(director), 상기 제1 영역에 대향하는 제2 영역에 배치되는 패치 타입 방사체, 및 상기 패치 타입 방사체와 상기 무선 통신 회로를 전기적으로 연결하는 급전부를 포함하고, 상기 무선 통신 회로는 상기 급전부에 급전하고, 상기 급전부 및 상기 패치 타입 방사체를 통해 형성되는 전기적 경로를 통해 지정된 주파수 대역의 신호를 송/수신할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 하우징(housing), 안테나 구조체로서, 복수의 도전 영역들(a plurality of conductive regions)을 포함하는 제1 기판(a first substrate), 절연 물질(insulating material)로 형성되는 제2 기판(a second substrate) 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에서, 제2 복수의 도전층들(a second plurality of conductive layers)과 교대로 적층되는 제1 복수의 절연층들(a first plurality of insulating layers)을 포함하고, 상기 제1 복수의 절연층들과 상기 제2 복수의 도전층들은, 상기 복수의 도전 영역들이 상기 내부 공간들에 노출되고, 상기 제1 기판 위에서 바라보았을 때 상기 내부 공간들 내에 있도록, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 복수의 내부 공간들(a plurality of inner spaces)을 형성하는 안테나 구조체, 및 상기 도전 영역들과 전기적으로 연결되는 무선 통신 회로를 포함할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 안테나의 성능을 개선시킬 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, PCB 및 안테나 제조 과정을 단순화시킬 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, PCB 및 안테나의 제조 비용을 절감시킬 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 사시도를 나타낸다.
도 2는 일 실시 예에 따른 PCB의 사시도를 나타낸다.
도 3은 일 실시 예에 따른 PCB의 단면도를 나타낸다.
도 4는 일 실시 예에 따른 PCB의 일부를 나타낸다.
도 5a는 비교 예에 따른 전자 장치의 이득을 나타낸다.
도 5b는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 이득을 나타낸다.
도 6a는 다른 실시 예에 따른 PCB의 사시도를 나타낸다.
도 6b는 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 이격도를 나타낸다.
도 6c는 일 실시 예에 따른 안테나 유닛을 나타낸다.
도 6d는 다른 실시 예에 따른 안테나 유닛을 나타낸다.
도 6e는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 반사 계수(reflection coefficient)를 나타낸다.
도 6f는 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 반사 계수를 나타낸다.
도 6g는 또 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 반사 계수를 나타낸다.
도 7a는 또 다른 실시 예에 따른 PCB의 사시도를 나타낸다.
도 7b는 또 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 이격도를 나타낸다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 사시도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 전자 장치(100)는 하우징(110), 제1 안테나(130), 및 제2 안테나(140)를 포함할 수 있다.
하우징(110)은 전자 장치(100)의 외관을 형성할 수 있다. 예를 들어, 하우징(110)은 제1 면(111), 제1 면(111)의 반대 방향으로 향하는 제2 면(112), 및 제1 면(111)과 제2 면(112) 사이를 둘러싸는 측면(113)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 면(111)은 전자 장치(100)의 z 방향 외관을 형성할 수 있고, 제2 면(112)은 전자 장치(100)의 -z 방향 외관을 형성할 수 있다. 측면(113)은 전자 장치(100)의 x 방향, -x 방향, y 방향, 및 -y 방향 외관을 형성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 하우징(110)은 전자 장치(100)에 포함되는 각종 부품들을 외부 충격으로부터 보호할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)에는 PCB(printed circuit board), 컨버터(converter) 등이 포함될 수 있고, 하우징(110)은 상기 부품들을 외부 충격으로부터 보호할 수 있다.
전자 장치(100)는 외부 장치와 통신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 사용자 단말(예: 도 8의 전자 장치(801))로부터 신호를 수신하여 상기 신호를 네트워크로 전송할 수 있다. 다른 실시 예로, 전자 장치(100)는 네트워크로부터 수신한 신호를 사용자 단말로 전송할 수도 있다. 본 문서에서 전자 장치(100)는 액세스 포인트(access point; AP) 또는 공유기 등으로 참조될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 제1 안테나(130)를 통해 기지국으로부터 신호를 송/수신할 수 있다. 제1 안테나(130)는, 예를 들어, 기지국으로부터 고속으로 신호를 송/수신하기 위하여 제1 면(111)에 부착되는 스페이서(spacer)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 제1 안테나(130)를 통해 수신한 데이터를 Wi-Fi 신호 또는 LAN 신호로 변환할 수 있다. 변환된 Wi-Fi 신호 또는 LAN 신호는 제2 안테나(140)를 통해 전자 장치(100)가 설치된 집 또는 건물 내의 다른 전자 장치에 송신될 수 있다. 제1 안테나(130) 및 제2 안테나(140)의 위치 및 모양은 도 1에 도시된 바에 한정하지 않으며, 전자 장치(100)는 다른 형태의 내장 안테나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 지정된 주파수 대역의 신호를 송/수신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 약 28 GHz 대역의 신호를 z 방향으로 송신하거나 수신할 수 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른 PCB의 사시도를 나타낸다.
도 2에 도시된 PCB(120)는 도 1에 도시된 전자 장치(100)에 포함될 수 있다. 예를 들어, PCB(120)는 도 1에 도시된 하우징(110) 내부에 배치될 수 있다. PCB(120)는 제1 면(111)과 제2 면(112) 사이에 배치될 수 있다.
