KR102557031B1 - 금속 베젤을 이용하는 안테나 모듈 및 그것을 포함하는 전자 장치 - Google Patents

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Abstract

베젤 슬릿을 통해 구분된 분리 베젤부를 포함하는 금속 베젤, 기판 슬릿을 통해 구분되는 제1 도전 패턴 및 제2 도전 패턴을 포함하는 인쇄 회로 기판, 및 상기 분리 베젤부, 상기 제1 도전 패턴 및 상기 제2 도전 패턴을 포함하는 안테나 엘리먼트를 이용하여 안테나 신호를 송신 또는 수신하는 통신 모듈을 포함하고, 상기 제1 도전 패턴은 상기 금속 베젤의 일부와 연결되고, 상기 분리 베젤부와 상기 제2 도전 패턴은 상하로 정렬되도록 배치되고, 상기 분리 베젤부와 상기 제2 도전 패턴 사이에 베젤 캐비티가 형성되는 전자 장치 개시된다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

금속 베젤을 이용하는 안테나 모듈 및 그것을 포함하는 전자 장치{ANTENNA MODULE USING METAL BEZEL AND ELECTRONIC DEVICE INCLUDING THEREOF}
본 문서에서 개시되는 실시 예들은, 전자 장치의 금속 베젤을 이용하는 안테나 기술과 관련된다.
이동 통신 기술의 발달로, 스마트 폰(smartphone), 웨어러블(wearable) 기기 등 안테나(antenna)를 구비한 전자 장치가 광범위하게 보급되고 있다. 전자 장치는 안테나를 이용하여 데이터(예: 메시지, 사진, 동영상, 음악 파일, 또는 게임 등)를 포함하는 신호를 수신 또는 송신한다. 전자 장치는 안테나를 이용하여 수신한 신호를 RFIC(radio frequency integrated circuit, 무선 주파수 집적 회로)로 전달한다.
전자 장치는 신호를 보다 효율적으로 수신 또는 송신하기 위하여 복수 개의 안테나 엘리먼트(antenna element)들을 이용하여 안테나를 구현한다. 예를 들어, 전자 장치는 복수의 안테나 엘리먼트들을 일정한 모양으로 배열한 하나 이상의 안테나 어레이(antenna array)를 포함할 수 있다. 안테나 어레이는 하나의 안테나 엘리먼트보다 큰 유효 등방 방사 전력(effective isotropically radiated power, EIRP)을 가진다. 이에 따라, 안테나 어레이를 포함하는 전자 장치는 신호를 효율적으로 수신 또는 송신할 수 있다.
안테나를 사용하는 전자 장치에 금속 베젤을 사용하는 경우가 증가하고 있다. 금속 베젤은 안테나의 방사 경로를 막거나 반사하는 역할을 수행한다. 전자 장치에 금속 베젤을 사용하는 경우, 전자 장치의 측면(예: 금속 베젤의 방향)에서 빔 커버리지(beam coverage)를 확보하기 어려운 경우가 많다. 빔 커버리지를 확보하기 위해, 전자 장치에 여러 부분으로 분리된 금속 베젤이 사용된다. 하지만, 금속 베젤이 여러 부분으로 분리되는 경우, 전자 장치의 외관에 상당한 영향이 작용할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들은 금속 베젤에 매우 얇은 슬릿을 형성하고, 금속 베젤 자체에 안테나 모듈을 형성하여 전자 장치의 외관에 영향을 주지 않는 안테나 모듈을 제공하고자 한다.
본 발명의 다양한 실시 예들은 금속 베젤에 크기가 다른 복수의 슬릿을 형성하여, 복수의 주파수 대역을 가지는 안테나 모듈을 제공하고자 한다.
본 발명의 다양한 실시 예들은 금속 베젤 자체에 안테나 모듈을 형성하고, 안테나 모듈을 키 입력 장치로 사용하고자 한다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 베젤 슬릿을 통해 구분된 분리 베젤부를 포함하는 금속 베젤, 기판 슬릿을 통해 구분되는 제1 도전 패턴 및 제2 도전 패턴을 포함하는 인쇄 회로 기판, 및 상기 분리 베젤부, 상기 제1 도전 패턴 및 상기 제2 도전 패턴을 포함하는 안테나 엘리먼트를 이용하여 안테나 신호를 송신 또는 수신하는 통신 모듈을 포함하고, 상기 제1 도전 패턴은 상기 금속 베젤의 일부와 연결되고, 상기 분리 베젤부와 상기 제2 도전 패턴은 상하로 정렬되도록 배치되고, 상기 분리 베젤부와 상기 제2 도전 패턴 사이에 베젤 캐비티가 형성될 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 금속 베젤, 상기 금속 베젤의 일부에 형성되는 안테나 어레이, 및 상기 안테나 어레이를 이용하여 안테나 신호를 송신 또는 수신하는 통신 모듈을 포함하고, 상기 안테나 어레이는, 상기 금속 베젤 상에 형성되며, 복수의 베젤 슬릿들을 통해 구분되는 복수의 분리 베젤부들, 그리고 복수의 제1 도전 패턴들 및 복수의 제2 도전 패턴들을 포함하는 인쇄 회로 기판을 포함하며, 상기 제1 도전 패턴들 중 하나는 기판 슬릿을 통해 상기 제2 도전 패턴들 중 하나와 구분되고, 상기 제1 도전 패턴들은 상기 금속 베젤의 일부와 연결되고, 상기 분리 베젤부들 중 하나와 상기 제2 도전 패턴들 중 하나는 상하로 정렬되도록 배치되고, 상기 분리 베젤부들 중 하나와 상기 제2 도전 패턴들 중 하나의 사이에 베젤 캐비티가 형성될 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 금속 베젤의 일부에 형성되는 안테나 모듈은, 상기 금속 베젤 상에 형성되며, 베젤 슬릿을 통해 구분되는 분리 베젤부, 그리고 기판 슬릿을 통해 구분되는 제1 도전 패턴 및 제2 도전 패턴을 포함하는 인쇄 회로 기판을 포함하며, 상기 제1 도전 패턴은 상기 금속 베젤의 일부와 연결되고, 상기 분리 베젤부와 상기 제2 도전 패턴은 상하로 정렬되도록 배치되고, 상기 분리 베젤부와 상기 제2 도전 패턴 사이에 베젤 캐비티가 형성될 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 금속 베젤에 매우 얇은 슬릿을 형성하고, 금속 베젤 자체에 안테나 모듈을 형성하여 전자 장치의 외관에 영향을 주지 않는 안테나 모듈을 제공할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 금속 베젤 자체에 안테나 모듈을 형성하고, 안테나 모듈을 키 입력 장치로 사용할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 금속 베젤에 크기가 다른 복수의 슬릿을 형성하여, 복수의 주파수 대역을 가지는 안테나 모듈을 제공하고자 한다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 2a는 일 실시 예에 따른 모바일 전자 장치의 전면의 사시도이다.
도 2b는, 도 2a의 전자 장치의 후면의 사시도이다.
도 3은, 도 2a 및 도 2b의 전자 장치의 전개 사시도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4b는, 도 4a의 A-A'에 따른 단면도이다.
도 4c는, 도 4a의 B-B'에 따른 단면도이다.
도 4d는, 도 4a의 안테나 모듈을 한 측면에서 보여주는 도면이다.
도 4e는, 도 4a의 안테나 모듈을 다른 측면에서 보여주는 도면이다.
도 5a는, 도 4a의 안테나 모듈의 방사 동작을 나타내는 도면이다.
도 5b는, 도 4a의 안테나 모듈의 공진 효과를 나타내는 도면이다.
도 5c는, 도 4a의 안테나 모듈의 급전부 사이의 공진 효과를 나타내는 도면이다.
도 5d는, 도 4a의 안테나 모듈의 송수신 성능을 나타내는 도면이다.
도 6a는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 안테나 모듈의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6b는, 도 6a의 C-C'에 따른 단면도이다.
도 6c는, 도 6a의 D-D'에 따른 단면도이다.
도 7a는, 도 6a의 안테나 모듈의 공진 효과를 나타내는 도면이다.
도 7b는, 도 6a의 안테나 모듈의 제1 송수신 성능을 나타내는 도면이다.
