KR102621852B1 - 복수의 전기적 경로를 이용하여 급전을 받는 도전성 패치를 포함하는 안테나 구조체 및 상기 안테나 구조체를 포함하는 전자 장치 - Google Patents
복수의 전기적 경로를 이용하여 급전을 받는 도전성 패치를 포함하는 안테나 구조체 및 상기 안테나 구조체를 포함하는 전자 장치 Download PDFInfo
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Abstract
제1 플레이트, 상기 제1 플레이트와 반대 방향을 향하는 제2 플레이트, 및 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이의 공간을 둘러싸고, 상기 제2 플레이트에 연결되거나, 상기 제2 플레이트와 일체로 형성된 측면 부재를 포함하는 하우징, 상기 제1 플레이트의 일부를 통해 보여지는 디스플레이, 상기 하우징의 내부에 배치되는 안테나 구조체로서, 제1 면 및 상기 제1 면의 반대 방향으로 향하는 제2 면을 포함하는 인쇄 회로 기판, 및 상기 제1 면 및 상기 제2 면 사이, 또는 상기 제1 면에 배치되는 적어도 하나의 도전성 패치로서, 상기 도전성 패치 상에서 제1 방향으로 연장된 제1 가상축(imaginary axis), 및 상기 도전성 패치 상에서 상기 제1 가상축과 교차하면서 수직한 제2 가상축을 기준으로 시계방향으로 위치한 제1 내지 제4 영역을 포함하는 도전성 패치를 포함하는 안테나 구조체, 및 3㎓ 및 100㎓ 사이의 주파수를 가진 제1 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성된 적어도 하나의 무선 통신 회로로서, 상기 제1 영역의 제1 위치에 전기적으로 연결되는 제1 포트, 및 상기 제1 가상축을 기준으로 상기 제1 위치와 반대쪽에 위치한 제2 위치에 전기적으로 연결되는 제2 포트를 포함하는 무선 통신 회로를 포함하는 전자 장치가 개시된다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.
Description
본 문서에서 개시되는 실시 예들은 복수의 전기적 경로를 이용하여 다중 급전을 받는 도전성 패치를 포함하는 안테나 구조체 및 상기 안테나 구조체를 내부에 배치한 전자 장치를 구현하는 기술과 관련된다.
이동 통신 기술의 발달로, 안테나(antenna)를 구비한 전자 장치가 광범위하게 보급되고 있다. 전자 장치는 안테나를 이용하여 음성 신호 또는 데이터(예: 메시지, 사진, 동영상, 음악 파일, 또는 게임)를 포함하는 RF(radio frequency) 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다.
한편, 최근의 전자 장치는 고주파(예: 5세대 통시, millimeter wave)를 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 고주파 통신을 수행하는 경우, 높은 전송손실을 극복하기 위해 어레이 안테나를 적용할 수 있다. 어레이 안테나를 형성하는 안테나 엘리먼트 각각에는 급전 포트가 연결될 수 있다. 안테나 엘리먼트의 개수가 증가하는 경우, 안테나 어레이의 이득이 증가할 수 있다. 또한, 안테나 어레이에 연결된 급전 포트의 총 개수가 증가하는 경우, 어레이 안테나의 출력 파워가 증가할 수 있다.
최근, 전자 장치의 크기가 감소함에 따라, 어레이 안테나를 포함하는 안테나 구조체를 소형화하여 전자 장치 내부에 실장하여야 한다. 안테나 엘리먼트의 개수가 증가하는 경우, 안테나 구조체의 크기가 증가하여 전자 장치에 안테나 구조체를 실장하기 용이하지 않을 수 있다. 안테나 구조체를 전자 장치에 실장하기 위해 안테나 구조체에 포함된 안테나 엘리먼트의 개수를 감소시키는 경우, 안테나 구조체의 이득이 감소할 수 있다.
본 문서에서 개시되는 실시 예들은, 안테나 구조체에 포함된 안테나 엘리먼트에 복수의 급전 포트를 연결하여 안테나 구조체의 성능을 유지하기 위한 전자 장치를 제공하고자 한다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 제1 플레이트, 상기 제1 플레이트와 반대 방향을 향하는 제2 플레이트, 및 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이의 공간을 둘러싸고, 상기 제2 플레이트에 연결되거나, 상기 제2 플레이트와 일체로 형성된 측면 부재를 포함하는 하우징, 상기 제1 플레이트의 일부를 통해 보여지는 디스플레이, 상기 하우징의 내부에 배치되는 안테나 구조체로서, 제1 면 및 상기 제1 면의 반대 방향으로 향하는 제2 면을 포함하는 인쇄 회로 기판, 및 상기 제1 면 및 상기 제2 면 사이, 또는 상기 제1 면에 배치되는 적어도 하나의 도전성 패치로서, 상기 도전성 패치 상에서 제1 방향으로 연장된 제1 가상축(imaginary axis), 및 상기 도전성 패치 상에서 상기 제1 가상축과 교차하면서 수직한 제2 가상축을 기준으로 시계방향으로 위치한 제1 내지 제4 영역을 포함하는 도전성 패치를 포함하는 안테나 구조체, 및 3㎓ 및 100㎓ 사이의 주파수를 가진 제1 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성된 적어도 하나의 무선 통신 회로로서, 상기 제1 영역의 제1 위치에 전기적으로 연결되는 제1 포트, 및 상기 제1 가상축을 기준으로 상기 제1 위치와 반대쪽에 위치한 제2 위치에 전기적으로 연결되는 제2 포트를 포함하는 무선 통신 회로를 포함할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 다른 실시 예에 따른 전자 장치는, 제1 플레이트, 상기 제1 플레이트와 반대 방향을 향하는 제2 플레이트, 및 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이의 공간을 둘러싸고, 상기 제2 플레이트에 연결되거나, 상기 제2 플레이트와 일체로 형성된 측면 부재를 포함하는 하우징, 상기 제1 플레이트의 일부를 통해 보여지는 디스플레이, 제1 포트 및 제2 포트를 포함하고, 3㎓ 및 100㎓ 사이의 주파수를 가진 제1 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성된 적어도 하나의 무선 통신 회로, 및 상기 하우징의 내부에 배치된 안테나 구조체로서, 제1 면 및 상기 제1 면의 반대 방향으로 향하는 제2 면을 포함하는 인쇄 회로 기판, 상기 제1 면 및 상기 제2 면 사이, 또는 상기 제1 면에 배치되는 적어도 하나의 도전성 패턴, 및 상기 제1 포트, 상기 제2 포트, 및 상기 도전성 패턴과 전기적으로 연결되는 컴바이너(combiner)를 포함하는 안테나 구조체를 포함할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 또 다른 실시 예에 따른 전자 장치는, 제1 플레이트, 상기 제1 플레이트와 반대 방향을 향하는 제2 플레이트, 및 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이의 공간을 둘러싸고, 상기 제2 플레이트에 연결되거나, 상기 제2 플레이트와 일체로 형성된 측면 부재를 포함하는 하우징, 상기 하우징의 내부에 배치되는 안테나 구조체, 상기 안테나 구조체에 연결되고, 지정된 주파수의 제1 신호를 송신 및/또는 수신하는 무선 통신 회로, 및 상기 무선 통신 회로와 작동적으로 연결되는 하나 이상의 프로세서를 포함하고, 상기 안테나 구조체는 제1 안테나 엘리먼트를 포함하고, 상기 무선 통신 회로는, 제1 위치에 연결된 제1 급전부, 및 제2 위치에 연결된 제2 급전부를 포함하고, 상기 무선 통신 회로는 상기 제1 급전부 및 상기 제2 급전부에 급전하고, 상기 제1 급전부는 제1 급전 라인을 통해 상기 제1 안테나 엘리먼트와 제1 위치에서 연결되고, 상기 제2 급전부는 제2 급전 라인을 통해 상기 제1 안테나 엘리먼트와 제2 위치에서 연결되고, 상기 제1 위치는 상기 제1 안테나 엘리먼트 상에서 제1 방향으로 연장된 제1 가상축을 기준으로 대칭일 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 안테나 구조체에 포함된 안테나 엘리먼트의 개수가 감소하더라도 안테나 구조체에 연결된 급전 포트의 총 개수를 유지하여 안테나 구조체의 성능 유지할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 고주파 통신을 지원하는 안테나 구조체의 방사 성능을 향상 시킬 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 레거시 네트워크 통신 및 5G 네트워크 통신을 지원하기 위한 전자 장치의 블록도이다.
도 3은 도 2를 참조하여 설명된 제3 안테나 모듈을 나타낸 도면들이다.
도 4는 도 3의 제3 안테나 모듈의 라인 B-B'에 대한 단면을 도시한다.
도 5는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 하우징, 안테나 구조체, 무선 통신 회로, 및/또는 프로세서를 나타낸 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 제1 도전성 패치, 제1 위치, 및 제2 위치를 나타낸 도면이다.
도 7은 다른 실시 예에 따른 도전성 패치가 복수의 포트들과 연결된 위치들을 나타낸 도면이다.
도 8은 또 다른 실시 예에 따른 도전성 패치가 복수의 포트들과 연결된 위치들을 나타낸 도면이다.
도 9는 또 다른 실시 예에 따른 도전성 패치가 복수의 포트들과 연결된 위치들을 나타낸 도면이다.
도 10a는 일 실시 예에 따른 도전성 패치의 전기장 분포를 나타낸 도면이다.
도 10b는 일 실시 예에 따른 도전성 패치가 방사하는 신호의 패턴을 나타낸 도면이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 안테나 구조체 및 복수의 도전성 패치들을 나타낸 도면이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 안테나 구조체의 급전 구조를 나타낸 도면이다.
도 13a 및 도 13b는 다른 실시 예에 따른 안테나 구조체의 급전 구조를 나타낸 도면들이다.
도 14a는 일 실시 예에 따른 안테나 구조체의 PCB, 복수의 포트들, 복수의 안테나 엘리먼트들, 및 결합부를 나타낸 도면이다.
도 14b는 도 14a의 안테나 구조체(1100)의 예시적인 구조를 나타낸 도면이다.
도 15는 일 실시 예에 따른 결합부의 구조를 나타낸 도면이다.
도 16은 다른 실시 예에 따른 안테나 구조체를 나타낸 도면이다.
도 17은 또 다른 실시 예에 따른 안테나 구조체를 나타낸 도면이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 레거시 네트워크 통신 및 5G 네트워크 통신을 지원하기 위한 전자 장치의 블록도이다.
도 3은 도 2를 참조하여 설명된 제3 안테나 모듈을 나타낸 도면들이다.
도 4는 도 3의 제3 안테나 모듈의 라인 B-B'에 대한 단면을 도시한다.
도 5는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 하우징, 안테나 구조체, 무선 통신 회로, 및/또는 프로세서를 나타낸 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 제1 도전성 패치, 제1 위치, 및 제2 위치를 나타낸 도면이다.
도 7은 다른 실시 예에 따른 도전성 패치가 복수의 포트들과 연결된 위치들을 나타낸 도면이다.
도 8은 또 다른 실시 예에 따른 도전성 패치가 복수의 포트들과 연결된 위치들을 나타낸 도면이다.
도 9는 또 다른 실시 예에 따른 도전성 패치가 복수의 포트들과 연결된 위치들을 나타낸 도면이다.