도 2를 참조하면, PCB(120)는 제2 기판(121), 제1 기판(123), 및 스페이서(122)를 포함할 수 있다. 제2 기판(121)과 제1 기판(123)은 서로 평행할 수 있다. 제2 기판(121)과 제1 기판(123)은 비도전 물질(예: 플라스틱)로 형성될 수 있다. 다른 실시 예로, 제2 기판(121)과 제1 기판(123)은 복수의 비도전 층들 및 복수의 도전 층들을 포함할 수 있다. 스페이서(122)는 제2 기판(121) 및 제1 기판(123) 사이에 배치되고 스페이서(122)의 일부 영역에는 개구부(122h)(opening)가 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 스페이서(122)는 복수의 층들(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122-1, 122-2, 122-3, 122-4)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 스페이서(122)는 복수의 도전 층들(122a, 122b, 122c, 122d, 122e) 및 복수의 비도전 층들(122-1, 122-2, 122-3, 122-4)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 복수의 도전층들(122a, 122b, 122c, 122d, 122e)과 복수의 비도전 층들(122-1, 122-2, 122-3, 122-4)은 교대로 적층될 수 있다. 예컨대, 제1 도전 층(122a)과 제2 도전 층(122b) 사이에 제1 비도전 층(122-1)이 배치될 수 있고, 제2 도전 층(122b)과 제3 도전 층(122c) 사이에 제2 비도전 층(122-2)이 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 비도전 층들(122-1, 122-2, 122-3, 122-4)은 비도전 물질(예: 플라스틱)로 형성될 수 있다. 도전 층들(122a, 122b, 122c, 122d, 122e)은 도전성 물질(예: 구리(Cu))로 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 기판(121)과 스페이서(122), 스페이서(122)와 제1 기판(123) 사이에는 접착 물질이 배치될 수 있다. 예를 들어, 접착 물질은 제2 기판(121)과 스페이서(122), 및 스페이서(122)와 제1 기판(123)을 접착시킬 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 PCB의 단면도를 나타낸다. 도 3에 도시된 단면도는 도 2에 도시된 PCB(120)의 A-A´단면을 나타낸다.
도 3을 참조하면, PCB(120)는 적어도 하나의 안테나 유닛(124, 125) 및 비아(126)(via)을 포함할 수 있다. 각각의 안테나 유닛(124, 125)(antenna unit)은 다이렉터(124-1, 125-1)(director), 패치 타입 방사체(124-2, 125-2), 및 급전부(124-3, 125-3)를 포함할 수 있다. 통신 회로(130)는 PCB(120) 내부에 배치될 수도 있고, PCB(120)에 결합될 수도 있다. 도 3에는 통신 회로(130)가 PCB(120) 밑에 배치되는 것으로 도시되었으나, 통신 회로(130)의 위치는 도 3에 도시된 바에 한정되지 않는다. 예컨대, 통신 회로(130)는 PCB(120)의 측면에 배치되어 지정된 배선들(예: flexible printed circuit board)을 통해 안테나 유닛(124, 125)과 전기적으로 연결될 수도 있다. 도 3에는 제1 안테나 유닛(124)과 제2 안테나 유닛(125)이 도시되어 있으나, 이하 제1 안테나 유닛(124)을 중심으로 설명하도록 한다.
일 실시 예에 따르면, 다이렉터(124-1)는 제2 기판(121)에 형성될 수 있다. 예컨대, 다이렉터(124-1)는 제2 기판(121)의 표면 상에 형성될 수도 있고, 제2 기판(121) 내부에 형성될 수도 있다. 다른 실시 예로, 제2 기판은(121)은 복수의 층들을 포함할 수 있고, 다이렉터(124-1)는 상기 복수의 층들 중 어느 하나에 배치될 수 있다. 본 문서에서 다이렉터(124-1)는 유도기로 참조될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 패치 타입 방사체(124-2)는 제1 기판(123)에 형성될 수 있다. 예컨대, 패치 타입 방사체(124-2)는 제1 기판(123)의 표면 상에 형성될 수도 있고, 제1 기판(123) 내부에 형성될 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 다이렉터(124-1)와 패치 타입 방사체(124-2)는 스페이서(122)에 의해 이격될 수 있다. 예를 들어, 스페이서(122)는 제2 기판(121)과 제1 기판(123) 사이에 배치되므로, 다이렉터(124-1)와 패치 타입 방사체(124-2)는 스페이서(122)에 의해 이격될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 다이렉터(124-1)와 패치 타입 방사체(124-2)는 개구부(122h)를 통해 서로 마주볼 수 있다. 상기 개구부(122h)에는 유전 물질(예: 공기)이 배치될 수 있으며, 상기 유전 물질의 유전율은 지정된 값 이하일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 급전부(124-3)는 패치 타입 방사체(124-2)와 통신 회로(130)를 전기적으로 연결할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(130)가 제1 기판(123)에 결합할 경우, 급전부(124-3)는 제1 기판(123)을 관통하여 패치 타입 방사체(124-2)와 통신 회로(130)를 전기적으로 연결할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 다이렉터(124-1), 패치 타입 방사체(124-2), 및 급전부(124-3)는 금속성 물질(예: 구리(Cu))로 형성될 수 있다. 예컨대, 다이렉터(124-1), 패치 타입 방사체(124-2), 및 급전부(124-3)에는 전류가 흐를 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 회로(130)는 급전부(124-3)에 급전할 수 있다. 본 문서에서 "급전"은 통신 회로(130)가 급전부(124-3)에 전류를 인가하는 동작을 의미할 수 있다. 전류가 급전되면, 통신 회로(130)는 급전부(124-3) 및 패치 타입 방사체(124-2)를 통해 형성되는 전기적 경로에 기초하여 지정된 주파수 대역(예: 약 28 GHz)의 신호를 송/수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 다이렉터(124-1)는 통신 회로(130)가 송/수신하는 신호를 특정 방향으로 유도할 수 있다. 예를 들어, 다이렉터(124-1)는 상기 신호가 z 방향으로 방사되거나, -z 방향으로 인입되도록 유도할 수 있다. 다이렉터(124-1)를 통해 방사 또는 인입되는 신호는 응집되어 있으므로, 강도가 강할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 비아(126)는 안테나 유닛들(124, 125) 사이에 배치되어 안테나 유닛들(124, 125) 간의 전자기적 간섭을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 비아(126)는 제1 안테나 유닛(124)과 제2 안테나 유닛(125) 사이의 전자기전 간섭을 감소시킬 수 있다. 도 3에 도시된 도면은 PCB(120)의 단면도이므로 비아(126)가 각 안테나 유닛의 양 측에 배치되는 것으로 도시되었으나, 복수의 비아들이 패치 타입 안테나(124-2) 또는 개구부(122h)를 둘러쌀 수 있다.
본 문서에서 도 1 내지 도 3에 도시된 전자 장치(100) 및 PCB(120)와 동일한 참조 부호를 갖는 구성 요소들은 도 1 내지 도 3에서 설명한 내용이 적용될 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 PCB의 일부를 나타낸다. 도 4는 PCB(120)에서 제2 기판(121)을 제거한 모습을 나타낸다.