도 7c는, 도 6a의 안테나 모듈의 제2 송수신 성능을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위치로 사용되는 안테나 모듈의 구조를 나타내는 도면이다.
도 9a는, 도 8의 안테나 모듈의 공진 효과를 나타내는 도면이다.
도 9b는, 도 8의 안테나 모듈의 송수신 성능을 나타내는 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스위치로 사용되는 안테나 모듈의 구조를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 스위치로 사용되는 안테나 모듈의 구조를 나타내는 도면이다.
도 12a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지지구조를 포함하는 안테나 모듈의 구조를 나타내는 도면이다.
도 12b는, 도 12a의 E-E'에 따른 단면도이다.
도 12c는, 도 12a의 F-F'에 따른 단면도이다.
도 12d는, 도 12a의 안테나 모듈에 급전된 경우 전기장을 나타내는 도면이다.
도 13은 일 실시 예에 따른, 전자 장치의 통신 시스템을 나타낸다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은, 다양한 실시 예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))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(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)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(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)은 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)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(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 표시 장치(160)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(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)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(176)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(177)는 전자 장치(101)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 연결 단자(178)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)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(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전력 관리 모듈(388)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(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(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(199)(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(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들 간 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(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, or 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)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(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)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 2a는, 일 실시 예에 따른 모바일 전자 장치의 전면의 사시도이다. 도 2b는, 도 2a의 전자 장치의 후면의 사시도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(200)(예: 전자 장치(100))는, 제1 면(또는 전면)(210A), 제2 면(또는 후면)(210B), 및 제1 면(210A) 및 제2 면(210B) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(210C)을 포함하는 하우징(210)을 포함할 수 있다. 다른 실시 예(미도시)에서, 하우징은, 도 2a 및 도 2b의 제1 면(210A), 제2 면(210B) 및 측면(210C) 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수도 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 면(210A)은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 전면 플레이트(202)(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트)에 의하여 형성될 수 있다. 제2 면(210B)은 실질적으로 불투명한 후면 플레이트(211)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 후면 플레이트(211)는, 예를 들어, 코팅 또는 착색된 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(STS), 또는 마그네슘), 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 상기 측면(210C)은, 전면 플레이트(202) 및 후면 플레이트(211)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 베젤 구조(또는 “측면 부재”)(218)에 의하여 형성될 수 있다. 어떤 실시 예에서, 후면 플레이트(211) 및 측면 베젤 구조(218)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 알루미늄과 같은 금속 물질)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(200)는, 디스플레이(201)(예: 표시장치(160)), 오디오 모듈(203, 207, 214)(예: 오디오 모듈(170)), 센서 모듈(204, 219)(예: 센서 모듈(176)), 카메라 모듈(205, 212, 213)(예: 카메라 모듈(179)), 안테나 모듈(220)(예: 안테나 모듈(197)), 키 입력 장치(215, 216, 217)(예: 입력 장치(150)), 인디케이터(206) 및 커넥터 홀(208, 209) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 전자 장치(200)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 키 입력 장치(215, 216, 217), 또는 인디케이터(206))를 생략하거나 다른 구성요소(예: 펜 입력 장치)를 추가적으로 포함할 수 있다.
디스플레이(201)는, 예를 들어, 전면 플레이트(202)의 상당 부분을 통하여 노출될 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 상기 제1 면(210A)을 형성하는 전면 플레이트(202)를 통하여 상기 디스플레이(201)의 적어도 일부가 노출될 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 디스플레이(201)의 모서리를 상기 전면 플레이트(202)의 인접한 외곽 형상과 대체로 동일하게 형성할 수 있다. 다른 실시 예(미도시)에서는, 디스플레이(201)가 노출되는 면적을 확장하기 위하여, 디스플레이(201)의 외곽과 전면 플레이트(202)의 외곽 간의 간격이 대체로 동일하게 형성될 수 있다.
다른 실시 예(미도시)에서는, 디스플레이(201)의 화면 표시 영역의 일부에 리세스 또는 개구부(opening)을 형성하고, 상기 리세스 또는 상기 개구부(opening)와 정렬되는 오디오 모듈(214), 센서 모듈(204), 카메라 모듈(205), 및 인디케이터(206) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시 예(미도시)에서는, 디스플레이(201)의 화면 표시 영역의 배면에, 오디오 모듈(214), 센서 모듈(204), 카메라 모듈(205) 및 인디케이터(206) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시 예(미도시)에서는, 디스플레이(201)는, 터치 감지 회로, 터치의 세기(압력)를 측정할 수 있는 압력 센서, 및/또는 자기장 방식의 스타일러스 펜을 검출하는 디지타이저와 결합되거나 인접하여 배치될 수 있다.
오디오 모듈(203, 207, 214)은, 마이크 홀(203) 및 스피커 홀(207, 214)을 포함할 수 있다. 마이크 홀(203)은 외부의 소리를 획득하기 위한 마이크가 내부에 배치될 수 있고, 어떤 실시 예에서는 소리의 방향을 감지할 수 있도록 복수개의 마이크가 배치될 수 있다. 스피커 홀(207, 214)은, 외부 스피커 홀(207) 및 통화용 리시버 홀(214)을 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 스피커 홀(207, 214)과 마이크 홀(203)이 하나의 홀로 구현 되거나, 스피커 홀(207, 214) 없이 스피커가 포함될 수 있다(예: 피에조 스피커).
센서 모듈(204, 219)은, 전자 장치(200)의 내부의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(204, 219)은, 예를 들어, 하우징(210)의 제1 면(210A)에 배치된 제1 센서 모듈(204)(예: 근접 센서) 및/또는 제2 센서 모듈(미도시)(예: 지문 센서), 및/또는 상기 하우징(210)의 제2 면(210B)에 배치된 제3 센서 모듈(219)(예: HRM 센서)을 포함할 수 있다. 상기 지문 센서는 하우징(210)의 제1 면(210A)(예: 디스플레이(201))뿐만 아니라 제2 면(210B)에 배치될 수 있다. 전자 장치(200)는, 도시되지 않은 센서 모듈, 예를 들어, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서(204) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
카메라 모듈(205, 212, 213)은, 전자 장치(200)의 제1 면(210A)에 배치된 제1 카메라 장치(205), 및 제2 면(210B)에 배치된 제2 카메라 장치(212), 및/또는 플래시(213)를 포함할 수 있다. 상기 카메라 장치들(205, 212)은, 하나 또는 복수의 렌즈들, 이미지 센서, 및/또는 이미지 시그널 프로세서를 포함할 수 있다. 플래시(213)는, 예를 들어, 발광 다이오드 또는 제논 램프(xenon lamp)를 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 2개 이상의 렌즈들(적외선 카메라, 광각 및 망원 렌즈) 및 이미지 센서들이 전자 장치(200)의 한 면에 배치될 수 있다.
키 입력 장치(215, 216, 217)는, 하우징(210)의 제1 면(210A)에 배치된 홈 키 버튼(215), 홈 키 버튼(215) 주변에 배치된 터치 패드(216), 및/또는 하우징(210)의 측면(210C)에 배치된 사이드 키 버튼(117)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, 전자 장치(100)는 상기 언급된 키 입력 장치(215, 216, 217)들 중 일부 또는 전부를 포함하지 않을 수 있고 포함되지 않은 키 입력 장치(215, 216, 217)는 디스플레이(201) 상에 소프트 키 등 다른 형태로 구현될 수 있다.
인디케이터(106)는, 예를 들어, 하우징(110)의 제1 면(110A)에 배치될 수 있다. 인디케이터(106)는, 예를 들어, 전자 장치(100)의 상태 정보를 광 형태로 제공할 수 있으며, LED를 포함할 수 있다.
커넥터 홀(208, 209)은, 외부 전자 장치와 전력 및/또는 데이터를 송수신하기 위한 커넥터(예를 들어, USB 커넥터)를 수용할 수 있는 제1 커넥터 홀(208), 및/또는 외부 전자 장치와 오디오 신호를 송수신하기 위한 커넥터(예를 들어, 이어폰 잭)를 수용할 수 있는 제2 커넥터 홀(209)을 포함할 수 있다.