도 10a는 일 실시 예에 따른 도전성 패치의 전기장 분포를 나타낸 도면이다.
도 10b는 일 실시 예에 따른 도전성 패치가 방사하는 신호의 패턴을 나타낸 도면이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 안테나 구조체 및 복수의 도전성 패치들을 나타낸 도면이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 안테나 구조체의 급전 구조를 나타낸 도면이다.
도 13a 및 도 13b는 다른 실시 예에 따른 안테나 구조체의 급전 구조를 나타낸 도면들이다.
도 14a는 일 실시 예에 따른 안테나 구조체의 PCB, 복수의 포트들, 복수의 안테나 엘리먼트들, 및 결합부를 나타낸 도면이다.
도 14b는 도 14a의 안테나 구조체(1100)의 예시적인 구조를 나타낸 도면이다.
도 15는 일 실시 예에 따른 결합부의 구조를 나타낸 도면이다.
도 16은 다른 실시 예에 따른 안테나 구조체를 나타낸 도면이다.
도 17은 또 다른 실시 예에 따른 안테나 구조체를 나타낸 도면이다.
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 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 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 실시예에서는, 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 실시예에서는, 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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 센서모듈(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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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. 일실시예에 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 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 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 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 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. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 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 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 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.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 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. 일실시예에 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 2는 다양한 실시예들에 따른, 레거시 네트워크 통신 및 5G 네트워크 통신을 지원하기 위한 전자 장치(101)의 블록도(200)이다. 도 2를 참조하면, 전자 장치(101)는 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212), 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214), 제 1 radio frequency integrated circuit(RFIC)(222), 제 2 RFIC(224), 제 3 RFIC(226), 제 4 RFIC(228), 제 1 radio frequency front end(RFFE)(232), 제 2 RFFE(234), 제 1 안테나 모듈(242), 제 2 안테나 모듈(244), 및 안테나(248)을 포함할 수 있다. 전자 장치(101)는 프로세서(120) 및 메모리(130)를 더 포함할 수 있다. 네트워크(199)는 제 1 네트워크(292)와 제2 네트워크(294)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 도 1에 기재된 부품들 중 적어도 하나의 부품을 더 포함할 수 있고, 네트워크(199)는 적어도 하나의 다른 네트워크를 더 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212), 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214), 제 1 RFIC(222), 제 2 RFIC(224), 제 4 RFIC(228), 제 1 RFFE(232), 및 제 2 RFFE(234)는 무선 통신 모듈(192)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제 4 RFIC(228)는 생략되거나, 제 3 RFIC(226)의 일부로서 포함될 수 있다.
제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)는 제 1 네트워크(292)와의 무선 통신에 사용될 대역의 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 레거시 네트워크 통신을 지원할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제 1 네트워크는 2세대(2G), 3G, 4G, 또는 long term evolution(LTE) 네트워크를 포함하는 레거시 네트워크일 수 있다. 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 제 2 네트워크(294)와의 무선 통신에 사용될 대역 중 지정된 대역(예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)에 대응하는 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 5G 네크워크 통신을 지원할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제 2 네트워크(294)는 3GPP에서 정의하는 5G 네트워크일 수 있다. 추가적으로, 일실시예에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 제 2 네트워크(294)와의 무선 통신에 사용될 대역 중 다른 지정된 대역(예: 약 6GHz 이하)에 대응하는 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 5G 네크워크 통신을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)와 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 단일(single) 칩 또는 단일 패키지 내에 구현될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 프로세서(120), 보조 프로세서(123), 또는 통신 모듈(190)과 단일 칩 또는 단일 패키지 내에 형성될 수 있다.
제 1 RFIC(222)는, 송신 시에, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)에 의해 생성된 기저대역(baseband) 신호를 제 1 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)에 사용되는 약 700MHz 내지 약 3GHz의 라디오 주파수(RF) 신호로 변환할 수 있다. 수신 시에는, RF 신호가 안테나(예: 제 1 안테나 모듈(242))를 통해 제 1 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)로부터 획득되고, RFFE(예: 제 1 RFFE(232))를 통해 전처리(preprocess)될 수 있다. 제 1 RFIC(222)는 전처리된 RF 신호를 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.
제 2 RFIC(224)는, 송신 시에, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)에 사용되는 Sub6 대역(예: 약 6GHz 이하)의 RF 신호(이하, 5G Sub6 RF 신호)로 변환할 수 있다. 수신 시에는, 5G Sub6 RF 신호가 안테나(예: 제 2 안테나 모듈(244))를 통해 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 획득되고, RFFE(예: 제 2 RFFE(234))를 통해 전처리될 수 있다. 제 2 RFIC(224)는 전처리된 5G Sub6 RF 신호를 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214) 중 대응하는 커뮤니케이션 프로세서에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.
제 3 RFIC(226)는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)에서 사용될 5G Above6 대역(예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)의 RF 신호(이하, 5G Above6 RF 신호)로 변환할 수 있다. 수신 시에는, 5G Above6 RF 신호가 안테나(예: 안테나(248))를 통해 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 획득되고 제 3 RFFE(236)를 통해 전처리될 수 있다. 제 3 RFIC(226)는 전처리된 5G Above 6 RF 신호를 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제 3 RFFE(236)는 제 3 RFIC(226)의 일부로서 형성될 수 있다.
전자 장치(101)는, 일실시예에 따르면, 제 3 RFIC(226)와 별개로 또는 적어도 그 일부로서, 제 4 RFIC(228)를 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 4 RFIC(228)는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 중간(intermediate) 주파수 대역(예: 약 9GHz ~ 약 11GHz)의 RF 신호(이하, IF 신호)로 변환한 뒤, 상기 IF 신호를 제 3 RFIC(226)로 전달할 수 있다. 제 3 RFIC(226)는 IF 신호를 5G Above6 RF 신호로 변환할 수 있다. 수신 시에, 5G Above6 RF 신호가 안테나(예: 안테나(248))를 통해 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 수신되고 제 3 RFIC(226)에 의해 IF 신호로 변환될 수 있다. 제 4 RFIC(228)는 IF 신호를 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)가 처리할 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 제 1 RFIC(222)와 제 2 RFIC(224)는 단일 칩 또는 단일 패키지의 적어도 일부로 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 제 1 RFFE(232)와 제 2 RFFE(234)는 단일 칩 또는 단일 패키지의 적어도 일부로 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 제 1 안테나 모듈(242) 또는 제 2 안테나 모듈(244)중 적어도 하나의 안테나 모듈은 생략되거나 다른 안테나 모듈과 결합되어 대응하는 복수의 대역들의 RF 신호들을 처리할 수 있다.
일실시예에 따르면, 제 3 RFIC(226)와 안테나(248)는 동일한 서브스트레이트에 배치되어 제 3 안테나 모듈(246)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 모듈(192) 또는 프로세서(120)가 제 1 서브스트레이트(예: main PCB)에 배치될 수 있다. 이런 경우, 제 1 서브스트레이트와 별도의 제 2 서브스트레이트(예: sub PCB)의 일부 영역(예: 하면)에 제 3 RFIC(226)가, 다른 일부 영역(예: 상면)에 안테나(248)가 배치되어, 제 3 안테나 모듈(246)이 형성될 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나(248)는, 예를 들면, 빔포밍에 사용될 수 있는 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 제 3 RFIC(226)와 안테나(248)를 동일한 서브스트레이트에 배치함으로써 그 사이의 전송 선로의 길이를 줄이는 것이 가능하다. 이는, 예를 들면, 5G 네트워크 통신에 사용되는 고주파 대역(예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)의 신호가 전송 선로에 의해 손실(예: 감쇄)되는 것을 줄일 수 있다. 이로 인해, 전자 장치(101)는 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)와의 통신의 품질 또는 속도를 향상시킬 수 있다.
제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)는 제 1 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)와 독립적으로 운영되거나(예: Stand-Alone (SA)), 연결되어 운영될 수 있다(예: Non-Stand Alone (NSA)). 예를 들면, 5G 네트워크에는 액세스 네트워크(예: 5G radio access network(RAN) 또는 next generation RAN(NG RAN))만 있고, 코어 네트워크(예: next generation core(NGC))는 없을 수 있다. 이런 경우, 전자 장치(101)는 5G 네트워크의 액세스 네트워크에 액세스한 후, 레거시 네트워크의 코어 네트워크(예: evolved packed core(EPC))의 제어 하에 외부 네트워크(예: 인터넷)에 액세스할 수 있다. 레거시 네트워크와 통신을 위한 프로토콜 정보(예: LTE 프로토콜 정보) 또는 5G 네트워크와 통신을 위한 프로토콜 정보(예: New Radio(NR) 프로토콜 정보)는 메모리(230)에 저장되어, 다른 부품(예: 프로세서(120), 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212), 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214))에 의해 액세스될 수 있다.
도 3은, 예를 들어, 도 2를 참조하여 설명된 제 3 안테나 모듈(246)의 구조의 일실시예를 도시한다. 도 3a는, 상기 제 3 안테나 모듈(246)을 일측에서 바라본 사시도이고, 도 3b는 상기 제 3 안테나 모듈(246)을 다른 측에서 바라본 사시도이다. 도 3c는 상기 제 3 안테나 모듈(246)의 A-A'에 대한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 일실시예에서, 제 3 안테나 모듈(246)은 인쇄회로기판(310), 안테나 어레이(330), RFIC(radio frequency integrate circuit)(352), PMIC(power manage integrate circuit)(354), 모듈 인터페이스(370)을 포함할 수 있다. 선택적으로, 제 3 안테나 모듈(246)은 차폐 부재(390)를 더 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서는, 상기 언급된 부품들 중 적어도 하나가 생략되거나, 상기 부품들 중 적어도 두 개가 일체로 형성될 수도 있다.
인쇄회로기판(310)은 복수의 도전성 레이어들, 및 상기 도전성 레이어들과 교번하여 적층된 복수의 비도전성 레이어들을 포함할 수 있다. 상기 인쇄회로기판(310)은, 상기 도전성 레이어에 형성된 배선들 및 도전성 비아들을 이용하여 인쇄회로기판(310) 및/또는 외부에 배치된 다양한 전자 부품들 간 전기적 연결을 제공할 수 있다.
안테나 어레이(330)(예를 들어, 도 2의 248)는, 방향성 빔을 형성하도록 배치된 복수의 안테나 엘리먼트들(332, 334, 336, 또는 338)을 포함할 수 있다. 상기 안테나 엘리먼트들은, 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(310)의 제 1 면에 형성될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 안테나 어레이(330)는 인쇄회로기판(310)의 내부에 형성될 수 있다. 실시예들에 따르면, 안테나 어레이(330)는, 동일 또는 상이한 형상 또는 종류의 복수의 안테나 어레이들(예: 다이폴 안테나 어레이, 및/또는 패치 안테나 어레이)을 포함할 수 있다.