도 4를 참조하면 제1 기판(123) 위에 비도전 층들(122-1, 122-2, 122-3, 122-4)과 도전 층들(122a, 122b, 122c, 122d, 122e)이 교대로 적층될 수 있다. 예컨대, 제1 기판(123) 위에 제5 도전 층(122e)이 적층되고, 제5 도전 층(122e) 위에 제4 비도전 층(122-4)이 적층될 수 있다. 제4 비도전 층(122-4) 위에 나머지 도전 층들(122a, 122b, 122c, 122d)과 비도전 층들(122-1, 122-2, 122-3)이 교대로 적층될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 기판(123)에는 패치 타입 안테나들(124-2, 125-2)이 실장될 수 있다. 예컨대, 패치 타입 안테나들(124-2, 125-2)은 제2 기판(121)의 위에서 보았을 때, PCB에 형성된 개구부(122h)와 적어도 부분적으로 겹치게, 제1 기판(123)의 표면에 배치될 수도 있고, 또는 제1 기판(123) 내부에 배치될 수 도 있다. 패치 타입 안테나들(124-2, 125-2)은 복수의 비도전 층들(122-1, 122-2, 122-3, 122-4)과 복수의 도전 층들(122a, 122b, 122c, 122d, 122e) 사이에 형성된 홀을 통해 신호를 송/수신할 수 있다.
도 5a는 비교 예에 따른 전자 장치의 이득을 나타낸다. 본 문서에서 비교 예에 따른 전자 장치는 도 2에 도시된 PCB(120)를 포함하지 않는 전자 장치를 의미할 수 있다.
도 5b는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 이득을 나타낸다. 도 5b는 도 1에 도시된 전자 장치(100)의 이득을 나타낸다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 평면(510, 520)은 비교 예에 따른 전자 장치 및 전자 장치(100)가 각각 직각 좌표계의 중심에 위치하고 있다고 가정하였을 때, x-z 평면 또는 y-z 평면을 의미할 수 있다. 예컨대, 도 5a 및 도 5b에 도시된 평면(510, 520)이 x-z 평면일 경우 0°는 z 방향, -180°는 -z 방향, 90°는 x 방향, -90°는 -x 방향을 의미할 수 있다. 이하 x-z 평면으로 가정하여 설명하도록 한다.
그래프(511)를 참조하면, 비교 예에 따른 전자 장치는 z 방향으로 약 10 dB 정도의 이득을 가질 수 있다. 그러나 비교 예에 따른 전자 장치는 -z 방향, x 방향, 및 -x 방향으로 매우 작은 이득을 가질 수 있다. 예를 들어, 비교 예에 따른 전자 장치는 z 방향으로 강도가 강한 신호를 방사할 수 있으나, -z 방향, x 방향, 및 -x 방향으로는 강도가 매우 약한 신호만을 방사할 수 있다.
그래프(521)를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 z 방향으로 약 10 dB 정도의 이득을 가질 수 있다. 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 -z 방향, x 방향, 및 -x 방향으로 약 -5 dB 정도의 이득을 가질 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 비교 예에 따른 전자 장치에 비해 -z 방향, x 방향, 및 -x 방향으로 강도가 더 강한 신호를 방사할 수 있다.
도 6a는 다른 실시 예에 따른 PCB의 사시도를 나타낸다.
도 6a에 도시된 PCB(600)는 도 1에 도시된 전자 장치(100)에 포함될 수 있다. 예를 들어, PCB(600)는 도 1에 도시된 하우징(110) 내부에 배치될 수 있다. PCB(600)는 제1 면(111)과 제2 면(112) 사이에 배치될 수 있다.
도 2에 도시된 PCB(120)와 도 6a에 도시된 PCB(600)는 실장되는 안테나 유닛의 개수를 제외하고는 실질적으로 동일 또는 유사할 수 있다. 제1 안테나 유닛(610) 내지 제4 안테나 유닛(640)은 도 3에서 설명한 제1 안테나 유닛(124)과 실질적으로 동일 또는 유사할 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나 유닛(610) 내지 제4 안테나 유닛(640)은 다이렉터(124-1), 패치 타입 방사체(124-2), 및 급전부(124-3)를 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 다이렉터(124-1)와 패치 타입 방사체(124-2)가 스페이서(122)에 의해 이격될 수 있다.
도 6a에 도시되지 않았으나. 일 실시 예에 따르면, PCB(600) 밑에는 통신 회로(130)가 배치될 수 있다. 통신 회로(130)는 제1 안테나 유닛(610) 내지 제4 안테나 유닛(640)에 급전할 수 있다. 통신 회로(130)는 제1 안테나 유닛(610) 내지 제4 안테나 유닛(640)을 통해 형성되는 전기적 경로에 기초하여 지정된 주파수 대역의 신호를 방사할 수 있다.
도 6b는 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 이격도를 나타낸다.
도 6b에 도시된 그래프들(651, 652, 653, 654, 655, 656)은 도 6a에 도시된 안테나 유닛들(610, 620, 630, 640) 간의 이격도를 나타낸다. 예를 들어, 그래프(651)는 제1 안테나 유닛(610)과 제2 안테나 유닛(620) 간의 이격도를 나타내고, 그래프(652)는 제1 안테나 유닛(610)과 제3 안테나 유닛(630) 간의 이격도를 나타낸다. 그래프(653)는 제1 안테나 유닛(610)과 제4 안테나 유닛(640) 간의 이격도를 나타내고, 그래프(654)는 제2 안테나 유닛(620)과 제3 안테나 유닛(630) 간의 이격도를 나타낸다. 그래프(655)는 제2 안테나 유닛(620)과 제4 안테나 유닛(640) 간의 이격도를 나타내고, 그래프(656)는 제3 안테나 유닛(630)과 제4 안테나 유닛(640) 간의 이격도를 나타낸다.