도 3은, 도 2a 및 도 2b의 전자 장치의 전개 사시도이다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(300)(예: 전자 장치(101))는, 측면 베젤 구조(310), 제1 지지부재(311)(예: 브라켓), 제1 안테나(320)(예: 안테나 모듈(197)), 전면 플레이트(330a), 디스플레이(330b)(예: 표시 장치(160)), 인쇄 회로 기판(340), 배터리(350)(예: 배터리(189)), 제2 지지부재(360)(예: 리어 케이스), 제2 안테나(370)(예: 안테나 모듈(197)), 및 후면 플레이트(380)를 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서, 전자 장치(300)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 제1 지지부재(311), 또는 제2 지지부재(360))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 전자 장치(300)의 구성요소들 중 적어도 하나는, 도 2a, 또는 도 2b의 전자 장치(200)의 구성요소들 중 적어도 하나와 동일, 또는 유사할 수 있으며, 중복되는 설명은 이하 생략한다.
제1 지지부재(311)는, 전자 장치(300) 내부에 배치되어 측면 베젤 구조(310)와 연결될 수 있거나, 측면 베젤 구조(310)와 일체로 형성될 수 있다. 제1 지지부재(311)는, 예를 들어, 금속 재질 및/또는 비금속(예: 폴리머) 재질로 형성될 수 있다. 제1 지지부재(311)는, 일면에 디스플레이(330)가 결합되고 타면에 인쇄 회로 기판(340)이 결합될 수 있다. 인쇄 회로 기판(340)에는, 프로세서(예: 프로세서(120)), 메모리(예: 메모리(130)), 및/또는 인터페이스(예: 인터페이스(177))가 장착될 수 있다. 프로세서는, 예를 들어, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
메모리는, 예를 들어, 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
인터페이스는, 예를 들어, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 및/또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는, 예를 들어, 전자 장치(300)를 외부 전자 장치와 전기적 또는 물리적으로 연결시킬 수 있으며, USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터를 포함할 수 있다.
배터리(350)는 전자 장치(300)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 또는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(350)의 적어도 일부는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(340)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(350)는 전자 장치(300) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(300)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.
제1 안테나(320)는, 측면 베젤 구조(310)의 일부에 배치될 수 있다. 제1 안테나(320)는, 예를 들어, 적어도 하나의 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 안테나 어레이는 복수의 안테나 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 복수의 안테나 엘리먼트들은 지정된 배치구조(layout)로 배열될 수 있다. 예를 들면, 안테나 어레이는 4개의 안테나 엘리먼트들을 포함할 수 있고, 안테나 엘리먼트들은 1×4로 배열될 수 있다. 전자 장치(300)는 제1 안테나(320)를 통해 RF 신호를 송수신함으로써 데이터를 송수신할 수 있다. 제1 안테나(320)는 키 입력 장치(예: 사이드 키 버튼(117))의 역할도 수행할 수 있다.
제2 안테나(370)는, 후면 플레이트(380)와 배터리(350) 사이에 배치될 수 있다. 제2 안테나(370)는, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 제2 안테나(370)는, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있다. 다른 실시예에서는, 측면 베젤 구조(310) 및/또는 상기 제1 지지부재(311)의 일부 또는 그 조합에 의하여 안테나 구조가 형성될 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나 모듈의 구조를 나타내는 도면이다. 도 4b는, 도 4a의 A-A'에 따른 단면도이다. 도 4c는, 도 4a의 B-B'에 따른 단면도이다. 도 4d는, 도 4a의 안테나 모듈을 한 측면에서 보여주는 도면이다. 도 4e는, 도 4a의 안테나 모듈을 다른 측면에서 보여주는 도면이다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(420)(예: 제1 안테나(320))은 금속 베젤(410)(예: 측면 베젤 구조(310))의 일부분에 배치될 수 있다. 안테나 모듈(420)은 베젤 부분(BZ) 및 모듈 PCB(printed circuit board) 부분(MPCB)을 포함할 수 있다. 모듈 PCB 부분(MPCB)은 베젤 부분(BZ)의 하부에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 베젤 부분(BZ)은 분리 베젤부(421) 및 베젤 캐비티(422)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 분리 베젤부(421)은 금속 베젤(410)과 동일 또는 유사한 재질로 구성될 수 있다. 분리 베젤부(421)은 베젤 슬릿(BS)을 통해 금속 베젤(410)과 이격될 수 있다. 분리 베젤부(421)은 제1 슬릿 크기(S1)만큼 금속 베젤(410)과 이격될 수 있다. 예컨대, 베젤 슬릿(BS)은 약 0.25mm로 형성될 수 있고, 분리 베젤부(421)을 통해 베젤 슬릿(BS)으로 인한 금속 베젤(410)의 외관에 대한 영향은 최소화될 수 있다. 베젤 캐비티(422)는 유전체로 채워질 수 있다. 베젤 캐비티(422)는 RF 신호에 있어서 전기적 공동으로 작용할 수 있다. 안테나의 송수신 시, 송수신 신호는 베젤 캐비티(422)에서 공진을 일으키며, 안테나 모듈(420)은 안테나 성능을 확보할 수 있다. 베젤 캐비티(422)는 일정한 높이를 가지도록 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 모듈 PCB 부분(MPCB)은 복수의 층을 포함할 수 있다. 예를 들면, 모듈 PCB 부분(MPCB)의 제1 층은 제1 도전 패턴(423a) 및 제2 도전 패턴(423b)을 포함할 수 있다. 제2 도전 패턴(423b)은 제1 도전 패턴(423a)으로 둘러싸여 위치할 수 있고, 제1 도전 패턴(423a) 및 제2 도전 패턴(423b)은 기판 슬릿(PS)을 통해 이격될 수 있다. 베젤 슬릿(BS) 및 기판 슬릿(PS)은 상하로 정렬하여 배치될 수 있다. 기판 슬릿(PS)은 베젤 슬릿(BS)과 동일한 제1 슬릿 크기(S1)를 가질 수 있다. 모듈 PCB 부분(MPCB)의 제2 층은 접지 패턴(425)을 포함할 수 있다. 접지 패턴(425) 및 제1 도전 패턴(423a)은 상하로 정렬하여 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 급전부(426a)(예: 수직 급전부) 및 제2 급전부(426b)(예: 수평 급전부)는 모듈 PCB 부분(MPCB)의 제1 층과 제2 층의 사이에 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1 급전부(426a) 및 제2 급전부(426b)는 제1 도전 패턴(423a) 및 제2 도전 패턴(423b)에 연결되지 않을 수 있다. 제1 급전부(426a) 및 제2 급전부(426b)는 커플링 방식을 통해 기판 슬릿(PS)에 급전할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 급전부(426a)는 제2 급전부(426b)와 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1 급전부(426a)는 분리 베젤부(421)의 제1 측면에 수직하도록 배치될 수 있고, 제2 급전부(426b)는 상기 제1 측면에 수직한 분리 베젤부(421)의 제2 측면에 수직하도록 배치될 수 있다. 안테나 동작 시, 제1 급전부(426a)는 수직 편파의 방사 성분을 형성하고, 제2 급전부(426b)는 수평 편파의 방사 성분을 형성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 급전부(426a)는 제1 급전 비아(427a)를 통해 RF IC와 연결될 수 있다. 제2 급전부(426b)는 제2 급전 비아(427b)를 통해 RF IC와 연결될 수 있다. 또는 제1 급전 비아(427a) 및 제2 급전 비아(427b)는 추가적인 배선을 통해 RF IC와 연결될 수 있다. 모듈 PCB 부분(MPCB)은 RF IC를 포함하는 통신을 위한 회로(예: 안테나 모듈(197))를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(420)은 적어도 하나의 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 안테나 어레이는 복수의 안테나 엘리먼트(AE1, AE2, AE3, AE4)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 안테나 엘리먼트(AE1, AE2, AE3, AE4)는 금속 베젤(410)에 일렬로 배치될 수 있다. 안테나 엘리먼트들(AE1, AE2, AE3, AE4) 각각은 동일한 구성을 포함하며, 동일한 크기로 형성될 수 있다. 다만, 안테나 엘리먼트들(AE1, AE2, AE3, AE4)의 구성 및 크기는 이것에 제한되지 않는다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 엘리먼트들(AE1, AE2, AE3, AE4)의 급속 베젤(410)은 하나로 연결되어 형성될 수 있다. 안테나 엘리먼트들(AE1, AE2, AE3, AE4) 각각의 분리 베젤부(421) 또는 베젤 캐비티(422)는 서로 분리되어 형성될 수 있다. 안테나 엘리먼트들(AE1, AE2, AE3, AE4) 각각의 제1 급전부(426a) 또는 접지 패턴(425)은 패턴 간격(PG)을 통해 서로 분리되어 형성될 수 있다. 안테나 엘리먼트들(AE1, AE2, AE3, AE4) 각각의 제1 급전부(426a) 또는 접지 패턴(425)은 제1 패턴 간격 크기(G1)만큼 서로 이격되어 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 엘리먼트들(AE1, AE2, AE3, AE4) 각각의 베젤 캐비티(422)는 금속 베젤(410)의 내부에 형성될 수 있다. 따라서, 금속 베젤(410)의 외부에서는 베젤 슬릿(BS)만 관찰되고, 베젤 캐비티(422)는 금속 베젤(410)의 외관에 영향을 미치지 않는다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 신호의 공진주파수는 베젤 슬릿(BS)(또는 기판 슬릿(PS))의 폭에 따라 변경될 수 있다. 안테나 신호의 공진주파수는 분리 베젤부(421)(또는 제2 도전 패턴(423b))의 크기에 따라 변경될 수 있다. 안테나 신호의 공진주파수는 베젤 캐비티(422)의 크기에 따라 변경될 수 있다.