RFIC(352)(예를 들어, 도 2의 226)는, 상기 안테나 어레이와 이격된, 인쇄회로기판(310)의 다른 영역(예: 상기 제 1 면의 반대쪽인 제 2 면)에 배치될 수 있다. 상기 RFIC는, 안테나 어레이(330)를 통해 송/수신되는, 선택된 주파수 대역의 신호를 처리할 수 있도록 구성된다. 일실시예에 따르면, RFIC(352)는, 송신 시에, 통신 프로세서(미도시)로부터 획득된 기저대역 신호를 지정된 대역의 RF 신호로 변환할 수 있다. 상기 RFIC(352)는, 수신 시에, 안테나 어레이(352)를 통해 수신된 RF 신호를, 기저대역 신호로 변환하여 통신 프로세서에 전달할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, RFIC(352)는, 송신 시에, IFIC(intermediate frequency integrate circuit)(예를 들어, 도 2의 228)로부터 획득된 IF 신호(예: 약 9GHz ~ 약 11GHz) 를 선택된 대역의 RF 신호로 업 컨버트 할 수 있다. 상기 RFIC(352)는, 수신 시에, 안테나 어레이(352)를 통해 획득된 RF 신호를 다운 컨버트하여 IF 신호로 변환하여 상기 IFIC에 전달할 수 있다.
PMIC(354)는, 상기 안테나 어레이와 이격된, 인쇄회로기판(310)의 다른 일부 영역(예: 상기 제 2 면)에 배치될 수 있다. PMIC는 메인 PCB(미도시)로부터 전압을 공급받아서, 안테나 모듈 상의 다양한 부품(예를 들어, RFIC(352))에 필요한 전원을 제공할 수 있다.
차폐 부재(390)는 RFIC(352) 또는 PMIC(354) 중 적어도 하나를 전자기적으로 차폐하도록 상기 인쇄회로기판(310)의 일부(예를 들어, 상기 제 2 면)에 배치될 수 있다. 일실시예에 따르면, 차폐 부재(390)는 쉴드캔을 포함할 수 있다.
도시되지 않았으나, 다양한 실시예들에서, 제 3 안테나 모듈(246)은, 모듈 인터페이스를 통해 다른 인쇄회로기판(예: 주 회로기판)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 모듈 인터페이스는, 연결 부재, 예를 들어, 동축 케이블 커넥터, board to board 커넥터, 인터포저, 또는 FPCB(flexible printed circuit board)를 포함할 수 있다. 상기 연결 부재를 통하여, 상기 안테나 모듈의 RFIC(352) 및/또는 PMIC(354)가 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4는, 도 3의 제3 안테나 모듈(246)의 라인 B-B'에 대한 단면을 도시한다. 도시된 실시예의 인쇄회로기판(310)은 안테나 레이어(411)와 네트워크 레이어(413)를 포함할 수 있다.
상기 안테나 레이어(411)는, 적어도 하나의 유전층(437-1), 및 상기 유전층의 외부 표면 상에 또는 내부에 형성된 안테나 엘리먼트(336) 및/또는 급전부(425)를 포함할 수 있다. 상기 급전부(425)는 급전점(427) 및/또는 급전선(429)을 포함할 수 있다.
상기 네트워크 레이어(413)는, 적어도 하나의 유전층(437-2), 및 상기 유전층의 외부 표면 상에 또는 내부에 형성된 적어도 하나의 그라운드 층(433), 적어도 하나의 도전성 비아(435), 전송선로(423), 및/또는 신호 선로(429)를 포함할 수 있다.
아울러, 도시된 실시예에서, 도 3c의 제3 RFIC(226)는, 예를 들어 제 1 및 제 2 연결부들(solder bumps)(440-1, 440-2)을 통하여 상기 네트워크 레이어(413)에 전기적으로 연결될 수 있다. 다른 실시예들에서는, 연결부 대신 다양한 연결 구조 (예를 들어, 납땜 또는 BGA)가 사용될 수 있다. 상기 제3 RFIC(226)는, 제 1 연결부(440-1), 전송 선로(423), 및 급전부(425)를 통하여 상기 안테나 엘리먼트(336)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 RFIC(226)는 또한, 상기 제 2 연결부(440-2), 및 도전성 비아(435)를 통하여 상기 그라운드 층(433)과 전기적으로 연결될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 제3 RFIC(226)는 또한 상기 신호 선로(429)를 통하여, 위에 언급된 모듈 인터페이스와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 전자 장치(101)의 하우징(200), 안테나 구조체(240), 무선 통신 회로(250), 및/또는 프로세서(120)를 나타낸 도면이다.
일 실시 예에서, 하우징(200)은 제1 플레이트(210), 제2 플레이트(220), 및/또는 측면 부재(230)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 플레이트(210)는 전자 장치(101)의 제1 면(또는 전면)을 형성할 수 있다. 제1 플레이트(210)는 적어도 일부분이 실질적으로 투명할 수 있다. 예를 들어, 제1 플레이트(210)는 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트로 형성될 수 있다. 제1 플레이트(210)는 제1 면의 실질적으로 투명한 부분을 통하여 표시 장치(160)의 디스플레이를 노출할 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 플레이트(220)는 전자 장치(101)의 제2 면(또는 후면)을 형성할 수 있다. 제2 플레이트(220)는 제1 플레이트(210)와 반대 방향을 향하도록 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 플레이트(220)는 실질적으로 불투명할 수 있다. 예를 들어, 제2 플레이트(220)는 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.
일 실시 예에서, 측면 부재(230)는 전자 장치(101)의 제1 플레이트(210) 및 제2 플레이트(220) 사이의 공간을 둘러싸는 측면을 형성할 수 있다. 측면 부재(230)는 제1 플레이트(210)와 제2 플레이트(220) 사이의 공간을 둘러쌀 수 있다. 측면 부재(230)는 제2 플레이트(220)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 측면 부재(230)는 제1 플레이트(210) 및 제2 플레이트(220)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 베젤 구조를 가질 수 있다. 다른 예로, 측면 부재(230)는 제2 플레이트(220)와 일체로 형성되고, 제2 플레이트(220)와 동일한 물질(예: 알루미늄과 같은 금속 물질)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 안테나 구조체(240)는 하우징(200)의 내부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 안테나 구조체(240)는 하우징(200)의 내부 가장자리의 적어도 일부에 부착될 수 있다. 안테나 구조체(240)는 복수의 도전성 패치들(241~244)을 포함할 수 있다. 복수의 도전성 패치들(241-244)은, 예를 들어, 제1 도전성 패치(241), 제2 도전성 패치(242), 제3 도전성 패치(243), 및/또는 제4 도전성 패치(244)를 포함할 수 있다. 안테나 구조체(240)는 복수의 도전성 패치들(241-244)을 이용하여 RF 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다.
일 실시 예에서, 무선 통신 회로(250)는 안테나 구조체(240)에 연결될 수 있다. 무선 통신 회로(250)는 무선 주파수 집적 회로(radio frequency integrated circuit, RFIC), 중간 주파수 집적 회로(inter frequency integrated circuit, IFIC), 및/또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor, CP)를 포함할 수 있다. 무선 통신 회로(250)는 지정된 주파수의 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(120)는 무선 통신 회로(250)와 작동적으로 연결될 수 있다. 프로세서(120)는 어플리케이션 프로세서(application processor, AP) 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor, CP)를 포함할 수 있다. 프로세서(120)는 무선 통신 회로(250)의 동작을 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 복수의 도전성 패치들(241~244)은 안테나 구조체(240)의 내부 또는 안테나 구조체(240)의 일 면 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시한 바와 같이, 복수의 도전성 패치들(241~244)은 안테나 구조체(240)에 4개 배열될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 안테나 구조체(240)에는 4개 보다 많거나 적은 개수의 도전성 패치가 포함될 수 있다. 복수의 도전성 패치들(241~244) 각각은 원형 또는 다각형의 형상을 가질 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 복수의 도전성 패치들(241~244)은 안테나 구조체(240) 상에서 지정된 간격으로 배열될 수 있다. 복수의 도전성 패치들(241~244)은 RF 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 제1 도전성 패치(241), 제1 위치(610), 및 제2 위치(620)를 나타낸 도면이다. 제1 위치(610)는 제1 도전성 패치(241) 상에서 제1 포트가 연결된 지점일 수 있다. 제2 위치(620)는 제1 도전성 패치(241) 상에서 제2 포트가 연결된 지점일 수 있다.
일 실시 예에서, 무선 통신 회로(250)는 제1 포트 및 제2 포트를 포함할 수 있다. 제1 포트 및 제2 포트에서는 급전 라인과 같은 전송 선로가 연장될 수 있다. 전송 선로는 제1 도전성 패치(241) 상의 제1 위치(610) 또는 제2 위치(620)에 연결될 수 있다. 전송 선로는 무선 통신 회로(250)와 제1 도전성 패치(241)의 급전부를 전기적으로 연결하는 경로일 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 포트 및 제2 포트는 다양한 전기적 경로를 통해 제1 위치(610) 또는 제2 위치(620)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 포트 및 제2 포트는 제1 도전성 패치(241)의 일 면에 형성된 도전성 접점, 무선 통신 회로(250)로부터 제1 도전성 패치(241)의 일 면을 향하도록 형성된 비아 홀(via hole), 무선 통신 회로(250)로부터 제1 도전성 패치(241)의 일 면을 향하도록 연장된 전송 선로의 일 단, 또는 제1 도전성 패치(241)를 포함하는 안테나 구조체(240)를 이루는 PCB(printed circuit board, 인쇄 회로 기판)의 도전층에 포함된 도전성 패턴을 통해 제1 위치(610) 또는 제2 위치(620)에 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 도전성 패치(241)는 정의된 중심점(301)을 가질 수 있다. 중심점(301)은 도전성 패치(241)의 형태에 따라 정의될 수 있다. 예를 들어, 제1 도전성 패치(241)가 원형인 경우, 중심점(301)은 제1 도전성 패치(241)의 중심으로 정의될 수 있다. 다른 예로, 제1 도전성 패치(241)가 다각형인 경우, 중심점(301)은 제1 도전성 패치(241)의 가장자리로부터 중심까지의 물리적인 길이 또는 전기적인 길이가 동일한 중심 지점으로 정의될 수 있다.
일 실시 예에서, 무선 통신 회로(250)는 제1 포트 및 제2 포트를 포함할 수 있다. 무선 통신 회로(250)는 제1 도전성 패치(241)가 RF 신호를 방사하도록 제1 포트 및 제2 포트를 통해 제1 도전성 패치(241)에 급전할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 포트는 제1 도전성 패치(241) 상의 제1 위치(610)에 연결될 수 있다. 제1 위치(610)는 제1 도전성 패치(241)의 중심점(301)으로부터 제1 거리(D1)만큼 이격될 수 있다. 제1 거리(D1)는 제1 도전성 패치(241)의 임피던스(impedance)에 따라 설정될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 포트는 제1 도전성 패치(241) 상의 제2 위치(620)에 연결될 수 있다. 제2 위치(620)는 제1 위치(610)와 다른 지점일 수 있다. 제2 위치(620)는 제1 도전성 패치(241)의 중심점(301)으로부터 제1 거리(D1)만큼 이격될 수 있다.