그래프들(651, 652, 653, 654, 655, 656)을 참조하면, 그래프들(651, 652, 653, 654, 655, 656)의 이격도가 특정 주파수 대역(예: 28 GHz 대역)에서 양호함을 확인할 수 있다. 예를 들어, 그래프(651)의 경우 32 GHz 이상에서의 이격도 보다 28 GHz 대역에서의 이격도가 더 양호함을 확인할 수 있다. 그래프(653)의 경우에도 24 GHz 대역에서의 이격도보다 28 GHz 대역에서의 이격도가 양호할 수 있다. 예컨대, 모든 그래프들(651, 652, 653, 654, 655, 656)이 공통적으로 28 GHz 대역에서 매우 양호한 이격도(예: 15 dB 이하)를 가질 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 이격도가 가장 양호한 주파수 대역인 28 GHz 대역의 신호를 방사할 수 있다.
도 6c는 일 실시 예에 따른 안테나 유닛을 나타낸다. 도 6d는 다른 실시 예에 따른 안테나 유닛을 나타낸다. 도 6c에 도시된 안테나 유닛(610) 및 도 6d에 도시된 안테나 유닛(660)은 도 6a에 도시된 PCB(600)에 포함될 수 있다.
도 6c를 참조하면, 안테나 유닛(610)은 제2 기판(121), 제1 기판(123), 및 스페이서(122)을 포함할 수 있다. 일 실시 에에 따르면, 제2 기판(121)에 다이렉터(611)가 형성될 수 있다. 도시되지 않았으나, 제1 기판(123)에는 패치 타입 방사체가 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 다이렉터(611)와 패치 타입 방사체는 스페이서(122)의 내부 공간을 통해 서로 마주볼 수 있다. 복수의 비아들(612, 613, 614)은 상기 내부 공간을 둘러쌀 수 있다. 복수의 비아들(612, 613, 614)은 안테나 유닛(610)이 신호를 송/수신할 경우 다른 안테나 유닛(예: 도 6a의 620)과의 전자기적 간섭을 감소 시킬 수 있다.
도 6d를 참조하면, 안테나 유닛(660)은 제2 기판(121), 제1 기판(123), 및 스페이서(122)에 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 기판(121)에 다이렉터(661)가 형성될 수 있다. 도시되지 않았으나 제1 기판(123)에는 패치 타입 방사체가 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면 다이렉터(661)와 패치 타입 방사체는 스페이서(122)의 내부 공간을 통해 서로 마주볼 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 스페이서(122)에 포함된 적어도 하나의 내부 공간의 둘레를 비아홀 또는 도전성 물질로 둘러쌀 수 있다. 스페이서(122)의 측면(662)은 안테나 유닛(660)이 신호를 송/수신할 경우 다른 안테나 유닛과의 전자기적 간섭을 감소시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 스페이서(122)의 측면(662)은 도전성 물질(예: 알루미늄(Al), 구리(Cu))로 도금되거나, 또는 둘러 쌀 수 있다.
도 6e는 일 실시 예에 따른 전자 장치에 포함된 안테나 유닛들의 반사 계수(reflection coefficient)를 나타낸다. 도 6f는 다른 실시 예에 따른 전자 장치포함된 안테나 유닛들의 반사 계수를 나타낸다. 도 6g는 또 다른 실시 예에 따른 전자 장치에 포함된 안테나 유닛들의 반사 계수를 나타낸다.
도 6e에 도시된 그래프들은 안테나 유닛(예: 도 6d의 알루미늄으로 도금된 스페이서(122)를 포함하는 안테나 유닛(660))을 포함하는 전자 장치의 반사 계수를 나타낸다. 도 6f에 도시된 그래프들은 안테나 유닛(610)을 포함하는 전자 장치의 반사 계수를 나타낸다. 도 6g에 도시된 그래프들은 안테나 유닛(예: 도 6d의 구리로 도금된 스페이서(122)를 포함하는 안테나 유닛(660))을 포함하는 전자 장치의 반사 계수를 나타낸다.
성능비교 스페이서(122) 측면 구현 방식 비고
알루미늄 비아 구리
Gain[dB] 16.1 15.9 15.9 Main beam
HPBW[deg] 24° 24° 24° Main beam
BW[GHz] 5.8 4.1 3.8 S11 -10dB
Isolation[dB] -18.5 -16.5 -16 모든 port
<표 1>은 전자 장치들의 이득(gain), 반치각(half power beam width), 대역폭(band width), 이격도(isolation)를 나타낸다.
도 6e 내지 도 6g에 도시된 그래프들 및 <표 1>을 참조하면 스페이서(122)의 측면이 알루미늄으로 형성된 경우(이하 제1 케이스) 전자 장치는 약 26 GHz 대역의 신호 또는 약 30.5 GHz 대역의 신호를 송/수신할 수 있다. 스페이서(122)의 측면이 비아들로 이루어진 경우(이하 제2 케이스) 및 스페이서(122)의 측면이 구리로 형성된 경우(이하 제3 케이스) 전자 장치는 약 28 GHz 대역의 신호를 송/수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 이득 및 반치각은 세 경우 모두 동일 또는 유사할 수 있다. 예컨대, 제1 케이스 내지 제3 케이스 모두 전자 장치는 특정 방향으로 동일 또는 유사한 강도의 신호를 송/수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 대역폭은 제1 케이스가 5.8 GHz이고 제2 케이스가 4.1 GHz이므로, 제1 케이스의 대역폭이 제2 케이스의 대역폭 보다 더 넓을 수 있다. 제2 케이스의 대역폭은 4.1 GHz이고 제3 케이스의 대역폭은 3.8 GHz이므로, 제2 케이스의 대역폭이 제3 케이스의 대역폭 보다 더 넓을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 이격도는 제1 케이스가 -18.5 dB이고, 제2 케이스가 -16.5 dB이므로 제2 케이스의 이격도가 제1 케이스의 이격도 보다 더 양호할 수 있다. 제2 케이스의 이격도가 -16.5 dB이고, 제3 케이스의 이격도가 -16 dB 이므로 제3 케이스의 이격도가 제2 케이스의 이격도 보다 더 양호할 수 있다.
도 7a는 또 다른 실시 예에 따른 PCB의 사시도를 나타낸다.
도 7a에 도시된 PCB(700)는 도 1에 도시된 전자 장치(100)에 포함될 수 있다. 예를 들어, PCB(700)는 도 1에 도시된 하우징(110) 내부에 배치될 수 있다. PCB(700)는 제1 면(111)과 제2 면(112) 사이에 배치될 수 있다.