상술한 바와 같이, 다양한 실시 예에서, 전자 장치(예: 전자 장치(200))는 금속 베젤(410)에 안테나 모듈(420)이 배치될 수 있다. 안테나 모듈(420)은 베젤 슬릿(BS)을 통해 금속 베젤(410)과 분리되는 분리 베젤부(421)을 포함할 수 있다. 안테나 성능이 확보하기 위해 금속 베젤(410) 내부에 베젤 캐비티(422)가 형성될 수 있다. 따라서, 베젤 캐비티(422)를 통해 안테나 성능이 확보되며, 베젤 슬릿(BS)이 매우 작은 폭으로 구현될 수 있기 때문에, 전자 장치는 금속 베젤(410)의 외관에 영향을 최소화하면서 안테나 모듈(420)을 배치할 수 있다.
도 5a는, 도 4a의 안테나 모듈의 방사 동작을 나타내는 도면이다. 도 5b는, 도 4a의 안테나 모듈의 공진 효과를 나타내는 도면이다. 도 5c는, 도 4a의 안테나 모듈의 급전부 사이의 공진 효과를 나타내는 도면이다. 도 5d는, 도 4a의 안테나 모듈의 송수신 성능을 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 도 4e, 및 도 5a를 참조하면, 제1 급전부(426a) 및 제2 급전부(426b)에 안테나 신호가 급전되면, 안테나 신호는 베젤 캐비티(422) 내에서 공진하고, 베젤 슬릿(BS)을 통해 방사될 수 있다. 베젤 캐비티(422)의 크기, 분리 베젤부(421)의 크기 또는 베젤 슬릿(BS)의 폭에 따라 안테나 신호의 공진주파수는 변경될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 도 4a에서 도시된 안테나에 대한 방사 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프가 도시되었다. 그래프를 참조하면, 약 26.5GHz 부근에서 공진이 형성되는 것을 알 수 있다. 금속 베젤(410)에 베젤 캐비티(422) 및 베젤 슬릿(BS)을 형성하여, 안테나 모듈(420)이 고주파(예: 약 26.5GHz) 대역의 안테나 신호를 송수신할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 표 1을 참조하면, 안테나 모듈(420)은 약 2GHz의 대역폭을 가질 수 있다.
주파수(GHz) 25.5 26.5 27.5
엘리먼트 게인
(dB)		 7.403 8.73 6.12
도 5c를 참조하면, 제1 급전부(426a) 및 제2 급전부(426b) 사이 방사 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프가 도시되었다. 그래프를 참조하면, 전 대역에 걸쳐 약 -15dB 이하의 S-파라미터 값을 가지고, 안테나 모듈(420)의 고립(isolation) 성능이 지정된 조건을 알 수 있다.도 5d를 참조하면, 안테나 모듈(420)의 방사 패턴을 나타낸 그래프가 도시되었다. 그래프를 참조하면, 예를 들어, 안테나 모듈(420)이 1x4 안테나 엘리먼트들(AE1, AE2, AE3, AE4)을 포함하는 경우, 정상적으로 빔 포밍(beam forming)이 형성됨을 알 수 있다.
엘리먼트 어레이
게인(dB) 8.74 14.6
표 2는 각 안테나 엘리먼트 게인 및 안테나 어레이로 동작하는 경우의 게인을 표시하였다. 1x4 안테나 어레이의 특성상 안테나 엘리먼트 게인이 안테나 어레이 게인보다 약 6dB(4배)만큼 큰 것을 알 수 있다.도 6a는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 안테나 모듈의 구조를 나타내는 도면이다. 도 6b는, 도 6a의 C-C'에 따른 단면도이다. 도 6c는, 도 6a의 D-D'에 따른 단면도이다.
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 안테나 모듈(예: 안테나 모듈(420))에 포함된 하나의 안테나 엘리먼트(AE)가 도시되었다. 도 4a 내지 도 4e의 제1 안테나 엘리먼트(AE1)와 동일 또는 유사한 구성에 대한 설명은 생략한다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 엘리먼트(AE)는 베젤 부분(BZ) 및 모듈 PCB 부분(MPCB)을 포함할 수 있다. 모듈 PCB 부분(MPCB)은 베젤 부분(BZ)의 하부에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 베젤 부분(BZ)은 적어도 하나의 베젤 슬릿을 포함할 수 있다. 예를 들면, 베젤 부분(BZ)은 제1 및 제2 베젤 슬릿(BS1, BS2)을 포함할 수 있다. 베젤 부분(BZ)은 제1 및 제2 베젤 슬릿(BS1, BS2)을 통해 구분되는 분리 베젤 외측부(621a) 및 분리 베젤 내측부(621b)를 포함할 수 있다. 분리 베젤 외측부(621a) 및 분리 베젤 내측부(621b)는 금속 베젤(610)과 동일 또는 유사한 재질로 구성될 수 있다. 안테나 모듈은 안테나 엘리먼트에 포함된 베젤 슬릿의 개수(예: 2개)만큼의 공진주파수에서 동작(예: 2개의 서로 다른 공진 주파수)할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 분리 베젤 외측부(621a) 및 분리 베젤 내측부(621b)는 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 예를 들면, 분리 베젤 외측부(621a) 및 분리 베젤 내측부(621b)의 한 변의 길이는 서로 다를 수 있다. 분리 베젤 외측부(621a)의 한 변의 길이는 분리 베젤 내측부(621b)의 한 변의 길이보다 클 수 있다. 분리 베젤 외측부(621a) 및 분리 베젤 내측부(621b)의 한 변의 길이에 따라 안테나 모듈의 공진주파수는 변경될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 및 제2 베젤 슬릿(BS1, BS2)은 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 예를 들면, 분리 베젤 외측부(621a)은 제1 슬릿 크기(S1)만큼 금속 베젤(610)과 이격될 수 있다. 분리 베젤 내측부(621b)은 제2 슬릿 크기(S2)만큼 분리 베젤 외측부(621a)과 이격될 수 있다. 분리 베젤 내측부(621b)는 분리 베젤 외측부(621a)의 내부에 배치될 수 있다. 분리 베젤 외측부(621a)와 분리 베젤 내측부(621b)는 중심을 공유할 수 있다. 일 실시 예로서, 제2 슬릿 크기(S2)는 제1 슬릿 크기(S1)보다 작을 수 있다. 안테나 모듈의 공진주파수는 제1 및 제2 슬릿 크기(S1, S2)에 따라 변경될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 베젤 부분(BZ)은 베젤 캐비티(622)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 베젤 캐비티(622)는 유전체로 채워질 수 있다. 베젤 캐비티(622)는 RF 신호에 있어서 전기적 공동으로 작용할 수 있다. 안테나의 송수신 시, 송수신 신호는 베젤 캐비티(622)에서 공진을 일으키며, 안테나 모듈은 안테나 성능을 확보할 수 있다. 베젤 캐비티(622)는 일정한 높이를 가지도록 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 모듈 PCB 부분(MPCB)은 복수의 층을 포함할 수 있다. 예를 들면, 모듈 PCB 부분(MPCB)의 제1 층은 제1 도전 패턴(623a) 및 제2 도전 패턴(623b)을 포함할 수 있다. 제2 도전 패턴(623b)은 제1 도전 패턴(623a)으로 둘러싸여 위치할 수 있고, 제1 도전 패턴(623a) 및 제2 도전 패턴(623b)은 기판 슬릿(PS)을 통해 이격될 수 있다. 기판 슬릿(PS)은 제1 베젤 슬릿(BS1)에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 기판 슬릿(PS)은 베젤 슬릿(BS)과 동일한 제1 슬릿 크기(S1)를 가질 수 있다. 모듈 PCB 부분(MPCB)의 제2 층은 접지 패턴(625)을 포함할 수 있다.
