KR102534720B1 - Rf 신호를 감지하는 방법 및 이를 수행하는 전자 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 제1 거리의 간격으로 배치되는 복수의 안테나 엘리먼트들을 포함하는 안테나 어레이, 상기 안테나 어레이와 전기적으로 연결된 통신 회로를 포함하고, 상기 통신 회로는, 상기 복수의 안테나 엘리먼트 중 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제1 안테나 엘리먼트와 제2 거리만큼 이격된 제2 안테나 엘리먼트에 급전하고, 상기 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제2 안테나 엘리먼트를 이용하여 메인 로브 및 상기 메인 로브와 지정된 각도를 이루는 그레이팅 로브를 포함하는 빔을 형성하고, 상기 형성된 빔을 이용하여 외부로부터 입사하는 RF 신호를 감지하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 전자 장치가 개시된다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

RF 신호를 감지하는 방법 및 이를 수행하는 전자 장치 {A METHOD AND AN ELECTRONIC DEVICE DETECTING RADIO FREQUENCY SIGNAL}
본 문서에서 개시되는 실시 예들은, RF 신호를 감지하는 방법 및 이를 수행하는 전자 장치에 관한 것이다.
IT(information technology)의 발달에 따라, 다양한 유형의 전자 장치들이 광범위하게 보급되고 있다. 상기 전자 장치는 안테나를 이용하여 다른 전자 장치 또는 기지국과 무선으로 통신할 수 있다.
최근에는 모바일 장치에 의한 네트워크 트래픽의 급격한 증가로, 초고주파 대역의 신호를 이용한 5세대 이동 통신(5G) 기술이 개발되고 있다. 초고주파수 대역의 신호가 사용되면 신호의 파장 길이가 밀리미터 단위로 짧아질 수 있고, 안테나의 소형화가 용이할 수 있다. 또한 대역폭을 더 넓게 사용할 수 있어 보다 더 많은 양의 정보를 송신 또는 수신할 수 있다. 안테나 어레이는 하나의 안테나보다 큰 유효 등방 방사 전력(effective isotropically radiated power; EIRP)을 가지므로, 각종 데이터를 보다 효율적으로 송/수신할 수 있다. 상기 초고주파 대역의 신호는 이른바, 밀리미터 웨이브 신호(millimeter wave signal)로 지칭될 수 있다.
밀리미터 웨이브 신호는 강한 직진성을 가질 수 있다. 전자 장치는 상기 밀리미터 웨이브 신호가 입사하는 방향으로 빔의 각도를 변경함으로써 상기 밀리미터 웨이브 신호를 통한 통신을 수행할 수 있다. 예컨대, 전자 장치는 빔포밍(beamforming) 기술을 이용하여 통신을 수행할 수 있다.
전자 장치가 상기 밀리미터 웨이브 신호가 어느 방향으로 입사하는지 알 수 없는 경우, 전자 장치는 통신을 수행하기에 앞서 상기 밀리미터 웨이브 신호를 감지하는 동작을 수행할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 안테나 어레이에 포함되는 안테나 엘리먼트들을 활성화시켜 상기 밀리미터 웨이브 신호를 감지할 수 있다. 예컨대, 전자 장치는 안테나 엘리먼트들을 이용하여 지정된 방향으로 빔을 형성하고, 상기 빔의 방향을 지정된 각도씩 변경시키면서 상기 밀리미터 웨이브 신호를 추적할 수 있다.
전자 장치가 안테나 어레이에 포함되는 모든 안테나 엘리먼트들을 활성화시켜 밀리미터 웨이브 신호를 추적할 수 있다. 이 경우, 전자 장치는 높은 이득(gain)을 가지는 빔을 형성하고 상기 밀리미터 웨이브 신호를 추적할 수 있다. 이를 통해 전자 장치는 더 멀리서 송출되는 신호를 감지할 수는 있지만 상기 형성된 빔의 형태가 날카롭기 때문에 지정된 시간 동안 상기 신호를 감지할 수 있는 영역은 비교적 좁을 수 있다. 예컨대, 상기와 같은 방법은 밀리미터 웨이브 신호의 입사 방향을 추적하기에는 비교적 비효율적일 수 있다. 또한, 이 경우 활성화되는 안테나 엘리먼트의 수가 많기 때문에 전자 장치가 소모하는 전력도 비교적 클 수 있다.
본 문서에서 개시되는 실시 예들은, 전술한 문제 및 본 문서에서 제기되는 과제들을 해결하기 위해, 메인 로브 및 그레이팅 로브를 포함하는 빔을 형성하여 상기 밀리미터 웨이브 신호의 입사 방향을 추적하는 전자 장치를 제공하고자 한다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 제1 거리의 간격으로 배치되는 복수의 안테나 엘리먼트들을 포함하는 안테나 어레이, 상기 안테나 어레이와 전기적으로 연결된 통신 회로를 포함하고, 상기 통신 회로는, 상기 복수의 안테나 엘리먼트 중 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제1 안테나 엘리먼트와 제2 거리만큼 이격된 제2 안테나 엘리먼트에 급전하고, 상기 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제2 안테나 엘리먼트를 이용하여 메인 로브 및 상기 메인 로브와 지정된 각도를 이루는 그레이팅 로브를 포함하는 빔을 형성하고, 상기 형성된 빔을 이용하여 외부로부터 입사하는 RF 신호를 감지하도록 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 RF 신호를 감지하는 방법은 안테나 어레이에 포함되는 복수의 안테나 엘리먼트 중 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제1 안테나 엘리먼트와 제2 거리만큼 이격된 제2 안테나 엘리먼트에 급전하는 동작, 상기 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제2 안테나 엘리먼트를 이용하여 메인 로브 및 상기 메인 로브와 지정된 각도를 이루는 그레이팅 로브를 포함하는 빔을 형성하는 동작, 및 상기 형성된 빔을 이용하여 외부로부터 입사하는 RF 신호를 감지하는 동작을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 다른 실시 예에 따른 전자 장치는 하우징, 빔포밍을 이용하여 제1 파장을 가지는 신호를 전송 및/또는 수신하도록 구성된 무선 통신 회로, 및 상기 하우징 내부 및/또는 일부에 배치되고, 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결된 안테나 어레이를 포함하고, 상기 안테나 어레이는 한 방향으로 순서대로 정렬된 제1 안테나 엘리먼트, 제2 안테나 엘리먼트, 및 제3 안테나 엘리먼트를 포함하고, 상기 제1 내지 상기 제3 안테나 엘리먼트 중 인접한 두 개의 안테나 엘리먼트들은 상기 제1 파장과 동일하거나 더 짧은 거리만큼 서로 이격되고, 상기 무선 통신 회로는, 상기 제2 안테나 엘리먼트를 제외하고, 상기 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제3 안테나 엘리먼트를 이용하여 제1 수신 빔(first receive beam) 스위핑을 수행하고, 상기 제1 수신 빔 스위핑을 수행한 후에 상기 제2 안테나 엘리먼트, 및 상기 제1 또는 상기 제3 안테나 엘리먼트 중 어느 하나를 이용하여 제2 수신 빔(second receive beam) 스위핑을 수행함으로써 초기 빔(initial beam) 트레이닝(training)을 수행하도록 더 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 전자 장치는 밀리미터 웨이브 신호가 입사하는 방향을 효율적으로 감지할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 상기 신호가 입사하는 방향을 보다 빠른 시간 안에 감지할 수 있고, 소모하는 전력도 감소시킬 수 있다. 이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1a는 일 실시 예에 따른, RF 신호를 수신하기 위해 빔을 형성하는 전자 장치를 나타낸다.
도 1b는 일 실시 예에 따른, 전자 장치의 분해 사시도를 나타낸다.
도 2a는 일 실시 예에 따른, 전자 장치에 포함되는 통신 장치의 사시도를 나타낸다.
도 2b는 일 실시 예에 따른, 전자 장치에 포함되는 통신 장치의 평면도를 나타낸다.
도 3a는 일 실시 예에 따른, 통신 장치 및 상기 통신 장치에서 형성되는 빔의 형태를 도시한다.
도 3b는 다른 실시 예에 따른, 통신 장치 및 상기 통신 장치에서 형성되는 빔의 형태를 도시한다.
도 3c는 또 다른 실시 예에 따른, 통신 장치 및 상기 통신 장치에서 형성되는 빔의 형태를 도시한다.
도 4는 다양한 실시 예에 따른, 통신 장치에서 형성되는 빔의 형태를 도시한다.
도 5a는 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치가 제1 거리만큼 이격된 복수의 안테나 엘리먼트를 이용하여 형성하는 빔의 형태를 도시한다.
도 5b는 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치가 제2 거리만큼 이격된 복수의 안테나 엘리먼트를 이용하여 형성하는 빔의 형태를 도시한다.
도 6a는 일 실시 예에 따른, 전자 장치가 외부 전자 장치에서 송출되는 신호를 수신하는 상황을 도시한다.
도 6b는 다른 실시 예에 따른, 전자 장치가 외부 전자 장치에서 송출되는 신호를 수신하는 상황을 도시한다.
도 6c는 또 다른 실시 예에 따른, 전자 장치가 외부 전자 장치에서 송출되는 신호를 수신하는 상황을 도시한다.
도 7은 일 실시 예에 따른, 전자 장치가 RF 신호를 감지하는 방법에 대한 흐름도를 나타낸다.
도 8a는 일 실시 예에 따른, 전자 장치가 RF 신호를 수신하는 방법에 대한 흐름도를 나타낸다.
도 8b는 다른 실시 예에 따른, 전자 장치가 RF 신호를 수신하는 방법에 대한 흐름도를 나타낸다.
도 9는 다양한 실시 예에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 10은 5G 통신을 지원하는 전자 장치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 11은 일 실시 예에 따른, 통신 장치의 블록도이다.
도 12는 일 실시 예에 따른, 통신 시스템을 나타낸다.
도 13a는 일 실시 예에 따른, 통신 장치를 나타낸다.
도 13b는 다른 실시 예에 따른, 통신 장치를 나타낸다.
도 13c는 또 다른 실시 예에 따른, 통신 장치를 나타낸다.
도 14는 다양한 실시 예에 따른, 통신 장치가 형성하는 빔의 형태를 도시한다.
도 15는 일 실시 예에 따른, 전자 장치가 RF 신호를 수신하는 방법에 대한 흐름도를 나타낸다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1a는 일 실시 예에 따른, RF 신호를 수신하기 위해 빔을 형성하는 전자 장치를 나타낸다.
도 1a를 참조하면, 전자 장치(100)는 적어도 하나의 빔을 형성하고 외부로부터 입사되는 RF 신호(101)를 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 빔은 복수의 방향을 향해 지정된 수준 이상의 세기를 가지도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 적어도 하나의 빔은 메인 로브(11) 및 상기 메인 로브(11)와 상이한 방향을 향하는 그레이팅 로브(12)를 포함할 수 있다. 상기 메인 로브(11) 및 그레이팅 로브(12)는 지정된 수준 이상의 세기를 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 메인 로브(11) 및 상기 그레이팅 로브(12)는 지정된 각도를 이룰 수 있다. 전자 장치(100)는 상기 RF 신호(101)를 감지하기 위해 상기 지정된 각도를 이루는 상기 메인 로브(11) 및 상기 그레이팅 로브(12)의 방향을 변경시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치(100)는 상기 메인 로브(11) 및 상기 그레이팅 로브(12)를 포함하는 빔의 방향을 지정된 각도 만큼씩 변경시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 메인 로브(11)의 방향 또는 상기 그레이팅 로브(12)의 방향이 상기 RF 신호(101)의 방향과 실질적으로 일치하면, 전자 장치(100)는 상기 RF 신호(101)를 감지할 수 있다. 전자 장치(100)는 상기 감지된 RF 신호(101)의 방향을 결정하고 상기 RF 신호(101)를 수신할 수 있다.
도 1b는 일 실시 예에 따른, 전자 장치의 분해 사시도를 나타낸다.
도 1b을 참조하면, 전자 장치(100)는 커버 글래스(111), 후면 커버(112), 측면 베젤 구조(113), 제1 지지 부재(114)(예: 브라켓(bracket)), 디스플레이(120), 인쇄 회로 기판(130), 배터리(140), 통신 시스템(150), 및/또는 제2 지지 부재(160)(예: 리어 케이스(rear case))를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치(100)는, 도 1에 도시된 구성 요소들 중 일부(예: 제1 지지 부재(114) 또는 제2 지지 부재(160))를 생략하거나 도 1에 도시되지 않은 다른 구성 요소를 추가적으로 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 커버 글래스(111), 후면 커버(112), 및 측면 베젤 구조(113)는 상호 결합되어 하우징(110)을 형성할 수 있다. 하우징(110)은 전자 장치(100)의 외관을 형성하고, 외부의 충격으로부터 전자 장치(100) 내부의 구성을 보호할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 하우징(110)은 전면, 상기 전면의 반대 방향으로 향하는 후면, 및 상기 전면 및 상기 후면 사이의 공간을 둘러싸는 측면을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 측면은 측면 베젤 구조(113)으로 형성될 수 있다. 다른 예를 들면, 상기 측면은 제1 측면 및 제2 측면을 포함할 수 있다. 상기 제1 측면은 상기 전면으로부터 상기 후면 방향으로 굽어지고 연장되는 영역으로 이해될 수 있다. 상기 제2 측면은 상기 후면으로부터 상기 전면 방향으로 굽어지고 연장되는 영역으로 이해될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전면 및 상기 전면으로부터 연장되는 제1 측면은 커버 글래스(111)로 형성될 수 있고, 상기 후면 및 상기 후면으로부터 연장되는 제2 측면은 후면 커버(112)로 형성될 수 있다. 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 전면은 커버 글래스(111)로 형성되고, 상기 후면 및 상기 제1 측면 및 상기 제2 측면은 후면 커버(112)로 형성될 수도 있다.