도 6a에 도시된 PCB(600)와 도 7a에 도시된 PCB(700)는 실질적으로 동일 또는 유사할 수 있다. 제1 안테나 유닛(711) 내지 제16 안테나 유닛(726) 각각은 도 3에서 설명한 제1 안테나 유닛(124)과 실질적으로 동일 또는 유사할 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나 유닛(711) 내지 제16 안테나 유닛(726) 각각은 다이렉터(124-1), 패치 타입 방사체(124-2), 및 급전부(124-3)를 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 다이렉터(124-1)와 패치 타입 방사체(124-2)가 스페이서(122)에 의해 이격될 수 있다.
도 7a에 도시되지 않았으나, 일 실시 예에 따르면, PCB(700) 밑에는 통신 회로(130)가 배치될 수 있다. 통신 회로(130)는 제1 안테나 유닛(711) 내지 제16 안테나 유닛(726)에 급전할 수 있다. 통신 회로(130)는 제1 안테나 유닛(711) 내지 제16 안테나 유닛(726)을 통해 형성되는 전기적 경로에 기초하여 지정된 주파수 대역의 신호를 방사할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(130)는 제1 안테나 유닛(711) 내지 제16 안테나 유닛(726)들 간의 이격도가 가장 좋은 주파수 대역에서 신호를 방사할 수 있다.
도 7b는 또 다른 실시 예에 따른 전자 장치(100)의 이격도를 나타낸다.
도 7b에 도시된 그래프들(731, 732, 733, 734, 735, 736)은 도 7a에 도시된 안테나 유닛들(711 내지 726) 간의 이격도를 나타낸다. 예를 들어, 그래프(731)는 제1 안테나 유닛(711)과 제2 안테나 유닛(712) 간의 이격도를 나타내고, 그래프(732)는 제1 안테나 유닛(711)과 제3 안테나 유닛(713) 간의 이격도를 나타낸다. 그래프(733)는 제1 안테나 유닛(711)과 제4 안테나 유닛(714) 간의 이격도를 나타내고, 그래프(734)는 제1 안테나 유닛(711)과 제5 안테나 유닛(715) 간의 이격도를 나타낸다. 그래프(735)는 제1 안테나 유닛(711)과 제6 안테나 유닛(716) 간의 이격도를 나타내고, 그래프(736)는 제1 안테나 유닛(711)과 제7 안테나 유닛(717) 간의 이격도를 나타낸다. 상술한 순서에 따르면 총 120개의 그래프들이 도시될 수 있으나, 설명의 편의를 위해 나머지 그래프들에 대한 설명은 생략한다.
그래프들(731, 732, 733, 734, 735, 736)을 참조하면, 도 6b에서와 같이 그래프들(731, 732, 733, 734, 735, 736)의 이격도가 특정 주파수 대역(예: 28 GHz 대역)에서 양호한 것을 확인할 수 있다. 예를 들어, 그래프(731)의 경우 32 GHz 이상에서의 이격도 보다 28 GHz 대역에서의 이격도가 더 양호함을 확인할 수 있다. 그래프(733)의 경우에도 24 GHz 대역에서의 이격도보다 28 GHz 대역에서의 이격도가 양호할 수 있다. 예컨대, 모든 그래프들(731, 732, 733, 734, 735, 736)이 공통적으로 28 GHz 대역에서 일정 수준 이상의 이격도를 가질 수 있다. 예컨대, 전자 장치(100)는 이격도가 가장 양호한 주파수 대역인 28 GHz 대역의 신호를 방사할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 제1 면(111), 상기 제1 면(111)에 대향하는 제2 면(112), 상기 제1 면(111)과 상기 제2 면(112) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(113)을 포함하는 하우징(110), 상기 하우징(110) 내부에 배치되고, 적어도 하나의 안테나 유닛(antenna unit)을 포함하는 PCB(120)(printed circuit board), 및 상기 PCB(120) 내부 또는 상기 PCB(120)와 상기 하우징(110) 사이에 배치되는 통신 회로(130)를 포함하고, 상기 PCB(120)는 제1 기판(121), 상기 제1 기판(121)에 대향하는 제2 기판(123), 및 상기 제1 기판(121)과 상기 제2 기판(123) 사이에 배치되고 지정된 영역에 개구부(122h)(opening)가 형성된 스페이서(122)(spacer)를 포함하고, 상기 안테나 유닛들(124, 125) 각각은 상기 제1 기판(121)에 형성되는 다이렉터(124-1, 125-1)(director), 상기 제2 기판(123)에 형성되고 상기 개구부(122h)를 통해 상기 다이렉터(124-1, 125-1)와 마주보는 패치 타입 방사체(124-2, 125-2), 및 상기 패치 타입 방사체(124-2, 125-2)와 상기 통신 회로(130)를 연결하는 급전부(124-3, 125-3)를 포함하고, 상기 통신 회로(130)는 상기 급전부(124-3, 125-3)에 급전하고, 상기 급전부(124-3, 125-3) 및 상기 패치 타입 방사체(124-2, 125-2)를 통해 형성되는 전기적 경로를 통해 지정된 주파수 대역의 신호를 송/수신할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 패치 타입 방사체(124-2, 125-2)와 상기 다이렉터(124-1, 125-1) 사이의 공간에는 유전 물질이 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 안테나 유닛(124, 125) 각각은 상기 개구부(122h)를 둘러싸는 복수의 비아(126)(via)들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 적어도 하나의 안테나 유닛은 제1 안테나 유닛(124) 및 제2 안테나 유닛(125)을 포함하고, 상기 복수의 비아(126)들은 상기 제1 안테나 유닛(124)과 상기 제2 안테나 유닛(125) 사이의 간섭(interference)을 차단할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 제1 안테나 유닛(124)과 상기 제2 안테나 유닛(125)은 서로 다른 주파수 대역의 신호를 송/수신할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 다이렉터(124-1, 125-1) 및 상기 패치 타입 방사체(124-2, 125-2)는 도전성 물질로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 다이렉터(124-1, 125-1)와 상기 스페이서(122), 및 상기 스페이서(122)와 상기 패치 타입 방사체(124-2, 125-2)는 지정된 이격 거리를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 제1 기판(121)과 상기 스페이서(122)는 접착 물질에 의해 서로 부착되고, 상기 스페이서(122)와 상기 제2 기판(123)은 상기 접착 물질에 의해 서로 부착될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 스페이서(122)는 복수의 비도전 층들(122-1, 122-2, 122-3, 122-4)을 포함하고, 상기 비도전 층들 사이에는 도전 층(122a, 122b, 122c, 122d, 122e)이 각각 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 PCB(120)는 상기 패치 타입 방사체(124-2, 125-2)와 상기 스페이서(122) 사이에 배치되고, 상기 패치 타입 방사체(124-2, 125-2)를 둘러싸는 비도전 물질을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 PCB(120)(printed circuit board)는, 제1 레이어(121)(a first layer), 상기 제1 레이어(121)에 대향하는 제2 레이어(123)(a second layer), 상기 제1 레이어(121)와 상기 제2 레이어(123) 사이에 배치되고 지정된 영역에 개구부(122h)(opening)가 형성된 측면 부재(122), 상기 제1 레이어(121)에 형성되는 제1 도전성 부재(124-1, 125-1), 상기 제2 레이어(123)에 형성되고 상기 개구부(122h)를 통해 상기 제1 도전성 부재(124-1, 125-1)와 마주보는 제2 도전성 부재(124-2, 125-2), 및 상기 제2 도전성 부재(124-2, 125-2)와 