도 7a는, 도 6a의 안테나 모듈의 공진 효과를 나타내는 도면이다. 도 7b는, 도 6a의 안테나 모듈의 제1 송수신 성능을 나타내는 도면이다. 도 7c는, 도 6a의 안테나 모듈의 제2 송수신 성능을 나타내는 도면이다. 제1 급전부(626a) 및 제2 급전부(626b)에 안테나 신호가 급전되면, 안테나 신호는 베젤 캐비티(622) 내에서 공진하고, 베젤 슬릿(BS)을 통해 방사될 수 있다. 베젤 캐비티(622)의 크기, 분리 베젤 외측부(621a) 및 분리 베젤 내측부(621b)의 크기, 또는 제1 및 제2 베젤 슬릿(BS1, BS2)의 폭에 따라 안테나 신호의 공진주파수는 변경될 수 있다. 또한, 하나의 안테나 엘리먼트(AE)가 2개의 베젤 슬릿(BS1, BS2)을 포함하기 때문에, 그래프에서 2개의 공진주파수를 확인할 수 있다.
도 7a를 참조하면, 도 6a에 도시된 안테나 모듈에 대한 방사 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프가 도시되었다. 그래프를 참조하면, 약 28.5GHz 및 38.5GHz 부근에서 공진이 형성되는 것을 알 수 있다. 금속 베젤(610)에 베젤 캐비티(622) 및 2개의 베젤 슬릿(BS1, BS2)을 형성하여, 안테나 모듈(620)이 2개의 주파수 대역(예: 약 28.5GHz 및 38.5GHz)에서 안테나 신호를 송수신할 수 있음을 알 수 있다.
도 7b 및 도 7c를 참조하면, 도 6a에 도시된 안테나 모듈에 대한 방사 패턴을 나타낸 그래프가 도시되었다. 그래프를 참조하면, 예를 들어, 도 7b는 저대역(예: 약 28.5GHz)의 방사 패턴을 보여주고, 도 7c는 고대역(예: 약 38.5GHz)의 방사 패턴을 보여주며, 정상적으로 빔 포밍(beam forming)이 형성됨을 알 수 있다.
주파수(GHz) 28.5 38.5
게인(dB) 7.48 5.15
표 3은 도 6a에 도시된 듀얼 밴드(예: 약 28.5GHz 및 38.5GHz)의 안테나 모듈(620)의 안테나 엘리먼트 게인을 표시하였다. 안테나 엘리먼트 게인에 따르면, 도 6a에 도시된 안테나 모듈이 듀얼 밴드로서 정상적으로 동작함을 알 수 있다.도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위치로 사용되는 안테나 모듈의 구조를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 안테나 엘리먼트(AE)는 제1 인덕터(828a) 및 제2 인덕터(828b)를 포함할 수 있다. 안테나 엘리먼트(AE)에 있어서 도 4a 내지 도 4e의 제1 안테나 엘리먼트(AE1)와 동일 또는 유사한 구조를 가지는 구성에 대한 설명은 생략한다.
일 실시 예에 따르면, 제1 인덕터(828a)는 금속 베젤(810) 및 분리 베젤부(821) 사이에 연결될 수 있다. 제2 인덕터(828b)는 제2 도전 패턴(823b)에 연결될 수 있다. 제1 정전식 센서(891a)(예: 정전식 송신 센서)는 금속 베젤(810)에 연결될 수 있다. 제2 정전식 센서(891b)(예: 정전식 수신 센서)는 제2 인덕터(828b)에 연결될 수 있다. 제1 정전식 센서(891a)는 센서 신호를 전송하고, 제2 정전식 센서(891b)는 센서 신호의 세기를 감지할 수 있다. 센서 신호는 제1 인덕터(828a) 및 제2 인덕터(828b)를 통과할 수 있도록 안테나 신호보다 저주파 신호가 사용될 수 있다. 안테나 신호는 상대적으로 고주파 신호이기 때문에 제1 인덕터(828a) 및 제2 인덕터(828b)를 통과할 수 없다. 일 실시 예에 따르면 제1 인덕터(828a) 및 제2 인덕터(828b)의 인덕턴스 값은 안테나 신호 및 센서 신호의 주파수에 기반하여 설계될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 정전식 센서(891a)가 센서 신호를 인가하는 경우, 분리 베젤부(821)과 제2 도전 패턴(823b) 사이에 제1 전기장(FD1)이 발생할 수 있다. 유전체(890)(예: 사람의 손가락)가 분리 베젤부(821)에 접촉하는 경우, 제2 전기장(FD2)이 발생하고, 제1 전기장(FD1)은 감소할 수 있다. 제2 정전식 센서(891b)는 제1 전기장(FD1)의 증감을 검출하여 스위치 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 제1 전기장(FD1)의 세기가 임계값 이하로 감소하면, 유전체(890)가 터치된 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 전자 장치는 안테나 모듈을 스위치로 활용할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 유전체(890)가 안테나 엘리먼트(AE)에 터치된 경우, 전자 장치는 안테나 엘리먼트(AE)가 포함된 안테나 어레이의 사용을 중지하고, 다른 위치에 실장된 안테나 어레이를 사용할 수 있다. 또는 유전체(890)가 안테나 엘리먼트(AE)에 터치된 경우, 전자 장치는 터치된 안테나 엘리먼트(AE)의 사용을 중지하고, 다른 안테나 엘리먼트를 사용하여 통신을 수행할 수 있다.