일 실시 예에서, 무선 통신 회로(250)는 제1 포트 및 제2 포트를 이용하여 제1 도전성 패치(241)에 급전할 수 있다. 무선 통신 회로(250)는 제1 위치(310) 및 제2 위치(320)로 급전하여 제1 도전성 패치(241) 상에 제1 편파(P1)를 생성할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 편파(P1)는 제1 가상축(imaginary axis)(X축) 방향으로 형성될 수 있다. 제1 도전성 패치(241)는 제1 가상축(X축) 방향으로 편파된 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 제1 위치(610) 및 제2 위치(620)로 급전된 신호 중 +Y 방향 및 -Y 방향의 신호는 서로 상쇄되고 남은 +X 또는 -X 방향의 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 제1 편파(P1)는 수평 편파(horizontal polarization)로 참조될 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로(250)가 제1 포트 및 제2 포트에 급전하는 신호의 크기 및 위상이 동일한 경우, 제1 편파(P1)는 제1 위치(610) 및 제2 위치(620)의 중간 지점을 제1 가상축(X축) 방향으로 지나도록 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 위치(610) 및 제2 위치(620)는 중심점(301)을 제1 편파(P1)의 방향과 평행하게 지나는 제1 가상축(X축)에 대칭으로 배치될 수 있다. 제1 위치(610) 및 제2 위치(620)는 제1 가상축(X축)으로부터 동일한 길이만큼 이격될 수 있다. 이 경우, 제1 위치(610)는 제1 가상축(X축)으로부터 +Y축 방향으로 제1 길이(L1)만큼 이격될 수 있다. 제2 위치(620)는 제1 가상축(X축)으로부터 -Y축 방향으로 제1 길이(L1)만큼 이격될 수 있다.
일 실시 예에서, 중심점(301)과 제1 위치(610)를 연결하는 선 및 중심점(301)과 제2 위치(610)를 연결하는 선은 제1 가상축(X축) 방향의 교차 각도가 예각을 이루도록 배치될 수 있다. 제1 위치(610) 및 중심점(301)을 연결하는 가상의 직선과 제2 위치(620) 및 중심점(301)을 연결하는 가상의 직선은 중심점(301)에서 제1 각도(θ1)로 교차할 수 있다. 제1 각도(θ1)는 0도 이상 90도 이하일 수 있다.
일 실시 예에서, 무선 통신 회로(250)가 제1 도전성 패치(241)의 제1 위치(610) 및 제2 위치(620)에 급전하는 신호의 크기 및 위상은 동일할 수 있다. 무선 통신 회로(250)가 제1 포트 및 제2 포트에 공급하는 신호의 크기 및 위상이 동일한 경우, 무선 통신 회로(250)가 단일한 포트를 제1 가상축(X축) 상의 단일한 위치 상에 연결하여 제1 도전성 패치(241)에 급전하는 경우와 동일한 방향으로 제1 편파(P1)가 생성될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 위치(610) 및 제2 위치(620)는 중심점(301)으로부터 제1 거리(D1)만큼 이격될 수 있다. 제1 도전성 패치(241)가 무선 통신 회로(250)의 제1 포트 및 제2 포트를 이용하여 제1 위치(610) 및 제2 위치(620)로 급전받는 경우의 임피던스는, 제1 도전성 패치(241)가 무선 통신 회로(250)의 단일한 포트를 이용하여 단일한 위치로 급전받는 경우의 임피던스와 다른 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 도전성 패치(241)가 단일한 위치로 급전받는 경우보다 제1 도전성 패치(241)가 제1 위치(610) 및 제2 위치(620)로 급전받는 경우의 임피던스를 감소시켜야 하는 경우, 제1 거리(D1)는 제1 도전성 패치(241)가 단일한 포트와 연결될 때 단일한 위치가 중심점(301)으로부터 이격된 거리보다 짧을 수 있다.
도 7은 다른 실시 예에 따른 도전성 패치(700)가 복수의 포트들과 연결된 위치들(610, 620, 710)을 나타낸 도면이다.
일 실시 예에서, 도전성 패치(700)는 중심점(301), 제1 위치(610), 제2 위치(620), 및/또는 제3 위치(710)를 포함할 수 있다. 도 7의 도전성 패치(700)의 중심점(301), 제1 위치(610) 및 제2 위치(620)는 도 6의 제1 도전성 패치(241)의 중심점(301), 제1 위치(610) 및 제2 위치(620)와 실질적으로 동일한 구성 요소이므로, 이하에서는 이에 대한 설명을 생략하기로 한다.
일 실시 예에서, 무선 통신 회로(250)는 도전성 패치(700)가 RF 신호를 방사하도록 제1 포트, 제2 포트, 및/또는 제3 포트에 급전할 수 있다. 제1 포트는 전송 선로를 통해 도전성 패치(400) 상의 제1 위치(610)에 연결될 수 있다. 제2 포트는 전송 선로를 통해 도전성 패치(700) 상의 제2 위치(620)에 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 제3 포트는 도전성 패치(700) 상의 제3 위치(710)에 연결될 수 있다. 제3 위치(710)는 제1 위치(610) 및 제2 위치(620)와 다른 지점일 수 있다. 제3 위치(710)는 도전성 패치(700)의 중심점(301)으로부터 제1 거리(D1)만큼 이격될 수 있다.
일 실시 예에서, 무선 통신 회로(250)는 제1 포트, 제2 포트, 및/또는 제3 포트를 이용하여 도전성 패치(700)에 급전할 수 있다. 무선 통신 회로(250)는 제1 위치(610), 제2 위치(620), 및 제3 위치(710)에 급전하여 도전성 패치(700) 상에 제1 편파(P1)를 생성할 수 있다.
일 실시 예에서, 무선 통신 회로(250)는 홀수 개인 제1 포트, 제2 포트, 및 제3 포트에 동일한 크기 및 동일한 위상을 갖는 신호를 급전하여 제1 편파(P1)를 형성할 수 있다. 제1 편파(P1)는 제1 위치(610) 및 제2 위치(620)의 중간 지점을 지나는 방향임과 동시에, 제3 위치(710)를 지나도록 형성될 수 있다. 무선 통신 회로(250)는 홀수 개의 포트들 중 적어도 하나의 포트를 제1 편파(P1) 방향으로 평행한 제1 가상축(X축) 상에 배치된 제3 위치(710)에 연결하여 제1 편파(P1)를 형성할 수 있다.
일 실시 예에서, 제3 위치(710)는 제1 가상축(X축) 상에 배치될 수 있다. 제1 위치(610) 및 중심점(301)을 연결하는 가상의 직선과 제2 위치(620) 및 중심점(301)을 연결하는 가상의 직선은 중심점(301)에서 제1 각도(θ1)로 교차할 수 있다. 제1 각도(θ1)는 0도 이상 90도 이하일 수 있다.
도 8은 또 다른 실시 예에 따른 도전성 패치(800)가 복수의 포트들과 연결된 위치들(610, 620, 810, 820)을 나타낸 도면이다.
일 실시 예에서, 도전성 패치(800)는 제1 위치(610), 제2 위치(620), 제4 위치(810), 및 제5 위치(820)를 포함할 수 있다. 도 8의 도전성 패치(500)의 중심점(301), 제1 위치(610) 및 제2 위치(620)는 도 7의 도전성 패치(700)의 중심점(301), 제1 위치(610) 및 제2 위치(620)와 실질적으로 동일한 구성 요소이므로, 이하에서는 이에 대한 설명을 생략하기로 한다.
일 실시 예에서, 무선 통신 회로(250)는 도전성 패치(800)가 RF 신호를 방사하도록 제1 포트, 제2 포트, 제3 포트, 및/또는 제4 포트에 급전할 수 있다. 제1 포트는 전송 선로를 통해 도전성 패치(800) 상의 제1 위치(610)에 연결될 수 있다. 제2 포트는 전송 선로를 통해 도전성 패치(800) 상의 제2 위치(620)에 연결될 수 있다. 제3 포트는 전송 선로를 통해 도전성 패치(800) 상의 제4 위치(810)에 연결될 수 있다. 제4 포트는 전송 선로를 통해 도전성 패치(800) 상의 제5 위치(820)에 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 도 8의 도전성 패치(800)의 제4 위치(810) 및 제5 위치(820)는 제1 위치(610) 및 제2 위치(620)와 서로 직교되는 구성으로 배치될 수 있다. 제4 위치(810) 및 제5 위치(820)는 제1 위치(610) 및 제2 위치(620)에서 형성하는 편파와 직교하는 편파를 형성할 수 있다. 무선 통신 회로(250)는 도전성 패치(800)가 RF 신호를 방사하도록 제1 위치(610), 제2 위치(620), 제4 위치(810), 및/또는 제5 위치(820)에 급전할 수 있다.
일 실시 예에서, 제3 포트는 적어도 하나의 도전성 패치(800) 상의 제4 위치(810)에 연결될 수 있다. 제4 위치(810)는 제1 위치(610), 제2 위치(620), 또는 제3 위치(710)와 다른 지점일 수 있다. 제4 위치(810)는 도전성 패치(800)의 중심점(301)으로부터 제2 거리(D2)만큼 이격될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 거리(D2)는 서로 직교하는 방향으로 편파된 신호의 크기 비율, 도전성 패치(800)의 임피던스, 또는 제1 위치, 제2 위치, 제4 위치, 및/또는 제5 위치(610, 620, 810, 820)로 급전되는 신호의 주파수 대역 관계에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 위치(610, 620)와 제4 및 제5 위치(810, 820)에서 서로 동일한 주파수 대역의 신호를 서로 다른 편파로 송신 및/또는 수신할 경우, 제2 거리(D2)는 제1 거리(D1)와 동일하게 설정되고, 제1 각도(θ1)는 제2 각도(θ2)와 동일하게 설정될 수 있다. 다른 예로, 제1 및 제2 위치(610, 620)와 제4 및 제5 위치(810, 820)에서 서로 다른 주파수 대역의 신호를 송신 및/또는 수신할 경우, 제2 거리(D2)는 제1 거리(D1)와 다르게 설정되거나 제2 각도(θ2)는 제1 각도(θ1)와 다르게 설정될 수 있다.
일 실시 예에서, 제4 포트는 적어도 하나의 도전성 패치(800) 상의 제5 위치(820)에 연결될 수 있다. 제5 위치(820)는 제1 위치(810) 내지 제4 위치(810)와 다른 지점일 수 있다. 제5 위치(820)는 도전성 패치(800)의 중심점(301)으로부터 제2 거리(D2)만큼 이격될 수 있다.
일 실시 예에서, 무선 통신 회로(250)는 제1 위치(610) 및 제2 위치(620)에 급전하여 제1 편파(P1)를 생성할 수 있다. 무선 통신 회로(250)는 제4 위치(810) 및 제5 위치(820)에 급전하여 제1 편파(P1)와 직교하는 제2 편파(P2)를 생성할 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 편파(P2)는 제1 가상축(X축)과 수직인 제2 가상축(Y축) 방향으로 형성될 수 있다. 도전성 패치(800)는 제2 가상축(Y축) 방향으로 편파된 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 제4 위치(810) 및 제5 위치(820)로 급전된 신호 중 +X 방향 및 -X 방향의 신호는 서로 상쇄되고 남은 +Y 또는 -Y 방향의 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 제2 편파(P2)는 수직 편파(vertical polarization)로 참조될 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로(250)가 제3 포트 및 제4 포트에 급전하는 신호의 크기 및 위상이 동일한 경우, 제2 편파(P2)는 제4 위치(810) 및 제5 위치(820)의 중간 지점을 제2 가상축(Y축) 방향으로 지나도록 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 제4 위치(810) 및 제5 위치(820)는 제2 가상축(Y축)에 대칭으로 배치될 수 있다. 제4 위치(810)는 제2 가상축(Y축)으로부터 +X축 방향으로 제2 길이(L2)만큼 이격될 수 있다. 제5 위치(820)는 제2 가상축(Y축)으로부터 -X축 방향으로 제2 길이(L2)만큼 이격될 수 있다. 일 실시 예에서, 중심점(301)과 제4 위치(810)를 연결하는 선 및 중심점(301)과 제5 위치(820)를 연결하는 선은 제2 가상축(Y축) 방향의 교차 각도가 예각을 이루도록 배치될 수 있다. 제4 위치(810) 및 중심점(301)을 연결하는 가상의 직선과 제5 위치(820) 및 중심점(301)을 연결하는 가상의 직선은 중심점(301)에서 제2 각도(θ2)로 교차할 수 있다. 제2 각도(θ2)는 0도 이상 90도 이하일 수 있다.