제1 지지 부재(114)는 전자 장치(100) 내부에 배치되어 측면 베젤 구조(113)와 연결되거나 측면 베젤 구조(113)와 일체로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 지지 부재(114)는 전자 장치(100) 내부에 배치되는 전자 부품들, 예컨대, 인쇄 회로 기판(130), 인쇄 회로 기판(130)에 배치된 전자 부품, 또는 다양한 기능을 수행하는 각종 모듈들을 커버 글래스(111)의 방향에서 지지 또는 고정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 디스플레이(120)는 커버 글래스(111)와 후면 커버(112) 사이에 배치될 수 있다. 디스플레이(120)는 인쇄 회로 기판(130)과 전기적으로 연결되어, 콘텐트(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 위젯, 또는 심볼 등)를 출력하거나, 사용자로부터 터치 입력(예: 터치, 제스처, 호버링(hovering) 등)을 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 인쇄 회로 기판(130)은 전자 장치(100)의 각종 전자 부품, 소자, 또는 인쇄 회로 등을 실장(mount)할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(130)은 AP(application processor), CP(communication processor), 또는 메모리(memory) 등을 실장할 수 있다. 본 문서에서 인쇄 회로 기판(130)은 제1 PCB(a first printed circuit board), 메인 PCB(main printed circuit board), 메인 보드, 또는 PBA(printed board assembly)로 참조될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 배터리(140)는 화학 에너지와 전기 에너지를 양 방향으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 배터리(140)는 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하고, 변환된 전기 에너지를 디스플레이(120) 및 인쇄 회로 기판(130)에 탑재된 다양한 구성 혹은 모듈에 공급할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 인쇄 회로 기판(130)에는 배터리(140)의 충전 및 방전을 관리하기 위한 전력 관리 모듈이 포함될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 시스템(150)은 인쇄 회로 기판(130)과 후면 커버(112) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 통신 시스템(150)과 후면 커버(112) 사이에는 접착 물질이 배치될 수 있고, 통신 시스템(150)은 후면 커버(112)에 부착될 수 있다. 본 문서에서 통신 시스템(150)는 "5G 통신 모듈"로 참조될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 시스템(150)은 제1 통신 장치(151a), 제2 통신 장치(151b), 제3 통신 장치(151c), 제4 통신 장치(151d), 제5 통신 장치(151e) 또는 제6 통신 장치(151f) 중 적어도 하나 및 통신 모듈(152)을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 통신 시스템(150)은 도 1b에 도시된 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 통신 시스템(150)은 도 1b에 도시된 바와 다른 개수의 통신 장치들(151)을 포함할 수 있고, 통신 장치들(151)은 도 1b에 도시된 바와 다른 형태로 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(152)은 통신 장치들(151)과 전기적으로 연결됨으로써 통신 장치들(151)에 급전할 수 있다. 일 실시 예에서, 통신 모듈(152)은 통신 장치들(151)에 지정된 신호를 송신하거나 통신 장치들(151)로부터 지정된 신호를 수신함으로써 밀리미터 웨이브 신호(millimeter wave signal)를 통해 외부의 전자 장치 또는 기지국과 통신할 수 있다. 상기 밀리미터 웨이브 신호는 예컨대, 파장의 길이가 밀리미터 단위이거나 또는 3GHz 내지 100GHz 대역의 주파수를 가지는 RF(radio frequency) 신호로 이해될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 장치들(151)은 복수의 통신 장치(151a, 151b, 151c, 151d, 151e, 151f)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 통신 장치들(151)은 전자 장치(100)의 가장자리, 예컨대, 하우징(110)의 측면에 인접하여 배치될 수 있다. 예를 들면, 하우징(110)이 도 1b에 도시된 바와 같이 사각형 또는 실질적인 사각형 형태인 경우, 통신 장치들(151)은 하우징(110)의 각 면에 인접하여 적어도 하나씩 배치될 수 있다. 또 다른 예를 들면, 하우징(110)이 원형인 경우, 통신 장치들(151)은 상기 원형의 중심으로부터 상기 측면을 향하여 지정된 거리만큼 이격되어 배치되는 복수의 통신 장치들(151)을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 앞서 설명된 것과 달리, 전자 장치(100)는 통신 장치들(151)이 아닌 복수의 통신 장치(151a, 151b, 151c, 151d, 151e, 151f) 중 어느 하나만을 포함할 수도 있다.
일 실시 예에서, 통신 장치들(151)은 전자 장치(100)의 외측을 향해 밀리미터 웨이브 신호를 방사하거나, 외부로부터 입사하는 밀리미터 웨이브 신호를 수신할 수 있다. 전자 장치(100)는 상기 밀리미터 웨이브 신호를 통해 기지국 또는 외부의 전자 장치와 통신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 장치들(151)은 복수의 안테나 엘리먼트들을 포함하는 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 안테나 어레이에 포함되는 안테나 엘리먼트 각각은 자유 공간에서 무지향성(omni-directional)을 가지는 빔을 형성할 수 있다. 상기 자유 공간은 예컨대, 유전율의 크기가 1인 유전체로만 이루어진 공간으로 이해될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 안테나 어레이가 형성하는 빔은 특정 방향으로 지향성을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 빔은 전자 장치(100) 내부에 배치되는 다양한 구성들 및 복수의 안테나 엘레먼트들 상호 간의 영향에 의해 특정 방향으로 지향성을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 빔은 전자 장치(100)의 내부에서 하우징(110)의 측면 방향으로 지향성을 가질 수 있다. 안테나 어레이가 특정 방향으로 지향성을 가지는 빔을 형성하면 전자 장치(100)는 상기 특정 방향으로의 통신 성능이 향상될 수 있다.
일 실시 예에서, 통신 모듈(152)은 상기 안테나 어레이가 형성하는 빔의 방향을 변경시킬 수 있다. 예를 들면, 통신 모듈(152)은 각각의 안테나 엘리먼트에서 방사되는 신호의 위상을 조절할 수 있다. 상기 빔의 방향은 상기 각각의 안테나 엘리먼트에서 방사되는 신호들 사이의 위상 차에 기초해서 변경될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 장치들(151)에 포함되는 안테나 어레이는 다이 폴 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 통신 모듈(152)과 전기적으로 연결되는 패치 안테나를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 통신 장치들(151)은 상기 패치 안테나 어레이를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 패치 안테나 어레이는 다이 폴 안테나 어레이가 방사하는 방향과 다른 방향(예: 서로 수직한 방향)으로 밀리미터 웨이브 신호를 방사할 수 있다. 예를 들면, 상기 다이 폴 안테나 어레이는 하우징(110)의 측면을 향해 밀리미터 웨이브 신호를 방사하고, 상기 패치 안테나 어레이는 하우징(110)의 전면 또는 후면을 향해 밀리미터 웨이브 신호를 방사할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 다이 폴 안테나 어레이는 제1 주파수 대역을 포함하는 신호를 방사하고, 상기 패치 안테나 어레이는 제2 주파수 대역을 포함하는 신호를 방사할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역은 동일할 수 있다.
제2 지지 부재(160)는 후면 커버(112)와 인쇄 회로 기판(130) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 지지 부재(160)는 제1 지지 부재(114)와 동일 또는 유사하게, 전자 장치(100) 내부의 전자 부품들을 후면 커버(112)의 방향에서 지지 또는 고정할 수 있다.
본 문서에서 도 1b에 도시된 전자 장치(100)의 구성들과 동일한 참조 부호를 갖는 구성들은, 도 1b에서 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
도 2a는 일 실시 예에 따른 전자 장치에 포함되는 통신 장치의 사시도를 나타낸다. 도 2b는 일 실시 예에 따른 전자 장치에 포함되는 통신 장치의 평면도를 나타낸다. 도 2a 및 도 2b에서 Z축 방향은 예컨대, 도 1b에 도시된 하우징(110)의 전면 방향을 나타낼 수 있다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 통신 장치(151a)는 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB)(210) 및 복수의 안테나 엘리먼트들(221, 222, 223, 224)을 포함할 수 있다. 복수의 안테나 엘리먼트(221, 222, 223, 224)는 안테나 어레이(220)를 형성할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 안테나 엘리먼트들의 개수는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 상이할 수 있다. 예컨대, 안테나 어레이(220)는 8개의 안테나 엘리먼트들을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 인쇄 회로 기판(210)은 복수의 안테나 엘리먼트들(221, 222, 223, 224)을 실장할 수 있다. 예를 들면, 인쇄 회로 기판(210)의 일 단에는 복수의 안테나 엘리먼트들(221, 222, 223, 224)이 지정된 간격으로 배치될 수 있다. 본 문서에서 인쇄 회로 기판(210)은 "5G 모듈 PCB", 또는 제2 PCB으로 참조될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 인쇄 회로 기판(210)에는 복수의 안테나 엘리먼트들(221, 222, 223, 224)에 급전하기 위한 배선들이 배치될 수 있다. 상기 배선들에 의해 복수의 안테나 엘리먼트들(221, 222, 223, 224)은 통신 장치(151)에 포함되는 통신 회로(예: 도 11의 통신 회로(1130))와 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 통신 회로에 의해 급전될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 엘리먼트들(221, 222, 223, 224)은 상기 통신 회로로부터 급전되고 밀리미터 웨이브 신호를 방사하기 위한 빔을 형성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 엘리먼트들(221, 222, 223, 224)은 다이 폴 안테나일 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 안테나 엘리먼트들(221, 222, 223, 224)은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 다르게 모노 폴 안테나일 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 엘리먼트들(221, 222, 223, 224) 중 적어도 일부는 제1 거리(21)의 간격으로 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 안테나 엘리먼트들(221, 222, 223, 224)은 제1 거리(21)의 동일한 간격으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 거리(21)는 밀리미터 웨이브 신호, 예컨대, 외부로부터 입사하는 RF 신호의 파장의 절반과 실질적으로 동일할 수 있다. 다른 예를 들어, 제1 거리(21)는 상기 RF 신호의 파장의 1/3 또는 1/4와 실질적으로 동일할 수도 있다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 통신 장치(151a)의 형상, 통신 장치(151a)의 구성, 또는 안테나 엘리먼트들(221, 222, 223, 224)의 개수, 간격, 또는 위치는 예시적인 것이며, 본 발명의 실시 예들은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바에 한정되지 않는다. 또한, 본 문서에서 도 2a 및 도 2b 에 도시된 통신 장치(151a)에 대한 설명은 제2 통신 장치(151b) 내지 제6 통신 장치(151f)에도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다.
또한, 본 문서에서 도 2a 및 도 2b에 도시된 통신 장치(151a)의 구성들과 동일한 참조 부호를 갖는 구성들은, 도 2a 및 도 2b에서 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
도 3a는 일 실시 예에 따른, 통신 장치 및 상기 통신 장치에서 형성되는 빔의 형태를 도시한다.
도 3a를 참조하면, 일 실시 예에 따른 통신 장치(151a) 및 통신 장치(151a)에서 형성되는 빔의 형태를 나타내는 제1 그래프(310a)가 도시된다. 일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(152)은 통신 장치(151a)에 포함되는 안테나 엘리먼트들(221, 222, 223, 224) 중 적어도 일부를 활성화시키고 나머지 일부는 비활성화 시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 통신 모듈(152)은 안테나 엘리먼트들(221, 222, 223, 224) 중 제1 거리(31a)만큼 이격된 복수의 안테나 엘리먼트들(222, 223)을 활성화시킬 수 있다.
예를 들면, 통신 모듈(152)은 도 3a에 도시된 바와 같이 제2 안테나 엘리먼트(222) 및 제3 안테나 엘리먼트(223)를 활성화시키고, 제1 안테나 엘리먼트(221) 및 제4 안테나 엘리먼트(224)를 비활성화 시킬 수 있다. 본 명세서에서 안테나 엘리먼트가 활성화되는 것은 안테나 엘리먼트가 통신 모듈(152)에 의해 급전되는 것으로 이해될 수 있고, 안테나 엘리먼트가 비활성화되는 것은 안테나 엘리먼트가 통신 모듈(152)에 의해 급전되지 않는 것으로 이해될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(152)에 의해 활성화된 안테나 엘리먼트들(222, 223) 사이의 제1 거리(31a)는 도 2b에 도시된 제1 거리(21)와 동일할 수 있다. 예를 들면, 제1 거리(31a)는 외부로부터 입사하는 RF 신호의 파장의 절반과 실질적으로 동일할 수 있다.
제1 그래프(310a)는 활성화된 안테나 엘리먼트들(222, 223) 사이의 간격이 제1 거리(31a)인 경우에 형성되는 빔의 형태를 나타낼 수 있다. 제1 그래프(310a)를 참조하면, 상기 빔은 제1 방향(301)으로 형성되는 메인 로브(311a)를 포함할 수 있다. 상기 빔은 상기 제1 방향(301)을 제외한 나머지 방향으로는 지정된 수준보다 작은 이득을 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면(152), 통신 모듈(152)은 상기 빔의 방향을 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈(152)은 활성화된 안테나 엘리먼트들(222, 223) 예컨대, 제2 안테나 엘리먼트(222)에서 수신되는 신호의 위상 및 제3 안테나 엘리먼트(223)에서 수신되는 신호의 위상을 변경시킴으로써 상기 빔의 방향, 예컨대, 상기 메인 로브(311a)의 방향을 변경시킬 수 있다.
도 3b는 다른 실시 예에 따른, 통신 장치 및 상기 통신 장치에서 형성되는 빔의 형태를 도시한다.
도 3b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 통신 장치(151a) 및 통신 장치(151a)에서 형성되는 빔의 형태를 나타내는 제2 그래프(310b)가 도시된다. 일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(152)은 통신 장치(151a)에 포함되는 안테나 엘리먼트들(221, 222, 223, 224) 중 적어도 일부를 활성화시키고 나머지 일부는 비활성화 시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 통신 모듈(152)은 안테나 엘리먼트들(221, 222, 223, 224) 중 제2 거리(31b)만큼 이격된 복수의 안테나 엘리먼트들(221, 223)을 활성화시킬 수 있다.
예를 들면, 통신 모듈(152)은 도 3b에 도시된 바와 같이 제1 안테나 엘리먼트(221) 및 제3 안테나 엘리먼트(223)를 활성화시키고, 제2 안테나 엘리먼트(222) 및 제4 안테나 엘리먼트(224)를 비활성화 시킬 수 있다. 다른 예를 들면, 통신 모듈(152)은 도 3b에 도시된 바와 다르게 제2 안테나 엘리먼트(222) 및 제4 안테나 엘리먼트(224)를 활성화 시키고, 제1 안테나 엘리먼트(221) 및 제3 안테나 엘리먼트(223)를 비활성화 시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(152)에 의해 활성화된 안테나 엘리먼트들(221, 223) 사이의 제2 거리(31b)는 도 2b에 도시된 제1 거리(21)의 두 배와 실질적으로 동일할 수 있다. 예를 들면, 제2 거리(31b)은 도 3a에 도시된 제1 거리(31a)의 두 배와 실질적으로 동일할 수 있고, 외부로부터 입사하는 RF 신호의 파장과 실질적으로 동일할 수 있다.