도 9a는, 도 8의 안테나 모듈의 공진 효과를 나타내는 도면이다. 도 9b는, 도 8의 안테나 모듈의 송수신 성능을 나타내는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 안테나 엘리먼트에 인덕터를 연결하였을 때 성능 영향을 나타내는 그래프이다. 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 안테나 엘리먼트에 인덕터를 연결한 경우(예: 안테나 엘리먼트를 터치 스위치로 사용하는 경우)와 안테나 엘리먼트에 인덕터를 연결하지 않은 경우(예: 안테나 엘리먼트를 터치 스위치로 사용하지 않는 경우)에 안테나 성능이 차이가 없음을 알 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스위치로 사용되는 안테나 모듈의 구조를 나타내는 도면이다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(1020)은 물리적인 스위치로 사용될 수 있다. 안테나 모듈(1020)은 제1 분리 베젤부(1021a)(예: 스위치 분리 베젤부) 및 제2 분리 베젤부(1021b)(예: 분리 베젤부(421))를 포함할 수 있다. 제1 분리 베젤부(1021a)는 스위치 분리 슬릿을 통해 금속 베젤(1010)과 분리되어 스위칭 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 제1 분리 베젤부(1021a)는 택 스위치(1094)(tact switch)와 결합하여 물리적인 스위치로 동작할 수 있다. 제2 분리 베젤부(1021b)는 베젤 슬릿(예: 베젤 슬릿(BS))을 통해 제1 분리 베젤부(1021a)와 구분될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 모듈 PCB 부분은 제1 모듈 PCB 부분(MPCB1)(예: 모듈 인쇄 회로 기판) 및 제2 모듈 PCB 부분(MPCB2)(예: 제어 인쇄 회로 기판)을 포함할 수 있다. 제1 모듈 PCB 부분(MPCB1)과 제1 분리 베젤부(1021a)는 상하로 정렬되도록 배치될 수 있다. 제1 모듈 PCB 부분(MPCB1)은 제1 및 제2 도전 패턴(예: 제1 및 제2 도전 패턴(423a, 423b)), 접지 패턴(예: 접지 패턴(425)), 제1 및 제2 급전부(예: 제1 및 제2 급전부(426a, 426b))을 포함할 수 있다. 제1 모듈 PCB 부분(MPCB1)은 제1 분리 베젤부(1021a)와 택 스위치(1094) 사이에 배치될 수 있다. 제2 모듈 PCB 부분(MPCB2)은 연성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board, FPCB)(1092)을 통해 제1 모듈 PCB 부분(MPCB1)과 연결될 수 있다. 제2 모듈 PCB 부분(MPCB2)은 RF IC를 포함하는 통신을 위한 회로(예: 안테나 모듈(197))를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(1020)은 스위치 지지부재(1095) 및 기판 보강부재(1096)를 포함할 수 있다. 택 스위치(1094)는 스위치 지지부재(1095)에 실장될 수 있다. 택 스위치(1094)는 스위치 지지부재(1095)를 통해 제1 모듈 PCB 부분(MPCB1)에 고정될 수 있다. 기판 보강부재(1096)는 제1 모듈 PCB 부분(MPCB1)과 택 스위치(1094) 사이에 배치될 수 있다. 기판 보강부재(1096)는 제1 모듈 PCB 부분(MPCB1)의 강성을 보완할 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 스위치로 사용되는 안테나 모듈의 구조를 나타내는 도면이다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(1120)은 물리적인 스위치로 사용될 수 있다. 안테나 모듈(1120)은 슬릿 안테나로 구성될 수 있다. 안테나 모듈(1120)은 스위치 분리 베젤부(1121)를 포함하고, 스위치 분리 베젤부(1121)에는 안테나 슬릿(SL)이 형성될 수 있다. 스위치 분리 베젤부(1121)는 택 스위치(예: 택 스위치 (1094))와 결합하여 물리적인 스위치로 동작할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 모듈 PCB 부분은 제1 모듈 PCB 부분(MPCB1) 및 제2 모듈 PCB 부분(MPCB2)을 포함할 수 있다. 제1 모듈 PCB 부분(MPCB1)은 스위치 분리 베젤부(1121)과 택 스위치 사이에 배치될 수 있다. 제2 모듈 PCB 부분(MPCB2)은 연성 인쇄 회로 기판(1192)을 통해 제1 모듈 PCB 부분(MPCB1)과 연결될 수 있다. 제2 모듈 PCB 부분(MPCB2)은 RF IC를 포함하는 통신을 위한 회로(예: 안테나 모듈(197))를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(1120)은 스위치 지지부재(예: 스위치 지지부재(1095)) 및 기판 보강부재(예: 기판 보강부재(1096))를 포함할 수 있다. 택 스위치는 스위치 지지부재에 실장될 수 있다. 택 스위치는 스위치 지지부재를 통해 제1 모듈 PCB 부분(MPCB1)에 고정될 수 있다. 기판 보강부재는 제1 모듈 PCB 부분(MPCB1)과 택 스위치 사이에 배치될 수 있다. 기판 보강부재는 제1 모듈 PCB 부분(MPCB1)의 강성을 보완할 수 있다.
도 12a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지지구조를 포함하는 안테나 모듈의 구조를 나타내는 도면이다. 도 12b는, 도 12a의 E-E'에 따른 단면도이다. 도 12c는, 도 12a의 F-F'에 따른 단면도이다.
도 12a 내지 도 12c를 참조하면, 안테나 모듈(예: 안테나 모듈(420))에 포함된 하나의 안테나 엘리먼트(AE)가 도시되었다. 도 4a 내지 도 4e의 제1 안테나 엘리먼트(AE1)와 동일 또는 유사한 구성에 대한 설명은 생략한다.
일 실시 예에 따르면, 안테나 엘리먼트(AE)는 분리 베젤부(1221a) 및 사출 결합부(1221b)를 포함할 수 있다. 분리 베젤부(1221a) 및 사출 결합부(1221b)는 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 사출 결합부(1221b)는 분리 베젤부(1221a)의 하부 중앙에 원기둥 형태로 형성될 수 있다. 사출 결합부(1221b)는 나사 형태로 형성되어 베젤 캐비티(1222)에 채워진 유전체에 결합될 수 있다. 분리 베젤부(1221a)은 사출 결합부(1221b)를 통해 베젤 캐비티(1222)에 채워진 유전체와 결합을 강화할 수 있다.
도 12d는, 도 12a의 안테나 모듈에 급전된 경우 전기장을 나타내는 도면이다. 도 12d는 사출 결합부(1221b)가 안테나 성능이 미치는 영향을 보여주는 도면이다.
도 12d를 참조하면, 제1 급전부(1226a) 또는 제2 급전부(1226b)에 급전되는 경우, 안테나 엘리먼트(AE)에 형성되는 전기장(E-Field)이 도시되었다. 제1 급전부(1226a) 또는 제2 급전부(1226b)에 급전되는 경우, 분리 베젤부(1221a)의 중앙 부분에서 전기장이 가장 약한 것을 알 수 있다. 따라서, 사출 결합부(1221b)가 분리 베젤부(1221a)의 중앙 부분에 형성되면, 사출 결합부(1221b)로 인한 안테나 성능의 변화는 최소화될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 통신 시스템을 나타낸다.
도 13을 참조하면, 통신 시스템(예: 통신 모듈(190))은 스위치 그룹(1310), RF IC(1320), IF IC(1350), 및 통신 프로세서(1370)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에서 상기 통신 시스템의 구성요소에는 일부가 추가되거나 생략될 수 있다. 예를 들어, 상기 통신 시스템의 구성요소에는 추가적인 RF IC가 더 추가될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 안테나 어레이(1341)에 포함된 안테나 엘리먼트(예: 1341_1, 1341_n)는 스위치 그룹(1310)에 포함된 스위치(1311_1)를 통해 RF IC(1320_1)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 스위치(1311_1)는 전자 장치(예: 전자 장치(101))가 RF 신호를 송신하는 경우(예: 신호 송신 모드인 경우) 안테나 엘리먼트(예: 1341_1)와 PA(power amplifier)(예: 1321)를 연결하고, 전자 장치가 RF 신호를 수신하는 경우(예: 신호 수신 모드인 경우) 안테나 엘리먼트(예: 1341_1)와 LNA(low noise amplifier)(예: 1331)를 연결할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, RF IC(1320)는 RF 신호의 송신 경로(1320_1t) 및 수신 경로(1320_1r)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치가 신호 송신 모드인 경우 RF 신호의 송신 경로(1320_1t) 상에는 PA(1321), 제1 VGA(variable gain amplifier)(1322), PS(phase shifter)(1323), 제2 VGA(1324), 스플리터(1325), 및 믹서(mixer)(1326)가 배치될 수 있다.
PA(1321)는 송신되는 RF 신호의 전력을 증폭할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, PA(1321)는 RF IC(1320)의 내부 또는 외부에 실장될 수 있다. 제1 VGA(1322) 및 제2 VGA(1324)는 통신 프로세서(1370)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(1323)는 통신 프로세서(1370)의 제어에 기초하여 빔포밍(beamforming) 각도에 따라 RF 신호의 위상을 변화시킬 수 있다. 스플리터(1325)는 믹서(1326)로부터 받은 RF 신호를 n개의 신호로 분리시킬 수 있다. 상기 분리되는 신호의 수 n은, 예컨대, 제1 안테나 어레이(1341)에 포함된 안테나 엘리먼트(예: 1341_1, 1341_n)의 수와 동일할 수 있다. 믹서(1326)는 IF IC(1350)로부터 받은 IF 신호를 RF 신호로 상향 변환할 수 있다. 일 실시 예에서, 믹서(1326)는 내부 또는 외부 오실레이터로부터 혼합할 신호를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치가 신호 수신 모드인 경우 RF 신호의 수신 경로(1320_1r) 상에는 LNA(1331), PS(1332), 제1 VGA(1333), 컴바이너(1334), 제2 VGA(1335), 및 믹서(1336)가 배치될 수 있다.