외부 부품(130)을 연결하는 급전 부재(124-3, 125-3)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 제1 레이어(121) 및 상기 제2 레이어(123)는 비도전성 물질로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 PCB(120)는, 상기 개구부(122h)를 둘러싸는 복수의 비아(126)(via)들을 더 포함하고, 상기 비아(126)들은 상기 제1 레이어(121)에서 상기 제2 레이어(123)까지 연장될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 제1 레이어(121)와 상기 측면 부재(122)는 접착 물질에 의해 서로 부착되고, 상기 측면 부재(122)와 상기 제2 레이어(123)는 상기 접착 물질에 의해 서로 부착될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 측면 부재(122)는 복수의 비도전 층들(122-1, 122-2, 122-3, 122-4)을 포함하고, 상기 비도전 층들 사이에는 도전 층(122a, 122b, 122c, 122d, 122e)이 각각 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 제1 도전성 부재(124-1, 125-1)와 상기 측면 부재(122), 및 상기 제2 도전성 부재(124-2, 125-2)와 상기 측면 부재(122)는 각각 지정된 이격 거리를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 제1 면(111), 상기 제1 면(111)에 대향하는 제2 면(112), 상기 제1 면(111)과 상기 제2 면(112) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(113)을 포함하는 하우징(110), 및 상기 하우징(110) 내부에 배치되거나 상기 제1 면(111)에 부착되는 PCB(120)(printed circuit board)를 포함하고, 상기 PCB(120)는 적어도 하나의 안테나 유닛(antenna unit)(124, 125) 및 상기 적어도 하나의 안테나 유닛(124, 125) 각각과 전기적으로 연결되는 무선 통신 회로(130)를 포함하고, 상기 안테나 유닛들 각각은 제1 영역(121)에 배치되는 다이렉터(124-1, 125-1)(director), 상기 제1 영역(121)에 대향하는 제2 영역(123)에 배치되는 패치 타입 방사체(124-2, 125-2), 및 상기 패치 타입 방사체(124-2, 125-2)와 상기 무선 통신 회로(130)를 전기적으로 연결하는 급전부(124-3, 125-3)를 포함하고, 상기 무선 통신 회로(130)는 상기 급전부(124-3, 125-3)에 급전하고, 상기 급전부(124-3, 125-3) 및 상기 패치 타입 방사체(124-2, 125-2)를 통해 형성되는 전기적 경로를 통해 지정된 주파수 대역의 신호를 송/수신할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 PCB(120)는 상기 제1 영역(121)과 상기 제2 영역(123)을 이격시키는 스페이서(122)(spacer)를 더 포함하고, 상기 다이렉터(124-1, 125-1)와 상기 패치 타입 방사체(124-2, 125-2)는 상기 스페이서(122)에 형성된 개구부(122h)를 통해 마주볼 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 안테나 유닛(124, 125) 각각은 상기 개구부(122h)를 둘러싸는 복수의 비아(126)(via)들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 PCB(120)는 제1 기판(121), 및 상기 제1 기판(121)에 대향하는 제2 기판(123)을 포함하고, 상기 스페이서(122)는 상기 제1 기판(121)과 상기 제2 기판(123) 사이에 배치되고, 상기 제1 영역(121)은 상기 제1 기판(121)의 적어도 일부를 포함하고, 상기 제2 영역(123)은 상기 제2 기판(123)의 적어도 일부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는, 하우징(110)(housing), 안테나 구조체로서, 복수의 도전 영역들(a plurality of conductive regions)을 포함하는 제1 기판(123)(a first substrate), 절연 물질(insulating material)로 형성되는 제2 기판(121)(a second substrate), 및 상기 제1 기판(123)과 상기 제2 기판(121) 사이에서, 제2 복수의 도전층들(122a, 122b, 122c, 122d, 122e)(a second plurality of conductive layers)과 교대로 적층되는 제1 복수의 절연층들(122-1, 122-2, 122-3, 122-4)(a first plurality of insulating layers)을 포함하고, 상기 제1 복수의 절연층들(122-1, 122-2, 122-3, 122-4)과 상기 제2 복수의 도전층들(122a, 122b, 122c, 122d, 122e)은, 상기 복수의 도전 영역들이 상기 내부 공간들에 노출되고, 상기 제1 기판(123) 위에서 바라보았을 때 상기 내부 공간들 내에 있도록, 상기 제1 기판(123) 및 상기 제2 기판(121) 사이에 복수의 내부 공간들(a plurality of inner spaces)을 형성하는 안테나 구조체, 및 상기 도전 영역들과 전기적으로 연결되는 무선 통신 회로(130)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 무선 통신 회로(130)는 26 GHz 내지 31 GHz 사이의 주파수 대역의 신호를 송 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 제2 기판(121)은 상기 제1 복수의 절연층들(122-1, 122-2, 122-3, 122-4) 중 적어도 어느 하나보다 두꺼울 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 제1 복수의 절연층들(122-1, 122-2, 122-3, 122-4)은, 상기 제2 복수의 도전층들(122a, 122b, 122c, 122d, 122e) 중 2개 사이에서 상기 절연층들을 통해 형성되고 상기 내부 공간들을 측면(113)에서 둘러싸는 복수의 도전성 비아(126)들(vias)을 포함할 수 있다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 8을 참조하면, 네트워크 환경(800)에서 전자 장치(801)는 제 1 네트워크(898)(예: 근거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(802)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(899)(예: 원거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(804) 또는 서버(808)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(801)는 서버(808)를 통하여 전자 장치(804)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(801)는 프로세서(820), 메모리(830), 입력 장치(850), 음향 출력 장치(855), 표시 장치(860), 오디오 모듈(870), 센서 모듈(876), 인터페이스(877), 햅틱 모듈(879), 카메라 모듈(880), 전력 관리 모듈(888), 배터리(889), 통신 모듈(890), 가입자 식별 모듈(896), 및 안테나 모듈(897)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(801)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(860) 또는 카메라 모듈(880))가 생략되거나 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 예를 들면, 표시 장치(860)(예: 디스플레이)에 임베디드된 센서 모듈(876)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)의 경우와 같이, 일부의 구성요소들이 통합되어 구현될 수 있다.