일 실시 예에서, 무선 통신 회로(250)가 제3 포트 및 제4 포트에서 적어도 하나의 도전성 패치(800)에 급전하는 신호의 크기 및 위상은 동일할 수 있다. 무선 통신 회로(250)가 제4 위치(810) 및 제5 위치(820)에 공급하는 신호의 크기 및 위상이 동일한 경우, 무선 통신 회로(250)가 제2 가상축(Y축) 상에 배치된 단일한 포트를 통해 도전성 패치(800)를 급전하는 경우와 동일한 방향으로 제2 편파(P2)가 생성될 수 있다. 무선 통신 회로(250)가 제4 위치(810) 및 제5 위치(820)에 공급하는 신호의 크기 또는 위상과 제1 위치(610) 및 제2 위치(620)에 공급하는 신호의 크기 또는 위상의 관계에 따라 제1 편파(P1) 및 제2 편파(P2)의 크기 비율과 같은 관계를 제어할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로(250)가 제4 위치(810) 및 제5 위치(820)에 공급하는 신호의 크기가 제1 위치(610) 및 제2 위치(620)에 공급하는 신호의 크기와 동일한 경우, 제1 편파(P1) 및 제2 편파(P2)가 동일한 크기를 갖도록 제어할 수 있다.
도 9는 또 다른 실시 예에 따른 도전성 패치(900)가 복수의 포트들과 연결된 위치들(610, 620, 910, 920)을 나타낸 도면이다.
일 실시 예에서, 도전성 패치(900)는 제1 위치(610), 제2 위치(620), 제6 위치(910), 및 제7 위치(920)를 포함할 수 있다. 도 9의 도전성 패치(900)의 중심점(301), 제1 위치(610) 및 제2 위치(620)는 도 8의 도전성 패치(800)의 중심점(301), 제1 위치(610) 및 제2 위치(620)와 실질적으로 동일한 구성 요소이므로, 이하에서는 이에 대한 설명을 생략하기로 한다.
일 실시 예에서, 무선 통신 회로(250)는 제1 내지 제4 포트를 가질 수 있다. 무선 통신 회로(250)는 도전성 패치(900)가 RF 신호를 방사하도록 제1 포트, 제2 포트, 제3 포트, 및/또는 및 제4 포트를 이용하여 도전성 패치(900)에 급전할 수 있다.
일 실시 예에서, 무선 통신 회로(250)의 제3 포트는 도전성 패치(600) 상의 제6 위치(910)에 연결될 수 있다. 제6 위치(910)는 제1 위치(610) 내지 제5 위치(820)와 다른 지점일 수 있다. 제6 위치(910)는 도전성 패치(900)의 중심점(301)으로부터 제1 거리(D1)만큼 이격될 수 있다.
일 실시 예에서, 무선 통신 회로(250)의 제4 포트는 도전성 패치(900) 상의 제7 위치(920)에 연결될 수 있다. 제7 위치(920)는 제1 위치(610) 내지 제6 위치(910)와 다른 지점일 수 있다. 제7 위치(920)는 도전성 패치(900)의 중심점(301)으로부터 제1 거리(D1)만큼 이격될 수 있다.
일 실시 예에서, 무선 통신 회로(250)는 제1 위치(610), 제2 위치(620), 제6 위치(910), 및/또는 제7 위치(920)에 급전할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 위치(610) 및 제6 위치(910)는 중심점(301)을 제1 편파(P1)의 방향과 수직인 제2 편파(P2)의 방향으로 지나는 제2 가상축(Y축)에 대칭으로 배치될 수 있다. 제2 위치(620) 및 제7 위치(920)는 제2 가상축(Y축)에 대칭으로 배치될 수 있다. 제1 위치(610) 및 제6 위치(910)는 제2 가상축(Y축)으로부터 각각 +X축 방향 및 -X축 방향으로 제3 길이(L3)만큼 이격될 수 있다. 제2 위치(620) 및 제7 위치(920)는 제2 가상축(Y축)으로부터 각각 +X축 방향 및 -X축 방향으로 제3 길이(L3)만큼 이격될 수 있다.
일 실시 예에서, 무선 통신 회로(250)가 제3 포트 및 제4 포트를 통해 도전성 패치(900)에 급전하는 신호의 위상 및 무선 통신 회로(250)가 제1 포트 및 제2 포트를 통해 도전성 패치(900)에 급전하는 신호의 위상의 차이는 180도일 수 있다. 무선 통신 회로(250)는 제6 위치(910) 및 제7 위치(920)에 제1 위치(610) 및 제2 위치(620)와 반대 위상의 신호를 급전하는 차등(differential) 급전을 수행할 수 있다.
도 10a는 일 실시 예에 따른 도전성 패치(예: 도 9의 도전성 패치(900))의 전기장 분포를 나타낸 도면(1000)이다.
일 실시 예에서, 도전성 패치(900)에 분포되는 전기장(electric field, E-field)을 시뮬레이션(simulation) 할 수 있다. 무선 통신 회로(250)는 제1 포트 내지 제4 포트를 이용하여 도전성 패치(900)를 급전할 수 있다. 무선 통신 회로(250)는 제1 포트 및 제2 포트로 인가하는 신호와 제3 포트 및 제4 포트로 인가하는 신호의 위상이 서로 180도만큼 다르게 설정할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 위치(610) 및 제2 위치(620)와 제6 위치(910) 및 제7 위치(920)로 180로 다른 위상을 갖는 신호가 급전될 수 있다. 도전성 패치(900)의 급전 시 안테나 구조체(240)의 그라운드(ground, GND)와 비교하여 영역에 따른 전기장 또는 분포 전류의 절대값 크기를 나타낼 수 있다.
일 실시 예에서, 전기장 또는 분포 전류는 제1 가상축(X축)을 기준으로 대칭을 이룰 수 있다. 제1 포트 내지 제4 포트를 이용하여 다중 급전(multi feeding) 및 차등 급전을 모두 적용한 경우에도, 도전성 패치(900)에 균일한 급전을 수행할 수 있다. 또 다른 예로, 도전성 패치(900)의 전기장 또는 분포 전류가 균일함에 따라 도전성 패치(900) 내의 공진이 용이하게 이루어질 수 있다.
도 10b는 일 실시 예에 따른 도전성 패치(예: 도 9의 도전성 패치(900))가 방사하는 신호(1001)의 패턴을 나타낸 도면이다.
일 실시 예에서, 도전성 패치(900)는 급전을 받는 경우, 신호(1001)를 방사할 수 있다. 도전성 패치(900)는 일 면 방향으로 신호(1001)를 방사할 수 있다. 예를 들어, 도전성 패치(900)가 XY평면과 평행하게 배치된 경우, 도전성 패치(900)는 Z축 방향으로 신호(1001)를 방사할 수 있다.
일 실시 예에서, 도전성 패치(900)는 중심점(301)에서 Z축 방향과 평행한 방향으로 신호(1001)를 방사할 수 있다. 도전성 패치(600)를 다중 급전하는 경우, 단일한 포트로 급전하는 경우와 비교하여 Z축 방향으로의 신호(1001)의 방사 성능이 향상될 수 있다. 예를 들어, 도전성 패치(600)는 Z축 방향으로의 신호(1001)의 피크(peak) 크기가 증가할 수 있다. 예를 들어, 도 10b에서 도시한 바와 같이 Z축 방향으로 신호(1001)의 크기가 약 7.21dBi까지 증가할 수 있다.
일 실시 예에서, 다중 급전을 수행하는 경우, 신호(1001)의 출력 세기가 증가할 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제4 포트를 이용하여 4개의 위치에서 급전을 수행하는 경우, 급전점이 4개일 수 있다. 급전점이 2개인 경우 급전점이 1개인 경우와 비교하여 신호(1010)의 출력 세기가 약 3dB 증가할 수 있다. 이에 따라, 급전점이 4개인 경우, 급전점이 1개인 경우와 비교하여 신호(1001)의 출력 세기가 약 6dB 증가할 수 있다.
도 11은 일 실시 예에 따른 안테나 구조체(240) 및 복수의 도전성 패치들(241~244)을 나타낸 도면이다. 도 11에서는 제1 도전성 패치(241) 내지 제4 도전성 패치(244)가 일렬로 배치된 경우를 도시하였다.
일 실시 예에서, 제1 도전성 패치(241) 내지 제4 도전성 패치(244) 각각은 실질적으로 동일한 물리적 구조 및 급전 구조를 가질 수 있다. 제1 도전성 패치(241) 내지 제4 도전성 패치(244) 각각은 실질적으로 동일한 개수의 포트와 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 도전성 패치(241) 내지 제4 도전성 패치(244) 각각은 총 4개의 급전 점(feeding point)이 있는 급전 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 무선 통신 회로(250)는 하나의 도전성 패치 당 4개의 급전부를 가질 수 있다. 각각의 급전부 전부가 무선 통신 회로(250)와 개별적으로 연결되는 경우, 제1 도전성 패치(241) 내지 제4 도전성 패치(244) 각각에 배치된 4개의 급전부, 총 16개의 급전부가 무선 통신 회로(250)와 연결될 수 있다. 무선 통신 회로(250)는 16개의 포트 각각에서 연장된 전송 선로들을 이용하여 16개의 급전 점에 신호를 급전할 수 있다.
일 실시 예에서, 안테나 구조체(240)를 기준으로 제1 도전성 패치(241) 및 제2 도전성 패치(242)는 제3 도전성 패치(243) 및 제4 도전성 패치(244)와 서로 대칭인 구조를 가질 수 있다. 제1 도전성 패치(241) 및 제2 도전성 패치(242)는 동일한 위치에 4개의 급전 점이 형성될 수 있다. 제3 도전성 패치(243) 및 제4 도전성 패치(244)는 제1 도전성 패치(241) 및 제2 도전성 패치(242)와 서로 대칭인 위치에 4개의 급전 점이 형성될 수 있다. 무선 통신 회로(250)는 송신 및/또는 수신을 위한 복수의 포트들에서 전송 선로를 통해여 제1 도전성 패치(241) 내지 제4 도전성 패치(244)의 급전부와 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수의 포트들과 급전부는 각각 일대일 대응 구조로 연결될 수 있다. 다른 예로, 복수의 포트들과 급전부는 도 15에서와 같은 컴바이너(combiner)를 통하여 적어도 일부의 전송 선로가 합쳐지면서 연결될 수 있다. 무선 통신 회로(250)와 제1 도전성 패치(241) 내지 제4 도전성 패치(244)를 연결하는 전송 선로를 최소화 하기 위해, 제1 도전성 패치(241) 및 제2 도전성 패치(242)의 급전 점의 위치와 제3 도전성 패치(243) 및 제4 도전성 패치(244)의 급전 점의 위치를 안테나 구조체(240)를 기준으로 서로 대칭이 되도록 배치할 수 있다.