제2 그래프(310b)는 활성화된 안테나 엘리먼트들(221, 223) 사이의 간격이 제2 거리(31b)인 경우에 형성되는 빔의 형태를 나타낼 수 있다. 제2 그래프(310b)를 참조하면, 상기 빔은 제1 방향(301)으로 형성되는 메인 로브(311b) 및 제2 방향(302) 및 제3 방향(303)으로 형성되는 그레이팅 로브(312b, 313b)를 포함할 수 있다. 상기 빔은 제1 방향(301), 제2 방향(302), 및 제3 방향(303)을 제외한 나머지 방향으로는 지정된 수준보다 작은 이득을 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 메인 로브(311b)의 방향 및 그레이팅 로브(312b, 313b)의 방향은 지정된 각도를 이룰 수 있다. 상기 지정된 각도는 예를 들면 실질적으로 90도일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(152)은 상기 빔의 방향을 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈(152)은 활성화된 안테나 엘리먼트들(221, 223) 예컨대, 제1 안테나 엘리먼트(221)에서 수신되는 신호의 위상 및 제3 안테나 엘리먼트(223)에서 수신되는 신호의 위상을 변경시킴으로써 상기 빔의 방향을 변경시킬 수 있다. 이 경우, 상기 빔의 방향은 상기 메인 로브(311b) 및 상기 그레이팅 로브(312b, 313b)가 이루는 상기 지정된 각도를 유지하면서 변경될 수 있다.
도 3c는 또 다른 실시 예에 따른, 통신 장치 및 상기 통신 장치에서 형성되는 빔의 형태를 도시한다.
도 3c를 참조하면, 일 실시 예에 따른 통신 장치(151a) 및 통신 장치(151a)에서 형성되는 빔의 형태를 나타내는 제3 그래프(310c)가 도시된다. 일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(152)은 통신 장치(151a)에 포함되는 안테나 엘리먼트들(221, 222, 223, 224) 중 적어도 일부를 활성화시키고 나머지 일부는 비활성화 시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 통신 모듈(152)은 안테나 엘리먼트들(221, 222, 223, 224) 중 제3 거리(31c)만큼 이격된 복수의 안테나 엘리먼트들(221, 224)을 활성화시킬 수 있다.
예를 들면, 통신 모듈(152)은 도 3c에 도시된 바와 같이 제1 안테나 엘리먼트(221) 및 제4 안테나 엘리먼트(224)를 활성화시키고, 제2 안테나 엘리먼트(222) 및 제3 안테나 엘리먼트(223)를 비활성화 시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(152)에 의해 활성화된 안테나 엘리먼트들(221, 224) 사이의 제3 거리(31c)는 도 2b에 도시된 제1 거리 (21)의 세 배와 실질적으로 동일할 수 있다. 예를 들면, 제3 거리(31c)는 도 3a에 도시된 제1 거리(31a)의 세 배와 실질적으로 동일할 수 있고, 외부로부터 입사하는 RF 신호의 파장의 1.5배와 실질적으로 동일할 수 있다.
제3 그래프(310c)는 활성화된 안테나 엘리먼트들(221, 224) 사이의 간격이 제3 거리(31c)인 경우에 형성되는 빔의 형태를 나타낼 수 있다. 제3 그래프(310c)를 참조하면, 상기 빔은 제1 방향(301)으로 형성되는 메인 로브(311c) 및 제4 방향(304) 및 제5 방향(305)으로 형성되는 그레이팅 로브(312c, 313c)를 포함할 수 있다. 상기 빔은 제1 방향(301), 제4 방향(304), 및 제5 방향(305)을 제외한 나머지 방향으로는 지정된 수준보다 작은 이득을 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 메인 로브(311c)의 방향 및 그레이팅 로브(312c, 313c)의 방향은 지정된 각도를 이룰 수 있다. 상기 지정된 각도는 예를 들면 실질적으로 45도일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(152)은 상기 빔의 방향을 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈(152)은 활성화된 안테나 엘리먼트들(221, 224) 예컨대, 제1 안테나 엘리먼트(221)에서 수신되는 신호의 위상 및 제4 안테나 엘리먼트(224)에서 수신되는 신호의 위상을 변경시킴으로써 상기 빔의 방향을 변경시킬 수 있다. 이 경우, 상기 빔의 방향은 상기 메인 로브(311c) 및 상기 그레이팅 로브(312c, 313c)가 이루는 상기 지정된 각도를 유지하면서 변경될 수 있다.
도 4는 다양한 실시 예에 따른, 통신 장치에서 형성되는 빔의 형태를 도시한다.
도 4를 참조하면, 제1 그래프(410) 및 제2 그래프(420)가 도시된다. 제1 그래프(410)는 도 3a에 도시된 제1 그래프(310a)를 X-Y 좌표 계에 나타낸 재 도시한 것일 수 있다. 제2 그래프(420)는 도 3b에 도시된 제2 그래프(310b)를 상기 X-Y 좌표 계에 재 도시한 것일 수 있다.
제1 그래프(410)를 참조하면, 전자 장치(100)는 어느 하나의 방향에서만 이득이 지정된 수준 이상이 되도록 빔을 형성할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(100)는 도 3a에 도시된 바와 같이 제1 거리(31a)만큼 이격된 복수의 안테나 엘리먼트, 예컨대, 제2 안테나 엘리먼트(222) 및 제3 안테나 엘리먼트(223)에 급전하고 빔을 형성할 수 있다.
제2 그래프(420)를 참조하면, 전자 장치(100)는 복수의 방향에서 이득이 지정된 수준 이상이 되도록 빔을 형성할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(100)는 도 3b에 도시된 바와 같이 제2 거리(31b)만큼 이격된 복수의 안테나 엘리먼트, 예컨대, 제1 안테나 엘리먼트(221) 및 제3 안테나 엘리먼트(223)에 급전하고 빔을 형성할 수 있다.
제1 그래프(410) 및 제2 그래프(420)를 비교하면, 제1 그래프(410)는 90도 부근에서 제2 그래프(420)에 비해 더 높은 이득을 나타낼 수 있다. 제2 그래프(420)는 제1 그래프(410)에 비해 더 많은 방향에서 지정된 수준 이상의 이득을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 제1 그래프(410)는 90도 부근에서만 지정된 수준, 예컨대, 10dBi 이상의 이득을 나타낼 수 있지만, 제2 그래프(420)는 0도 부근, 90도 부근, 및 180도 부근에서 상기 지정된 수준 이상의 이득을 나타낼 수 있다.
도 5a는 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치가 제1 거리만큼 이격된 복수의 안테나 엘리먼트를 이용하여 형성하는 빔의 형태를 도시한다. 도 5b는 다양한 실시 예에 따른, 전자 장치가 제2 거리만큼 이격된 복수의 안테나 엘리먼트를 이용하여 형성하는 빔의 형태를 도시한다.
도 5a를 참조하면, 제1 그래프(510a) 내지 제5 그래프(550a)가 도시된다. 제1 그래프(510a) 내지 제5 그래프(550a)는 도 3a에 도시된 제1 거리(31a)만큼 이격된 복수의 안테나 엘리먼트 예컨대, 제2 안테나 엘리먼트(222) 및 제3 안테나 엘리먼트(223)가 활성화된 전자 장치(100)에서 형성되는 빔의 형태를 도시한다.
다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 상기 제1 거리(31a)만큼 이격된 복수의 안테나 엘리먼트들을 이용하여 형성되는 빔의 방향을 변경시킬 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(100)는 제2 안테나 엘리먼트(222)에서 수신되는 신호의 위상 및 제3 안테나 엘리먼트(223)에서 수신되는 신호의 위상을 조절할 수 있다. 상기 빔의 방향은 상기 복수의 안테나 엘리먼트들에서 수신되는 신호들의 위상 차에 기초하여 변경될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 제1 그래프(510b) 내지 제5 그래프(550b)가 도시된다. 제1 그래프(510b) 내지 제5 그래프(550b)는 도 3b에 도시된 제2 거리(31b)만큼 이격된 복수의 안테나 엘리먼트 예컨대, 제1 안테나 엘리먼트(221) 및 제3 안테나 엘리먼트(223)가 활성화된 전자 장치(100)에서 형성되는 빔의 형태를 도시한다.
다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 상기 제2 거리(31b)만큼 이격된 복수의 안테나 엘리먼트들을 이용하여 형성되는 빔의 방향을 변경시킬 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(100)는 제1 안테나 엘리먼트(221)에서 수신되는 신호의 위상 및 제3 안테나 엘리먼트(223)에서 수신되는 신호의 위상을 조절할 수 있다. 상기 빔의 방향은 상기 복수의 안테나 엘리먼트들에서 수신되는 신호들의 위상 차에 기초하여 변경될 수 있다.
도 5a 또는 도 5b에서 제2 그래프(520a 또는 520b) 내지 제5 그래프(550a 또는 550b)는 제1 그래프(510a 또는 510b)에 비해 상기 빔의 방향이 지정된 각도만큼 변경되는 경우를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 제2 그래프(520a 또는 520b)는 제1 그래프(510a 또는 510b)에 비해 상기 빔의 방향이 대략 20도만큼 변경되는 경우를 나타낼 수 있고, 제3 그래프(530a 또는 530b)는 제1 그래프(510a 또는 510b)에 비해 상기 빔의 방향이 대략 40도만큼 변경되는 경우를 나타낼 수 있다. 다른 예를 들면, 제4 그래프(540a 또는 540b)는 제1 그래프(510a 또는 510b)에 비해 상기 빔의 방향이 60도만큼 변경되는 경우를 나타내고, 제5 그래프(550a 또는 550b)는 제1 그래프(510a 또는 510b)에 비해 상기 빔의 방향이 80도만큼 변경되는 경우를 나타낼 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 상기와 같이 지정된 각도 만큼씩 상기 빔의 방향을 변경시키면서 RF 신호의 방향을 추적할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 지정된 각도는 다양한 크기로 설정될 수 있다. 상기 지정된 각도가 상대적으로 크면 전자 장치(100)는 상대적으로 더 빠른 속도로 상기 빔의 방향을 변경시킬 수 있다. 상기 지정된 각도가 상대적으로 작으면 전자 장치(100)는 상대적으로 더 정밀하게 RF 신호의 방향을 추적할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제2 거리(31b)만큼 이격된 복수의 안테나 엘리먼트들을 이용하여 빔을 형성하면 전자 장치(100)는 복수의 방향에서 지정된 수준 이상의 이득을 가질 수 있다. 이 경우, 전자 장치(100)는 상기 제1 거리(31a)만큼 이격된 복수의 안테나 엘리먼트들을 이용하여 빔을 형성하는 경우에 비해 한번에 더 넓은 영역에서 RF 신호의 방향을 추적할 수 있다. 따라서, 전자 장치(100)가 상기 제2 거리(31b)만큼 이격된 복수의 안테나 엘리먼트를 이용하여 RF 신호의 방향을 추적하면 상기 제1 거리(31a)만큼 이격된 복수의 안테나 엘리먼트를 이용하는 경우에 비하여 RF 신호의 방향이 보다 효율적으로 감지될 수 있다.
도 6a는 일 실시 예에 따른, 전자 장치가 외부 전자 장치에서 송출되는 신호를 수신하는 상황을 도시한다. 도 6b는 다른 실시 예에 따른, 전자 장치가 외부 전자 장치에서 송출되는 신호를 수신하는 상황을 도시한다. 도 6c는 또 다른 실시 예에 따른, 전자 장치가 외부 전자 장치에서 송출되는 신호를 수신하는 상황을 도시한다.
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 전자 장치(예: 도 1a의 전자 장치(100))는 외부 전자 장치의 통신 장치(601)로부터 송출되는 RF 신호를 감지할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 외부 전자 장치의 통신 장치(601)는 전자 장치의 통신 장치들(610a, 610b, 620, 630)(예: 도 1b의 제1 통신 장치(151a))과 거리 R 만큼 이격되어 있을 수 있다.
도 6a에서 통신 장치(610a)는 지정된 간격(예: 도 2b의 제1 거리(21))만큼 이격되어 배치되는 8 개의 안테나 엘리먼트들(611a, 612a, 613a, 614a, 615a, 616a, 617a, 618a)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치는 상기 8개의 안테나 엘리먼트들(611a, 612a, 613a, 614a, 615a, 616a, 617a, 618a) 중 중앙에 배치된 4 개의 안테나 엘리먼트들(613a, 614a, 615a, 616a)을 활성화시키고 외부 전자 장치로부터 송출되는 RF 신호를 감지할 수 있다. 상기 활성화된 안테나 엘리먼트들(613a, 614a, 615a, 616a) 사이의 간격은 제1 거리(61a), 예컨대, 도 3a에 도시된 제1 거리(31a)일 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 거리(61a)는 도 2b에 도시된 제1 거리(21)과 실질적으로 동일할 수 있고, 상기 RF 신호의 파장의 절반과 실질적으로 동일할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 활성화된 안테나 엘리먼트들(613a, 614a, 615a, 616a)은 메인 로브를 포함하는 제1 빔을 형성할 수 있다. 상기 제1 빔은 예컨대, 도 3a에 도시되는 빔의 형태와 동일 또는 유사한 형태일 수 있다. 전자 장치는 상기 제1 빔의 방향을 지정된 각도 만큼씩 변경시켜 상기 RF 신호를 감지할 수 있다.
도 6b에서 통신 장치(610b)는 지정된 간격(예: 도 2b의 제1 거리(21))만큼 이격되어 배치되는 8 개의 안테나 엘리먼트들(611b, 612b, 613b, 614b, 615b, 616b, 617b, 618b)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치는 상기 8개의 안테나 엘리먼트들(611b, 612b, 613b, 614b, 615b, 616b, 617b, 618b) 중 서로 제2 거리(61b)(예: 도 3b의 제2 거리(31b))만큼 이격된 4 개의 안테나 엘리먼트들(611b, 613b, 615b, 617b)을 활성화시키고 외부 전자 장치로부터 송출되는 RF 신호를 감지할 수 있다. 상기 활성화된 안테나 엘리먼트들(611b, 613b, 615b, 617b) 사이의 간격인 상기 제2 거리(61b)는 도 2b에 도시된 제1 거리(21)의 두 배일 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 거리(61b)는 상기 RF 신호의 파장과 실질적으로 동일할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 활성화된 안테나 엘리먼트들(611b, 613b, 615b, 617b)은 메인 로브 및 그레이팅 로브를 포함하는 제2 빔을 형성할 수 있다. 상기 제2 빔은 예컨대, 도 3b에 도시되는 빔의 형태와 동일 또는 유사한 형태일 수 있다. 전자 장치(100)는 상기 제2 빔의 방향을 지정된 각도 만큼씩 변경시켜 상기 RF 신호를 감지할 수 있다.