LNA(1331)는 안테나 엘리먼트(예: 1341_1, 1341_n)로부터 수신한 RF 신호를 증폭할 수 있다. 제1 VGA(1333) 및 제2 VGA(1335)는 통신 프로세서(1370)의 제어를 받아 수신 AGC 동작을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, VGA의 개수는 2개 이상일 수도 있고, 2개 미만일 수도 있다. PS(1332)는 통신 프로세서(1370)의 제어에 기초하여 빔포밍 각도에 따라 RF 신호의 위상을 변화시킬 수 있다. 컴바이너(1334)는 위상이 변화되어 동위상으로 정렬된 RF 신호를 결합할 수 있다. 상기 결합된 신호는 제2 VGA(1335)를 거쳐 믹서(1336)로 전달될 수 있다. 믹서(1336)는 수신된 RF 신호를 IF 신호로 하향 변환할 수 있다. 일 실시 예에서, 믹서(1336)는 내부 또는 외부 오실레이터로부터 혼합할 신호를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, RF IC(1320)는 믹서(1326, 1336)와 IF IC(1350)를 전기적으로 연결하는 스위치(1337)를 더 포함할 수 있다. 상기 스위치(1337)는 RF 신호의 송신 경로(1320_1t) 또는 수신 경로(1320_1r)를 선택적으로 IF IC(1350)와 연결할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, IF IC(1350) 내부의 송신 경로(1350_t)에는 믹서(1353), 제3 VGA(1354), LPF(low pass filter)(1355), 제4 VGA(1356), 및 버퍼(1357)가 배치될 수 있다. 믹서(1353)는 기저 대역의 Balanced I/Q(in-phase/quadrature-phase) 신호를 IF 신호로 변환할 수 있다. LPF(1355)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(1354)와 제4 VGA(1356)는 통신 프로세서(1370)의 제어를 받아 송신 AGC 동작을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, VGA의 개수는 2개 이상일 수도 있고, 2개 미만일 수도 있다. 버퍼(1357)는 통신 프로세서(1370)로부터 Balanced I/Q 신호를 수신할 때 완충 역할을 할 수 있고, 그 결과 IF IC(1350)는 상기 Balanced I/Q 신호를 안정적으로 처리 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, IF IC(1350) 내부의 수신 경로(1350_r)에는 믹서(1361), 제3 VGA(1362), LPF(1363), 제4 VGA(1364), 및 버퍼(1365)가 배치될 수 있다. 제3 VGA(1362), LPF(1363), 및 제4 VGA(1364)의 역할은 상기 송신 경로(1350_t)에 배치되는 제3 VGA(1354), LPF(1355), 및 제4 VGA(1356)의 역할과 동일 또는 유사할 수 있다. 믹서(1361)는 RF IC(1320)로부터 전달된 IF 신호를 기저 대역의 Balanced I/Q 신호로 변환할 수 있다. 버퍼(1365)는 제4 VGA(1364)를 통과한 기저 대역의 Balanced I/Q 신호를 통신 프로세서(1370)에 전달할 때 완충 역할을 할 수 있고, 그 결과 IF IC(1350)는 상기 Balanced I/Q 신호를 안정적으로 처리 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신 프로세서(1370)는 Tx I/Q DAC(digital analog converter)(1371) 및 Rx I/Q ADC(analog digital converter)(1372)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, Tx I/Q DAC(1371)는 모뎀이 변조한 디지털 신호를 Balanced I/Q 신호로 변환하여 IF IC(1350)에 전달할 수 있다. 일 실시 예에서, Rx I/Q ADC(1372)는 IF IC(1350)가 변환한 Balanced I/Q 신호를 디지털 신호로 변환하여 모뎀에 전달할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 통신 프로세서(1370)은 MIMO(multi input multi output) 또는 다이버시티(diversity)를 수행할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 통신 프로세서(1370)는 별개의 칩으로 구현될 수도 있고, 다른 구성(예: IF IC(1350))과 하나의 칩으로 구현될 수도 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 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. "제1," "제2," "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: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서, "~하도록 설정된(adapted to or configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 설정된 (또는 구성된) 프로세서"는 해당 동작들을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치(예: 메모리 130)에 저장된 하나 이상의 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 AP)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware)로 구성된 유닛(unit)을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있으며, 예를 들면, 어떤 동작들을 수행하는, 알려졌거나 앞으로 개발될, ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays), 또는 프로그램 가능 논리 장치를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체(예: 메모리(130))에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서(예: 프로세서(120))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(예: 자기테이프), 광기록 매체(예: CD-ROM, DVD, 자기-광 매체(예: 플롭티컬 디스크), 내장 메모리 등을 포함할 수 있다. 명령어는 컴파일러에 의해 만들어지는 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램 모듈) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소를 더 포함할 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램 모듈)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    도전성 부분 및 비도전성 부분을 갖는 측면 부재를 포함하는 하우징, 상기 측면 부재의 외면과 내면 사이에는 제1 개구와 제2 개구가 형성되고, 상기 비도전성 부분의 제1 부분은 제1 개구 내에 위치하고, 상기 비도전성 부분의 제2 부분은 상기 제2 개구에 위치하고, 상기 제1 개구와 상기 제2 개구 각각은 상기 측면 부재에 수직한 방향으로 보았을 때 외측 영역이 제1 크기를 갖고 내측 영역이 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기를 갖도록 형성되고; 및
    상기 하우징에 수용되고, 상기 측면 부재를 바라보는 인쇄 회로 기판을 포함하고, 상기 인쇄 회로 기판은:
    제1 안테나의 적어도 일부를 형성하고, 상기 제1 개구의 상기 외측 영역 및 상기 내측 영역과 정렬되는 제1 도전성 부재;
    제2 안테나의 적어도 일부를 형성하고, 상기 제2 개구의 상기 영역 및 상기 내측 영역과 정렬되는 제2 도전성 부재;
    상기 제1 도전성 부재와 전기적으로 연결되고, 상기 제1 도전성 부재로부터 방사되는 제1 신호의 수직 편파를 지원하도록 구성되는 제1 급전(feed);
    상기 제1 도전성 부재와 전기적으로 연결되고, 상기 제1 도전성 부재로부터 방사되는 제2 신호의 수평 편파를 지원하도록 구성되는 제2 급전(feed);
    상기 제2 도전성 부재와 전기적으로 연결되고, 상기 제2 도전성 부재로부터 방사되는 제3 신호의 수직 편파를 지원하도록 구성되는 제3 급전(feed); 및
    상기 제2 도전성 부재와 전기적으로 연결되고, 상기 제2 도전성 부재로부터 방사되는 제4 신호의 수평 편파를 지원하도록 구성되는 제4 급전(feed);을 포함하는, 전자 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징은, 상기 측면 부재의 상기 내면과 상기 외면 사이에서 상기 제1 개구 또는 상기 제2 개구와 평행하게 형성되는 제3 개구를 포함하고,
    상기 인쇄 회로 기판은, 제3 안테나의 적어도 일부를 형성하고 상기 제3 개구와 정렬되는 제3 도전성 부재를 포함하는, 전자 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 도전성 부재 및 상기 제2 도전성 부재 각각은, 상기 제3 도전성 부재와 동일한 거리로 이격되는, 전자 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 도전성 부재, 상기 제2 도전성 부재, 및 상기 제3 도전성 부재는 일렬로 배치되는, 전자 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징은, 상기 측면 부재의 상기 외면에 형성되는 제4 개구를 포함하고,
    상기 제4 개구는, 상기 제1 개구의 상기 외측 영역 및 상기 제2 개구의 상기 외측 영역 각각에 연결되는, 전자 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판은 상기 인쇄 회로 기판의 표면에 실장된 RFIC(radio frequency integrated circuit)를 포함하고,
    상기 RFIC는 상기 제1 급전, 상기 제2 급전, 상기 제3 급전 또는 상기 제4 급전 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되는, 전자 장치.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 개구의 상기 외측 영역 및 상기 제2 개구의 상기 외측 영역 각각은 폐 루프(closed loop)를 형성하는, 전자 장치.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 각각은 동일한 크기를 갖는, 전자 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판을 지지하기 위한 지지 부재를 포함하고,
    상기 지지 부재는 상기 인쇄 회로 기판의 제1 측과 인접한 제1 구부러진 단부 및 상기 인쇄 회로 기판의 제2 측과 인접한 제2 구부러진 단부를 포함하는, 전자 장치.