일 실시 예에서, 편파는 안테나 구조체(240)의 가장자리를 기준으로 사선으로 형성될 수 있다. 제1 도전성 패치(241) 내지 제4 도전성 패치(244) 각각은 서로 직교하는 제1 편파 및 제2 편파를 형성할 수 있다. 제1 편파 및 제2 편파는 안테나 구조체(240)의 가장자리를 기준으로 '+' 형태의 구조가 아니라 'X' 형태의 구조로 형성할 수 있다. 제1 편파 및 제2 편파는 안테나 구조체(240)의 길이 방향인 X축 방향 또는 안테나 구조체(240)의 폭 방향인 Y축 방향이 아니라, 안테나 구조체(240)의 길이 방향의 사선으로 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 안테나 구조체(240)의 그라운드의 길이는 Y축 대비 X축 방향으로 보다 길 수 있다. 안테나 구조체(240)의 그라운드의 영향으로 수직 편파 및 수평 편파 신호 사이에 진폭 편차가 발생할 수 있다. 이에 따라, 수직 편파 신호의 진폭 및 수평 편파 신호의 진폭을 동일하도록 설정하기 위하여 제1 편파 및 제2 편파를 안테나 구조체(240)의 길이 방향의 사선으로 형성할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 도전성 패치(241) 내지 제4 도전성 패치(244)에 배치된 16개의 급전 점을 급전할 수 있다. 16개의 급전 점은 4개의 도전성 패치(241~244)에 형성될 수 있다. 이에 따라, 도전성 패치(241~244) 각각은 4개의 급전 점을 갖는 다중 급전을 구현할 수 있다.
도 12는 일 실시 예에 따른 안테나 구조체(240)의 급전 구조를 나타낸 도면이다. 안테나 구조체(240)는 PCB 및 무선 통신 회로(250)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, PCB는 복수의 도전층들(901), 복수의 절연층들(902), 및 도전성 패치(950)를 포함할 수 있다. 복수의 도전층들(901) 및 복수의 절연층들(902)은 PCB의 내부에 배치될 수 있다. 도전성 패치(950)는 PCB의 일 면 상에 및/또는 내부에 배치될 수 있다. 도전성 패치(950)는 도 8에서 설명한 복수의 도전성 패치들(241~244) 중 하나의 도전성 패치로 참조될 수 있다.
일 실시 예에서, 복수의 도전층들(901) 및 복수의 절연층들(902)은 교대로 적층될 수 있다. 예를 들어, 복수의 도전층들(901) 및 복수의 절연층들(902)은 복수의 레이어들(layers)로 형성된 레이어 구조를 형성할 수 있다. 복수의 도전층들(901)은 금속과 같은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 복수의 절연층들(902)은 비도전성 물질을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 무선 통신 회로(250)는 PCB의 일 면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로(250)는 Z축을 기준으로 PCB의 하부에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 도전성 패치(950)는 무선 통신 회로(250)로부터 급전되어 전자기적 공진을 일으킬 수 있다. 도전성 패치(950)는 전자기적 신호를 +Z축 방향으로 방사할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도전성 패치(950)에 대한 급전은 복수의 도전층들(901) 및 복수의 절연층들(902)의 내부에 형성되는 복수의 비아 홀들(931, 932)을 통해 이루어질 수 있다. 복수의 비아 홀들(931, 932)은 복수의 도전층들(901) 및 복수의 절연층들(902)의 적어도 일부에 형성될 수 있다. 복수의 비아 홀들(931, 932)은 복수의 도전층들(901) 및 복수의 절연층들(902)로 이루어진 레이어 구조를 관통할 수 있다.
일 실시 예에서, 복수의 도전층들(901) 및 복수의 비아 홀들(931, 932)은 복수의 급전 경로들(941, 942)을 형성할 수 있다. 복수의 비아 홀들(931, 932)은 도전성 물질로 채워질 수 있다.
일 실시 예에서, 도전성 패치(950) 및 무선 통신 회로(250)는 복수의 급전 경로들(941, 942)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 도전성 패치(950)는 복수의 급전 경로들(941, 942)을 통해 급전될 수 있다. 무선 통신 회로(250)에 의해 도전성 패치(950)가 급전되는 경우, 전자 장치(101)는 밀리미터 웨이브(millimeter wave, ㎜ wave) 신호를 이용한 통신을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 복수의 도전층들(901)은 안테나의 일부를 형성할 수 있다. 예를 들어, 복수의 도전층들(901)의 적어도 일부는 무선 통신 회로(250) 및 도전성 패치(950)에 대하여 그라운드로 동작할 수 있다. 다른 예로, 복수의 도전층들(901)의 적어도 일부는 지정된 주파수의 RF 신호를 송신 또는 수신하기 위한 방사체로 동작할 수도 있다.
도 13a 및 도 13b는 다른 실시 예에 따른 안테나 구조체(240)의 급전 구조를 나타낸 도면들이다.
일 실시 예에서, 안테나 구조체(240)는 제1 안테나 엘리먼트(1010) 및 제2 안테나 엘리먼트(1020)를 포함할 수 있다. 제1 안테나 엘리먼트(1010) 및 제2 안테나 엘리먼트(1020)는 수직 편파를 형성할 수 있다. 제1 안테나 엘리먼트(1010)는 제2 안테나 엘리먼트(1020)와 평행하게 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나 엘리먼트(1010)의 일 면 및 제2 안테나 엘리먼트(1020)의 일 면은 서로 대향하도록 배치될 수 있다. 제1 안테나 엘리먼트(1010) 및 제2 안테나 엘리먼트(1020)는 패치 안테나의 방사체로서 기능할 수 있다. 제1 안테나 엘리먼트(1010) 및/또는 제2 안테나 엘리먼트(1020)는 도 8에서 설명한 도전성 패치들(241~244) 중 하나로 참조될 수 있다.
일 실시 예에서, PCB(1030)의 적어도 일 면 상에 또는 내부에는 제1 안테나 엘리먼트(1010) 및 제2 안테나 엘리먼트(1020)가 형성될 수 있다. 도 10a 및 도 10b에서는 급전 구조를 나타내기 위해 생략하였지만, 제1 안테나 엘리먼트(1010) 및 제2 안테나 엘리먼트(1020)의 사이에는 PCB(1030)의 적어도 일부를 구성하는 절연체가 채워질 수 있다. PCB(1030)는 고주파 신호에 적합한 저 손실 인쇄 회로 기판으로 참조될 수 있다.
일 실시 예에서, PCB(1030)는 제1 급전 라인(1031) 및 제2 급전 라인(1032)을 포함할 수 있다. 예를 들어, PCB(1030)의 위에서 볼 때, 제1 급전 라인(1041)의 적어도 일부 또는 제2 급전 라인(1042)의 적어도 일부는 제1 안테나 엘리먼트(1010)와 중첩될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 안테나 엘리먼트(1010)는 제1 급전부(1041) 및 제2 급전부(1042)를 통하여 급전될 수 있다. 본 문서에서 제1 급전부(1041)는 제1 위치(610)로 참조될 수 있고, 제2 급전부(1042)는 제2 위치(620)로 참조될 수 있다. 제2 안테나 엘리먼트(1020)는 PCB(1030)에 포함된 그라운드 영역과 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 급전 라인(1031)은 제1 급전부(1041) 및 무선 통신 회로(250)를 전기적으로 연결할 수 있다. 제2 급전 라인(1032)은 제2 급전부(1042)와 무선 통신 회로(250)를 전기적으로 연결할 수 있다. 제1 급전부(1041) 및 제2 급전부(1042)의 위치는 편파 방향과 평행한 제1 가상축(1051)에 대칭으로 배치되도록 설정될 수 있다. 무선 통신 회로(250)는 제1 급전 라인(1031)을 통해 제1 급전부(1041)로 급전하고, 제2 급전 라인(1032)을 통해 제2 급전부(1042)로 급전할 수 있다. 무선 통신 회로(250)는 제1 안테나 엘리먼트(1010) 및 제2 안테나 엘리먼트(1020)를 이용하여 수직 편파를 송신 및/또는 수신할 수 있다.
도 14a는 일 실시 예에 따른 안테나 구조체(1100)의 PCB(1110), 복수의 포트들(1121~1124), 복수의 안테나 엘리먼트들(1131~1133), 및/또는 결합부(1140)를 나타낸 도면이다. 도 14a의 안테나 구조체(1100)의 복수의 포트들(1121~1124)은 도 6 내지 도 11의 복수의 포트들과 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 구성 요소들일 수 있다. 또한, 도 14a의 안테나 구조체(1100)의 복수의 안테나 엘리먼트들(1131~1133)은 도 13a 및 도 13b의 제1 안테나 엘리먼트(1010) 및 제2 안테나 엘리먼트(1020)와 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 구성 요소들일 수 있다. 무선 통신 회로(250)는 복수의 안테나 엘리먼트들(1131~1133)이 RF 신호를 방사하도록 복수의 포트들(1121~1124)에 급전할 수 있다.
일 실시 예에서, 복수의 포트들(1121~1124)은 PCB(1110) 내에 포함된 전송 선로 상의 적어도 일부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 4개의 전송 선로가 복수의 포트들(1121~1124)로 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 복수의 안테나 엘리먼트들(1131~1133)은 복수의 포트들(1121~1124)과 연결될 수 있다. 복수의 포트들(1121~1124) 중 적어도 일부는 직접 복수의 안테나 엘리먼트들(1131~1133)과 연결되고, 복수의 포트들(1121~1124) 중 적어도 일부는 결합부(1140)를 이용하여 복수의 안테나 엘리먼트들(1131~1133)과 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 포트(1121)는 제1 안테나 엘리먼트(1131)과 직접 연결되고, 제4 포트(1124)는 제3 안테나 엘리먼트(1133)와 직접 연결되고, 제2 및 제3 포트(1122, 1123)는 결합부(1140)를 이용하여 제2 안테나 엘리먼트(1132)와 연결될 수 있다. 결합부(1140)는, 예를 들어, 도 15와 같은 구조를 가질 수 있으며, 제2 및 제3 포트(1122, 1123)를 제2 안테나 엘리먼트(1132)와 연결시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 복수의 안테나 엘리먼트들(1131~1133)은 복수의 포트들(1121~1124)을 이용하여 무선 통신 회로(250)와 연결될 수 있다. 무선 통신 회로(250)는 복수의 안테나 엘리먼트들(1131~1133)에 급전할 수 있다. 복수의 안테나 엘리먼트들(1131~1133)은 신호를 방사할 수 있다.
일 실시 예에서, 안테나 구조체(1100)에 포함된 복수의 포트들(1121~1124)의 개수는 복수의 안테나 엘리먼트들(1131~1133)의 개수보다 많을 수 있다. 예를 들어, 도 14a와 같이 안테나 구조체(1100)에 포함된 복수의 포트들(1121~1144)의 개수는 4개이고, 안테나 구조체(1100)에 포함된 복수의 안테나 엘리먼트들(1131~1133)의 개수는 3개일 수 있다.