도 6c에서 전자 장치는 제1 통신 장치(620)(예: 도 1b의 제1 통신 장치(151a)) 및 제2 통신 장치(630)(예: 도 1b의 제2 통신 장치(151b))를 이용하여 RF 신호를 감지할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 통신 장치(620) 및 상기 제2 통신 장치(630)는 지정된 거리(63c)만큼 이격되어 배치될 수 있다. 상기 지정된 거리(63c)는 예컨대, 상기 RF 신호의 파장의 5배와 실질적으로 동일할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 제1 통신 장치(620)는 지정된 간격(예: 도 2b의 제1 거리(21))만큼 이격되어 배치되는 4 개의 안테나 엘리먼트들(621, 622, 623, 624)을 포함할 수 있고 상기 제2 통신 장치(630)는 상기 지정된 간격만큼 이격되어 배치되는 4 개의 안테나 엘리먼트들(631, 632, 633, 634)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치는 각각의 통신 장치(620, 630)에 대하여 상기 4개의 안테나 엘리먼트들 중 서로 제2 거리(61c, 62c)(예: 도 3b의 제2 거리(31b))만큼 이격된 2 개의 안테나 엘리먼트들을 활성화시킬 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 제1 통신 장치(620)에 대하여 안테나 엘리먼트들(621, 623)을 활성화시킬 수 있고, 제2 통신 장치(630)에 대하여 안테나 엘리먼트들(632, 634)을 활성화시킬 수 있다. 전자 장치는 상기 활성화된 안테나 엘리먼트들(621, 623, 632, 634)을 이용하여 외부 전자 장치로부터 송출되는 RF 신호를 감지할 수 있다. 상기 활성화된 안테나 엘리먼트들(621, 623, 632, 634) 사이의 간격인 상기 제2 거리(61c, 62c)는 도 2b에 도시된 제1 거리(21)의 두 배일 수 있다. 예를 들면, 상기 간격은 상기 RF 신호의 파장과 실질적으로 동일할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 통신 장치(620)의 활성화된 안테나 엘리먼트들(621, 623) 및 제2 통신 장치(630)의 활성화된 안테나 엘리먼트들(632, 634)은 각각 메인 로브 및 그레이팅 로브를 포함하는 제3 빔을 형성할 수 있다. 상기 제3 빔은 예컨대, 도 3b에 도시되는 빔의 형태와 동일 또는 유사한 형태일 수 있다. 전자 장치는 상기 제3 빔의 방향을 지정된 각도 만큼씩 변경시켜 상기 RF 신호를 감지할 수 있다.
아래 표 1을 참조하면, 도 6a 내지 도 6c에 도시된 각각의 통신 장치(610a, 610b, 620, 630)를 포함하는 전자 장치가 외부 전자 장치로부터 송출된 RF 신호의 수신을 시도한 시뮬레이션 결과를 확인할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 6a에 도시된 통신 장치(610a)를 포함하는 전자 장치는 평균 76.96번 빔의 방향을 변경시킨 경우에 RF 신호를 감지할 수 있고, 상기 RF 신호를 감지하지 못할 확률은 29.5%였다. 다른 실시 예에 따르면, 도 6b에 도시된 통신 장치(610b)를 포함하는 전자 장치는 평균 62.78번 빔의 방향을 변경시킨 경우에 RF 신호를 감지할 수 있고, 상기 RF 신호를 감지하지 못할 확률은 15.9%였다. 이를 통해, 메인 로브 및 그레이팅 로브를 모두 포함하는 빔을 이용하여 RF 신호를 감지하는 것이 더 효율적이라는 것을 확인할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 6b에 도시된 통신 장치(610b)를 포함하는 전자 장치는 평균 62.78번 빔의 방향을 변경시킨 경우에 RF 신호를 감지할 수 있고, 상기 RF 신호를 감지하지 못할 확률은 15.9%였다. 다른 실시 예에 따르면, 도 6c에 도시된 통신 장치들(620, 630)을 포함하는 전자 장치는 평균 64.99번 빔의 방향을 변경시킨 경우에 RF 신호를 감지할 수 있고, 상기 RF 신호를 감지하지 못할 확률은 17.5%였다.
이를 통해, 복수의 통신 장치를 이용하여 RF 신호를 감지하는 경우, 하나의 통신 장치에서 더 많은 안테나 엘리먼트를 활성화시키고 상기 RF 신호를 감지하는 경우에 비해 상기 RF 신호를 감지하는 능력은 다소 줄어드는 것을 확인할 수 있다. 다만, 일반적으로 안테나 엘리먼트들의 수가 2배로 증가하는 경우 안테나 엘리먼트들이 형성하는 빔의 최대 이득은 이론적으로 약 3dB 정도 증가할 수 있다. 따라서, 복수의 통신 장치를 이용하면 빔의 최대 이득이 증가할 수 있으므로 더 멀리서 송출되는 RF 신호를 감지하기에 보다 유리할 수 있다. 또한, 복수의 통신 장치를 이용하여 RF 신호를 감지하는 경우는 여전히 메인 로브만을 포함하는 빔을 이용하여 상기 RF 신호를 감지하는 것보다는 더 효율적인 것을 확인할 수 있다.
활성화된 안테나 엘리먼트의 간격 평균 횟수 감지하지 못할 확률 신호 대 잡음 비
제1 거리 76.96 29.5% 28.63dB
제2 거리 62.78 15.9% 32.45dB
제2 거리
(복수의 통신 장치 사용)		 64.99 17.5% 31.9dB
도 7은 일 실시 예에 따른, 전자 장치가 RF 신호를 감지하는 방법에 대한 흐름도를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 전자 장치(예: 도 1a의 전자 장치(100))가 RF 신호를 감지하는 방법(700)은 동작 701 내지 동작 705를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 동작 701 내지 동작 705는 전자 장치(또는 통신 모듈(예: 도 1b의 통신 모듈(152)))에 의해 수행될 수 있다.
동작 701에서, 전자 장치는 제1 안테나 엘리먼트(예: 도 3b의 제1 안테나 엘리먼트(221)) 및 상기 제1 안테나 엘리먼트와 제2 거리(예: 도 3b의 제2 거리(31b))만큼 이격된 제2 안테나 엘리먼트(예: 도 3b의 제3 안테나 엘리먼트(223))를 활성화시키기 위해 상기 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제2 안테나 엘리먼트에 급전할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제2 거리는 도 3b에 도시된 제2 거리(31b)와 동일할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 거리는 도 2b에 도시된 제1 거리(21)의 두 배일 수 있고, 수신되는 RF 신호의 파장과 실질적으로 동일할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제2 거리는 도 3c에 도시된 제3 거리(31c)와 동일할 수도 있다. 예를 들면, 상기 제2 거리는 도 2b에 도시된 제1 거리(21)의 세 배일 수 있고, 수신되는 RF 신호의 파장의 1.5배와 실질적으로 동일할 수 있다.
동작 703에서, 전자 장치는 상기 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제2 안테나 엘리먼트를 이용하여 메인 로브 및 상기 메인 로브와 지정된 각도를 이루는 그레이팅 로브를 포함하는 빔을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 동작 701에서 제2 거리가 도 3b의 제2 거리(31b)과 동일한 경우, 상기 지정된 각도는 90도와 실질적으로 동일할 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 동작 701에서 상기 제2 거리가 도 3c의 제3 거리(31c)와 동일한 경우, 상기 지정된 각도는 45도와 실질적으로 동일할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 그레이팅 로브는 적어도 하나 이상일 수 있다. 예를 들면, 상기 그레이팅 로브는 상기 메인 로브를 중심으로 상기 메인 로브와 상기 지정된 각도를 이루는 두 개의 로브를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 그레이팅 로브의 세기는 지정된 수준 이상일 수 있다. 예를 들면, 상기 그레이팅 로브의 세기는 메인 로브의 세기보다 지정된 수준 이하만큼 작을 수 있다.
동작 705에서, 전자 장치는 상기 동작 703에서 형성된 빔을 이용하여 RF 신호를 감지할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 상기 메인 로브 및 상기 그레이팅 로브의 방향을 지정된 각도 만큼씩 변경시킬 수 있고, 상기 RF 신호를 추적할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 빔의 방향이 변경되는 동안 상기 메인 로브 및 상기 그레이팅 로브가 이루는 각도는 상기 지정된 각도를 유지될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 메인 로브 또는 상기 그레이팅 로브 중 적어도 일부가 상기 RF 신호의 방향과 일치하면 전자 장치는 상기 RF 신호를 감지할 수 있다.
상기 동작 701 내지 동작 705를 통해, 전자 장치는 지정된 수준 이상의 세기를 가지는 복수의 빔 예컨대, 메인 로브 및 그레이팅 로브를 동시에 사용하여 RF 신호를 추적할 수 있다. 이를 통해 전자 장치는 RF 신호를 보다 효율적으로 감지할 수 있다.
도 8a는 일 실시 예에 따른, 전자 장치가 RF 신호를 수신하는 방법에 대한 흐름도를 나타낸다.
도 8a를 참조하면, 전자 장치(예: 도 1a의 전자 장치(100))가 RF 신호를 수신하는 방법(800a)은 동작 801a 내지 동작 815a를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 동작 801a 내지 동작 815a는 전자 장치(또는 통신 모듈(예: 도 1b의 통신 모듈(152)))에 의해 수행될 수 있다. 도 8a의 설명에 있어서, 도 7의 설명과 중복되는 내용은 생략될 수 있다. 예를 들면, 동작 801a 내지 동작 805a는 도 7의 동작 701 내지 동작 705와 각각 동일 또는 유사할 수 있다.
동작 801a에서, 전자 장치는 제1 안테나 엘리먼트(예: 도 3b의 제1 안테나 엘리먼트(221)) 및 상기 제1 안테나 엘리먼트와 제2 거리(예: 도 3b의 제2 거리(31b))만큼 이격된 제2 안테나 엘리먼트(예: 도 3b의 제3 안테나 엘리먼트(223))에 급전할 수 있다.
동작 803a에서, 전자 장치는 상기 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제2 안테나 엘리먼트를 이용하여 메인 로브 및 상기 메인 로브와 지정된 각도를 이루는 그레이팅 로브를 포함하는 빔, 예컨대, 제1 빔을 형성할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 제1 빔은 제1 수신 빔으로 참조될 수도 있다.
동작 805a에서, 전자 장치는 메인 로브 또는 그레이팅 로브 중 적어도 하나로부터 RF 신호를 감지할 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치는 상기 제1 수신 빔을 이용하여 빔 스위핑(beam sweeping)을 수행할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 상기 메인 로브 및 상기 그레이팅 로브의 방향을 지정된 각도 만큼씩 변경시킬 수 있고, 상기 RF 신호를 추적할 수 있다. 전자 장치는 상기 감지된 RF 신호의 방향을 정확히 감지하기 위해서 상기 RF 신호가 메인 로브를 통해 감지되었는지 그레이팅 로브를 통해 감지되었는지 구별할 필요가 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치는 상기 제1 빔을 스위핑하는 동안 동기 신호(또는 빔 시퀀스(beam sequence))를 감지하고, 상기 동기 신호가 감지되면 전송 빔의 ID를 보고하도록 구성될 수 있다.
동작 807a에서, 전자 장치는 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제1 안테나 엘리먼트와 제1 거리(예: 도 3a의 제1 거리(31a))만큼 이격된 제3 안테나 엘리먼트를 활성화시키기 위해 상기 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제3 안테나 엘리먼트에 급전할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 거리는 도 2b에 도시된 제1 거리(21)와 동일할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 거리는 상기 RF 신호의 파장의 절반과 실질적으로 동일할 수 있다.
동작 809a에서, 전자 장치는 상기 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제3 안테나 엘리먼트를 이용하여 상기 제1 빔과 구별되는 제2 빔을 형성할 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치는 상기 제2 빔을 상기 제1 빔의 메인 로브 방향으로 형성할 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치는 상기 제2 빔을 이용하여 빔 스위핑(beam sweeping)을 수행할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 제2 빔은 제2 수신 빔으로 참조될 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치는 상기 제2 빔을 스위핑하는 동안 전송/수신 포인트 (TRP, transmit/receive point) 빔을 감지하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 빔은 상기 제1 빔과 달리, 지정된 수준 이상의 세기를 가지는 그레이팅 로브를 포함하지 않을 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 빔은 상기 제1 빔과 달리 하나의 방향, 예컨대, 메인 로브의 방향으로만 상기 RF 신호를 추적할 수 있다.
동작 811a에서, 전자 장치는 상기 제2 빔을 이용하여 상기 RF 신호가 감지되었는지 여부를 판단할 수 있다. 상기 RF 신호가 감지되면 전자 장치는 동작 813a를 수행하고, 상기 RF 신호가 감지되지 않으면 전자 장치는 동작 815a를 수행할 수 있다.
동작 813a에서, 전자 장치가 상기 제2 빔을 통해 상기 RF 신호를 감지하면 전자 장치는 상기 RF 신호의 방향이 상기 제2 빔의 메인 로브 방향과 실질적으로 동일한 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 전자 장치는 안테나 어레이에 포함되는 안테나 엘리먼트들의 전부 또는 일부를 상기 방향으로 활성화시키고, 전자 장치로 입사되는 상기 RF 신호를 수신할 수 있다.