  10. 전자 장치에 있어서,
    측면 부재를 포함하는 하우징; 및
    상기 하우징 내부에 배치되고 상기 측면 부재를 바라보는 인쇄 회로 기판을 포함하고,
    상기 측면 부재는:
    도전성 부분;
    상기 도전성 부분에 형성되고, 상기 측면 부재의 외면과 내면에 각각 연통되는, 제1 개구 및 제2 개구; 및
    상기 제1 개구와 상기 제2 개구 내에 배치되는 비도전성 부분을 포함하고;
    상기 인쇄 회로 기판은:
    제1 안테나의 적어도 일부를 형성하고 상기 제1 개구에 정렬되는 제1 도전성 부재;
    상기 제1 안테나가 수직 편파 특성을 갖는 제1 신호를 방사하도록 상기 제1 도전성 부재에 전기적으로 결합되는 제1 급전(feed);
    상기 제1 안테나가 수평 편파 특성을 갖는 제2 신호를 방사하도록 상기 제1 도전성 부재에 전기적으로 결합되는 제2 급전(feed);
    제2 안테나의 적어도 일부를 형성하고 상기 제2 개구에 정렬되는 제2 도전성 부재;
    상기 제2 안테나가 수직 편파 특성을 갖는 제3 신호를 방사하도록 상기 제2 도전성 부재에 전기적으로 결합되는 제3 급전(feed); 및
    상기 제2 안테나가 수평 편파 특성을 갖는 제4 신호를 방사하도록 상기 제2 도전성 부재에 전기적으로 결합되는 제4 급전(feed)을 포함하고,
    상기 제1 개구 및 상기 제2 개구 각각은, 제1 부분과 제2 부분을 포함하고,
    상기 제2 부분은 상기 제1 부분과 상기 인쇄 회로 기판 사이에 위치하고, 상기 제2 부분의 크기는 상기 제1 부분보다 큰, 전자 장치.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 제1 부분은 상기 측면 부재의 상기 외면에 형성되어 상기 제2 부분과 상기 측면 부재의 외면을 연통시키는, 전자 장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판은, 상기 측면 부재를 바라보는 제1 면과, 상기 제1 면에 반대되는 제2 면을 포함하고,
    상기 제1 도전성 부재 및 상기 제2 도전성 부재 중 적어도 하나는 상기 인쇄 회로 기판의 상기 제1 면에 배치되거나 또는 상기 제1 면에 인접하도록 배치되는, 전자 장치.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판의 상기 제2 면에 배치되는 RFIC(radio frequency integrated circuit)를 포함하고, 상기 RFIC는 상기 제1 급전, 상기 제2 급전, 상기 제3 급전, 및 상기 제4 급전에 전기적으로 연결되는, 전자 장치.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 측면 부재는, 제1 방향으로 연장되는 제1 가장자리 부분과, 상기 측면 부재의 상기 내면과 상기 외면을 연통하도록 상기 도전성 부분에 형성되는 제3 개구를 포함하고,
    상기 제1 개구, 상기 제2 개구, 및 상기 제3 개구는, 서로 이격되어 상기 제1 가장자리 부분에서 상기 제1 방향을 따라 정렬되고,
    상기 제1 개구, 상기 제2 개구, 및 상기 제3 개구 각각은, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분을 포함하는, 전자 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판은:
    제3 안테나의 적어도 일부를 형성하고 상기 제3 개구와 정렬되는 제3 도전성 부재를 포함하고,
    상기 제3 안테나가 수직 편파 특성을 갖는 제5 신호를 방사하도록 상기 제3 도전성 부재에 전기적으로 결합되는 제5 급전(feed); 및
    상기 제3 안테나가 수평 편파 특성을 갖는 제6 신호를 방사하도록 상기 제3 도전성 부재에 전기적으로 결합되는 제6 급전(feed)을 포함하는, 전자 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제1 도전성 부재, 상기 제2 도전성 부재, 및 상기 제3 도전성 부재는 서로 지정된 간격으로 이격되어 상기 제1 방향을 따라 정렬되는, 전자 장치.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 측면 부재는, 상기 제1 가장자리 부분으로부터 상기 제1 방향과 다른 방향으로 연장되는 제2 가장자리 부분을 포함하고,
    상기 제2 가장자리 부분은 상기 제1 가장자리 부분보다 짧은, 전자 장치.
  18. 청구항 10에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판은, 상기 제1 도전성 부재 및 상기 제2 도전성 부재와 적어도 부분적으로 중첩되는 적어도 하나의 그라운드 영역을 포함하는, 전자 장치.
  19. 청구항 10에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판을 지지하는 지지 부재를 포함하고,
    상기 인쇄 회로 기판은, 상기 측면 부재를 바라보는 제1 면과, 상기 제1 면에 반대되는 제2 면을 포함하고,
    상기 지지 부재는:
    상기 인쇄 회로 기판의 상기 제2 면 위에서 연장되는 연장부;
    상기 연장부의 일 단으로부터 상기 인쇄 회로 기판의 일 측까지 연장되는 제1 곡부; 및
    상기 연장부의 타 단으로부터 상기 인쇄 회로 기판의 타 측까지 연장되는 제2 곡부를 포함하고,
    상기 인쇄 회로 기판은 상기 측면 부재 및 상기 지지 부재의 상기 연장부 사이에 위치하는, 전자 장치.
  20. 휴대용 통신 장치에 있어서,
    측면 부재를 포함하는 하우징으로서, 상기 측면 부재는:
    제1 방향으로 연장되고 도전성 부분을 포함하는 제1 가장자리;
    상기 제1 가장자리로부터 상기 제1 방향과 다른 방향으로 연장되고, 상기 제1 가장자리보다 짧은 제2 가장자리;
    상기 제1 가장자리의 상기 도전성 부분에 형성되고, 각각이 상기 제1 가장자리의 외면과 내면에 연통되는, 제1 개구, 제2 개구, 제3 개구, 및 제4 개구; 및
    상기 제1 개구, 상기 제2 개구, 상기 제3 개구, 및 상기 제4 개구 각각에 배치되는 비 도전성 부분을 포함하는, 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되는 인쇄 회로 기판으로서:
    상기 측면 부재의 상기 제1 가장자리를 바라보는 제1 면;
    상기 제1 면에 반대되는 제2 면; 및
    적어도 부분적으로 어레이 안테나를 형성하는 도전성 부재들을 포함하고,
    상기 도전성 부재들 각각은 상기 제1 개구, 상기 제2 개구, 상기 제3 개구, 및 상기 제4 개구와 상기 제1 방향에 수직한 방향으로 정렬되고, 상기 도전성 부재들은 서로 지정된 간격으로 상기 제1 방향을 따라 정렬되는, 인쇄 회로 기판;
    상기 제2 면에 배치되고, 상기 어레이 안테나에 작동적으로 결합되고, 상기 어레이 안테나를 통해 수직 편파 특성을 갖는 제1 신호 및 수평 편파 특성을 갖는 제2 신호 중 적어도 하나를 송수신하도록 구성되는 RFIC(radio frequency integrated circuit); 및
    상기 인쇄 회로 기판을 지지하는 지지 부재로서:
    상기 인쇄 회로 기판의 상기 제2 면 위에서 연장되는 연장부;
    상기 연장부의 일 단으로부터 상기 인쇄 회로 기판의 일 측까지 연장되는 제1 곡부; 및
    상기 연장부의 타 단으로부터 상기 인쇄 회로 기판의 타 측까지 연장되는 제2 곡부를 포함하는 지지 부재;를 포함하고,
    상기 제1 개구, 상기 제2 개구, 상기 제3 개구, 상기 제4 개구 각각은, 상기 제1 가장자리의 상기 외면에 형성된 제1 부분과, 상기 제1 부분과 상기 인쇄 회로 기판 사이에 위치되어 상기 제1 부분을 통해 상기 외면에 연통되는 제2 부분을 포함하고,
    상기 제2 부분의 크기는 상기 제1 부분보다 큰, 전자 장치.
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