일 실시 예에서, PCB(1110)는 복수의 포트들(1121~1124) 및 복수의 안테나 엘리먼트들(1131~1133)을 서로 연결할 수 있다. 예를 들어, 제1 포트(1121)는 제1 안테나 엘리먼트(1131)와 연결될 수 있다. 제2 포트(1122) 및 제3 포트(1123)는 제2 안테나 엘리먼트(1132)와 연결될 수 있다. 제4 포트(1124)는 제3 안테나 엘리먼트(1133)와 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 안테나 구조체(1100)는 2개 이상의 포트들을 하나의 안테나 엘리먼트와 연결시키는 결합부(1140)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 14a와 같이 결합부(1140)는 제2 포트(1122) 및 제3 포트(1123)를 제2 안테나 엘리먼트(1132)와 연결시킬 수 있다. 결합부(1140)는 제2 포트(1122) 및 제3 포트(1123)로부터 신호를 입력받을 수 있다. 결합부(1140)는 제2 포트(1122) 및 제3 포트(1123)로 입력받은 신호를 합칠 수 있다. 결합부(1140)는 합친 신호를 제2 안테나 엘리먼트(1132)로 출력할 수 있다.
일 실시 예에서, 결합부(1140)는 컴바이너(combiner)로 구현될 수 있다. 예를 들어, 결합부(1140)는 서로 다른 두 개 이상의 입력 포트들의 신호를 합치는 T-형 접합 컴바이너로 구현될 수 있다. T-형 접합 컴바이너에서 서로 다른 두 개 이상의 입력 포트들로 입력되는 신호들의 위상이 동일한 경우, 신호들의 크기의 합과 동일한 신호를 출력 포트로 출력할 수 있다. 다른 예로, 결합부(1140)는 입력 포트들의 임피던스의 합인 입력 임피던스 및 출력 포트의 임피던스인 출력 임피던스가 매칭된 전송 선로로 구현될 수 있다.
일 실시 예에서, 결합부(1140)에 연결된 제2 포트(1122)로 공급되는 신호의 위상 및 제3 포트(1123)로 공급되는 신호의 위상은 동일할 수 있다. 이에 따라, 제2 포트(1122)로 공급되는 신호 및 제3 포트(1123)로 공급되는 신호를 결합하는 경우, 하나의 포트로 공급되는 신호의 위상과 동일한 위상의 신호를 제2 안테나 엘리먼트(1132)에 공급할 수 있다.
일 실시 예에서, 결합부(1140)에 연결된 제2 포트(1122)로 공급되는 신호의 크기 및 제3 포트(1123)로 공급되는 신호의 크기는 결합부(1140)에 연결된 포트들(1122, 1123)을 제외한 나머지 포트들인 제1 포트(1121) 및 제4 포트(1124)에 공급되는 신호의 크기보다 작을 수 있다. 복수의 포트들(1121~1124) 각각에 공급하는 신호 각각의 크기를 감소시키는 경우, 소비 전력을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 포트(1122)로 공급되는 신호의 크기 및 제3 포트(1123)로 공급되는 신호의 크기를 절반으로 감소시키는 경우, 제2 안테나 엘리먼트(1132)에서 출력하는 신호의 크기는 제1 안테나 엘리먼트(1132) 또는 제3 안테나 엘리먼트(1133)에서 출력하는 신호의 크기와 실질적으로 동일할 수 있다. 이에 따라, 제2 포트(1122) 및 제3 포트(1123)에서 소비하는 전력을 각각 절반으로 감소시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 결합부(1140)에 연결된 제2 포트(1122)로 공급되는 신호의 크기 및 제3 포트(1123)로 공급되는 신호의 크기는 결합부(1140)에 연결된 포트들(1122, 1123)을 제외한 나머지 포트들인 제1 포트(1121) 및 제4 포트(1124)에 공급되는 신호의 크기와 실질적으로 같을 수 있다. 결합부(1140)에 연결된 포트들(1122, 1123)에 공급하는 신호의 크기를 유지하는 경우, 결합부(1140)와 연결된 제2 안테나 엘리먼트(1132)에서 출력하는 신호의 크기는 제1 안테나 엘리먼트(1132) 또는 제3 안테나 엘리먼트(1133)에서 출력하는 신호의 크기보다 커질 수 있다. 예를 들어, 결합부(1140)에 연결된 포트들(1122, 1123)이 제1 포트(1121) 및 제4 포트(1124)에 공급되는 신호의 크기와 같은 경우, 제2 안테나 엘리먼트(1132)에서 출력하는 신호의 크기는 제1 안테나 엘리먼트(1132) 또는 제3 안테나 엘리먼트(1133)에서 출력하는 신호의 크기의 2배일 수 있다. 중앙에 배치된 제2 안테나 엘리먼트(1132)의 출력 파워가 2배가 될 경우, 테이퍼링(tapering) 효과로 인해 안테나 구조체(1100)의 사이드 로브(side lobe)의 크기가 감소할 수 있다. 이에 따라, 5세대(5g) 마이크로파(micro wave) 통신을 지원하는 안테나 구조체(1100)의 방사 성능을 향상 시킬 수 있다.
도 14b는 도 14a의 안테나 구조체(1100)의 예시적인 구조를 나타낸 도면이다. 도 14b의 안테나 구조체(1100)는 PCB(1110), 도 14a의 제1 내지 제3 안테나 엘리먼트(1131, 1132, 1133)와 대응되는 안테나 패치들(1150) 및 복수의 급전부들(F1, F3, F5)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 안테나 패치들(1150) 각각은 복수의 급전부들(F1, F3, F5)을 통해 급전 받을 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나 패치(1152)는 제1 급전부(F1)를 통해 급전 받고, 제2 안테나 패치(1154)는 제5 급전부(F5)를 통해 급전 받고, 제3 안테나 패치(1156)는 제3 급전부(F3)를 통해 급전 받을 수 있다. 제1 급전부(F1), 제3 급전부(F3), 또는 제5 급전부(F5)의 위치는 편파 방향에 따라 설정될 수 있다.
일 실시 예에서, 제3 안테나 패치(1156)는 복수의 전송 선로들에 의해 전송된 후 결합부(1140)에서 결합된 신호를 제3 급전부(F3)를 통해 급전 받을 수 있다. 이에 따라, 제3 안테나 패치(1156)는 제1 안테나 패치(1152) 또는 제2 안테나 패치(1154)보다 크기가 큰 신호를 방사할 수 있다.
도 15는 일 실시 예에 따른 결합부(1140)의 구조를 나타낸 도면이다.
일 실시 예에서, 결합부(1140)는 입력 포트 연결부들(1141, 1142) 및 출력 포트 연결부(1143)를 포함할 수 있다. 입력 포트 연결부들(1141, 1142) 각각은 하나 이상의 포트(1121~1124)들 중 결합부(1140)와 연결되는 포트들과 연결될 수 있다. 출력 포트 연결부(1143)는 적어도 하나의 안테나 엘리먼트(1131~1133) 중 결합부(1140)와 연결되는 안테나 엘리먼트와 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 결합부(1140)는 입력 포트 연결부들(1141, 1142)을 결합시키는 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력 포트 연결부들(1141, 1142)은 도전성의 물질로 이루어진 전송 선로를 통해 중앙 부분에서 연결된 후, 중앙 부분에서 입력 포트 연결부들(1141, 1142)로 입력된 신호들을 결합하는 제1 구조(S1)를 가질 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 구조(S1)는 입력 포트 연결부들(1141, 1142)을 출력 포트 연결부(1143)와 서로 연결할 수 있다. 제1 구조(S1)는 입력 임피던스의 크기 및 출력 임피던스의 크기를 동일하도록 조정할 수 있다. 제1 구조(S1)는 임피던스의 크기를 제어하도록 제1 폭(W1)을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 구조(S1)의 임피던스의 크기를 일반적인 전송 선로의 임피던스인 50Ω보다 작은 25Ω으로 제어하는 경우, 제1 폭(W1)은 전송 선로의 폭인 제2 폭(W2)보다 클 수 있다.
도 16은 다른 실시 예에 따른 안테나 구조체(1300)를 나타낸 도면이다.
일 실시 예에서, 안테나 구조체(1300)는 무선 통신 회로(1305)가 급전하는 제1 영역(1301) 및 RF 신호의 방사가 일어나는 제2 영역(1302)을 포함할 수 있다. 도 16의 무선 통신 회로(1305)는 도 5에서 설명한 무선 통신 회로(250)와 실질적으로 동일한 구성 요소이므로, 이하에서는 중복되는 구조 및 기능에 관한 설명은 생략하기로 한다.
일 실시 예에서, 제1 영역(1301)은 급전 네트워크를 형성할 수 있다. 제1 영역(1301)에는 무선 통신 회로(1305) 및 무선 통신 회로(1305)와 제2 영역(1302)을 연결하는 제1 급전 라인(1315) 및 제2 급전 라인(1325)이 배치될 수 있다. 도 16의 제1 급전 라인(1315) 및 제2 급전 라인(1325)은 도 13a 및 도 13b의 제1 급전 라인(1031) 및 제2 급전 라인(1032)과 실질적으로 동일한 기능을 수행할 수 있으므로, 이하에서는 중복되는 기능에 관한 설명은 생략하기로 한다.
일 실시 예에서, 제1 안테나(1310)는 수직 편파된 신호를 방사할 수 있다. 제1 안테나(1310)는 수직 편파 안테나 어레이를 이룰 수 있다. 제1 안테나(1310)는 제1 급전부(1313)를 통해 급전 받을 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 안테나(1320)는 수평 편파된 신호를 방사할 수 있다. 제2 안테나(1320)는 수평 편파 안테나 어레이를 이룰 수 있다. 제2 안테나(1320)는 제2 급전부(1314)를 통해 급전 받을 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 영역(1301)에는 복수의 서브 급전 라인들 중 적어도 일부 서브 급전 라인을 서로 결합하기 위한 결합부(1330)가 배치될 수 있다. 결합부(1330)는 도 15의 결합부(1140)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 결합부(1330)는 도 15의 결합부(1140)와 실질적으로 동일한 구조 및/또는 기능을 가질 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 급전부(1313)는 무선 통신 회로(1305)와 연결된 단일한 전송 선로인 제1 급전 라인(1315)과 연결될 수 있다. 제2 급전부(1314)는 무선 통신 회로(1305)와 연결된 단일한 전송 선로인 제2 급전 라인(1325)과 연결될 수 있다. 무선 통신 회로(1305)는 제1 급전 라인(1315)을 이용하여 제1 급전부(1313)에 급전할 수 있다. 무선 통신 회로(1305)는 제2 급전 라인(1325)을 이용하여 제2 급전부(1314)에 급전할 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 영역(1302)에는 제1 안테나(1310) 및 제2 안테나(1320)가 배치될 수 있다. 제1 안테나(1310)는 제1 안테나 엘리먼트(1311) 및 제2 안테나 엘리먼트(1312)를 포함할 수 있다. 제2 안테나(1320)는 제3 안테나 엘리먼트(1321) 및 제4 안테나 엘리먼트(1322)를 포함할 수 있다. 도 16의 제1 안테나 엘리먼트(1311) 내지 제4 안테나 엘리먼트(1322)는 도 13a 및 도 13b의 제1 안테나 엘리먼트(1010) 및 제2 안테나 엘리먼트(1020) 또는 도 14의 복수의 안테나 엘리먼트들(1131~1133)과 상이한 구성 요소들이다. 제1 안테나 엘리먼트(1311) 및 제2 안테나 엘리먼트(1312)는 도전성 플레이트로 참조될 수 있다. 제3 안테나 엘리먼트(1321) 및 제4 안테나 엘리먼트(1322)는 도전성 엘리먼트(예: 도전성 패턴)로 참조될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 안테나 엘리먼트(1311)는 제2 안테나 엘리먼트(1312)와 이격되고, 제2 안테나 엘리먼트(1312)와 평행하게 배치될 수 있다. 제1 안테나(1310)는 패치 안테나일 수 있다. 제2 안테나(1320)는 다이폴(dipole) 안테나일 수 있다.