동작 815a에서, 전자 장치가 상기 제2 빔을 통해 상기 RF 신호를 감지하지 못하면 전자 장치는 상기 RF 신호의 방향이 상기 제2 빔의 메인 로브 방향과 상이한 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 전자 장치가 상기 동작 805a에서 감지한 RF 신호는 제1 빔의 그레이팅 로브에서 감지된 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 전자 장치는 안테나 어레이에 포함되는 안테나 엘리먼트들의 전부 또는 일부를 상기 제1 빔의 그레이팅 로브의 방향으로 활성화시키고, 전자 장치로 입사되는 상기 RF 신호를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 그레이팅 로브는 적어도 하나 이상일 수 있다. 상기 그레이팅 로브가 복수인 경우, 전자 장치는 안테나 어레이에 포함되는 안테나 엘리먼트들의 전부 또는 일부를 상기 복수의 그레이팅 로브 중 어느 하나의 그레이팅 로브의 방향으로 활성화시킬 수 있다. 전자 장치는 RF 신호가 감지되지 않으면 안테나 어레이에 포함되는 안테나 엘리먼트들의 전부 또는 일부를 상기 어느 하나의 그레이팅 로브와 상이한 그레이팅 로브의 방향으로 활성화시킬 수 있다.
상기 동작 801a 내지 동작 815a를 통해, 전자 장치는 RF 신호를 보다 효율적으로 감지할 수 있고, 상기 감지된 RF 신호의 방향을 결정할 수 있다. 전자 장치는 상기 결정된 방향으로 RF 신호를 수신할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 상기 감지된 TRP 빔의 방향에 적어도 부분적으로 기반하여 통신을 시작하도록 구성될 수 있다. 전자 장치는 RF 신호의 방향을 결정하는 동안 안테나 엘리먼트의 일부만을 사용할 수 있고 소모되는 전력을 감소시킬 수 있다.
도 8b는 다른 실시 예에 따른, 전자 장치가 RF 신호를 수신하는 방법에 대한 흐름도를 나타낸다.
도 8b를 참조하면, 전자 장치(예: 도 1a의 전자 장치(100))가 RF 신호를 수신하는 방법(800b)은 동작 801b 내지 동작 811b를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 동작 801a 내지 동작 811b는 전자 장치(또는 통신 모듈(예: 도 1b의 통신 모듈(152)))에 의해 수행될 수 있다. 도 8b의 설명에 있어서, 도 7의 설명과 중복되는 내용은 생략될 수 있다. 예를 들면, 동작 801b 내지 동작 805b는 도 7의 동작 701 내지 동작 705와 각각 동일 또는 유사할 수 있다.
동작 801b에서, 전자 장치는 제1 안테나 엘리먼트(예: 도 3b의 제1 안테나 엘리먼트(221)) 및 상기 제1 안테나 엘리먼트와 제2 거리(예: 도 3b의 제2 거리(31b))만큼 이격된 제2 안테나 엘리먼트(예: 도 3b의 제3 안테나 엘리먼트(223))에 급전할 수 있다.
동작 803b에서, 전자 장치는 상기 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제2 안테나 엘리먼트를 이용하여 메인 로브 및 상기 메인 로브와 지정된 각도를 이루는 그레이팅 로브를 포함하는 빔을 형성할 수 있다.
동작 805b에서, 전자 장치는 메인 로브 또는 그레이팅 로브 중 적어도 하나로부터 RF 신호를 감지할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 상기 메인 로브 및 상기 그레이팅 로브의 방향을 지정된 각도 만큼씩 변경시킬 수 있고, 상기 RF 신호를 추적할 수 있다. 전자 장치는 상기 감지된 RF 신호의 방향을 감지하기 위해서 상기 RF 신호가 메인 로브를 통해 감지되었는지 그레이팅 로브를 통해 감지되었는지 구별할 필요가 있다.
동작 807b에서, 전자 장치는 상기 동작 805b에서 감지된 RF 신호를 수신하고, 상기 수신된 RF 신호를 메인 로브 방향 성분 및 그레이팅 로브 방향 성분으로 구별할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 상기 RF 신호의 메인 로브 방향 성분을 획득하기 위해 상기 수신된 RF 신호 및 상기 메인 로브의 방향 벡터를 서로 내적할 수 있다. 또 다른 예를 들면, 전자 장치는 상기 RF 신호의 그레이팅 로브 방향 성분을 획득하기 위해 상기 수신된 RF 신호 및 상기 그레이팅 로브의 방향 벡터를 서로 내적할 수 있다.
동작 809b에서, 전자 장치는 상기 동작 805b에서 구별된 각 방향 성분에 기초하여 상기 RF 신호의 방향을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 RF 신호의 메인 로브 방향 성분의 세기가 그레이트 로브 방향 성분의 세기보다 더 크다면 전자 장치는 상기 RF 신호의 방향을 상기 메인 로브 방향으로 결정할 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 RF 신호의 메인 로브 방향 성분의 세기가 그레이트 로브 방향 성분의 세기보다 더 작다면 전자 장치는 상기 RF 신호의 방향을 상기 그레이팅 로브 방향으로 결정할 수 있다.
동작 811b에서, 전자 장치는 안테나 어레이에 포함되는 안테나 엘리먼트들의 전부 또는 일부를 상기 동작 809b에서 결정된 방향으로 활성화시키고 전자 장치로 입사되는 상기 RF 신호를 수신할 수 있다.
상기 동작 801b 내지 동작 811b를 통해, 전자 장치는 RF 신호를 보다 효율적으로 감지할 수 있고, 상기 감지된 RF 신호의 방향을 결정할 수 있다. 전자 장치는 상기 결정된 방향으로 RF 신호를 수신할 수 있다. 전자 장치는 RF 신호의 방향을 결정하는 동안 안테나 엘리먼트의 일부만을 사용할 수 있고 소모되는 전력을 감소시킬 수 있다.
도 9는 다양한 실시 예에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 9를 참조하면, 네트워크 환경(900)에서 전자 장치(901)는 제1 네트워크(998)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(902)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(999)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(904) 또는 서버(908)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(901)는 서버(908)를 통하여 전자 장치(904)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(901)는 프로세서(920), 메모리(930), 입력 장치(950), 음향 출력 장치(955), 표시 장치(960), 오디오 모듈(970), 센서 모듈(976), 인터페이스(977), 햅틱 모듈(979), 카메라 모듈(980), 전력 관리 모듈(988), 배터리(989), 통신 모듈(990), 가입자 식별 모듈(996), 또는 안테나 모듈(997)을 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 전자 장치(901)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(960) 또는 카메라 모듈(980))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(976)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(960)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다
프로세서(920)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(940))를 실행하여 프로세서(920)에 연결된 전자 장치(901)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(920)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(976) 또는 통신 모듈(990))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(932)에 로드하고, 휘발성 메모리(932)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(934)에 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(920)는 메인 프로세서(921)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(923)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(923)은 메인 프로세서(921)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(923)는 메인 프로세서(921)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(923)는, 예를 들면, 메인 프로세서(921)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(921)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(921)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(921)와 함께, 전자 장치(901)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(960), 센서 모듈(976), 또는 통신 모듈(990))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 보조 프로세서(923)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(980) 또는 통신 모듈(990))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(930)는, 전자 장치(901)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(920) 또는 센서모듈(976))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(940)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(930)는, 휘발성 메모리(932) 또는 비휘발성 메모리(934)를 포함할 수 있다.
프로그램(940)은 메모리(930)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(942), 미들 웨어(944) 또는 어플리케이션(946)을 포함할 수 있다.
입력 장치(950)는, 전자 장치(901)의 구성요소(예: 프로세서(920))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(901)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(950)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(955)는 음향 신호를 전자 장치(901)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(955)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(960)는 전자 장치(901)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(960)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 표시 장치(960)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(970)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 오디오 모듈(970)은, 입력 장치(950)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(955), 또는 전자 장치(901)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(902)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(976)은 전자 장치(901)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 센서 모듈(976)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(977)는 전자 장치(901)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(902))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 인터페이스(977)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(978)는, 그를 통해서 전자 장치(901)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(902))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 연결 단자(978)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(979)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 햅틱 모듈(979)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(980)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 카메라 모듈(980)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(988)은 전자 장치(901)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전력 관리 모듈(988)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(989)는 전자 장치(901)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리(989)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(990)은 전자 장치(901)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(902), 전자 장치(904), 또는 서버(908))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(990)은 프로세서(920)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(990)은 무선 통신 모듈(992)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(994)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(998)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(999)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(992)은 가입자 식별 모듈(996)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제1 네트워크(998) 또는 제2 네트워크(999)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(901)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(997)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(997)은 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있고, 이로부터, 제1 네트워크 (998) 또는 제2 네트워크 (999)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(990)에 의하여 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(990)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(999)에 연결된 서버(908)를 통해서 전자 장치(901)와 외부의 전자 장치(904)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(902, 904) 각각은 전자 장치(901)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(901)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(902, 904, 또는 908) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(901)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(901)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(901)로 전달할 수 있다. 전자 장치(901)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 10는 5G 통신을 지원하는 전자 장치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 전자 장치(1000)는 하우징(1010), 프로세서(1040), 통신 모듈(1050)(예: 도 1b의 통신 모듈(152), 도 9의 통신 모듈(990)), 제1 통신 장치(1021), 제2 통신 장치(1022), 제3 통신 장치(1023), 제4 통신 장치(1024), 제1 도전성 라인(1031), 제2 도전성 라인(1032), 제3 도전성 라인(1033), 또는 제4 도전성 라인(1034)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 하우징(1010)은 전자 장치(1000)의 다른 구성요소들을 보호할 수 있다. 하우징(1010)은, 예를 들어, 전면 플레이트(front plate), 전면 플레이트와 반대 방향을 향하는(facing away) 후면 플레이트(back plate), 및 후면 플레이트에 부착되거나 후면 플레이트와 일체로 형성되고, 전면 플레이트와 후면 플레이트 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재(또는 메탈 프레임)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(1000)는 제1 통신 장치(1021), 제2 통신 장치(1022), 제3 통신 장치(1023), 또는 제4 통신 장치(1024)중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 통신 장치(1021), 제2 통신 장치(1022), 제3 통신 장치(1023), 또는 제4 통신 장치(1024)는 하우징(1010)의 내부에 위치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치의 후면 플레이트 위에서 볼 때, 제1 통신 장치(1021)는 전자 장치(1000)의 좌측 상단에 배치될 수 있고, 제2 통신 장치(1022)는 전자 장치(1000)의 우측 상단에 배치될 수 있고, 제3 통신 장치(1023)는 전자 장치(1000)의 좌측 하단에 배치될 수 있고, 제4 통신 장치(1000)는 전자 장치(1000)의 우측 하단에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(1040)는, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, GPU(graphic processing unit), 카메라의 이미지 신호 프로세서, 또는 baseband processor(또는, 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP))) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(1040)는 SoC(system on chip) 또는 SiP(system in package)으로 구현될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(1050)은 제1 도전성 라인(1031), 제2 도전성 라인(1032), 제3 도전성 라인(1033), 및/또는 제4 도전성 라인(1034)을 이용하여, 제1 통신 장치(1021), 제2 통신 장치(1022), 제3 통신 장치(1023), 또는 제4 통신 장치(1024)와 전기적으로 연결될 수 있다. 통신 모듈(1050)은, 예를 들어, baseband processor, 또는 적어도 하나의 통신 회로(예: IFIC, 또는 RFIC)를 포함할 수 있다. 통신 모듈(1050)은, 예를 들어, 프로세서(1040)(예: 어플리케이션 프로세서 (AP))와 별개의 baseband processor 를 포함할 수 있다. 제1 도전성 라인(1031), 제2 도전성 라인(1032), 제3 도전성 라인(1033), 및/또는 제4 도전성 라인(1034)은, 예를 들어, 동축 케이블, 또는 FPCB를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(1050)은 제1 Baseband Processor(BP)(미도시), 및/또는 제2 Baseband Processor(BP)(미도시)를 포함할 수 있다. 전자 장치(1000)는 제1 BP(또는 제2 BP)와 프로세서(1040) 사이에 칩(chip) 간 통신을 지원하기 위한, 하나 이상의 인터페이스를 더 포함할 수 있다. 프로세서(1040)와 제1 BP 및/또는 제2 BP는 상기 칩 간 인터페이스(inter processor communication channel)를 사용하여 데이터를 송수신 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 BP 및/또는 제2 BP는 다른 개체들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 제1 BP는, 예를 들어, 제1 네트워크(미도시)에 대한 무선 통신을 지원할 수 있다. 제2 BP는, 예를 들어, 제2 네트워크(미도시)에 대한 무선 통신을 지원할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 BP 및/또는 제2 BP는 프로세서(1040)와 하나의 모듈을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 BP 및/또는 제2 BP는 프로세서(1040)와 통합적으로 형성(integrally formed)될 수 있다. 또 다른 예를 들어, 제1 BP 및/또는 제2 BP는 하나의 칩(chip)내에 배치되거나, 또는 독립된 칩 형태로 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(1040)와 적어도 하나의 Baseband Processor(예: 제1 BP)는 하나의 칩(SoC chip)내에 통합적으로 형성되고, 다른 Baseband Processor(예: 제 2 BP)는 독립된 칩 형태로 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 네트워크(미도시), 및/또는 제2 네트워크(미도시)는 도 9의 네트워크(999)에 대응할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 네트워크(미도시) 및 제2 네트워크(미도시) 각각은 4G(4th generation) 네트워크 및 5G(5th generation) 네트워크를 포함할 수 있다. 4G 네트워크는 예를 들어, 3GPP에서 규정되는 LTE(long term evolution) 프로토콜을 지원할 수 있다. 5G 네트워크는 예를 들어, 3GPP에서 규정되는 NR(new radio) 프로토콜을 지원할 수 있다.
도 11는 일 실시 예에 따른 통신 장치의 블록도이다.