프로세서(820)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(840))를 구동하여 프로세서(820)에 연결된 전자 장치(801)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(820)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(876) 또는 통신 모듈(890))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(832)에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(834)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(820)는 메인 프로세서(821)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 운영되고, 추가적으로 또는 대체적으로, 메인 프로세서(821)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화된 보조 프로세서(823)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 프로세서(823)는 메인 프로세서(821)와 별개로 또는 임베디드되어 운영될 수 있다.
이런 경우, 보조 프로세서(823)는, 예를 들면, 메인 프로세서(821)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(821)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(821)가 액티브(예: 어플리케이션 수행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(821)와 함께, 전자 장치(801)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(860), 센서 모듈(876), 또는 통신 모듈(890))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(823)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(880) 또는 통신 모듈(890))의 일부 구성 요소로서 구현될 수 있다. 메모리(830)는, 전자 장치(801)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(820) 또는 센서모듈(876))에 의해 사용되는 다양한 데이터, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(840)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(830)는, 휘발성 메모리(832) 또는 비휘발성 메모리(834)를 포함할 수 있다.
프로그램(840)은 메모리(830)에 저장되는 소프트웨어로서, 예를 들면, 운영 체제(842), 미들 웨어(844) 또는 어플리케이션(846)을 포함할 수 있다.
입력 장치(850)는, 전자 장치(801)의 구성요소(예: 프로세서(820))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(801)의 외부(예: 사용자)로부터 수신하기 위한 장치로서, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(855)는 음향 신호를 전자 장치(801)의 외부로 출력하기 위한 장치로서, 예를 들면, 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용되는 스피커와 전화 수신 전용으로 사용되는 리시버를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 일체 또는 별도로 형성될 수 있다.
표시 장치(860)는 전자 장치(801)의 사용자에게 정보를 시각적으로 제공하기 위한 장치로서, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(860)는 터치 회로(touch circuitry) 또는 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(870)은 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(870)은, 입력 장치(850)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(855), 또는 전자 장치(801)와 유선 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(802)(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(876)은 전자 장치(801)의 내부의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(876)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(877)는 외부 전자 장치(예: 전자 장치(802))와 유선 또는 무선으로 연결할 수 있는 지정된 프로토콜을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(877)는 HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(878)는 전자 장치(801)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(802))를 물리적으로 연결시킬 수 있는 커넥터, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(879)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 햅틱 모듈(879)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(880)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(880)은 하나 이상의 렌즈, 이미지 센서, 이미지 시그널 프로세서, 또는 플래시를 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(888)은 전자 장치(801)에 공급되는 전력을 관리하기 위한 모듈로서, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
배터리(889)는 전자 장치(801)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(890)은 전자 장치(801)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(802), 전자 장치(804), 또는 서버(808))간의 유선 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(890)은 프로세서(820)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되는, 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(890)은 무선 통신 모듈(892)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(894)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함하고, 그 중 해당하는 통신 모듈을 이용하여 제 1 네트워크(898)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(899)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 상술한 여러 종류의 통신 모듈(890)은 하나의 칩으로 구현되거나 또는 각각 별도의 칩으로 구현될 수 있다.
일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(892)은 가입자 식별 모듈(896)에 저장된 사용자 정보를 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(801)를 구별 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(897)은 신호 또는 전력을 외부로 송신하거나 외부로부터 수신하기 위한 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다. 일시예에 따르면, 통신 모듈(890)(예: 무선 통신 모듈(892))은 통신 방식에 적합한 안테나를 통하여 신호를 외부 전자 장치로 송신하거나, 외부 전자 장치로부터 수신할 수 있다.
상기 구성요소들 중 일부 구성요소들은 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input/output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되어 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(899)에 연결된 서버(808)를 통해서 전자 장치(801)와 외부의 전자 장치(804)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(802, 804) 각각은 전자 장치(801)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(801)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 외부 전자 장치에서 실행될 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(801)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(801)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 외부 전자 장치에게 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 외부 전자 장치는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(801)로 전달할 수 있다. 전자 장치(801)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 PCB들(120, 600, 700)은 전자 장치(801) 내에 포함될 수 있다. 이 경우 통신 모듈(890)은 PCB들(120, 600, 700)에 급전하여 지정된 주파수 대역(예: 28 GHz)의 신호를 송/수신할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)(예: 내장 메모리(836) 또는 외장 메모리(838))에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(840))로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(801))를 포함할 수 있다. 상기 명령이 프로세서(예: 프로세서(820))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 상기 프로세서의 제어하에 다른 구성요소들을 이용하여 상기 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
일시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.