예를 들어, 제2 영역(1302)은 적어도 하나의 그라운드 레이어를 포함할 수 있다. 제1 안테나(1310) 및 제2 안테나(1320)의 적어도 일부는 그라운드 레이어와 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 안테나(1310) 및 제2 안테나(1320)는 무선 통신 회로(1305)와 전기적으로 연결될 수 있다. 무선 통신 회로(1305)는 제1 안테나(1310)를 이용하여 수직 편파 특성의 RF 신호를 송수신할 수 있다. 무선 통신 회로(1305)는 제2 안테나(1320)를 이용하여 수평 편파 특성의 RF 신호를 송수신할 수 있다.
도 17은 또 다른 실시 예에 따른 안테나 구조체(1400)를 나타낸 도면이다. 안테나 구조체(1400)는 PCB(1410), 제1 안테나 어레이(1420), 제2 안테나 어레이(1430), 및/또는 제3 안테나 어레이(1440)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, PCB(1410)는 제1 면(1411) 및 제1 면(1411)과 반대 방향으로 향하는 제2 면(1412)을 포함할 수 있다. 제1 안테나 어레이(1420)는 PCB(1410)의 제1 면(1411) 상에 배치되거나 제1 면(1411)과 제2 면(1412)의 사이에 배치될 수 있다. 제2 안테나 어레이(1430) 및 제3 안테나 어레이(1440)는 PCB(1410)의 일 측에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 안테나 어레이(1420)는 제1 내지 제3 패치 안테나(1421, 1422, 1423)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 패치 안테나(1421, 1422, 1423)는 도 7 내지 도 9의 도전성 패치(400, 500, 600)와 실질적으로 동일할 수 있다. 제1 내지 제3 패치 안테나(1421, 1422, 1423)는 급전 점(1421-1, 1422-1, 1423-1)을 통해 급전 받을 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 안테나 어레이(1430)는 제4 내지 제6 패치 안테나(1431, 1432, 1433)를 포함할 수 있다. 제4 내지 제6 패치 안테나(1431, 1432, 1433)는 도 16의 제1 안테나 엘리먼트(1311, 1312)와 실질적으로 동일할 수 있다. 제4 내지 제6 패치 안테나(1431, 1432, 1433)는 도전성 플레이트 형태로 형성될 수 있다. 제4 내지 제6 패치 안테나(1431, 1432, 1433)는 복수 개의 급전 점들(1431-1a, 1431-1b, 1432-1a, 1432-1b, 1433-1a, 1433-1b)을 통해 급전 받을 수 있다. 예를 들어, 제4 내지 제6 패치 안테나(1431, 1432, 1433)는 도 13a 및 도 13b의 제1 급전부(1041) 및 제2 급전부(1042)와 같은 구조를 이용하여 다중 급전 받을 수 있다.
일 실시 예에서, 제3 안테나 어레이(1440)는 제1 내지 제3 다이폴(dipole) 안테나(1441, 1442, 1443)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 다이폴 안테나(1441, 1442, 1443)는 도 16의 제2 안테나 엘리먼트(1321, 1322)와 실질적으로 동일할 수 있다. 제1 내지 제3 다이폴 안테나(1441, 1442, 1443)는 도전성 패턴 형태의 다이폴 방사체로 형성될 수 있다. 안테나 구조체(1400)는 패치 안테나 구조 및 도 16에서 나타낸 다이폴 안테나 구조를 하나의 PCB(1410) 모듈에서 구현할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 다이폴 안테나(1441)는 2개의 안테나 엘리먼트(1441-1, 1441-2)를 가질 수 있다. 또 다른 예로, 제2 다이폴 안테나(1442)는 2개의 안테나 엘리먼트(1442-1, 1442-2)를 가질 수 있다. 또 다른 예로, 제3 다이폴 안테나(1443)는 2개의 안테나 엘리먼트(1443-1, 1443-2)를 가질 수 있다. 각각의 안테나 엘리먼트(1441-1, 1441-2, 1441-1, 1442-2, 1443-1, 1443-2)에는 2개의 전송 선로를 연결할 수 있다.
일 실시 예에서, 도 15에서 도시한 결합부(1140)의 출력 포트 연결부(1143)를 각각의 안테나 엘리먼트(1441-1, 1441-2, 1442-1, 1442-2, 1443-1, 1443-2)에 연결할 수 있다. 결합부(1140)는 2개의 입력 포트 연결부(1141, 1142) 각각에 연결되는 2개의 전송 선로를 서로 연결하여, 2개의 입력 포트 연결부(1141, 1142)로 인가되는 신호들을 서로 결합할 수 있다. 이에 따라, 결합부(1140)를 이용하는 경우, 제1 내지 제3 다이폴 안테나(1441, 1442, 1443) 각각에는 총 4개의 전송 선로를 연결할 수 있다. 이에 따라, 1 내지 제3 다이폴 안테나(1441, 1442, 1443) 각각에 4개의 전송 선로를 이용하여 다중 급전을 수행할 수 있다.
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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(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))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 저장매체는, 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 pro메모리 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 두 개의 사용자 장치(예: 스마트폰)들 간에 직접 또는 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.
101: 전자 장치 200: 하우징
210: 제1 플레이트 220: 제2 플레이트
230: 측면 부재 240: 안테나 구조체
250: 무선 통신 회로
210: 제1 플레이트 220: 제2 플레이트
230: 측면 부재 240: 안테나 구조체
250: 무선 통신 회로
Claims (20)
- 전자 장치에 있어서,
제1 플레이트, 상기 제1 플레이트와 반대 방향을 향하는 제2 플레이트, 및 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이의 공간을 둘러싸고, 상기 제2 플레이트에 연결되거나, 상기 제2 플레이트와 일체로 형성된 측면 부재를 포함하는 하우징;
상기 제1 플레이트의 일부를 통해 보여지는 디스플레이;
상기 하우징의 내부에 배치되는 안테나 구조체로서,
제1 면 및 상기 제1 면의 반대 방향으로 향하는 제2 면을 포함하는 인쇄 회로 기판, 및
상기 제1 면 및 상기 제2 면 사이, 또는 상기 제1 면에 배치되는 적어도 하나의 도전성 패치를 포함하고, 상기 적어도 하나의 도전성 패치 각각은 도전성 패치 상에서 제1 방향으로 연장된 제1 가상축(imaginary axis), 및 상기 도전성 패치 상의 중심점에서 상기 제1 가상축과 교차하면서 수직한 제2 가상축을 기준으로 시계방향으로 위치한 제1 내지 제4 영역을 포함하는, 안테나 구조체; 및
3㎓ 및 100㎓ 사이의 주파수를 가진 제1 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성된 적어도 하나의 무선 통신 회로로서,
상기 제1 영역의 상기 중심점으로부터 제1 거리만큼 이격된 제1 위치에 전기적으로 연결되는 제1 포트, 및
상기 제1 가상축을 기준으로 상기 제1 위치와 반대쪽에 위치하고, 상기 중심점으로부터 상기 제1 거리만큼 이격된 제2 위치에 전기적으로 연결되는 제2 포트를 포함하는 상기 적어도 하나의 무선 통신 회로를 포함하고,
상기 제1 거리는 상기 도전성 패치의 임피던스에 기반하여 결정되는, 전자 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 포트 및 상기 제2 포트에서 상기 도전성 패치로 급전되는 상기 신호의 크기 및 위상은 동일한, 전자 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 거리는 상기 도전성 패치가 상기 적어도 하나의 무선 통신 회로와 단일한 포트로 연결될 때 상기 단일한 포트가 상기 중심점으로부터 이격된 거리보다 짧은, 전자 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 무선 통신 회로는,
상기 제1 가상축 상의 제3 위치에 전기적으로 연결되는 제3 포트를 더 포함하는 전자 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 가상축에 적어도 일부 기반하여 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치가 이루는 제1 각도는 예각인 전자 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 무선 통신 회로는,
상기 제2 가상축을 기준으로 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치와 각각 반대쪽에 위치한 제3 위치 및 제4 위치와 각각 연결되는 제3 포트 및 제4 포트를 더 포함하고,
상기 제3 포트 및 상기 제4 포트로 상기 제1 신호와 180도 위상차를 갖는 제2 신호를 전달하도록 구성된 전자 장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 전자 장치에 있어서,
제1 플레이트, 상기 제1 플레이트와 반대 방향을 향하는 제2 플레이트, 및 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이의 공간을 둘러싸고, 상기 제2 플레이트에 연결되거나, 상기 제2 플레이트와 일체로 형성된 측면 부재를 포함하는 하우징;
상기 하우징의 내부에 배치되는 안테나 구조체;
상기 안테나 구조체에 연결되고, 지정된 주파수의 제1 신호를 송신 및/또는 수신하는 무선 통신 회로; 및
상기 무선 통신 회로와 작동적으로 연결되는 하나 이상의 프로세서를 포함하고,
상기 안테나 구조체는 제1 안테나 엘리먼트를 포함하고,
상기 무선 통신 회로는,
상기 제1 안테나 엘리먼트의 제1 위치에 연결된 제1 급전부; 및
상기 제1 안테나 엘리먼트의 제2 위치에 연결된 제2 급전부를 포함하고,
상기 무선 통신 회로는 상기 제1 급전부 및 상기 제2 급전부에 급전하고,
상기 제1 급전부는 제1 급전 라인을 통해 상기 제1 안테나 엘리먼트와 상기 제1 위치에서 연결되고,
상기 제2 급전부는 제2 급전 라인을 통해 상기 제1 안테나 엘리먼트와 상기 제2 위치에서 연결되고,
상기 제1 위치는 상기 제1 안테나 엘리먼트 상에서 제1 방향으로 연장된 제1 가상축을 기준으로 상기 제2 위치와 대칭이고,
상기 제1 위치와 상기 제2 위치 각각은 상기 제1 안테나 엘리먼트의 중심점으로부터 제1 거리만큼 이격되고,
상기 제1 거리는 상기 제1 안테나 엘리먼트의 임피던스에 기반하여 결정된, 전자 장치. - 청구항 16에 있어서,
상기 무선 통신 회로가 상기 제1 급전부 및 상기 제2 급전부에 급전하는 상기 제1 신호의 크기 및 위상은 동일한 전자 장치. - 삭제
- 삭제
- 청구항 16에 있어서,
상기 무선 통신 회로는 상기 제1 급전부에 급전하여 상기 제1 가상축 방향으로 제1 편파를 생성하고,
상기 무선 통신 회로는 상기 제2 급전부에 급전하여 상기 제1 편파와 수직인 방향으로 제2 편파를 생성하는 전자 장치.
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