도 11을 참조하면, 통신 장치(1100)(예: 도 10의 제1 통신 장치(1021), 제2 통신 장치(1022), 제3 통신 장치(1023), 및/또는 제4 통신 장치(1024))는 통신 회로(1130)(예: RFIC), PCB(1150), 제1 안테나 어레이(1140), 및/또는 제2 안테나 어레이(1145)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, PCB(1150)에는 통신 회로(1130), 제1 안테나 어레이(1140), 및/또는 제2 안테나 어레이(1145)가 위치할 수 있다. 예를 들어, PCB(1150)의 제1 면에는 제1 안테나 어레이(1140), 및/또는 제2 안테나 어레이(1145)가 배치되고, PCB(1150)의 제 2면에는 통신 회로(1130)가 위치할 수 있다. PCB(1150)는 전송선로(예: 도 10의 제1 도전성 라인(1031), 동축 케이블)를 이용하여 다른 PCB(예: 도 10의 통신 모듈(1050)가 배치된 PCB)와 전기적으로 연결하기 위한 커넥터(예: 동축 케이블 커넥터 및/또는 B-to-B(board to board))가 포함될 수 있다. 상기 PCB(1150)는 예를 들어, 동축 케이블 커넥터를 이용하여 통신 모듈(1050)이 배치된 PCB와 동축 케이블로 연결되고, 동축 케이블은 송신 및/또는 수신 IF 신호 또는 RF 신호의 전달을 위해 이용될 수 있다. 또 다른 예로, B-to-B 커넥터를 통해서, 전원이나 그 밖의 제어 신호가 전달될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 안테나 어레이(1140), 및/또는 제2 안테나 어레이(1145)는 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 상기 안테나는, 예를 들어, 패치 안테나, 루프 안테나 및/또는 다이폴 안테나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나 어레이(1140)에 포함된 복수의 안테나들 중 적어도 일부는 전자 장치(1000)의 후면 플레이트를 향해 빔을 형성하기 위해 패치 안테나일 수 있다. 또 다른 예로, 제2 안테나 어레이(1145)에 포함된 복수의 안테나들 중 적어도 일부는 전자 장치(1000)의 측면 부재를 향해 빔을 형성하기 위해 다이폴 안테나, 및/또는 루프 안테나일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 회로(1130)는 20GHZ에서 100GHZ 대역 중 적어도 일부 대역(예: 24GHZ에서 30GHZ 또는 37GHz 에서 40GHz)을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 통신 회로(1130)는 주파수를 업 컨버터 또는 다운 컨버터 할 수 있다. 예를 들어, 통신 장치(1100)(예: 도 10의 제 1 통신 장치(1021))에 포함된 통신 회로(1130)는 통신 모듈(예: 도 10의 통신 모듈(1050))로부터 도전성 라인(예: 도 10의 제1 도전성 라인(1031))을 통해 수신한 IF 신호를 RF 신호로 업 컨버터 할 수 있다. 또 다른 예로, 통신 장치(1100)(예: 도 10의 제 1 통신 장치(1021))에 포함된 통신 회로(1130)는 제1 안테나 어레이(1140) 및/또는 제2 안테나 어레이(1145)를 통해 수신한 RF 신호(예: 밀리미터 웨이브 신호)를 IF 신호로 다운 컨버터 하여 도전성 라인을 이용하여 통신 모듈에 전송할 수 있다.
도 12는 일 실시 예에 따른, 전자 장치의 통신 시스템을 나타낸다.
도 12를 참조하면, 통신 시스템(예: 도 1b의 통신 시스템(150))은 스위치 그룹(1210), RF IC(1220), IF IC(1250), 및 통신 프로세서(1270)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에서 상기 통신 시스템의 구성요소에는 일부가 추가되거나 생략될 수 있다. 예를 들어, 상기 통신 시스템의 구성요소에는 추가적인 RFIC가 더 추가될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 안테나 어레이(1241)에 포함된 안테나 엘리먼트(예: 1241_1, 1241_n)는 스위치 그룹(1210)에 포함된 스위치(1211_1)를 통해 RF IC(1220)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 스위치(1211_1)는 전자 장치(예: 도 1a의 전자 장치(100))가 RF 신호를 송신하는 경우(예: 신호 송신 모드인 경우) 안테나 엘리먼트(예: 1241_1)와 PA(power amplifier)(예: 1221)를 연결하고, 전자 장치가 RF 신호를 수신하는 경우(예: 신호 수신 모드인 경우) 안테나 엘리먼트(예: 1241_1)와 LNA(low noise amplifier)(예: 1231)를 연결할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, RF IC(1220)는 RF 신호의 송신 경로(1220_1t) 및 수신 경로(1220_1r)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치가 신호 송신 모드인 경우 RF 신호의 송신 경로(1220_1t) 상에는 PA(1221), 제1 VGA(variable gain amplifier)(1222), PS(phase shifter)(1223), 제2 VGA(1224), 컴바이너(1225), 및 믹서(mixer)(1226) 중 적어도 하나가 배치될 수 있다.
PA(1221)는 송신되는 RF 신호의 전력을 증폭할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, PA(1221)는 RF IC(1220)의 내부 또는 외부에 실장될 수 있다. 제1 VGA(1222) 및 제2 VGA(1224)는 통신 프로세서(1270)의 제어를 받아 송신 AGC(auto gain control) 동작을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, VGA의 개수는 2개 이상일 수도 있고, 2개 미만일 수도 있다. PS(1223)는 통신 프로세서(1270)의 제어에 기초하여 빔포밍(beamforming) 각도에 따라 RF 신호의 위상을 변화시킬 수 있다. 컴바이너(1225)는 믹서(1226)로부터 받은 RF 신호를 n개의 신호로 분리시킬 수 있다. 상기 분리되는 신호의 수 n은, 예컨대, 제1 안테나 어레이(1241)에 포함된 안테나 엘리먼트(예: 1241_1, 1241_n)의 수와 동일할 수 있다. 믹서(1226)는 IF IC(1250)로부터 받은 IF 신호를 RF 신호로 상향 변환할 수 있다. 일 실시 예에서, 믹서(1226)는 내부 또는 외부 오실레이터로부터 혼합할 신호를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치가 신호 수신 모드인 경우 RF 신호의 수신 경로(1220_1r) 상에는 LNA(1231), PS(1232), 제1 VGA(1233), 컴바이너(1234), 제2 VGA(1235), 및 믹서(1236)가 배치될 수 있다.
LNA(1231)는 안테나 엘리먼트(예: 1241_1, 1241_n)로부터 수신한 RF 신호를 증폭할 수 있다. 제1 VGA(1233) 및 제2 VGA(1235)는 통신 프로세서(1270)의 제어를 받아 수신 AGC 동작을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, VGA의 개수는 2개 이상일 수도 있고, 2개 미만일 수도 있다. PS(1232)는 통신 프로세서(1270)의 제어에 기초하여 빔포밍 각도에 따라 RF 신호의 위상을 변화시킬 수 있다. 컴바이너(1234)는 위상이 변화되어 동위상으로 정렬된 RF 신호를 결합할 수 있다. 상기 결합된 신호는 제2 VGA(1235)를 거쳐 믹서(1236)로 전달될 수 있다. 믹서(1236)는 수신된 RF 신호를 IF 신호로 하향 변환할 수 있다. 일 실시 예에서, 믹서(1236)는 내부 또는 외부 오실레이터로부터 혼합할 신호를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, RF IC(1220)는 믹서(1226, 1236)와 IF IC(1250)를 전기적으로 연결하는 스위치(1237)를 더 포함할 수 있다. 상기 스위치(1237)는 RF 신호의 송신 경로(1220_1t) 또는 수신 경로(1220_1r)를 선택적으로 IF IC(1250)와 연결할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, IFIC(1250) 내부의 송신 경로(1250_t)에는 믹서(1253), 제3 VGA(1254), LPF(low pass filter)(1255), 제4 VGA(1256), 및 버퍼(1257)가 배치될 수 있다. 믹서(1253)는 기저 대역의 Balanced I/Q(in-phase/quadrature-phase) 신호를 IF 신호로 변환할 수 있다. LPF(1255)는 기저 대역 신호의 대역폭을 차단 주파수로 하는 채널 필터의 역할을 할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 차단 주파수는 가변일 수 있다. 제3 VGA(1254)와 제4 VGA(1256)는 통신 프로세서(1270)의 제어를 받아 송신 AGC 동작을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, VGA의 개수는 2개 이상일 수도 있고, 2개 미만일 수도 있다. 버퍼(1257)는 통신 프로세서(1270)로부터 Balanced I/Q 신호를 수신할 때 완충 역할을 할 수 있고, 그 결과 IF IC(1250)는 상기 Balanced I/Q 신호를 안정적으로 처리 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, IFIC(1250) 내부의 수신 경로(1250_r)에는 믹서(1261), 제3 VGA(1262), LPF(1263), 제4 VGA(1264), 및 버퍼(1265)가 배치될 수 있다. 제3 VGA(1262), LPF(1263), 및 제4 VGA(1264)의 역할은 상기 송신 경로(1250_t)에 배치되는 제3 VGA(1254), LPF(1255), 및 제4 VGA(1256)의 역할과 동일 또는 유사할 수 있다. 믹서(1261)는 RF IC(1220)로부터 전달된 IF 신호를 기저 대역의 Balanced I/Q 신호로 변환할 수 있다. 버퍼(1265)는 제4 VGA(1264)를 통과한 기저 대역의 Balanced I/Q 신호를 통신 프로세서(1270)에 전달할 때 완충 역할을 할 수 있고, 그 결과 IF IC(1250)는 상기 Balanced I/Q 신호를 안정적으로 처리 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 프로세서(1270)는 Tx I/Q DAC(digital analog converter)(1271) 및 Rx I/Q ADC(analog digital converter)(1272)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, Tx I/Q DAC(1271)는 모뎀이 변조한 디지털 신호를 Balanced I/Q 신호로 변환하여 IFIC(1250)에 전달할 수 있다. 일 실시 예에서, Rx I/Q ADC(1272)는 IFIC(1250)가 변환한 Balanced I/Q 신호를 디지털 신호로 변환하여 모뎀에 전달할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 통신 프로세서(1270)은 MIMO(multi input multi output) 또는 다이버시티(diversity)를 수행할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 통신 프로세서(1270)는 별개의 칩으로 구현될 수도 있고, 다른 구성(예: IFIC(1250))과 하나의 칩으로 구현될 수도 있다.
도 13a는 일 실시 예에 따른, 통신 장치를 나타낸다. 도 13b는 다른 실시 예에 따른, 통신 장치를 나타낸다. 도 13c는 또 다른 실시 예에 따른, 통신 장치를 나타낸다.
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))에 포함되는 통신 장치(1310a, 1310b)는 복수의 안테나 엘리먼트들(1311a 내지 1318a, 1311b 내지 1318b)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 안테나 엘리먼트들(1311a 내지 1318a, 1311b 내지 1318b)은 제1 거리(131a)만큼 이격되어 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치는 복수의 안테나 엘리먼트들(1311a 내지 1318a, 1311b 내지 1318b) 중 적어도 일부를 활성화시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 도 13a에 도시된 바와 같이, 활성화된 안테나 엘리먼트들(1311a 내지 1318a) 중 서로 인접한 두 안테나 엘리먼트들, 예컨대, 제1 안테나 엘리먼트(1311a) 및 제2 안테나 엘리먼트(1312a) 사이의 간격은 제1 거리(131a)일 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 도 13b에 도시된 바와 같이 활성화된 안테나 엘리먼트들(1311b, 1313b, 1315b, 1317b) 중 서로 인접한 두 안테나 엘리먼트들, 예컨대, 제1 안테나 엘리먼트(1311b) 및 제3 안테나 엘리먼트(1313b) 사이의 간격은 제2 거리(131b)일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치는 적어도 하나의 빔을 형성하기 위해 복수의 안테나 엘리먼트들에 지정된 신호를 전달할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 지정된 신호는 안테나 엘리먼트마다 지정된 위상 차를 가지도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 13a에서, 제1 안테나 엘리먼트(1311a)에 전달되는 제1 신호 및 제2 안테나 엘리먼트(1312a)에 전달되는 제2 신호는 지정된 위상 차를 가질 수 있고, 제2 안테나 엘리먼트(1312a)에 전달되는 제2 신호 및 제3 안테나 엘리먼트(1313a)에 전달되는 제3 신호는 지정된 위상 차를 가질 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 지정된 위상 차의 크기에 따라 형성되는 빔의 방향은 변경될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 지정된 위상 차는 통신 회로(예: 도 12의 통신 회로(1220))에 포함되는 PS(예: 도 12의 PS(1223))의 성능에 기초하여 최소 위상 차 또는 최소 지연 시간(132)을 가질 수 있다. 상기 최소 지연 시간(132)은 상기 최소 위상 차의 단위를 각도(degree or radian)에서 시간으로 변환한 개념으로 이해될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 최소 지연 시간(132)은 통신 장치(1310a, 1310b)가 형성하는 빔의 방향이 변경될 수 있는 최소 단위 각도를 결정할 수 있다. 예를 들면, 상기 최소 지연 시간(132)이 작을수록 통신 장치들(1310a, 1310b)은 보다 작은 각도만큼씩 빔의 방향을 변경시킬 수 있다. 다른 예를 들면, 상기 최소 지연 시간(132)이 클수록 통신 장치들(1310a, 1310b)은 보다 큰 각도만큼씩 빔의 방향을 변경시킬 수 있다. 상기 최소 지연 시간(132)과 최소 단위 각도 사이의 관계는 다음의 수식으로 표현될 수 있다.
Figure 112018099884753-pat00001
일 실시 예에서, τ 는 최소 지연 시간(132)을 나타내고, c 는 빛의 속도를 나타내고, d 는 활성화된 안테나 엘리먼트의 간격(예: 제1 거리(131a) 또는 제2 거리(131b))을 나타내고, θ 는 최소 단위 각도를 나타낼 수 있다.
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 전자 장치는 활성화된 안테나 엘리먼트들 사이의 간격(예: 제1 거리(131a) 또는 제2 거리(131b))을 이용하여 형성되는 빔의 최소 단위 각도를 변경시킬 수 있다. 예를 들면, 도 13a에 도시된 바와 같이, 전자 장치는 활성화된 안테나 엘리먼트들 사이의 간격을 제1 거리(131a)가 되도록 통신 회로를 제어할 수 있다. 이 경우, 형성되는 빔의 최소 단위 각도는 PS의 최소 지연 시간(132)에 따라, 제1 각도(
Figure 112018099884753-pat00002
)일 수 있다. 다른 예를 들면, 도 13b에 도시된 바와 같이, 전자 장치는 활성화된 안테나 엘리먼트들 사이의 간격을 제2 거리(131b)가 되도록 통신 회로를 제어할 수 있다. 이 경우, 형성되는 빔의 최소 단위 각도는 PS의 최소 지연 시간(132)에 따라, 제2 각도(
Figure 112018099884753-pat00003
)일 수 있다. 제2 각도(
Figure 112018099884753-pat00004
)는 제1 각도(
Figure 112018099884753-pat00005
) 보다 작을 수 있다.