Claims (24)

  1. 전자 장치에 있어서,
    제1 면, 상기 제1 면에 대향하는 제2 면, 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이의 공간을 둘러싸는 측면을 포함하는 하우징;
    상기 하우징 내부에 배치되고, 적어도 하나의 안테나 유닛(antenna unit)을 포함하는 PCB(printed circuit board); 및
    상기 PCB 내부 또는 상기 PCB와 상기 하우징 사이에 배치되는 통신 회로를 포함하고,
    상기 PCB는 제1 기판, 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판, 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되고 상기 제1 기판으로부터 상기 제2 기판으로 연장되는 개구부(opening)를 포함하는 스페이서(spacer)를 포함하고, 상기 스페이서의 상기 개구부의 내부 측면은 도전성 물질로 도금되거나, 또는 둘러 쌓임,
    상기 안테나 유닛들 각각은 상기 제1 기판에 형성되는 다이렉터(director), 상기 제2 기판에 형성되고 상기 개구부를 통해 상기 다이렉터와 마주보는 패치 타입 방사체, 및 상기 패치 타입 방사체와 상기 통신 회로를 연결하는 급전부를 포함하고,
    상기 통신 회로는 상기 급전부에 급전하고, 상기 급전부 및 상기 패치 타입 방사체를 통해 형성되는 전기적 경로를 통해 지정된 주파수 대역의 신호를 송/수신하는, 전자 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 패치 타입 방사체와 상기 다이렉터 사이의 공간에는 유전 물질이 배치되는, 전자 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나 유닛 각각은 상기 개구부를 둘러싸는 복수의 비아(via)들을 더 포함하는, 전자 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 적어도 하나의 안테나 유닛은 제1 안테나 유닛 및 제2 안테나 유닛을 포함하고,
    상기 복수의 비아들은 상기 제1 안테나 유닛과 상기 제2 안테나 유닛 사이의 간섭(interference)을 차단하는, 전자 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 안테나 유닛과 상기 제2 안테나 유닛은 서로 다른 주파수 대역의 신호를 송/수신하는, 전자 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 다이렉터 및 상기 패치 타입 방사체는 도전성 물질로 형성되는, 전자 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 다이렉터와 상기 스페이서, 및 상기 스페이서와 상기 패치 타입 방사체는 지정된 이격 거리를 갖는, 전자 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 스페이서는 접착 물질에 의해 서로 부착되고,
    상기 스페이서와 상기 제2 기판은 상기 접착 물질에 의해 서로 부착되는, 전자 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 스페이서는 복수의 비도전 층들을 포함하고, 상기 비도전 층들 사이에는 도전 층이 각각 배치되는, 전자 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 PCB는 상기 패치 타입 방사체와 상기 스페이서 사이에 배치되고, 상기 패치 타입 방사체를 둘러싸는 비도전 물질을 더 포함하는, 전자 장치.
  11. PCB(printed circuit board)에 있어서,
    제1 레이어(a first layer),
    상기 제1 레이어에 대향하는 제2 레이어(a second layer),
    상기 제1 레이어와 상기 제2 레이어 사이에 배치되고 상기 제1 레이어로부터 상기 제2 레이어로 연장되는 개구부(opening)를 포함하는 측면 부재, 상기 측면 부재의 상기 개구부의 내부 측면은 도전성 물질로 도금되거나 또는 둘러 쌓임,
    상기 제1 레이어에 형성되는 제1 도전성 부재,
    상기 제2 레이어에 형성되고 상기 개구부를 통해 상기 제1 도전성 부재와 마주보는 제2 도전성 부재, 및
    상기 제2 도전성 부재와 외부 부품을 연결하는 급전 부재를 포함하는, PCB.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 레이어 및 상기 제2 레이어는 비도전성 물질로 형성되는, PCB.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 개구부를 둘러싸는 복수의 비아(via)들을 더 포함하고,
    상기 비아들은 상기 제1 레이어에서 상기 제2 레이어까지 연장되는, PCB.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 레이어와 상기 측면 부재는 접착 물질에 의해 서로 부착되고,
    상기 측면 부재와 상기 제2 레이어는 상기 접착 물질에 의해 서로 부착되는, PCB.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 측면 부재는 복수의 비도전 층들을 포함하고,
    상기 비도전 층들 사이에는 도전 층이 각각 배치되는, PCB.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 도전성 부재와 상기 측면 부재, 및 상기 제2 도전성 부재와 상기 측면 부재는 각각 지정된 이격 거리를 갖는, PCB.
  17. 전자 장치에 있어서,
    제1 면, 상기 제1 면에 대향하는 제2 면, 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이의 공간을 둘러싸는 측면을 포함하는 하우징, 및
    상기 하우징 내부에 배치되거나 상기 제1 면에 부착되는 PCB(printed circuit board)를 포함하고,
    상기 PCB는 적어도 하나의 안테나 유닛(antenna unit) 및 상기 적어도 하나의 안테나 유닛 각각과 전기적으로 연결되는 무선 통신 회로를 포함하고,
    상기 안테나 유닛들 각각은 제1 영역에 배치되는 다이렉터(director), 상기 제1 영역에 대향하는 제2 영역에 배치되는 패치 타입 방사체, 및 상기 패치 타입 방사체와 상기 무선 통신 회로를 전기적으로 연결하는 급전부를 포함하고,
    상기 무선 통신 회로는 상기 급전부에 급전하고, 상기 급전부 및 상기 패치 타입 방사체를 통해 형성되는 전기적 경로를 통해 지정된 주파수 대역의 신호를 송/수신하고,
    상기 PCB는 상기 다이렉터 및 상기 패치 타입 방사체 사이에 배치되고, 상기 패치 타입 방사체로부터 상기 다이렉터까지 연장되는 개구부(opening)을 포함하는 스페이서(spacer)를 더 포함하고, 상기 스페이서의 상기 개구부의 내부 측면은 도전성 물질로 도금되거나, 또는 둘러 쌓인 전자 장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 PCB는 상기 제1 영역과 상기 제2 영역을 이격시키는 스페이서(spacer)를 더 포함하고,
    상기 다이렉터와 상기 패치 타입 방사체는 상기 스페이서에 형성된 개구부를 통해 마주보는, 전자 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 안테나 유닛 각각은 상기 개구부를 둘러싸는 복수의 비아(via)들을 더 포함하는, 전자 장치.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 PCB는 제1 기판, 및 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판을 포함하고,
    상기 스페이서는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되고,
    상기 제1 영역은 상기 제1 기판의 적어도 일부를 포함하고,
    상기 제2 영역은 상기 제2 기판의 적어도 일부를 포함하는, 전자 장치.
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