도 13c를 참조하면, 전자 장치는 제1 통신 장치(1310c) 및/또는 제2 통신 장치(1320c)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 통신 장치(1310c) 및 제2 통신 장치(1320c)는 각각 복수의 안테나 엘리먼트들(1311c 내지 1314c, 1321c 내지 1324c)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치는 제1 통신 장치(1310c)에 포함되는 복수의 안테나 엘리먼트들(1311c 내지 1314c) 및 제2 통신 장치(1320c)에 포함되는 복수의 안테나 엘리먼트들(1321c 내지 1324c) 중 적어도 일부를 이용하여 빔을 형성할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 제1 통신 장치(1310c)에 포함되는 제1 안테나 엘리먼트(1311c) 및 제3 안테나 엘리먼트(1313c)와 제2 통신 장치(1320c)에 포함되는 제5 안테나 엘리먼트(1321c) 및 제7 안테나 엘리먼트(1323c)를 활성화시키고 빔을 형성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 안테나 엘리먼트(1311c)와 제3 안테나 엘리먼트(1313c) 사이의 간격은 제3 거리(131c)이고, 제5 안테나 엘리먼트(1321c)와 제7 안테나 엘리먼트(1323c) 사이의 간격은 제3 거리(131c)일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제3 안테나 엘리먼트(1313c)와 제5 안테나 엘리먼트(1321c) 사이의 간격은 제3 거리(131c)보다 긴 제4 거리(133)일 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 통신 장치(1310c) 및 제2 통신 장치(1320c)의 이격되는 거리가 길어지면 제4 거리(133)는 더 커질 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 이 경우 형성되는 빔의 최소 단위 각도는 도 13b에 도시된 경우와 마찬가지로 제2 각도(
Figure 112018099884753-pat00006
)일 수 있다. 일 실시 예에서, 제3 안테나 엘리먼트(1313c)에 전달되는 제3 신호 및 제5 안테나 엘리먼트(1321c)에 전달되는 제5 신호 사이의 지연 시간은 제4 거리(133)에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들면, 제4 거리(133)가 길어지는 경우 상기 제3 신호 및 제5 신호 사이의 지연 시간은 보다 길어질 수 있다. 이 경우, 상기 길어진 지연 시간은 통신 회로에 포함되는 PS 대신에 통신 프로세서(예: 도 12의 통신 프로세서(1270)), 예컨대, 모뎀에서 인가될 수 있다.
도 14는 다양한 실시 예에 따른, 통신 장치가 형성하는 빔의 형태를 도시한다.
도 14를 참조하면 제1 방향(1410)으로 형성된 제1 빔(1401), 제2 방향(1420)으로 형성된 제2 빔(1402), 제3 방향(1430)으로 형성된 제3 빔(1403)의 형태가 도시된다. 일 실시 예에 따르면, 제1 빔(1401) 및 제2 빔(1402)은 활성화된 안테나 엘리먼트들 사이의 간격이 제1 거리인 경우에 형성되는 빔일 수 있고 제3 빔(1403)은 활성화된 안테나 엘리먼트들 사이의 간격이 제2 거리인 경우에 형성되는 빔일 수 있다. 예를 들면, 제1 빔(1401) 및 제2 빔(1402)은 도 13a에 도시된 통신 장치(1310a)에 의해 형성된 빔으로 이해될 수 있고, 제3 빔(1403)은 도 13b에 도시된 통신 장치(1310b)에 의해 형성된 빔으로 이해될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 빔(1401) 및 제2 빔(1402)은 도 13a에 도시된 통신 장치(1310a)가 형성할 수 있는 서로 인접한 방향의 빔으로 이해될 수 있다. 예를 들면, 제1 방향(1410) 및 제2 방향(1420) 사이의 각도는 상기 통신 회로(1310a)의 최소 단위 각도일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제3 방향(1430)에 대한 제3 빔(1403)의 이득은 제1 지점(1441)에서 대략 8.31dB일 수 있고, 제3 방향(1430)에 대한 제1 빔(1401) 및 제2 빔(1402)의 이득은 제2 지점(1442)에서 대략 5.81dB일 수 있다. 따라서, 제3 빔(1403)은 제1 빔(1401) 또는 제2 빔(1402)에 비하여 제3 방향(1430)에 대해 대략 2.5dB 만큼 더 큰 이득을 가질 수 있다. 다만, 제3 빔(1403)을 형성하는 통신 장치는 제1 빔(1401) 또는 제2 빔(1402)을 형성하는 통신 장치에 비하여 사용하는 RF 체인의 수가 감소함에 따라 대략 3dB 만큼의 상대적인 이득 손실을 가질 수 있다. 따라서, 제3 빔(1403)을 형성하는 통신 장치는 제1 빔(1401) 또는 제2 빔(1402)을 형성하는 통신 장치에 비해 대략 0.5dB 만큼 더 작은 안테나 이득을 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치가 제3 방향(1430)에 대해 제3 빔(1403)을 이용하여 외부 전자 장치와 통신하는 경우, 안테나 이득이 대략 0.5dB 낮으므로 통신 성능은 다소 저하될 수 있으나, 전력 소모는 현저히 감소할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치가 제3 방향(1430)에 대해 제3 빔(1403)을 이용하여 외부 전자 장치와 통신하면 전자 장치는 제1 빔(1401) 또는 제2 빔(1402)을 이용하는 경우에 비해 더 적은 안테나 엘리먼트를 활성화시킬 수 있고 전력 소모를 감소시킬 수 있다.
도 15는 일 실시 예에 따른, 전자 장치가 RF 신호를 수신하는 방법에 대한 흐름도를 나타낸다.
도 15를 참조하면, 전자 장치가 RF 신호를 수신하는 방법은 동작 1501 내지 동작 1513을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 동작 1501 내지 상기 동작 1513은 도 1의 전자 장치(100)에 의해 수행되는 것으로 이해될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 동작 1501 내지 상기 동작 1513은 도 7에 도시된 동작 701 내지 동작 705에 따라 지정된 방향에 대하여 RF 신호를 감지한 이후에 상기 RF 신호를 수신하기 위한 동작으로 이해될 수 있다.
동작 1501에서, 전자 장치는 적어도 하나의 빔을 형성하기 위해 제1 거리마다 안테나 엘리먼트를 활성화시킬 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 도 13a에 도시된 통신 장치(1310a)와 동일 또는 유사하게, 활성화된 안테나 엘리먼트들 사이의 간격이 제1 거리(131a)가 되도록 통신 회로를 제어할 수 있다.
동작 1503에서, 전자 장치는 가장 수신 감도가 높은 인접한 두 방향에 대하여 수신된 신호의 세기 차이가 제1 임계 값보다 작은지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 가장 수신 감도가 높은 방향이 도 14에 도시된 제1 방향 및 제2 방향인 경우, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 대하여 수신된 신호의 세기 차이가 상기 제1 임계 값보다 작은지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 두 방향에 대해 신호의 세기 차이가 제1 임계 값보다 작으면 전자 장치는 RF 신호가 상기 두 방향의 가운데 방향으로부터 입사되는 것으로 판단할 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 두 방향에 대해 신호의 세기 차이가 제1 임계 값보다 크면 전자 장치는 RF 신호가 상기 두 방향 중 어느 하나의 방향에 더 인접하여 입사되는 것으로 판단할 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 세기 차이가 상기 제1 임계 값보다 작으면 전자 장치는 동작 1505를 수행하고, 상기 세기 차이가 상기 제1 임계 값보다 작지 않으면 전자 장치는 동작 1513을 수행할 수 있다.
동작 1505에서, 전자 장치는 활성화된 안테나 엘리먼트들 사이의 간격을 제2 거리로 변경할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 도 13b에 도시된 통신 장치(1310b)와 동일 또는 유사하게, 활성화된 안테나 엘리먼트들 사이의 간격이 제2 거리(131b)가 되도록 통신 회로를 제어할 수 있다.
동작 1507에서, 전자 장치는 상기 인접한 두 방향의 사이 방향으로 적어도 하나의 빔을 형성할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 도 14에 도시된 바와 같이 제1 방향 및 제2 방향의 사이인 제3 방향에 대하여 적어도 하나의 빔을 형성할 수 있다.
동작 1509에서, 전자 장치는 상기 동작 1507에서 형성된 빔을 이용하여 수신된 신호의 세기가 제2 임계 값보다 큰지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 상기 수신된 신호의 세기가 제2 임계 값보다 크다면, RF 신호가 상기 동작 1507에서 형성된 빔의 방향으로부터 입사되는 것으로 판단할 수 있다. 다른 예를 들어, 전자 장치는 상기 수신된 신호의 세기가 제2 임계 값보다 작으면, RF 신호가 상기 동작 1503에서의 두 방향 중 어느 한 방향에 인접하여 입사되는 것으로 판단할 수 있다.
다양한 실시 예에서, 상기 수신된 신호의 세기가 상기 제2 임계 값보다 크면 전자 장치는 동작 1511을 수행하고, 상기 수신된 신호의 세기가 상기 제2 임계 값보다 작으면 전자 장치는 동작 1513을 수행할 수 있다.
동작 1511에서, 전자 장치는 활성화된 안테나 엘리먼트들의 간격을 제2 거리로 유지할 수 있다. 일 실시 예에서, 전자 장치는 활성화된 상기 안테나 엘리먼트들을 이용하여 상기 동작 1507에서 결정된 방향으로 빔을 형성하고 RF 신호를 수신할 수 있다.
동작 1513에서, 전자 장치는 활성화된 안테나 엘리먼트들의 간격을 제1 거리로 유지 또는 변경할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 상기 동작 1503에서 RF 신호가 두 방향 중 어느 하나의 방향에 더 인접하여 입사되는 것으로 판단하므로 상기 두 방향의 사이 방향으로 빔을 형성할 필요가 없고 활성화된 안테나 엘리먼트들의 간격을 제1 거리로 유지할 수 있다. 다른 예를 들면, 전자 장치는 상기 동작 1509에서 RF 신호가 상기 두 방향 중 어느 하나의 방향에 더 인접하여 입사되는 것으로 판단하므로 상기 두 방향의 사이 방향으로 빔을 형성할 필요가 없고 활성화된 안테나 엘리먼트들의 간격을 제1 거리로 변경할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치는 도 15에 도시된 프로세스를 통해 RF 신호가 수신되는 방향을 확인하고, 확인된 방향으로 신호를 송신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 동작 1511이나 동작 1513에서 설정된 안테나 엘리먼트의 간격에 기초하여 네트워크를 향해 신호를 송신할 수 있다.
본 문서에 개시되는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치(예: 도 1a의 전자 장치(100))는, 제1 거리(예: 도 2b의 제1 거리(21))의 간격으로 배치되는 복수의 안테나 엘리먼트들을 포함하는 안테나 어레이(예: 도 2a의 안테나 어레이(220)), 상기 안테나 어레이와 전기적으로 연결된 통신 회로(예: 도 11의 통신 회로(1130))를 포함하고, 상기 통신 회로는, 상기 복수의 안테나 엘리먼트 중 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제1 안테나 엘리먼트와 제2 거리(예: 도 3b의 제2 거리(31b))만큼 이격된 제2 안테나 엘리먼트에 급전하고, 상기 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제2 안테나 엘리먼트를 이용하여 메인 로브(예: 도 3b의 메인 로브(311b)) 및 상기 메인 로브와 지정된 각도를 이루는 그레이팅 로브(예: 도 3b의 그레이팅 로브(312b))를 포함하는 빔을 형성하고, 상기 형성된 빔을 이용하여 외부로부터 입사하는 RF 신호를 감지하도록 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 안테나 어레이는 제1 안테나 어레이(예: 도 6c의 제1 안테나 어레이(620))에 대응하고, 상기 빔은 제1 빔에 대응하고, 상기 전자 장치는 상기 제1 안테나 어레이와 제3 거리(예: 도 6c의 제3 거리(63c))만큼 이격되어 배치되고, 제1 거리의 간격으로 배치되는 복수의 안테나 엘리먼트들을 포함하는 제2 안테나 어레이(예: 도 6c의 제2 안테나 어레이(630))를 더 포함하고, 상기 통신 회로는, 상기 제2 안테나 어레이에 포함되는 복수의 안테나 엘리먼트들 중 제3 안테나 엘리먼트 및 상기 제3 안테나 엘리먼트와 상기 제2 거리만큼 이격된 제4 안테나 엘리먼트에 급전하고, 상기 제3 안테나 엘리먼트 및 상기 제4 안테나 엘리먼트를 이용하여 메인 로브 및 상기 메인 로브와 지정된 각도를 이루는 그레이팅 로브를 포함하는 상기 제1 빔과 상이한 제2 빔을 형성하고, 상기 제1 빔 및 상기 제2 빔을 이용하여 상기 RF 신호를 감지하도록 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제3 거리는 상기 RF 신호의 파장의 5배와 실질적으로 동일할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 통신 회로는, 상기 RF 신호를 감지하면 상기 복수의 안테나 엘리먼트 중 상기 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제1 안테나 엘리먼트와 상기 제1 거리만큼 이격된 제3 안테나 엘리먼트에 급전하고, 상기 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제3 안테나 엘리먼트를 이용하여 상기 형성된 빔의 메인 로브 방향으로 빔을 재형성하고, 상기 재형성된 빔을 이용하여 상기 RF 신호가 감지되면 상기 메인 로브 방향으로 상기 RF 신호의 방향을 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 통신 회로는 상기 안테나 어레이를 이용하여 상기 결정된 방향으로 상기 RF 신호를 수신할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 통신 회로는, 상기 재형성된 빔을 이용하여 상기 RF 신호가 감지되지 않으면 상기 형성된 빔의 그레이트 로브 방향으로 상기 RF 신호의 방향을 결정하고, 상기 안테나 어레이를 이용하여 상기 결정된 방향으로 상기 RF 신호를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 통신 회로는 상기 감지된 RF 신호를 상기 메인 로브 방향 성분 및 상기 그레이트 로브 방향 성분으로 구별하고, 상기 구별된 성분들에 기초하여 상기 RF 신호의 방향을 결정하고, 상기 안테나 어레이를 이용하여 상기 결정된 방향으로 상기 RF 신호를 수신하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 통신 회로는 상기 메인 로브 방향 성분의 세기가 상기 그레이트 로브 방향 성분보다 크면, 상기 RF 신호의 방향을 상기 메인 로브 방향으로 결정할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 통신 회로는 상기 메인 로브 방향 성분의 세기가 상기 그레이트 로브 방향 성분보다 작으면, 상기 RF 신호의 방향을 상기 그레이트 로브 방향으로 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 거리는 상기 RF 신호의 파장의 절반과 실질적으로 동일할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 거리는 상기 RF 신호의 파장과 실질적으로 동일할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 거리는 상기 RF 신호의 파장의 1.5배와 실질적으로 동일할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 지정된 각도는 실질적으로 90도일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 통신 회로는 상기 RF 신호를 감지하기 위해 상기 형성된 빔을 지정된 각도 만큼씩 변경시킬 수 있다.
본 문서에 개시되는 다양한 실시 예에 따른 RF 신호를 감지하는 방법은 안테나 어레이에 포함되는 복수의 안테나 엘리먼트 중 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제1 안테나 엘리먼트와 제2 거리만큼 이격된 제2 안테나 엘리먼트에 급전하는 동작, 상기 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제2 안테나 엘리먼트를 이용하여 메인 로브 및 상기 메인 로브와 지정된 각도를 이루는 그레이팅 로브를 포함하는 빔을 형성하는 동작, 및 상기 형성된 빔을 이용하여 외부로부터 입사하는 RF 신호를 감지하는 동작을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 안테나 어레이는 제1 안테나 어레이에 대응하고, 상기 빔은 제1 빔에 대응하고, 상기 방법은 제2 안테나 어레이에 포함되는 복수의 안테나 엘리먼트들 중 제3 안테나 엘리먼트 및 상기 제3 안테나 엘리먼트와 상기 제2 거리만큼 이격된 제4 안테나 엘리먼트에 급전하는 동작 및 상기 제3 안테나 엘리먼트 및 상기 제4 안테나 엘리먼트를 이용하여 메인 로브 및 상기 메인 로브와 지정된 각도를 이루는 그레이팅 로브를 포함하는 상기 제1 빔과 상이한 제2 빔을 형성하는 동작을 더 포함하고, 상기 RF 신호를 감지하는 동작은 상기 제1 빔 및 상기 제2 빔을 이용하여 상기 RF 신호를 감지하는 동작을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 방법은 상기 RF 신호를 감지하면 상기 복수의 안테나 엘리먼트 중 상기 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제1 안테나 엘리먼트와 상기 제1 거리만큼 이격된 제3 안테나 엘리먼트에 급전하는 동작, 상기 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제3 안테나 엘리먼트를 이용하여 상기 형성된 빔의 메인 로브 방향으로 빔을 재형성하는 동작, 및 상기 재형성된 빔을 이용하여 상기 RF 신호가 감지되면 상기 메인 로브 방향으로 상기 RF 신호의 방향을 결정하는 동작을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 방법은 상기 안테나 어레이를 이용하여 상기 결정된 방향으로 상기 RF 신호를 수신하는 동작을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 방법은 상기 재형성된 빔을 이용하여 상기 RF 신호가 감지되지 않으면 상기 형성된 빔의 그레이트 로브 방향으로 상기 RF 신호의 방향을 결정하는 동작 및 상기 안테나 어레이를 이용하여 상기 결정된 방향으로 상기 RF 신호를 수신하는 동작을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 감지된 RF 신호를 상기 메인 로브 방향 성분 및 상기 그레이트 로브 방향 성분으로 구별하는 동작, 상기 구별된 성분들에 기초하여 상기 RF 신호의 방향을 결정하는 동작, 및 상기 안테나 어레이를 이용하여 상기 결정된 방향으로 상기 RF 신호를 수신하는 동작을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 문서에 개시되는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는, 하우징, 빔포밍을 이용하여 제1 파장을 가지는 신호를 전송 및/또는 수신하도록 구성된 무선 통신 회로, 및 상기 하우징 내부 및/또는 일부에 배치되고, 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결된 안테나 어레이를 포함하고, 상기 안테나 어레이는 한 방향으로 순서대로 정렬된 제1 안테나 엘리먼트, 제2 안테나 엘리먼트, 및 제3 안테나 엘리먼트를 포함하고, 상기 제1 내지 상기 제3 안테나 엘리먼트 중 인접한 두 개의 안테나 엘리먼트들은 상기 제1 파장과 동일하거나 더 짧은 거리만큼 서로 이격되고, 상기 무선 통신 회로는, 상기 제2 안테나 엘리먼트를 제외하고, 상기 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제3 안테나 엘리먼트를 이용하여 제1 수신 빔(first receive beam) 스위핑을 수행하고, 상기 제1 수신 빔 스위핑을 수행한 후에 상기 제2 안테나 엘리먼트, 및 상기 제1 또는 상기 제3 안테나 엘리먼트 중 어느 하나를 이용하여 제2 수신 빔(second receive beam) 스위핑을 수행함으로써 초기 빔(initial beam) 트레이닝(training)을 수행하도록 더 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 무선 통신 회로는 상기 제1 수신 빔 스위핑하는 동안 동기 신호를 감지하고, 상기 제1 수신 빔 스위핑으로부터 상기 동기 신호가 감지되면 전송 빔의 ID를 보고하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 무선 통신 회로는 상기 전송 빔의 ID를 보고한 이후에 상기 제2 수신 빔 스위핑을 수행하도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 무선 통신 회로는 상기 제2 수신 빔 스위핑 동안 전송/수신 포인트 (TRP, transmit/receive point) 빔을 감지하도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 무선 통신 회로는 상기 감지된 TRP 빔의 방향에 적어도 부분적으로 기반하여 통신을 시작하도록 더 구성될 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 전자 장치는 밀리미터 웨이브 신호가 입사하는 방향을 효율적으로 감지할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 상기 신호가 입사하는 방향을 보다 빠른 시간 안에 감지할 수 있고, 소모하는 전력의 세기도 감소시킬 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", “A 또는 B 중 적어도 하나,”"A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,”및 “A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에, “기능적으로” 또는 “통신적으로”라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, “커플드” 또는 “커넥티드”라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(901)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(936) 또는 외장 메모리(938))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(940))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(901))의 프로세서(예: 프로세서(920))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체 는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer 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 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (25)

  1. 전자 장치에 있어서,
    제1 거리의 간격으로 배치되는 복수의 안테나 엘리먼트들을 포함하는 안테나 어레이;
    상기 안테나 어레이와 전기적으로 연결된 통신 회로를 포함하고,
    상기 통신 회로는,
    상기 복수의 안테나 엘리먼트 중 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제1 안테나 엘리먼트와 상기 제1 거리보다 큰 제2 거리만큼 이격된 제2 안테나 엘리먼트에 급전하고,
    상기 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제2 안테나 엘리먼트를 급전함으로써 메인 로브 및 상기 메인 로브와 지정된 각도를 이루는 그레이팅 로브를 포함하는 제1 빔을 형성하고,
    상기 형성된 제1 빔을 이용하여 외부로부터 입사하는 RF 신호를 감지하고,
    상기 RF 신호의 감지에 응답하여, 상기 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 복수의 안테나 엘리먼트들 중에서 상기 제1 안테나 엘리먼트와 상기 제1 거리 간격으로 이격된 제3 안테나 엘리먼트를 급전함으로써 상기 메인 로브의 방향으로 제2 빔을 형성하고,
    상기 제2 빔을 이용하여 상기 RF 신호가 감지되면, 상기 복수의 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부를 활성화함으로써 상기 메인 로브 방향에 형성된 빔으로 상기 RF 신호를 수신하고,
    상기 제2 빔을 이용하여 상기 RF 신호가 감지되지 않으면, 상기 복수의 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부를 활성화함으로써 상기 그레이팅 로브의 방향으로 형성된 빔으로 상기 RF 신호를 수신하도록 설정된, 전자 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나 어레이는 제1 안테나 어레이에 대응하고,
    상기 제1 안테나 어레이와 제3 거리만큼 이격되어 배치되고, 상기 제1 거리의 간격으로 배치되는 복수의 안테나 엘리먼트들을 포함하는 제2 안테나 어레이를 더 포함하고,
    상기 통신 회로는,
    상기 제2 안테나 어레이에 포함되는 복수의 안테나 엘리먼트들 중 제4 안테나 엘리먼트 및 상기 제4 안테나 엘리먼트와 상기 제2 거리만큼 이격된 제5 안테나 엘리먼트에 급전하고,
    상기 제4 안테나 엘리먼트 및 상기 제5 안테나 엘리먼트를 이용하여 메인 로브 및 상기 메인 로브와 지정된 각도를 이루는 그레이팅 로브를 포함하는 상기 제1 빔과 상이한 제3 빔을 형성하고,
    상기 제1 빔 및 상기 제3 빔을 이용하여 상기 RF 신호를 감지하도록 설정된, 전자 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제3 거리는 상기 RF 신호의 파장의 5배와 실질적으로 동일한, 전자 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 통신 회로는
    상기 감지된 RF 신호를 메인 로브 방향 성분 및 그레이팅 로브 방향 성분으로 구별하고,
    상기 구별된 성분들에 기초하여 상기 RF 신호의 방향을 결정하고,
    상기 안테나 어레이를 이용하여 상기 결정된 방향으로 빔을 형성하여 상기 RF 신호를 수신하는, 전자 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 거리는 상기 RF 신호의 파장의 절반과 실질적으로 동일한, 전자 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 거리는 상기 RF 신호의 파장과 실질적으로 동일한, 전자 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 거리는 상기 RF 신호의 파장의 1.5배와 실질적으로 동일한, 전자 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 지정된 각도는 실질적으로 90도인, 전자 장치.
  14. 삭제
  15. RF 신호를 감지하는 방법에 있어서,
    안테나 어레이에 포함되고, 제1 거리의 간격으로 배치된 복수의 안테나 엘리먼트들 중 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제1 안테나 엘리먼트와 상기 제1 거리보다 큰 제2 거리만큼 이격된 제2 안테나 엘리먼트에 급전하는 동작;
    상기 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제2 안테나 엘리먼트를 급전함으로써 메인 로브 및 상기 메인 로브와 지정된 각도를 이루는 그레이팅 로브를 포함하는 제1 빔을 형성하는 동작;
    상기 형성된 제1 빔을 이용하여 외부로부터 입사하는 RF 신호를 감지하는 동작;
    상기 RF 신호의 감지에 응답하여, 상기 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 복수의 안테나 엘리먼트들 중에서 상기 제1 안테나 엘리먼트와 상기 제1 거리 간격으로 이격된 제3 안테나 엘리먼트를 급전함으로써 상기 메인 로브의 방향으로 제2 빔을 형성하는 동작;
    상기 제2 빔을 이용하여 상기 RF 신호가 감지되면, 상기 복수의 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부를 활성화함으로써 상기 메인 로브 방향에 형성된 빔으로 상기 RF 신호를 수신하는 동작; 및
    상기 제2 빔을 이용하여 상기 RF 신호가 감지되지 않으면, 상기 복수의 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부를 활성화함으로써 상기 그레이팅 로브의 방향으로 형성된 빔으로 상기 RF 신호를 수신하는 동작을 포함하는, 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 안테나 어레이는 제1 안테나 어레이에 대응하고,
    상기 방법은,제2 안테나 어레이에 포함되는 복수의 안테나 엘리먼트들 중 제4 안테나 엘리먼트 및 상기 제4 안테나 엘리먼트와 상기 제2 거리만큼 이격된 제5 안테나 엘리먼트에 급전하는 동작; 및
    상기 제4 안테나 엘리먼트 및 상기 제5 안테나 엘리먼트를 이용하여 메인 로브 및 상기 메인 로브와 지정된 각도를 이루는 그레이팅 로브를 포함하는 상기 제1 빔과 상이한 제3 빔을 형성하는 동작;을 더 포함하고,
    상기 RF 신호를 감지하는 동작은 상기 제1 빔 및 상기 제3 빔을 이용하여 상기 RF 신호를 감지하는 동작을 포함하는, 방법.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 청구항 15에 있어서,
    상기 감지된 RF 신호를 메인 로브 방향 성분 및 그레이팅 로브 방향 성분으로 구별하는 동작;
    상기 구별된 성분들에 기초하여 상기 RF 신호의 방향을 결정하는 동작; 및
    상기 안테나 어레이를 이용하여 상기 결정된 방향으로 상기 RF 신호를 수신하는 동작;을 더 포함하는, 방법.
  21. 전자 장치에 있어서,
    하우징;
    빔포밍을 이용하여 제1 파장을 가지는 신호를 전송 또는 수신하도록 구성된 무선 통신 회로; 및
    상기 하우징 내부에 배치되고, 상기 무선 통신 회로와 전기적으로 연결된 안테나 어레이;를 포함하고,
    상기 안테나 어레이는 한 방향으로 순서대로 정렬된 제1 안테나 엘리먼트, 제2 안테나 엘리먼트, 및 제3 안테나 엘리먼트를 포함하고,
    상기 제1 내지 상기 제3 안테나 엘리먼트 중 인접한 두 개의 안테나 엘리먼트들은 상기 제1 파장과 동일하거나 더 짧은 거리만큼 서로 이격되고,
    상기 무선 통신 회로는,
    상기 제2 안테나 엘리먼트를 제외하고, 상기 제1 안테나 엘리먼트 및 상기 제3 안테나 엘리먼트를 이용하여 제1 수신 빔(first receive beam) 스위핑을 수행하고,
    상기 제1 수신 빔 스위핑을 수행한 후에 상기 제2 안테나 엘리먼트, 및 상기 제1 또는 상기 제3 안테나 엘리먼트 중 어느 하나를 이용하여 제2 수신 빔(second receive beam) 스위핑을 수행함으로써 초기 빔(initial beam) 트레이닝(training)을 수행하도록 더 구성된, 전자 장치.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 무선 통신 회로는 상기 제1 수신 빔 스위핑하는 동안 동기 신호를 감지하고, 상기 제1 수신 빔 스위핑으로부터 상기 동기 신호 감지되면 전송 빔의 ID를 보고하도록 구성된, 전자 장치.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 무선 통신 회로는 상기 전송 빔의 ID를 보고한 이후에 상기 제2 수신 빔 스위핑을 수행하도록 구성된, 전자 장치.
  24. 청구항 23에 있어서,
    상기 무선 통신 회로는 상기 제2 수신 빔 스위핑 동안 전송/수신 포인트 (TRP, transmit/receive point) 빔을 감지하도록 구성된, 전자 장치.
  25. 청구항 24에 있어서,
    상기 무선 통신 회로는 상기 감지된 TRP 빔의 방향에 적어도 부분적으로 기반하여 통신을 시작하도록 더 구성된, 전자 장치.
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